计算机网络ENSP课设--三层架构企业网络

本课程设计搭建一个小型互联网，并模拟Internet的典型Web服务过程。通过此次课程设计，可以进一步理解Internet的工作原理和协议过程，并提高综合知识的运用能力和分析能力。具体目标包括：

（1）掌握网络拓扑的分析能力以及简单的故障排除方法；

（2）进一步理解TCP/IP协议栈的工作过程及其数据封装方法；

（3）进一步理解数据分组在互联网中的传输过程；

（4）进一步理解路由协议的工作原理。

（5）综合了解各种协议如何协同工作，完成Internet信息服务。

1.初始化拓扑图

2.观察同一交换机上同一VLAN内PC间的通信

3.观察不同交换机上但属于同一VLAN内PC间的通信

4.观察同一交换机上但不属于同一VLAN内PC间的通信

5.观察不同交换机上不属于同一VLAN内PC间的通信

6.观察VLAN2内PC4与外部通信

7.观察VLAN3内PC5与外部通信

8.观察活跃路由故障时，PC与外部通信情况

背景知识

1.分层网络设计概述
企业网络一般采用分层思想进行设计，即一个大规模的网络系统往往被分为几个较小的部分，它们之间既相对独立又相互关联。这种化整为零的设计方法称为分层设计。三层分层模型包括核心层（ Core Layer )、汇聚层（ Distribution Layer ）和接入层（ Access Layer )。
其中，每层都有其特定的功能，详细说明如下。
(1）核心层（ Core Layer )：主干网络，其主要功能是实现快速而可靠的数据传输。核心层的性能与可靠性对整个网络的性能和可靠性是至关重要的，因此在设计核心层时只将高可靠性、高速的传输作为其设计目标，而不将影响传输速度的数据处理放在核心层实现。核心层交换机需要具有较高的可靠性和性能。
(2）汇聚层（ Distribution Layer )：负责连接接入层和核心层，将众多的接入层接入点汇集起来，屏蔽接入层对核心层的影响。汇聚层需要实现一些网络策略，包括提供路由、实现包过滤、网络安全、创建 VLAN 并实现 VLAN 间路由、分割广播域、 WAN 接入等。汇聚层交换机仍需要较高性能和比较丰富的功能。
(3）接入层（ Access Layer )：又称为桌面层，提供用户或工作站的网络接入，用户可以通过接入层访问网络设备。接入层的交换机数量较多，在设备选择上需要选择易于使用和维护、具有较高性价比和高端口密度的交换机。
分层设计的主要优点如下。
(1）对复杂的网络问题进行层次分割，每层执行特定的功能，使复杂的网络问题更易于解决。(2）各层间相对独立，某层的拓扑结构变化不会影响到其他层。
(3）使用分层模型设计的网络更易于实现和维护，具有更好的可扩展性。
2．冗余网络
网络的稳定性对于大多数企业网络都是很重要的，一旦网络出现故障（即使时间很短）就会造成很大的损失。因此，为了增强企业网络的稳定性，往往会在网络中使用冗余链路，当其中一条链路出现故障时，另外一条链路仍然可以保证网络的正常通信。

基本原理

利用单臂路由实现VLAN 间路由，以太网中， 通常会使用VLAN 技术隔离二层广播域来减少广播的影响，并增强网络的安全性和可管理性。其缺点是同时也严格地隔离了不同VLAN 之间的任何二层流量，使分属于不同VLAN 的用户不能直接互相通信。在现实中， 经常会出现某些用户需要跨越VLAN 实现通信的情况，单臂路由技术就是解决VLAN 间通信的一种方法。

单臂路由的原理是通过一台路由器，使VLAN 间互通数据通过路由器进行三层转发。如果在路由器上为每个VLAN 分配一个单独的路由器物理接口，随着VLAN数量的增加， 必然需要更多的接口，而路由器能提供的接口数昼比较有限，所以在路由器的一个物理接口上通过配置子接口（即逻辑接口）的方式来实现以一当多的功能，将是一种非常好的方式。路由器同一物理接口的不同子接口作为不同VLAN 的默认网关，当不同VLAN 间的用户主机需要通信时，只需将数据包发送给网关，网关处理后再发送至目的主机所在VLAN, 从而实现VLAN 间通信。由于从拓扑结构图上看，在交换机与路由器之间，数据仅通过一条物理链路传输，故被形象地称之为“ 单臂路由”。

画出拓扑结构图

写出详细的配置信息

代码如下

任务1 观察同一企业网络同一VLAN间通信

步骤1：初始化拓扑图

步骤2：观察同一交换机上同一VLAN内PC间的通信

步骤3：观察不同交换机上但属于同一VLAN内PC间的通信

任务2 观察企业网络不同VLAN间通信

步骤1：观察同一交换机上但不属于同一VLAN内PC间的通信

步骤2：观察不同交换机上不属于同一VLAN内PC间的通信

任务3双核心路由热备份实验

步骤1：观察VLAN2内PC4与外部通信

步骤2：观察VLAN3内PC5与外部通信

步骤3：观察活跃路由故障时，PC与外部通信情况