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项目实践：中等规模公司的网络拓扑

2014-07-27 21:44 浏览:

1.1.    项目介绍

某中等规模公司的网络环境如下图1 所示，本公司现有三个部门分别是生产部、销售部、技术部，生产部属于vlan1,销售部属于vlan2,技术部属于vlan3,所有PC的IP地址均为静态配置，各部门之间都可互相通信，并且能够访问外网。

网络拓扑如图－1所示：

wKiom1MV4HOAP6U0AAF5WAbkAMQ460.jpg

随着企业发展的需求，为了保证网络的稳定性及高可靠性，需将现有网络进一步规划：

即在现有网络规划和原有网络设备的基础上，添加一台路由器和一台三层交换机，对网络进一步规划设计。新设备与原有的路由器和三层交换机互相配合，分工协调工作，对网关和线路实现冗余备份，并使设备之间负载均衡，增强整个网络的容错能力，更加稳定可靠。

具体规划过程如下：

1.  新采购的三层交换机和原三层交换机互连，在两交换机上配置HSRP协议。三层交换机SW0是vlan1和vlan2的活跃路由，是vlan3的备份路由；三层交换机SW1是vlan3的活跃路由，是vlan1和vlan2的备份路由。两台三层交换机组成一个“热备份组”，作为一台虚拟路由对外提供服务。（配置虚拟网关，边缘通信设备或线路出现故障可使用户通信迅速并透明恢复。）

2.  在两台三层交换机配置STP生成树协议，三层交换机SW0是vlan1和vlan2的主根网桥，vlan3的次根网桥；三层交换机SW1是vlan3的主根网桥，vlan1和vlan2的次根网桥。目的是逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生；当线路故障，阻塞接口被激活，恢复通信，起备份线路的作用。

    综上，遵循一个原则：若将三层交换机作为某一vlan的主根，并且在此基础上配置该vlan作为默认网关，便可实现交换机以对该vlan流量的完全转发。如果再添加HSRP服务，还可实现对网关的备份，以及流量的负载均衡。

3.  在两台三层交换机SW0和SW1上配置以太网通道，实现线路的负载均衡，提高带宽。

4.  在两台三层交换机上分别设置对vlan1和vlan2的DHCP服务，实现对各部门计算机IP的自动获取，减少网络管理员的工作量。对vlan3技术部的服务器设置静态IP地址。

5.  在·两台路由器上分别配置端口多路复用（PAT），避免因一台路由器故障，影响整个网络对Internet的正常访问。

重新规划后的网络拓扑如图-2所示：

        wKiom1PTkAOybIeTAALu-Vbl3uw976.jpg

1.2.    方案

基于项目的需求，解决方案中需要用到如下技术：

  1. Vlan划分技术：对广播进行控制，增强网络的安全性，提高网络带宽，减少延迟

  2.  Trunk中继链路：实现跨交换机vlan内通信。

  3.  以太网通道：多条线路负载均衡，提高带宽；容错，当一条线路失效时，其他线路通信，不会丢包。

  4. 动态路由RIP：实现各网段互联，自动构建路由表，减少网络管理员工作量。

  5. 默认路由: 适用于只有一个出口的末节网络，优先级最低，可以作为其他路由的补充，当找不到匹配的路由条目，默认使用此路由。

  6. STP（生成树协议）：逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生；当线路故障，阻塞接口被激活，恢复通信，起备份线路的作用。

  7. 热备份路由选择协议（HSRP）：网段上的两台或多台路由器可以作为一个虚拟路由器对外提供服务；HSRP使组内的cisco路由器能够互相监视对方的运行状态。

  8. DHCP服务：在路由器上配置动态IP服务，减少管理员工作量。

  9.  ACL：为网络地址转换设定需要被转换的内部IP地址或网段。

  10. 端口多路复用(PAT)：通过改变外出数据包的源IP地址和源端口并进行端口转换，内部网络的所有主机均可共享一个合法IP地址实现互联网的访问，节约IP。

1.3.  规划后网络连接说明:

                

设备

接口

IP地址

默认网关

对端设备

SW0

F0/1

--

--

MS0

F0/2

--

--

PC0

F0/3

--

--

PC1

F0/4

--

--

MS1

SW1

F0/1

--

--

MS0

F0/2

--

--

PC2

F0/3

--

--

PC3

F0/4

--

--

MS1

SW2

F0/1

--

--

MS0

F0/2

--

--

邮件服务器

F0/3

--

--

DNS服务器

F0/4

--

--

WEB服务器

F0/5

--

--

MS1

MS0

F0/1

--

--

SW0

F0/2

--

--

SW1

F0/3

--

--

SW2

F0/4

192.168.4.1/24

--

R0

F0/5

--

--

MS1

F0/6

--

--

MS1

F0/7

192.168.6.1/24

--

R1

Vlan1

192.168.1.254/24

--

--

Vlan2

192.168.2.254/24

--

--

Vlan3

192.168.3.254/24

--

--

MS1

F0/1

--

--

SW0

F0/2

--

--

SW1

F0/3

--

--

SW2

F0/4

192.168.5.1/24

--

R0

F0/5

--

--

MS0

F0/6

--

--

MS0

F0/7

192.168.7.1/24

--

R1

Vlan1

192.168.1.253/24

--

--

Vlan2

192.168.2.253/24

--

--

Vlan3

192.168.3.253/24

--

--

R0

F0/0

192.168.4.2/24

--

MS0

F0/1

200.0.0.254/24

--

Internet

F1/0

192.168.5.2/24

--

MS1

R1

F0/0

192.168.6.2/24

--

MS0

F0/1

192.168.7.2/24

--

MS1

F1/0

200.0.0.253/24

--

Internet

PC0

NICFa0

DHCP

DHCP

SW0

PC1

NICFa0

DHCP

DHCP

SW0

PC2

NICFa0

DHCP

DHCP

SW1

PC3

NICFa0

DHCP

DHCP

SW1

WEB服务器

NICFa0

192.168.3.1

192.168.3.254

SW2

MAIL服务器

NICFa0

192.168.3.2

192.168.3.254

SW2

DNS服务器

NICFa0

192.168.3.3

192.168.3.254

SW2

Internet

F0/1

--

--

R0

F0/2

--

--

R1

Vlan1

200.0.0.1/24

--

--

        注：Internet用一台二层交换机模拟

 

1.4. 实现

注：各台设备根据拓扑图中进行改名，因为命令简单，下述步骤没有逐一进行标明。

    1.  配置二层交换机

    v  SW0配置

    在SW0创建vlan2和vlan3，将fa0/2和fa0/3接口（静态接入端口模式）加入vlan1（默认本身就拥        有vlan1）；接口fa0/1和fa0/4配置为trunk模式。

Switch>enable

Switch#configure terminal

Switch(config)#vlan 2

Switch(config-vlan)#exit

Switch(config)#vlan 3

Switch(config-vlan)#exit

Switch(config)#interface range fastEthernet 0/2-3

Switch(config-if-range)#switchport mode access

Switch(config-if-range)#switchport access vlan 1

Switch(config-if-range)#exit

Switch(config)#interface fastEthernet 0/1

Switch(config-if)#switchport mode trunk

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#interface fa0/4

Switch(config-if)#switchport mode trunk

 

  •  

v  SW1配置

在SW1创建vlan2和vlan3，将fa0/2和fa0/3接口（静态接入端口模式）加入vlan2；接口fa0/1和fa0/4配置为trunk模式。

Switch>enable

Switch#configure terminal

Switch(config)#vlan 2

Switch(config-vlan)#exit

Switch(config)#vlan 3

Switch(config-vlan)#exit

Switch(config)#interface range fastEthernet 0/2-3

Switch(config-if-range)#switchport mode access

Switch(config-if-range)#switchport access vlan 2

Switch(config-if-range)#exit

Switch(config)#interface fastEthernet 0/1

Switch(config-if)#switchport mode trunk

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#interface fa0/4

Switch(config-if)#switchport mode trunk

    v  SW2配置

在SW2创建vlan2和vlan3，将fa0/2、fa0/3和fa0/4接口（静态接入端口模式）加入vlan3；接口fa0/1和fa0/5配置为trunk模式。

Switch>enable

Switch#configure terminal

Switch(config)#vlan 2

Switch(config-vlan)#exit

Switch(config)#vlan 3

Switch(config-vlan)#exit

Switch(config)#interface range fastEthernet 0/2-4

Switch(config-if-range)#switchport mode access

Switch(config-if-range)#switchport access vlan 3

Switch(config-if-range)#exit

Switch(config)#interface fastEthernet 0/1

Switch(config-if)#switchport mode trunk

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#interface fa0/5

Switch(config-if)#switchport mode trunk

    2.  配置三层交换机

    v  MS0的配置

        创建vlan2和vlan3（虚拟接口），默认情况下已有vlan1，虽然即使不创建也能对虚接口配        置IP地址等参数，但只有创建之后才会使链路和接口状态激活，这点需要注意。

Switch>enable

Switch#configure terminal

Switch(config)#vlan 2

Switch(config-vlan)#exit

Switch(config)#vlan 3

Switch(config-vlan)#exit

           将接口fa0/1-3配置为trunk端口模式

witch(config)#interface range fa0/1-3

Switch(config-if-range)#switchport trunk encapsulationdot1q

Switch(config-if-range)#switchport mode trunk

Switch(config-if-range)#exit

           在fa0/5-6创建以太网通道

Switch(config)#interface range fastEthernet 0/5-6

Switch(config-if-range)#switchport trunk encapsulationdot1q

Switch(config-if-range)#switchport mode trunk

Switch(config-if-range)#channel-group 1 mode on

Switch(config-if-range)#exit

           创建STP生成树协议，三层交换机配置为vlan1和vlan2的主根，vlan3的次根

Switch(config)#spanning-tree vlan 1 root primary

Switch(config)#spanning-tree vlan 2 root primary

Switch(config)#spanning-tree vlan 3 root secondary

           在三层交换机MS0对SVI（虚拟接口）指定IP地址

Switch(config)#interface vlan 1

Switch(config-if)#ip address 192.168.1.254 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown

Switch(config)#interface vlan 2

Switch(config-if)#ip address 192.168.2.254 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#interface vlan 3

Switch(config-if)#ip address 192.168.3.254 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown

Switch(config-if)#exit

           在接口fa0/4和fa0/7配置相应的IP地址，以此和边缘路由器通信

Switch(config)#interface fastEthernet 0/4

Switch(config-if)#no switchport

Switch(config-if)#ip address 192.168.4.1 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#interface fastEthernet 0/7

Switch(config-if)#no switchport

Switch(config-if)#ip address 192.168.6.1 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown

Switch(config-if)#exit

           在三层交换机上创建DHCP服务

Switch(config)#ip dhcp pool vlan1

Switch(dhcp-config)#network 192.168.1.0 255.255.255.0

Switch(dhcp-config)#default-router 192.168.1.254

Switch(dhcp-config)#exit

Switch(config)#ip dhcp pool vlan2

Switch(dhcp-config)#network 192.168.2.0 255.255.255.0

Switch(dhcp-config)#default-router 192.168.2.254

Switch(dhcp-config)#exit

           对每一个DHCP地址池预留一段静态的IP地址段，可供动态分配的地址段隔离开来，以免冲突（在MS1配置时就可以突显出来了，这一点很重要）

Switch(config)#ip dhcpexcluded-address 192.168.1.51 192.168.1.254

Switch(config)#ip dhcpexcluded-address 192.168.2.51 192.168.2.254

Switch(config)#ip dhcpexcluded-address 192.168.3.51 192.168.3.254

           开启路由功能

Switch(config)#ip routing

           在三层交换机MS0上创建HSRP热备份路由选择协议

Switch(config)#interface vlan 1

Switch(config-if)#standby 1 ip 192.168.1.200

Switch(config-if)#standby 1 priority 200

Switch(config-if)#standby 1 preempt

Switch(config-if)#standby 1 track fa0/4

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#interface vlan 2

Switch(config-if)#standby 1 ip 192.168.2.200

Switch(config-if)#standby 1 priority 200

Switch(config-if)#standby 1 track fa0/4

Switch(config)#interface vlan 3

Switch(config-if)#standby 1 ip 192.168.3.200

Switch(config-if)#standby 1 priority 195

Switch(config-if)#standby 1 preempt

Switch(config-if)#exit

           在三层交换机上配置RIP动态路由协议

Switch(config)#router rip

Switch(config-router)#version 2

Switch(config-router)#no auto-summary

Switch(config-router)#network 192.168.1.0

Switch(config-router)#network 192.168.2.0

Switch(config-router)#network 192.168.3.0

Switch(config-router)#network 192.168.4.0

Switch(config-router)#network 192.168.6.0

    v  MS1的配置

           创建vlan2和vlan3

Switch>enable

Switch#configure terminal

Switch(config)#vlan 2

Switch(config-vlan)#exit

Switch(config)#vlan 3

Switch(config-vlan)#exit

           将接口fa0/1-3配置为trunk端口模式

witch(config)#interface range fa0/1-3

Switch(config-if-range)#switchport trunk encapsulationdot1q

Switch(config-if-range)#switchport mode trunk

Switch(config-if-range)#exit

           在fa0/5-6创建以太网通道

Switch(config)#interface range fastEthernet 0/5-6

Switch(config-if-range)#switchport trunk encapsulationdot1q

Switch(config-if-range)#switchport mode trunk

Switch(config-if-range)#channel-group 1 mode on

Switch(config-if-range)#exit

           创建STP生成树协议，配置为vlan3的主根， vlan1和vlan2的次根

Switch(config)#spanning-tree vlan 3 root primary

Switch(config)#spanning-tree vlan 1 root secondary

Switch(config)#spanning-tree vlan 2 root secondary

           在三层交换机对MS1的SVI（虚拟接口）指定IP地址（注：由于该接口与MS0的相应接口均作为同    一网段的网关，同属一个LAN，切莫IP地址冲突）

Switch(config)#interface vlan 1

Switch(config-if)#ip address 192.168.1.253 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown

Switch(config)#interface vlan 2

Switch(config-if)#ip address 192.168.2.253 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#interface vlan 3

Switch(config-if)#ip address 192.168.3.253 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown

Switch(config-if)#exit

           在接口fa0/4和fa0/7配置相应的IP地址，以此和边缘路由器通信

Switch(config)#interface fastEthernet 0/4

Switch(config-if)#no switchport

Switch(config-if)#ip address 192.168.5.1 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#interface fastEthernet 0/7

Switch(config-if)#no switchport

Switch(config-if)#ip address 192.168.7.1 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown

Switch(config-if)#exit

           在三层交换机上创建DHCP服务

Switch(config)#ip dhcp pool vlan1

Switch(dhcp-config)#network 192.168.1.0 255.255.255.0

Switch(dhcp-config)#default-router 192.168.1.253

Switch(dhcp-config)#exit

Switch(config)#ip dhcp pool vlan2

Switch(dhcp-config)#network 192.168.2.0 255.255.255.0

Switch(dhcp-config)#default-router 192.168.2.253

Switch(dhcp-config)#exit

           对每一个DHCP地址池预留一段静态的IP地址段，可供动态分配的地址段隔离开来

Switch(config)#ip dhcpexcluded-address 192.168.1.1 192.168.1.49

Switch(config)#ip dhcpexcluded-address 192.168.2.1 192.168.2.49

Switch(config)#ip dhcpexcluded-address 192.168.3.1 192.168.3.49

Switch(config)#ip dhcpexcluded-address 192.168.1.101

Switch(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.101 192.168.1.254

Switch(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.2.101 192.168.2.254

Switch(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.3.101 192.168.3.254

               开启路由功能

Switch(config)#ip routing

           在三层交换机MS0上创建HSRP热备份路由选择协议

Switch(config)#interface vlan 1

Switch(config-if)#standby 1 ip 192.168.1.200

Switch(config-if)#standby 1 priority 195

Switch(config-if)#standby 1 preempt

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#interface vlan 2

Switch(config-if)#standby 1 ip 192.168.2.200

Switch(config-if)#standby 1 priority 195

Switch(config)#interface vlan 3

Switch(config-if)#standby 1 ip 192.168.3.200

Switch(config-if)#standby 1 priority 200

Switch(config-if)#standby 1 track fa0/7

Switch(config-if)#standby 1 preempt

Switch(config-if)#exit

           在三层交换机上配置RIP动态路由协议

Switch(config)#router rip

Switch(config-router)#version 2

Switch(config-router)#no auto-summary

Switch(config-router)#network 192.168.1.0

Switch(config-router)#network 192.168.2.0

Switch(config-router)#network 192.168.3.0

Switch(config-router)#network 192.168.5.0

Switch(config-router)#network 192.168.7.0

    3.  配置边缘路由器

    v  配置路由器R0

           给路由器R0各接口配置ip地址

Router(config)#int fa0/0

Router(config-if)#ip address 192.168.4.2 255.255.255.0

Router(config-if)#no shutdown

Router(config-if)#exit

Router(config)#interface fastEthernet 0/1

Router(config-if)#ip address 200.0.0.254 255.255.255.0

Router(config-if)#no shutdown

Router(config-if)#exit

Router(config)#interface fastEthernet 1/0

Router(config-if)#ip address 192.168.5.2 255.255.255.0

Router(config-if)#no shutdown

Router(config-if)#exit

           配置默认路由：

Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 fa0/1

           在路由器R0上使用RIP协议

Router(config)#router rip

Router(config-router)#version 2

Router(config-router)#no auto-summary

Router(config-router)#network 192.168.4.0

Router(config-router)#network 192.168.5.0

Router(config-router)#default-information originate

           在路由器R0上配置PAT

Router(config)#access-list 1 permit any

Router(config)#ip nat inside sourcelist 1 interface fa0/1 overload

Router(config)#interface fastEthernet 0/0

Router(config-if)#ip nat inside

Router(config-if)#exit

Router(config)#interface fastEthernet 1/0

Router(config-if)#ip nat inside

Router(config-if)#exit

Router(config)#interface fastEthernet 0/1

Router(config-if)#ip nat outside

Router(config-if)#exit

    v  配置路由器R1

           给路由器R1各接口配置ip地址

Router(config)#interface fa0/0

Router(config-if)#ip address 192.168.6.2 255.255.255.0

Router(config-if)#no shutdown

Router(config-if)#exit

Router(config)#interface fa0/1

Router(config-if)#ip address 192.168.7.2 255.255.255.0

Router(config-if)#no shutdown

Router(config-if)#exit

Router(config)#interface fastEthernet 1/0

Router(config-if)#ip address 200.0.0.253 255.255.255.0

Router(config-if)#no shutdown

配置默认路由

Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 fa1/0

             在路由器R1上使用RIP协议

Router(config)#router rip

Router(config-router)#version 2

Router(config-router)#no auto-summary

Router(config-router)#network 192.168.5.0

Router(config-router)#network 192.168.7.0

Router(config-router)#default-information originate

             在路由器R1上配置PAT

Router(config)#access-list 1 permit any

Router(config)#ip nat inside source list 1 interface fa1/0overload

Router(config)#interface fa0/0

Router(config-if)#ip nat inside

Router(config-if)#exit

Router(config)#interface fa0/1

Router(config-if)#ip nat inside

Router(config-if)#exit

Router(config)#interface fa1/0

Router(config-if)#ip nat outside

Router(config-if)#exit

    4.  配置Internet（交换机）

Switch(config)#interface vlan 1

Switch(config-if)#ip address 200.0.0.1 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown

1.5.  小结：

        此实验需要注意的是，不能对Internet（交换机）配置网关，否则，即使没有地址转换也能够相互通信；而且路由器R0和R2使用RIP时，不能宣告外网段，否则也同样验证不了PAT，要知道在实际生产环境，是不可能知道外网的具体网段的，而且外网很多，会给内部网络的网络设备的路由表造成过大压力。因此最理想的方式，就是添加默认路由，宣告一条默认路由即可。

备注：整个拓扑的环境实现是在Cisco packet tracer模拟器的环境下实现，因此HSRP协议虽然可以配置，但无法生效和工作，在实际操作环境中则没有问题。

        由于本人能力有限和客观条件的限制，缺陷在所难免，还请谅解。

 

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