本文完整演示一个小型校园网(两栋楼 + 机房)从需求分析、IP/VLAN 规划、拓扑设计,到设备配置、业务验证的全过程,覆盖 VLAN 隔离、DHCP 自动分配、Trunk 透传、无线接入、WEB/DNS 服务、RIP/OSPF 双协议重分发、NAT 地址转换、链路聚合冗余等核心技术点,全部在 Cisco Packet Tracer 中完成,命令可直接复用。

一、需求分析与整体规划

场景:某学校新校区需要搭建全新网络并接入互联网。全校共两栋楼(实验楼、办公楼),每栋楼需提供 200 个有线信息点;实验楼需提供无线接入;机房位于办公楼内,需提供网站(WEB)与内部域名解析(DNS)服务,并通过出口路由器接入互联网。为保障网络安全,各部门网络需隔离广播域。

1.1 IP 与 VLAN 规划

按楼层/用途划分 4 个 VLAN,每个网段取一个 C 类地址,便于扩展:

地点VLAN网段网关
办公楼10171.17.10.0/24171.17.10.1
实验楼20171.17.20.0/24171.17.20.1
机房(服务器区)60171.17.60.0/24171.17.60.1
实验楼无线90171.17.90.0/24171.17.90.1

1.2 设备互联规划

采用核心层—汇聚层—接入层三层结构;为节约成本并提高内部交换能力,核心与汇聚合用一台三层交换机,路由器作为局域网出口并通过 NAT 实现内外网地址转换:

设备接口对端设备对端接口
内部路由器Fa0/0核心汇聚交换机Gi0/1
内部路由器Fa0/1出口路由器Fa0/0
核心汇聚交换机Fa0/1-2服务器接入交换机Fa0/1-2
核心汇聚交换机Fa0/4办公楼接入交换机Gi0/1
核心汇聚交换机Fa0/5实验楼接入交换机Gi0/1
实验楼接入交换机Fa0/13无线 APPort0
出口路由器Se0/0/0ISP 路由器Se0/0/0

二、网络拓扑

整体结构:出口路由器下挂三层核心交换机,二层交换机作为接入,另用一台路由器模拟互联网(ISP):

网络拓扑

三、设备配置(10 步)

(1)核心交换机:VLAN 网关与 DHCP 地址池

在三层交换机上为 4 个 VLAN 配置 SVI 接口地址(即各网段网关):

interface Vlan10
 ip address 171.17.10.1 255.255.255.0
!
interface Vlan20
 ip address 171.17.20.1 255.255.255.0
!
interface Vlan60
 ip address 171.17.60.1 255.255.255.0
!
interface Vlan90
 ip address 171.17.90.1 255.255.255.0

配置 DHCP 动态地址池,为办公、实验、无线终端自动下发地址,DNS 指向机房 DNS 服务器:

ip dhcp pool vlan10
 network 171.17.10.0 255.255.255.0
 default-router 171.17.10.1
 dns-server 171.17.60.254
ip dhcp pool vlan20
 network 171.17.20.0 255.255.255.0
 default-router 171.17.20.1
 dns-server 171.17.60.254
ip dhcp pool vlan90
 network 171.17.90.0 255.255.255.0
 default-router 171.17.90.1
 dns-server 171.17.60.254

启用三层路由功能:

ip routing

(2)核心交换机:对接路由器的出口接口

三层交换机连接路由器的物理接口需先执行 no switchport 转为路由口,才能配置 IP;对内部路由器侧运行 RIP 协议:

interface GigabitEthernet0/1
 no switchport
 ip address 171.17.80.2 255.255.255.0
 duplex auto
 speed auto
router rip
 version 2
 network 171.17.0.0
 no auto-summary

(3)核心/接入交换机:Trunk 透传打通内网

核心交换机下连接入交换机的端口配置 Trunk,允许多 VLAN 透传:

interface FastEthernet0/3
 switchport trunk encapsulation dot1q
 switchport mode trunk
interface FastEthernet0/4
 switchport trunk encapsulation dot1q
 switchport mode trunk

办公楼接入交换机(上联口 Trunk,业务口划入 VLAN 10):

int gi0/1
 switchport mode trunk
int ran fa0/1-24
 switchport mode access
 switchport access vlan 10

实验楼接入交换机(有线口划 VLAN 20,无线口划 VLAN 90):

int gi0/1
 switchport mode trunk
int ran fa0/1-12
 switchport mode access
 switchport access vlan 20
int ran fa0/13-24
 switchport mode access
 switchport access vlan 90

(4)无线 AP 配置

修改无线 SSID 为 test,安全认证采用 WPA2-PSK,密码 12345678:

无线AP配置

(5)WEB 与 DNS 服务器配置

机房两台服务器分别承担 WEB 与 DNS 服务。WEB 服务器设置 IP 为 171.17.60.253 并启动 WEB 服务:

WEB服务器IP配置

DNS 服务器配置 IP 并启动 DNS 服务,增加一条 A 记录:域名 www.wlgc.com → WEB 服务器 IP,使主机可通过域名访问服务器:

DNS服务器域名解析记录

(6)内部路由器:RIP/OSPF 双协议重分发

内部路由器一端对接核心交换机(RIP 域),一端对接出口路由器(OSPF 域),因此需要双向重分发:

interface FastEthernet0/0
 ip address 171.17.80.1 255.255.255.0
!
interface FastEthernet0/1
 ip address 17.17.20.1 255.255.255.0
router ospf 1
 router-id 3.3.3.3
 log-adjacency-changes
 redistribute rip subnets
 network 17.17.20.1 0.0.0.0 area 0
!
router rip
 version 2
 redistribute ospf 1 metric 1
 network 171.17.0.0
 no auto-summary

排坑提示:OSPF 的 network 语句必须用反掩码(如 0.0.0.0),如果误当掩码使用,邻居无法建立、全网不通,这是本类拓扑最常见故障。

(7)出口路由器:NAT 地址转换

出口路由器将内网私网地址转换为外网接口地址,实现私网访问广域网;并用 ACL 禁止个别主机(如 171.17.10.2)上网,其余放行:

interface FastEthernet0/0
 ip address 17.17.20.2 255.255.255.0
 ip nat inside
!
interface Serial0/0/0
 ip address 200.200.200.1 255.255.255.0
 clock rate 64000
 ip nat outside
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Serial0/0/0
router ospf 1
 log-adjacency-changes
 redistribute rip subnets
 network 17.17.20.2 0.0.0.0 area 0
 default-information originate
access-list 1 deny host 171.17.10.2
access-list 1 permit any
ip nat inside source list 1 interface Serial0/0/0 overload

(8)互联网(ISP)模拟配置

用一台路由器模拟互联网,提供外网测试目标:

interface FastEthernet0/0
 ip address 201.201.201.1 255.255.255.0
!
interface Serial0/0/0
 ip address 200.200.200.2 255.255.255.0

(9)电脑终端配置

笔记本电脑改用无线网卡并连接 SSID test:

笔记本电脑启用无线网卡

笔记本电脑连接无线网络

各电脑终端 IP 设为 DHCP 自动获取:

电脑IP配置

(10)链路聚合:服务器区冗余保护

为保障服务器区网络可靠,在核心交换机与服务器接入交换机之间做链路聚合,单条链路故障时业务不中断。

核心(三层)交换机:

interface Port-channel1
 switchport trunk encapsulation dot1q
 switchport mode trunk
interface FastEthernet0/1
 switchport trunk encapsulation dot1q
 switchport mode trunk
 channel-group 1 mode auto
interface FastEthernet0/2
 switchport trunk encapsulation dot1q
 switchport mode trunk
 channel-group 1 mode auto

服务器接入交换机:

interface Port-channel1
 switchport mode trunk
interface FastEthernet0/1
 switchport mode trunk
 channel-group 1 mode desirable
interface FastEthernet0/2
 switchport mode trunk
 channel-group 1 mode desirable

四、全网测试验证

4.1 内网互联测试

PC1(171.17.10.2)分别 PING PC3(171.17.20.2)与笔记本电脑(171.17.90.2),全部连通,说明 VLAN 间路由正常:

内网互联测试

4.2 无线网络测试

笔记本电脑(171.17.90.2)PING WEB 服务器(171.17.60.253),可通,无线业务正常:

无线网络测试

4.3 WEB 与 DNS 测试

PC2(171.17.10.3)先通过 IP 地址访问 WEB 服务器,网站可打开,证明 WEB 服务配置正确:

通过IP访问WEB服务器

再通过域名 www.wlgc.com 访问,网站可打开,证明 DNS 解析正确:

通过域名访问WEB服务器

用 PING 域名进一步验证 DNS 解析结果:

DNS解析测试

4.4 访问互联网测试

PC3 PING 外网主机(201.201.201.1)可通,内网上网正常:

内网访问互联网测试

在出口路由器上执行 show ip nat translations,可见内网 IP(如 171.17.20.2)已被转换为外网接口地址 200.200.200.1,NAT 工作正常:

NAT转换查看

4.5 链路聚合保护测试

PC1(171.17.10.2)长 PING DNS 服务器(171.17.60.254)期间,手工关闭核心交换机 Fa0/1 模拟端口故障:PING 基本无中断,链路聚合冗余保护生效:

链路聚合故障切换测试

五、要点总结

  1. 三层交换机 SVI 是 VLAN 间路由的关键:每个 VLAN 一个网关地址,配合 ip routing 实现全网互通;
  2. 物理口配 IP 必须先 no switchport,否则命令会被拒绝;
  3. Trunk(dot1q)是多 VLAN 跨交换机的通道,上联口 Trunk、业务口 Access 的组合是标准做法;
  4. 双协议域边界必须重分发:本例内部 RIP ↔ 出口 OSPPF,两侧都要 redistribute 才能全网路由可达;
  5. NAT 三要素:inside/outside 接口标记、感兴趣流 ACL、overload 复用外网口地址;
  6. OSPF network 用反掩码,配错会导致邻居建不起来、局部不通;
  7. DHCP 的 dns-server 参数决定了终端能否用域名上网,指向内部 DNS 即可实现内网域名服务;
  8. **链路聚合(PAgP auto/desirable)**为服务器区提供链路级冗余,单端口故障业务无感切换;
  9. 排障利器是 Packet Tracer 的模拟模式:能逐跳查看数据包走向,快速定位故障发生在哪台设备。

以上命令在 Packet Tracer 中可直接复现,适合作为校园网/中小企业网络设计与配置的学习模板。

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