キャンパスネットワークの構築と設計～コンピュータネットワークの宿題【コンピュータ応用編】

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序文

最近本当に色々ありすぎて忙しいのでまた投稿します

愛し続けて、山へ、海へ。

Cisco パケットトレーサ

Cisco Packet Tracer は、シスコがリリースした補助学習ツールで、シスコのネットワークコースを学習する初心者向けに、ネットワーク障害の設計、構成、トラブルシューティングを行うためのネットワークシミュレーション環境を提供します。ユーザーは、ソフトウェアのグラフィカルユーザーインターフェイス上でドラッグアンドドロップ方式を直接使用して、ネットワークトポロジを確立し、ネットワーク内を移動するデータパケットの詳細な処理を提供し、ネットワークのリアルタイム動作を観察できます。 IOS 設定を学習し、トラブルシューティング機能を実行するために使用されます。

プロジェクト要件の分析

プロジェクト紹介

ランダムコンピュータとコンピュータネットワークの継続的な発展に伴い、インターネット上のリソースはますます豊富になり、人々はインターネットを介してさまざまなリソースを入手し、インターネットを使用してマルチメディア教育、情報交換、情報管理機能を実現できます。コンピュータネットワークの継続的な発展に伴い、キャンパスネットワークの確立に対する要求も高まっています。学校のコンピュータネットワーク通信に対するさまざまなニーズに適応し、満たすために、高速で信頼性が高く、拡張可能なキャンパスコンピュータネットワークをどのように構築するかは、すべての学校が検討し検討する必要がある問題となっています。
そこで本プロジェクトでは、キャンパスネットワークが実現すべき機能を具体的に分析し、学校と学生のニーズを融合し、キャンパスシステム全体のネットワーク情報リソースの共有を実現するため、Cisco Packet Tracerソフトウェアを活用した安全で信頼性の高いネットワーキングソリューションを設計します。 , ネットワークサービスに関しては、異なるネットワークエリアの分割、同一ネットワークエリアでの情報共有の実現、異なるネットワークエリアでの認可情報の共有などの機能を満たします。

プロジェクトの要件

プロジェクト設計計画と目的によれば、このプロジェクトは次の要件を満たす必要があります。
1. キャンパスネットワークは、キャンパスネットワーク内の教務棟エリア、学生寮エリア、管理棟エリア、図書館エリア、サーバーエリアを含む5つのエリアに分割されています。。
2. 異なる地域は異なる VLAN によって分割されます。同じ部門内のコンピュータはレイヤ 2 スイッチを使用して相互接続されます。異なる部門間の通信はレイヤ 3 コアスイッチを介して転送されます。パブリックネットワークにアクセスするトラフィックは BGP および ISP ルータを通過する必要があります。
3. 学生数が多く、学生が自分のコンピュータを使用して学校のネットワークに接続することを考慮すると、静的なネットワーク構成はあまり適切ではありません。ここでは、DHCP を使用して、学生寮エリア、教棟エリア、および学生寮エリアを動的に構成します。管理棟エリアの IP アドレス、図書館エリアの場合、IP アドレスは静的に設定されます。
4. 出力ルータで NAT アドレス変換プロトコルを構成し、キャンパスネットワーク内のホストが出力ルートを介してパブリックネットワーク内のホストにアクセスできるようにします。

プロジェクトデザイン

設計の概要

キャンパスネットワークは主に学生寮エリア、教務棟エリア、管理棟エリア、図書館エリア、サーバエリアの5つのエリアに分かれています。同じエリア間の通信では、トラフィック転送用のレイヤ 2 スイッチとして 2950-24 スイッチが使用され、異なるエリア間の通信では、トラフィック転送用のレイヤ 3 スイッチとして 3560-24PS スイッチが使用され、3560-24PS スイッチが選択されます。ネットワークのコア層を全体コピーするキャンパスネットワークのイントラネットのトラフィックを転送し、1841エッジルータを接続することでイントラネットとイントラネット間の通信を行います。
学生寮内のネットワークにアクセスして利用する学生の数が最も多いため、IPアドレスを分割する際には、C級IPアドレスのネットワーク番号の下3桁を取り出して利用します。学生寮エリアで使用可能な IP の数は 2046 個に達しますが、他の地域ではデフォルトで分割されている使用可能な IP の数は 254 です。

学校事業部門の分布

プロジェクトの設計プロセスでは、キャンパスネットワーク内のビジネス部門の分布と、それに対応するホストの数が次のとおりであると想定します。
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VLANの分割

さまざまな学部とキャンパスネットワーク内のホストの数に応じて、プロジェクトのVLALは次のように分割されます。
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プロジェクトに必要な設備

このプロジェクトでキャンパスネットワークを構築するために必要な機器情報は次のとおりです。なお、
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学生寮エリアに割り当てられる IP アドレスは 2046 個あるため、各 2950-24 スイッチは 23 台のコンピュータ (1 台は 1 台) までしか接続できません。ポートはスイッチの相互接続のために予約されているため)、実際には、学生寮エリアには 3 台をはるかに超える 2950-24 スイッチが必要です。プロジェクト計画の設計では、ネットワークトポロジのシミュレーションを容易にするために、、ここでは 2 つの寮のみをシミュレートしました。各寮にはスイッチが装備されており、各寮のスイッチは 2 台のコンピュータにのみ接続されており、寮のコンピュータの接続に使用されるスイッチはトランクポートを介して接続されています。
同時に、実際のネットワーク設計では、校内ネットワーク内に FTP サーバー、DNS サーバー、外部ネットワーク上の学校の Web ページを表示するための WWW サーバーなども含める必要があります。このシミュレーション実験では、簡単のため DHCP のみを使用します。サーバーは動的 IP アドレスの割り当てに使用されます。

静的 IP アドレスの説明

実際のインターネット環境をより現実的にシミュレートするために、このプロジェクトの一部のホストまたはサーバーは静的 IP アドレス構成方式を採用しており、構成された IP アドレスは次のとおりです。
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ネットワークシステム設計

ネットワークトポロジー

プロジェクトの要件とプロジェクト設計計画の関連内容に従って、最初に Cisco Packet Tracer Student シミュレータを使用して、次のようにネットワークトポロジダイアグラムを描画します。DHCP 動的 IP アドレス構成を使用するホストの場合、IP アドレスは静的 IP アドレスを持つホストはすでに構成されています。IP アドレスを特定します。
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VTP プロトコルの設定

ネットワークトポロジ図を作成した後、まず、VLAN を管理および調整するためにコアルータの VTP プロトコルを設定し、コアルータで VTP サービスを有効にして、コアルータを VTP サーバとして設定します。次に、インターフェイススイッチで VTP プロトコルを設定します。各ビジネス
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領域の VTP サービスを有効にし、VTP クライアントを設定します。つまり、Switch1、Switch2、Switch3、Switch4、および Switch5 で次のように設定します。次に、コアスイッチでフレームリレーを設定し、スイッチポートのトランクリンクカプセル化プロトコルを宣言します
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。は 802.11q であり、スイッチ間の接続ポートを dot1q カプセル化に設定します。

VLAN設定

コアスイッチ上に対応するVLANを作成し、ポート分割を行います。
ここに画像の説明を挿入 Switch1を学生寮エリアに設定します。

Switch6を学生寮エリアに設定します。

Switch7を学生寮エリアに設定します。

同様に教務棟エリア、管理棟エリア、図書館エリア、およびサーバー領域のインターフェイススイッチで、スイッチに接続されているポートをトランクポートとして設定し、コンピュータに直接接続されているポートをアクセスポートとして設定し、対応する VLAN を設定します。
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DHCPサービスの設定

まず、DHCP サーバーの構成ページを見つけ、サービスで DHCP 構成を選択し、DHCP サービスを開いて対応する DHCP アドレスプールを作成し、各アドレスプールの初期 IP、デフォルトゲートウェイ、および使用可能な IP の数を構成します。インターフェイスは
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次のように表示されます。

次に、コアスイッチを設定し、DHCP サービスを有効にして、192.168.5.2 からの IP アドレスを要求します。

NAT設定

WIC-2T モジュールを境界ルーターと ISP ルーターにそれぞれ追加し、ルーター上で NAT プロトコルを構成します。
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ネットワーク接続テスト

まず、学生寮エリアの PC0、PC1、PC2、PC3 の IP アドレスを確認します。DHCP サービスを通じて、すべて正しく IP アドレスが割り当てられていることがわかります。次に、PC0 (192.168.8.2) を例として次の操作を実行します。学生寮エリア（VLAN1
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）の内部通信 Pingテスト：

PC0（192.168.8.2）経由学生寮エリア（VLAN1）および教員棟エリア（VLAN2）用 PC4（192.168.1.4）のPingテスト：

PC0（192.168.8.2）経由) 学生寮エリア (VLAN1) と管理棟エリア (VLAN2) の場合建物エリア (VLAN3) の PC6 (192.168.3.2) の Ping テスト: 上記のテスト例を通じて、
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同じまたは異なる VLAN が通信できることがわかります。相互に接続されており、アドレスを動的に取得するように DHCP が設定されているホストは正しい IP アドレスを取得しており、VLAN と DHCP の設定は両方とも正しいです。
次に、PC0 (192.168.8.2) を使用して学生寮エリア (VLAN1) と外部ネットワークエリアの PC10 (223.1.1.10) の間で ping テストを実行し、NAT 設定が正しいかどうかを確認します。