《计算机组网技术》第3版第6单元:实训-小型校园网网络解决方案的设计与实施详细步骤与思路解析

**实训目的:**设计一个完整的网络解决方案的设计,并在模拟器上模拟实施。

实训要求:

(1)高性能、全交换,满足用户需求

(2)要求为校园内网找到合适的私有网络地址

(3)要求建立一个最节省IP地址的有效地址方案

(4)要求每个设备都有能相互区分的名称

(5)要求在交换机上设置本地和远程访问口令

(6)要求在路由器上设置本地和远程访问口令

(7)实现网络设备的安装和调试

(8)管理简单

(9)系统安全,保密性高

实训内容:

要搭建的网络是一个在小型的校园网络,主要适宜单一建筑物(教学楼)内的网络解决方案。具体内容:

(1)3个校区:总校区、东校区和西校区

(2)总校区有5个多媒体教室(每个教室约5台机器);1个电子阅览器(10台机器);5个机房(每个机房4台机器)

(3)东校区有4个多媒体教室(每个教室约5台机器); 3个机房(每个机房4台机器)

(4)西校区有1个多媒体教室(每个教室约5台机器); 5个机房(每个机房4台机器)

(5)都需要互联网接入,实现安全的广域网访问

实验材料:

(1)所用设备:路由器、交换机、PC机、网线

(2)消耗性器材:无

一、实验场景描述

某学校需要搭建一个校园网络,该学校有总校区、东校区、西校区3个校区,她们拥有的计算机台数分别是:55台、32台、25台。现在要让这些机器能够互联互通,并且都能安全接入互联网,需要设计一个完整的网络解决方案。

二、网络拓扑图及描述

三、实验步骤

1.根据各校区的计算机台数,确定了以下私有网络地址编址方案:

总校区:IP为192.168.0.1~126,子网掩码为255.255.255.128

东校区:IP为192.168.0.129~190,子网掩码为255.255.255.192

西校区:IP为192.168.0.193~222,子网掩码为255.255.255.224

2.根据网络拓扑图,将相关设备进行连接(PC与交换机、交换与路由器用直通线连接;交换机与交换机、PC与路由器用交叉线连接;路由器与路由器用DCE串口线连接)。

3.给PC0配置IP地址、子网掩码、默认网关如下:

IP地址:192.168.0.2

子网掩码:255.255.255.128

默认网关:192.168.0.1

同理,给其它PC进行相应的配置。

4.进入交换机S0的CLI界面,执行以下命令给其修改设备名称、设置本地和远程访问口令:

en //进入特权模式

conf t //进入全局配置模式

hostname S0 //修改交换机的名称为S0

line console 0 //进入控制台配置模式

password NET@SchooL //设置控制台口令为NET@SchooL

login //设置登录时需要输入口令

exit //返回上一级模式

enable secret a12%SCHool //设置特权模式访问口令为a12%SCHool

line vty 0 4 //进入远程虚拟终端配置模式

password Hello!student //设置远程访问口令为Hello!student

login //设置登录时需要输入口令

exit //返回上一级模式

service password-encryption //对所有未加密的口令进行弱加密

int vlan 1 //进入vlan 1配置模式

ip add 192.168.0.29 255.255.255.128 //设置交换机的IP地址为192.168.0.29

no shut //开启端口

exit //返回上一级模式

ip default-gateway 192.168.0.1 //设置交换机的默认网关

end //直接返回特权模式

copy running-config startup-config //保存配置文件

同理,给其它交换机进行相应的配置。

5.进入路由器R1的CLI界面,执行以下命令给其修改设备名称、设置本地和远程访问口令:

en //进入特权模式

conf t //进入全局配置模式

hostname R1 //修改路由器的名称为R1

line console 0 //进入控制台配置模式

password SCh#!net6 //设置控制台口令为SCh#!net6

login //设置登录时需要输入口令

exit //返回上一级模式

enable secret STu%%ok8 //设置特权模式访问口令为STu%%ok8

clock timezone GMT 8 //设置时区

ip domain-name class.com //设置域名

crypto key generate rsa //生成密钥

1024 //选择不对称密钥的模数为1024

aaa new-model //配置认证授权统计服务(AAA)

username student123 password school#Hi //设置用户名和密码

line vty 0 4 //进入远程登录配置模式

transport input ssh //设置只允许使用SSH登录

login local //使用本地用户数据库进行身份验证

exit //返回上一级模式

service password-encryption //对所有未加密的口令进行弱加密

end //直接返回特权模式

copy running-config startup-config //保存配置文件

同理,给其它路由器进行相应必要的配置。

6.给路由器R1进行接口配置和设置RIP动态路由协议,以及配置默认路由,在全局配置模式下执行以下命令:

int fa0/0 //进入以太网口配置模式

ip add 192.168.100.1 255.255.255.0 //配置以太网口的IP和子网掩码

no shut //打开以太网口

exit //返回上一级模式

int se0/1/0 //进入串口配置模式

ip add 192.168.10.1 255.255.255.0 //配置串口的IP和子网掩码

no shut //打开串口接口

exit //返回上一级模式

int se0/2/0 //进入串口配置模式

ip add 192.168.20.1 255.255.255.0 //配置串口的IP和子网掩码

no shut //打开串口接口

exit //返回上一级模式

int se0/3/0 //进入串口配置模式

ip add 192.168.30.1 255.255.255.0 //配置串口的IP和子网掩码

no shut //打开串口接口

exit //返回上一级模式

int se0/0/0 //进入串口配置模式

ip add 202.10.6.1 255.255.255.0 //配置串口的IP和子网掩码

no shut //打开串口接口

clock rate 9600 //设置时钟频率

exit //返回上一级模式

router rip //配置RIP动态路由协议

version 2 //选择RIPV2协议

passive-interface fa0/0 //设置连接路由器LAN的接口为被动接口

network 192.168.100.0 //向其他路由器通告自己直连的网络是192.168.100.0

network 192.168.10.0 //向其他路由器通告自己直连的网络是192.168.10.0

network 192.168.20.0 //向其他路由器通告自己直连的网络是192.168.20.0

network 192.168.30.0 //向其他路由器通告自己直连的网络是192.168.30.0

no auto-summary //关闭自动汇总功能

exit //返回上一级模式

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 se0/0/0 //设置默认路由

end //直接返回特权模式

copy running-config startup-config //保存配置文件

同理,给其它路由器进行相应的配置。

7.配置NAT过载,进行内网、外网地址转换,在R1全局配置模式下执行以下命令:

access-list 1 permit 192.168.0.0 0.0.0.255

//定义一个标准访问控制列表,允许待转换的私有地址通过R1

ip nat inside source list 1 int se0/0/0 overload

//定义使用"overload"过载方式进行NAT源地址转换,应用到R1的se0/0/0接口

int se0/0/0 //进入串口配置模式

ip nat outside //设置R1连接外网ISP接口se0/0/0为NAT外部接口

exit //返回上一级模式

int se0/1/0 //进入串口配置模式

ip nat inside //设置R1连接内网的se0/1/0接口为NAT内部接口

exit //返回上一级模式

int se0/2/0 //进入串口配置模式

ip nat inside //设置R1连接内网的se0/2/0接口为NAT内部接口

exit //返回上一级模式

int se0/3/0 //进入串口配置模式

ip nat inside //设置R1连接内网的se0/3/0接口为NAT内部接口

8、用ping命令测试三个校区之间的所有PC能否ping通,结果为:全部能ping通。

  1. 用ping 202.10.6.2命令测试三个校区的所有PC能否访问广域网,结果为:全部可以访问互联网。

10.在PC0上用telnet 192.168.0.29命令测试能否远程访问交换机S0,结果为:可以成功访问。用同样的方法,测试其它交换机和路由器能够被成功远程访问。

11.在管理机上用ssh --l student123命令测试能否使用SSH远程登录路由器R1,结果为:可以成功登录。

12.在调试过程中,还可以使用下面命令查看设备的相关信息:

Show ip route //查看路由表

show ip nat translations //查看NAT转换信息

show running-config //查看运行配置文件

show startup-config //查看启动配置文件

show ip access-lists //查看配置的ACL信息

show ip protocols //查看当前使用的IP路由协议的具体配置信息

show ip rip database //查看RIP数据库中的路由信息

伍、实验总结

1、ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 se0/0/0,ISP出于保密等原因不会与用户交换其内部网络的路由信息,因此,在内网、外网边界路由器上,应该增加一条连通ISP外网路由器的默认路由。

2、NAT过载能够节省IPv4地址资源、增加内网安全性。使用NAT技术可以配置部分内网设备自由访问外网。

3、Telnet虽然能够提供有身份认证口令的访问,但所有用户名、口令都是明文传输的,容易被嗅探和窃取,具有安全隐患;采用SSH访问可以增加发送数据的安全性,因为SSH对传输数据是加密处理的。

4、AAA安全服务不但可以做身份认证和授权,还可以用于统计,是一系列安全服务的集合。通常使用RADIUS、TACACS+或Kerberos服务器保存AAA数据。

5、RIP是距离矢量路由协议,多用于小型网络互联设计中。RIP分两个版本,分别为RIPv1和RIPv2,它们主要的区别在于RIPv2能提供无类路由,因此RIPv2可适用于VLSM可变长子网。

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1.根据各校区的计算机台数,确定了以下私有网络地址编址方案:

总校区:IP为192.168.0.1~126,子网掩码为255.255.255.128

东校区:IP为192.168.0.129~190,子网掩码为255.255.255.192

西校区:IP为192.168.0.193~222,子网掩码为255.255.255.224

2.根据网络拓扑图,将相关设备进行连接(PC与交换机、交换与路由器用直通线连接;交换机与交换机、PC与路由器用交叉线连接;路由器与路由器用DCE串口线连接)。

3.给PC0配置IP地址、子网掩码、默认网关如下:

IP地址:192.168.0.2

子网掩码:255.255.255.128

默认网关:192.168.0.1

同理,给其它PC进行相应的配置。

4.进入交换机S0的CLI界面,执行以下命令给其修改设备名称、设置本地和远程访问口令:

en                                             //进入特权模式

conf t                                        //进入全局配置模式

hostname S0                              //修改交换机的名称为S0

line console 0                             //进入控制台配置模式

password NET@SchooL             //设置控制台口令为NET@SchooL

login                                         //设置登录时需要输入口令

exit                                           //返回上一级模式

enable secret a12%SCHool          //设置特权模式访问口令为a12%SCHool

line vty 0 4                                //进入远程虚拟终端配置模式

password Hello!student               //设置远程访问口令为Hello!student

login                                         //设置登录时需要输入口令

exit                                           //返回上一级模式

service password-encryption        //对所有未加密的口令进行弱加密

int vlan 1                                   //进入vlan 1配置模式

ip add 192.168.0.29 255.255.255.128         //设置交换机的IP地址为192.168.0.29

no shut                                      //开启端口

exit                                           //返回上一级模式

ip default-gateway 192.168.0.1    //设置交换机的默认网关

end                                           //直接返回特权模式

copy running-config startup-config     //保存配置文件

同理,给其它交换机进行相应的配置。

5.进入路由器R1的CLI界面,执行以下命令给其修改设备名称、设置本地和远程访问口令:

en                                             //进入特权模式

conf t                                        //进入全局配置模式

hostname R1                              //修改路由器的名称为R1

line console 0                             //进入控制台配置模式

password SCh#!net6                   //设置控制台口令为SCh#!net6

login                                         //设置登录时需要输入口令

exit                                           //返回上一级模式

enable secret STu%%ok8            //设置特权模式访问口令为STu%%ok8

clock timezone GMT 8                //设置时区

ip domain-name class.com           //设置域名

crypto key generate rsa               //生成密钥

1024                                         //选择不对称密钥的模数为1024

aaa new-model                           //配置认证授权统计服务(AAA)

username student123 password school#Hi                 //设置用户名和密码

line vty 0 4                                //进入远程登录配置模式

transport input ssh                      //设置只允许使用SSH登录

login local                                 //使用本地用户数据库进行身份验证

exit                                           //返回上一级模式

service password-encryption        //对所有未加密的口令进行弱加密

end                                           //直接返回特权模式

copy running-config startup-config     //保存配置文件

同理,给其它路由器进行相应必要的配置。

6.给路由器R1进行接口配置和设置RIP动态路由协议,以及配置默认路由,在全局配置模式下执行以下命令:

int fa0/0                             //进入以太网口配置模式

ip add 192.168.100.1 255.255.255.0      //配置以太网口的IP和子网掩码

no shut                               //打开以太网口

exit                                 //返回上一级模式

int se0/1/0                           //进入串口配置模式

ip add 192.168.10.1 255.255.255.0       //配置串口的IP和子网掩码

no shut                              //打开串口接口

exit                                 //返回上一级模式

int se0/2/0                           //进入串口配置模式

ip add 192.168.20.1 255.255.255.0       //配置串口的IP和子网掩码

no shut                              //打开串口接口

exit                                 //返回上一级模式

int se0/3/0                           //进入串口配置模式

ip add 192.168.30.1 255.255.255.0       //配置串口的IP和子网掩码

no shut                              //打开串口接口

exit                                 //返回上一级模式

int se0/0/0                           //进入串口配置模式

ip add 202.10.6.1 255.255.255.0         //配置串口的IP和子网掩码

no shut                              //打开串口接口

clock rate 9600                       //设置时钟频率

exit                                 //返回上一级模式

router rip                            //配置RIP动态路由协议

version 2                                   //选择RIPV2协议

passive-interface fa0/0         //设置连接路由器LAN的接口为被动接口

network 192.168.100.0        //向其他路由器通告自己直连的网络是192.168.100.0

network 192.168.10.0          //向其他路由器通告自己直连的网络是192.168.10.0

network 192.168.20.0          //向其他路由器通告自己直连的网络是192.168.20.0

network 192.168.30.0          //向其他路由器通告自己直连的网络是192.168.30.0

no auto-summary                //关闭自动汇总功能

exit                     //返回上一级模式

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 se0/0/0           //设置默认路由

end                                    //直接返回特权模式    

copy running-config startup-config     //保存配置文件

同理,给其它路由器进行相应的配置。

7.配置NAT过载,进行内网、外网地址转换,在R1全局配置模式下执行以下命令:

access-list 1 permit 192.168.0.0 0.0.0.255

//定义一个标准访问控制列表,允许待转换的私有地址通过R1

ip nat inside source list 1 int se0/0/0 overload

//定义使用"overload"过载方式进行NAT源地址转换,应用到R1的se0/0/0接口

int se0/0/0       //进入串口配置模式

ip nat outside        //设置R1连接外网ISP接口se0/0/0为NAT外部接口

exit             //返回上一级模式

int se0/1/0       //进入串口配置模式

ip nat inside          //设置R1连接内网的se0/1/0接口为NAT内部接口

exit             //返回上一级模式

int se0/2/0       //进入串口配置模式

ip nat inside          //设置R1连接内网的se0/2/0接口为NAT内部接口

exit             //返回上一级模式

int se0/3/0       //进入串口配置模式

ip nat inside          //设置R1连接内网的se0/3/0接口为NAT内部接口

8、用ping命令测试三个校区之间的所有PC能否ping通,结果为:全部能ping通。

9. 用ping 202.10.6.2命令测试三个校区的所有PC能否访问广域网,结果为:全部可以访问互联网。

10.在PC0上用telnet 192.168.0.29命令测试能否远程访问交换机S0,结果为:可以成功访问。用同样的方法,测试其它交换机和路由器能够被成功远程访问。

11.在管理机上用ssh --l student123命令测试能否使用SSH远程登录路由器R1,结果为:可以成功登录。

12.在调试过程中,还可以使用下面命令查看设备的相关信息:

Show ip route                            //查看路由表

show ip nat translations        //查看NAT转换信息

show running-config            //查看运行配置文件

show startup-config             //查看启动配置文件

show ip access-lists              //查看配置的ACL信息

show ip protocols                //查看当前使用的IP路由协议的具体配置信息

show ip rip database            //查看RIP数据库中的路由信息
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