课程设计报告-组建小型企业局域网

摘要

本课程设计聚焦于小型企业局域网的建设，旨在通过融合VLAN（虚拟局域网）技术和NAT（网络地址转换）技术，展示一个高效、安全的小型企业网络组建过程。课程设计首先分析了小型企业网络的建设需求接着，结合子网划分，详细阐述了如何为每个部门配置不同的VLAN，并规划相应的IP地址范围。在外部连接方面，NAT技术被引入，以允许内部设备使用私有IP地址访问外部网络，同时保护内部网络结构不被外部攻击。课程设计还包含了网络拓扑结构设计、交换机与路由器的配置、安全与管理措施以及故障排除方法等内容。通过这一综合性的课程设计，掌握NAT技术配置、三层交换机配置、子网划分等相关计算机网络技术等。课程设计中使用模拟软件Cisco Packet Tracer对设备进行配置，包括IP地址的规划、路由协议的选择以及交换机的配置等。

关键词：虚拟局域网，网络地址转换，三层交换机，子网划分

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一、课程设计的目的及要求

1.1 课程设计目的

通过一周的课程设计，培养进一步理解和掌握网络组网的过程及方案设计，为今后从事实际工作打下基础；熟练掌握子网划分及路由协议的配置，熟练掌握路由器和交换机的基本配置。

1.2 课程设计要求

要求能根据实际问题绘制拓扑结构图，拓扑结构图可以是树形、星形、网状形、环状形及混合形结构的之一，清晰的描述接口，进行路由器或交换机的命令配置实现，并且每个方案的需有以下几部分的内容：

1.3 课程设计题目要求

现有200台计算机，设计一个小型企业网络方案，要求：
1．资源共享，网络内的各个桌面用户可共享数据库、共享打印机，实现办公自动化系统中的各项功能；
2．通信服务，最终用户通过广域网连接可以收发电子邮件、实现Web应用、接入互联网、进行安全的广域网访问；
3．划分网段；
4．选择路由协议，配置路由，并为路由器设置密码。

二、课程设计的内容（分析和设计）

2.1 需求分析

2.1.1 需求分析背景

当前，小型企业大多拥有两种类型的业务系统：一种是需要同时访问公网和内网的非业务部门（如市场部、销售部等），另一种则是不需要访问公网、仅需在内网中运行的业务部门（如财务部、人力资源部等）。同时也随着社会信息化的发展，无论是报销还是流程化办公，都需要一个内网来部署一套OA系统，这也就需要所有设备都能连接到公司的内部网络服务器，实现自动化、流程化。而且现在配置网络，也需要考虑到便携设备能够顺畅接入网络，也就需要无线路由器来设置无线局域网络。

2.2 网络结构划分

基于上述分析，我们将整个内部网络划分为以下四个主要部分：
公司总服务器：作为整个企业网络的核心，负责存储和管理企业的重要数据、应用程序及网络资源。总服务器应具备高可靠性和高性能，以确保企业业务的连续性和稳定性。
业务部门：这些部门主要处理企业内部事务，不需要访问外部网络。因此，在网络安全策略上，可以对这些部门的网络访问进行更严格的限制，以降低外部攻击的风险。
非业务部门：这些部门需要频繁访问外部网络（如公网），以进行市场推广、客户服务等活动。为了确保这些部门的网络访问效率和安全性，需要为其配置高速、稳定的网络连接，并加强网络安全防护措施。
外部网络：包括互联网、合作伙伴网络等外部资源。企业需要通过安全、可靠的方式与外部网络进行连接，以实现信息共享和业务协同。

2.3 综合设计

2.3.1 内部网络设备选择

考虑到小型企业的需求，需要尽可能少的投入，获得更好的网络效果，所以我在整个网络的核心选择了三层交换机，这样既可以做到各个子网之间的互通，又节约了资金，也方便了管理人员日后维护
深入到两个业务系统我就选择了交换机（其实这里也可以选择集线器的），这个主要是考虑到交换机他以后的扩展性，可以划分Vlan，因为可能真正的环境中可能需要一个部门既有能访问公网的设备，又有不能访问公网的设备
对于外部网络连接，我主要选择了路由器来做网络地址转化和访问控制

2.3.2 外部网络接入

目前的互联网服务提供商针对小型企业的接入方式有PPPOE、ADSL宽带接入、公网IP等。但是无论是什么接入到Internet都会有给一个能够访问外部的IP，所以我在本模拟选择了111.111.111.1/24作为外部网络。

2.3.3 线材选取

在构建小型企业网络时，线材的选择同样至关重要，它不仅关系到网络的稳定性和传输速度，还直接影响到网络的扩展性和维护成本。因此，在综合考量了网络设备的选择后，我精心挑选了以下线材来完善整个网络架构：
网线（以太网电缆）：
类型：考虑到成本效益和传输性能，我选择了常用的Cat5e或Cat6网线。Cat5e网线支持千兆以太网传输，而Cat6网线则提供了更高的带宽和更出色的抗干扰能力，为未来可能的网络升级预留了空间。
长度：根据网络设备之间的实际距离，我选择了适当长度的网线，以确保信号传输的稳定性和效率。同时，也预留了一定的冗余长度，以便于日后的维护和调整。
光纤线：
应用场景：虽然光纤线成本较高，但在需要长距离传输或高带宽需求的场景中，它无疑是最佳选择。因此，如果小型企业网络中存在跨楼层或远距离的通信需求，我会考虑引入光纤线来构建主干网络。
类型：根据实际需求，我会选择单模或多模光纤线，并配备相应的光纤收发器或交换机来支持光纤通信。

2.3.4 布线设计

考虑到小企业或小公司的使用面积有限，我们将总服务器和核心交换机集中放置于同一位置，如网络机房或办公室的一角。这样的布局不仅节省了空间，还有利于网络的集中管理和维护。
为了实现多口接入，我们可以在核心交换机旁边配置分线器或小型交换机。这些设备能够将核心交换机的端口进行扩展，以满足更多设备的接入需求。同时，它们也便于日后的网络扩展和升级。

2.3.5 模拟组网

我们使用模拟软件Cisco Packet Tracer对设备进行配置，包括IP地址的规划、路由协议的选择以及交换机的配置等。对各个部门的IP地址分配和划分的Vlan如表2.1所示，所选取的模拟设备如表2.2所示。

外部网络使用Server-PT、PC-PT模拟外部网络。两个路由器实现外部网络IP地址转化。

三、绘制拓扑结构图

四、详细步骤

4.1 配置各部门的交换机

遵照以下步骤执行：首先，用交叉线连接至三层交换机，用直通线连接各个用网设备，将直接连接三层交换机的端口设置为trunk，其他端口为access，并各自配置自己的Vlan。具体代码见5.1。

4.2 配置三层交换机

遵照以下步骤执行：首先连接好线缆（如图5-1所示）fa0/1连接到了公司服务器，fa0/2 fa0/3分别连接到了非业务部门、业务部门，fa0/4连接到了外部网络的路由器上。

将fa0/1设置为access vlan100，fa0/2-fa0/3设置为trunk，fa0/4为2层模式，代码详见5.3

接着为各个Vlan配置IP地址，代码详见5.4，并配置DHCP服务器，代码详见5.2

接着配置路由，将fa0/4的ip设置为10.0.0.1，并且将0.0.0.0/0 的下一跳地址改为10.0.0.2，代码详见5.5。

图5-1 中心交换机连接示意图

将fa0/1设置为access vlan100，fa0/2-fa0/3设置为trunk，fa0/4为2层模式，代码详见5.3。接着为各个Vlan配置IP地址，代码详见5.4，并配置DHCP服务器，代码详见5.2。接着配置路由，将fa0/4的ip设置为10.0.0.1，并且将0.0.0.0/0 的下一跳地址改为10.0.0.2，代码详见5.5。

4.3 配置外网地址转化路由器

首先配置第一个路由器：先将fa0/0端口的ip地址设置为10.0.0.2，子网掩码设置为255.255.255.2，fa0/1的ip地址设置为172.31.1.1，子网掩码设置为255.255.255.252。

接着配置路由，将192.168.0.0/16 的下一跳设置为10.0.0.1，将0.0.0.0/0的下一跳设置为172.31.1.2。

接着配置ACL，允许192.168.10.0/24通过，代码详见5.6。

接着配置网络地址转化，代码详见5.7。

最后将第二各路由器，将fa0/0端口的ip地址设置为172.31.1.2，子网掩码设置为255.255.255.2，fa0/1的ip地址设置为111.111.111.1，子网掩码设置为255.255.255.252。

4.4 配置无线路由器

首先在路由器的Internet配置中选择DHCP，因为已经在三层交换机那里配置了DHCP服务，所以可以直接让他DHCP获取自己的IP地址，在Wireless里设置SSID，安全性等参数，我设置了SSID为AA，WPA2-PSK密码为12345678。

4.5 配置终端设备

按照所分配的IP地址为其设置IP即可，也可以选择DHCP服务进行自动获取IP地址。

五、路由器或交换机配置的代码

5.1 配置各部门的交换机器（以非业务部门为例的vlan10为例）

Switch(config)#vlan 10
Switch(config)#int fa0/1
Switch(config-if)#switchport mode trunk
Switch(config-if)#int ra fa0/2 -14
Switch(config-if-range)#switchport mode access 
Switch(config-if-range)#switchport access vlan 10

5.2 为Vlan配置DHCP（以vlan100为例）

Switch(config)#int vlan100
Switch(config-if)#ip routing
Switch(config)#ip dhcp pool vlan100dhcppool
Switch(dhcp-config)#default-router 192.168.100.1
Switch(dhcp-config)#network 192.168.100.10 255.255.255.0
Switch(dhcp-config)#dns-server 192.168.100.3
Switch(dhcp-config)#exit
Switch(config)#ip dhcp  excluded-address 192.168.100.3
Switch(config)#ip dhcp  excluded-address 192.168.100.1

5.3 配置三层交换机端口模式

Switch(config)#int fa0/1
Switch(config-if)#switchport mode access 
Switch(config-if)#switchport access vlan 100
Switch(config-if)#int fa0/2
Switch(config-if)#switchport mode trunk 
Switch(config-if)#int fa0/3
Switch(config-if)#switchport mode trunk 
Switch(config-if)#int fa0/4
Switch(config-if)#no switchport 

5.4 为各个Vlan分配IP地址

Switch(config-if)#int vlan10
Switch(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
Switch(config-if)#int vlan20
Switch(config-if)#ip add
Switch(config-if)#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
Switch(config-if)#int vlan100
Switch(config-if)#ip add
Switch(config-if)#ip address 192.168.100.1 255.255.255.0

5.5 配置路由

Switch(config)#interface fa0/4
Switch(config-if)#ip address 10.0.0.1 255.255.255.252
Switch(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.2

5.6 配置ACL

Router(config)#access-list 1 permit 192.168.10.0 0.0.0.255

5.7 配置网络地址转化

Router(config)#ip nat inside source list 1 interface fa0/1 overload 
Router(config)#int fa0/0
Router(config-if)#ip nat inside 
Router(config-if)#int fa0/1
Router(config-if)#ip nat outside

六、显示最终的结果

图6-1 两个PDA设备可以与内网服务器通信

图6-2 可以共享使用内部资源

图6-3 业务部门不可访问外部网络

图6-4 配置DNS服务器后可以域名访问内外网

七、课程设计总结

经过一周的深入学习和实践，我顺利完成了小型企业局域网建设的课程设计。本次课程设计不仅加深了我对网络组网过程及方案设计的理解，也让我熟练掌握了子网划分、路由协议配置以及路由器和交换机的基本配置等关键技能。

本次课程设计的核心目标是构建一个高效、安全的小型企业网络，并实现资源共享、通信服务以及网络划分和路由配置等功能。通过综合运用VLAN（虚拟局域网）技术和NAT（网络地址转换）技术，我成功实现了这一目标。

在课程设计的初期，我首先进行了需求分析，明确了小型企业网络的建设需求。基于这些需求，我进行了网络结构划分，将整个内部网络划分为公司总服务器、业务部门、非业务部门和外部网络四个主要部分。这一划分不仅有助于提升网络的安全性和稳定性，也为后续的网络配置和管理提供了便利。

在设备选择方面，我充分考虑了小型企业的实际需求和经济条件，选择了三层交换机作为网络核心设备，以实现各个子网之间的互通和节约资金。同时，我也为业务部门和非业务部门分别选择了交换机和无线路由器，以满足其不同的网络接入需求。

在外部网络接入方面，我了解了PPPOE、ADSL宽带接入或公网IP等接入方式，并模拟选择了111.111.111.1/24作为外部网络地址。这一选择为小型企业提供了高速、稳定的网络连接，并为其与外部网络进行信息共享和业务协同提供了有力支持。

在本次课程设计中，我遇到了多个技术难点和挑战。其中，子网划分和路由协议配置是最为关键的两个环节。

子网划分是构建小型企业网络的基础，它涉及到IP地址的规划和分配。在课程设计过程中，我根据各个部门的实际需求和网络设备的性能特点，进行了合理的子网划分。这一步骤不仅有助于提升网络的传输效率和安全性，也为后续的网络配置和管理提供了重要依据。

路由协议配置则是实现网络互通的关键。在本次课程设计中，我选择了适当的路由协议，并进行了详细的配置。通过配置路由协议，我成功实现了各个子网之间的互通和访问控制，为小型企业网络的正常运行提供了有力保障。

此外，在课程设计过程中，我还遇到了线材选取、布线设计以及模拟组网等多个技术难点。针对这些问题，我进行了深入研究和实践，最终成功解决了这些问题，并构建了一个高效、安全的小型企业网络。

在本次课程设计中，我尝试将VLAN技术和NAT技术相结合，以实现小型企业网络的高效和安全运行，为后续的网络扩展和升级提供了便利。

在课程设计的总结阶段，我还对课程设计过程中的经验和教训进行了深入反思和总结。通过这一过程，我不仅加深了对网络组网和方案设计的理解，也提高了自己的实践能力和综合素质。

通过本次课程设计，我深刻体会到了网络组网和方案设计的重要性和复杂性。在课程设计过程中，我不仅掌握了子网划分、路由协议配置以及路由器和交换机的基本配置等关键技能，还学会了如何运用所学知识解决实际问题。

展望未来，我将继续深入学习网络技术和组网方案设计的相关知识，不断提升自己的实践能力和综合素质。同时，我也将积极参与各类实践活动和项目合作，以拓展自己的视野和提升自己的综合能力。

总之，本次课程设计是一次非常宝贵的学习和实践经历。通过这一过程的锻炼和洗礼，掌握了关键的网络技术和组网方案设计技能，这些收获将为我今后的学习和工作提供有力支持和帮助。