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文檔簡介
濟南大學畢業設計濟南大學畢業設計2-2-專業技能實訓報告題目企業網絡工程設計學院專業班級學生學號指導教師二〇一三年一月八日濟南大學實訓報告PAGE濟南大學實訓報告目錄1前言……………..……….…………….….……………..11.1項目概述………….………….………..11.2項目地域…….………….………..11.3項目優勢…………….………..………11.3.1項目特點………….………….11.4項目綜述.……………….………….…12項目方案……..….………….…..….………….22.1拓撲描述…………………..22.2物理拓撲圖…………………..22.3邏輯拓撲圖…………………..33拓撲分解……..….………….…..….………….53.1交換機、VLAN…………………..53.2單臂路由…………………..63.3STP組網調試…………………..63.3.1STP工作原理…………….…………...63.3.2STP用到的協議…………….…………...73.4HSRP組網調試…………………..73.4.1HSRP的原理…………….…………...73.4.2HSRP用到的消息…………….…………...73.4.3HSRP的工作原理圖………….…………...73.5廣域網的MSTP模擬調測……………………..83.6OSPF協議…………………..83.6.1OSPF協議概念…………….…………...93.6.2SPF具體步驟…………….…………...93.6.3OSPF具體步驟…………….…………...93.6.4OSPF原理圖…………….…………...93.7OSPF網絡接口類型…………..103.8OSPF多區域組網調測…………..104IP地址規劃……….…………….….……………124.1綜述………….………….……….124.2區域規劃…….………….………124.3IP地址詳細分配表…………….………..……14結語………….………….……..….……...…..….………...16參考文獻…………….…..….…..……………….………….17附錄…..……....…...…...…...…….………18
1前言1.1項目概述湖南省物資公司的企業網絡已經發展成為一個多業務承載平臺。不僅要繼續承載企業的辦公自動化,Web瀏覽等簡單的數據業務,還要承載涉及企業生產運營的各種業務應用系統數據,數據流量將大大增加,尤其是對核心網絡的數據交換能力提出了前所未有的要求。基于此,必須要建成一張安全、穩定、快速、可靠的公司網絡來方便公司員工的日常工作和公司的正常運作。1.2項目地域本工程所建設的網絡覆蓋總部節點及14個地址節點。主要是以長沙總部為核心層,市節點為接入層。地市節點采用雙專線構成以總部為核心的雙星型網絡結構來組成。1.3項目優勢本工程建成后,該網絡將承載業務系統、辦公系統、網管系統等業務。使該網絡的數據更安全、可靠、實時的傳送。以確定網絡可靠、穩定、經濟的運行,從而來方便公司的運作。1.3.1項目特點(1)以長沙總部為核心層,市節點為接入層。(2)地市節點采用雙專線構成以總部為核心的雙星型網絡結構。(3)網絡覆蓋面廣,主備份交換機結構能保證網絡在突發狀況下穩定正常運行1.4項目綜述本次項目的規模是一張中等程度的網絡,價值700萬人民幣。項目的招標方的企業網絡已經發展成為一個多業務承載平臺。不僅要繼續承載企業的辦公自動化,Web瀏覽等簡單的數據業務,還要承載涉及企業生產運營的各種業務應用系統數據,數據流量將大大增加,尤其是對核心網絡的數據交換能力提出了前所未有的要求。基于此,必須要建成一張安全、穩定、快速、可靠的公司網絡來方便公司員工的日常工作和公司的正常運作。公司內部,上到各級領導,下到各個部門,大家都非常的重視。這個項目對于公司來講是一個機遇,同時也是一個不小的挑戰,由于公司剛剛成立八年,在一步步壯大的同時需要這樣的項目來提升在同行中競爭力。2項目方案2.1拓撲描述針對湖南省物資公司的系統業務特點和網絡架構而設計,在核心節點均采用兩臺思科的Cisco7600多業務路由器和冗余鏈路來確保在出現單點故障時,整個網絡能夠平滑切換,在切換的過程中業務不中斷。為了確保鏈路的穩定性和可靠性,公司統一租用湖南省電信公司的MSTP以太網專線,實行專網專用的原則。各個分支機構路由器選用思科公司的高性能Cisco3800路由器,采用雙軌鏈路的方式同企業總部的核心路由器進行級聯;避免因為單鏈路故障導致業務中斷的情況出現在企業總部的核心交換機也采用兩臺思科的大容量Catalyst6509設備,兩臺設備之間可以實現主備倒換,其關鍵部件均為冗余配置;采用該種方式極大地提高了網絡的可靠性根據用戶的需求和業務特點,針對湖南省物資公司的網絡系統具體情況,并比較了各種路由技術在先進性、可靠性、實用性和開放性等方面的優劣,湖南省物資公司選用OSPF作為內部網關路由協議IGP完成路由功能。2.2物理拓撲圖(1)總體布局圖圖2.1總體布局圖2.3邏輯拓撲圖(1)把整個湖南省物資公司的OSPF系統分成多個區域,公司總部和各個分支機構的直聯接口劃分為骨干區域0;株洲和湘潭劃分為OSPF區域1,益陽和常德劃分為OSPF區域2地市節點用戶通過二層交換機上聯路由器設備;采用二層交換機時,網關設置在路由器上;在交換機上使用VLAN技術來隔離二層廣播包,并對其進行限制;針對不同的業務設置相應的VLAN。(2)邏輯圖圖2.2邏輯圖3拓撲分解3.1交換機、VLAN(1)交換機(二層):二層交換機屬數據鏈路層設備,可以識別數據包中的MAC地址信息,根據MAC地址進行轉發,并將這些MAC地址與對應的端口記錄在自己內部的一個地址表中交換機(二層)端口分類:Trunk端口;Access端口Trunk端口:一條物理鏈路同時承載多個VLAN的數據Cisco默認屬于所有VLAN,H3C默認只屬于本地VLAN必須100M以上端口連接交換機-交換機,交換機-路由器Access端口:僅屬于某個特定VLAN連接交換機-終端(2)VLAN:VLAN是一種邏輯廣播域,可以跨越多個物理LAN網段廣播不會在VLAN之間轉發,而是被限制在各自的VLAN中VLAN主要有兩項作用:VLAN可以限制廣播。VLAN可以分組設備。不同VLAN中的設備相互不可見。VLAN之間需要第3層設備才能相互傳輸流量。(3)交換機工作原理圖3.1交換機工作原理3.2單臂路由(1)路由器特點:具有多個接口的功能;每一個接口連接不同的網段的功能;工作在網絡層,根據目標IP查路由表的功能;路由表功能。路由表有直連路由,靜態路由,動態路由。(2)一般而言,每一個VLAN是一個單獨的局域網,而如何實現不同的局域網之間的通信,則是這部分要解決的問題,不同的網段通信,需要一個三層的路由節點,這個節點由誰來擔當呢?例如項目實訓中有多個不同的局域網之間要互聯互通,如何來實現呢?答案顯而易見,單臂路由技術就能很好的解決這些問題。路由器可以充當這個節點,并且在一直對方IP地址的情況下,通過ARP協議來解析對方的MAC地址,同時存在ARP緩存中,一段時間內都會存在。不同網段的互聯互通則需要用到網關,它就好像是一扇門,如果想和門外的事物通信,必須通過這扇門,同時因為路由器的接口有限,所以需要劃分子接口來讓多個VLAN在一條鏈路上傳輸東西圖3.2單臂路由3.3STP組網調試網絡除了要實現全網的連通性,最重要的還有一個穩定性的要求要實現,并且在穩定的同時要求實現快速訪問。如項目中的長沙總部,R1、R11、R2之間明顯的存在物理上的環路,如果少掉其中一根線,又無法保證其他的線路的穩定性,所以要用到STP協議來協調工作,即使它們之間既沒有環路而且又不會因其中一根線路的斷開而導致網絡中斷。3.3.1STP工作原理(1)根據網橋協議數據單元,將鏈路上的各個交換機根據網橋優先級先判斷出一個根網橋,然后再將每條鏈路的兩端視為判斷對象。判斷出根端口、指定端口、阻塞端口。(2)工作原理圖圖3.3STP工作原理圖3.3.2STP用到的協議(1)PSVT+協議:此協議基于每一個VLAN生成樹,是思科公司私有的協議只支持ISL協議,但是也能用dot1q封裝數據(2)CST協議:此協議為基本的協議,比較常用3.4HSRP組網調試本部分探討重心在于網關的備份,像實訓項目中的長沙總部作為一個被訪問的重心所在,服務器大部分部署于此,那么服務器的網關的健壯性也是一個需要關注的點,如何來實現網關的備份并且能夠及時平滑切換網關,就要用到此技術。3.4.1HSRP的原理(1)HSRP是一種網關冗余技術,通過HSRP組來運行。HSRP組的狀態分為活躍路由器、備份路由器、虛擬路由器、其他路由器(2)通過發送hello消息通知其他路由器發送路由器的HSRP優先級和狀態信息,默認發送間隔為3秒3.4.2HSRP用到的消息(1)hello消息:用來監控,選舉活躍/備用設備(2)政變消息:當一個備份路由器變為一個活躍路由器時發送的一個coup消息(3)辭職消息:當優先級更高的路由器發送hello消息時,原活躍路由器主動放棄活躍路由器位置,變為備份路由器3.4.3HSRP的工作原理圖圖3.4HSRP工作原理圖3.5廣域網的MSTP模擬調測項目實訓中需要通過廣域網實現長沙總部與株洲、湘潭、常德、益陽等分部之間的對接,廣域網之間的連通性是通過MSTP協議來完成這項工作的MSTP概念MSTP:多業務傳輸平臺的以太網專線技術。以太網專線技術包括以太網透傳和以太網匯聚圖3.5MSTP原理圖3.6OSPF協議本部分的重心在于使用OSPF實現項目當中長沙總部之間的全網連通性,而OSPF具體是如何來配置并實現這個需求的呢?通過本部分的介紹來一起了解OSPF的工作原理。3.6.1OSPF協議概念開放式最短路徑優先,根據每個路由的LSDB,用SPF算法選最短路徑寫入路由表。在建立鄰接關系以后,路由器間會互相告訴別的路由器關于自己的信息。3.6.2SPF具體步驟(1)收集各個路由器的拓撲圖,放入LSDB中(2)將LSDB展開,哪個路由器的SPF的開銷最小,就選這條路徑。鄰居的發現是建立鏈路狀態環境并運轉的第一步,為了達到數據庫的同步,鄰居之間還必須建立鄰接關系,hello數據包被用來建立鄰居關系和監視鄰接關系3.6.3OSPF具體步驟(1)需要建立鄰居、鄰接關系(發送hello報文)只是專門用來建立關系(2)傳送LSA(形式)在鄰接關系的情況下才發送LSA(3)保存在LSDB(LSA保存在其中)整個網絡里路由器的LSDB都是一樣的(4)根據LSDB用SPF計算出最短路由路徑存放在路由表中3.6.4OSPF原理圖圖3.6OSPF原理圖3.7OSPF網絡接口類型OSPF能夠實現全網的互連互通,而項目當中新的要求成了一個難題,如何使OSPF快速收斂從而來解決全網的互連互通呢?這就勢必需要了解OSPF網絡接口類型的工作原理,通過本部分,來解決一下項目的新需求。通過配置各個三層交換,路由的Loopback0配置、三層接口、局域網接口配置及測試圖3.7OSPF網絡接口圖3.8OSPF多區域組網調測項目中的最大的需求是使用OSPF來實現全網的互連互通,即長沙總部與各分部之間均需要使用OSPF來對接,而網絡如此大,如何劃分區域來實現全網互連互通則是這個實驗的重心所在,通過這部分,具體了解一下OSPF多區域的配置以及工作原理。需要進行如下步驟:接口配置及鏈路測試,分部局域網接口配置;總部局域網業務網段配置;三層互聯接口及廣域網鏈路調測;OSPF路由配置;各個三層交換的OSPF配置圖3.8OSPF多區域組網調測圖4IP地址規劃4.1綜述由A類私網地址/8進行地址劃分??紤]到將來業務向全國的擴展性。因此將地址做了部分保留。使用2位作為業務位,6位作為全國省級單位位表4.1IP綜述4.2區域規劃在項目中構建的為湖南省省網。在本網絡中考慮每4個分支劃分為一個普通區域。因此預計為5個區域。為了便于區域路由匯總。再將分配的湖南省IP進行劃分。采用3位代表區域,即可劃分8個區域。表4.2IP區域規劃表4.3IP區域規劃4.3IP地址詳細分配表表4.4IP地址表表4.5IP地址表實訓結語這次實訓對我來講是個彌足珍貴的機會,對于還沒畢業的我就接觸了700萬的項目,是個機會,同樣也是個挑戰。剛剛開始接觸交換機、路由器、三層交換機時,有點不知所措,有的原來沒接觸過,當了解了其內部構造和工作原理以后,就可以熟練操作了。在此同時需要高琴出一些事問題,當主機要向同一網絡/子網內的其他主機發送數據包時,發送端主機直接將包發送給那臺主機不管主機使用上面兩步中的哪一步,發送端主機可以利用ARP來獲知正確的MAC地址,并將它封裝在以太網幀里面,當主機被分配到IP地址之后,它們就會希望開始向一些其他的主機發送IP包。一臺IP主機要在一個局域網上發送IP包,發送主機必須要知道局域網上其他設備的以太網MAC地址,主機通常利用地址解析協議(ARP)來實現,還有VLAN技術,TRUNK技術,三層交換技術,STP技術,HSRP技術,OSPF技術。這是前期的知識鋪墊。在有了鋪墊以后,就開始進入項目的實施階段,總部核心交換機R1與R11實現生產與辦公流量的負載與互備。并使用該核心交換為總部局域網用戶提供網關冗余??紤]到網絡中設備過多,因此采用OSPF劃分多區域分而治之。要求將總部路由器和核心交換機作為OSPF骨干區域。按地理位置較近的每4個市節點劃分為一個普通區域。在本項目中,要將R6與R7劃分為區域一,RT16與R17劃分為區域二.區域間要求最大限度進行匯總,OSPF網絡類型要求:點對點以太網鏈路OSPF網絡類型必須調整為point‐to‐point。對于一個中等程度的網絡,一定要有備份設備,否則如果有突發情況發生整個網絡將會癱瘓,在所有的配置都配置成功以后,用員工的PC來PING總部的PC,就會成功的通信,這樣,整個項目技術方面的工作就完成了。在這次實訓完成以后,我收獲頗豐,掌握了很多網絡方面的知識,并且實際操作了部分真機,自己的能力得到了進一步提升,為將來的就業起到鋪墊的作用。參考文獻[1]謝希仁.計算機網絡[M].第5版.北京:電子工業出版社,2008:[2]馮博琴.計算機網絡[M],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