校园网IP规划及拓朴设计

众所周知，在电话通讯中，电话用户是靠电话号码来识别的。同样，在网络中为了区别不同的计算机，也需要给计算机指定一个号码，这个号码就是“IP地址”。在校园网络规划中，IP地址方案的设计至关重要，校园网中的核心交换、路由器、服务器、教师机、学生机均需合理设置IP地址。好的IP地址方案不仅可以减少网络负荷，还能为以后的网络扩展打下良好的基础。

TCP/IP协议需要针对不同的网络进行不同的设置，且每个节点一般需要一个“IP地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”。IP地址一般由四段十进制数字组成，每段取值0-254。格式如：192.168.1.10。运行Winxp的计算机的IP设置如图7-21。

图7-22 WINXP计算机中IP设置

根据IP地址中表示网络地址字节数的不同将IP地址划分为五类，A类，B类，C类、D类、E类。即首段十进制范围在0-127的为A类地址，一个A类地址可容纳百万结点，A类地址主要用于组建超大型网络。首段十进制范围在128-191的为B类地址，一个B类地址可容纳上千结点，B类地址主要用于组建大型网络。首段十进制范围在192-223的为C类地址，一个C类地址可容纳254个结点，C类地址主要用于组建小型网络。D类、E类为组播地址或保留地址。

IP地址由国际组织NIC（Network Information Center）负责统一分配，目前全世界共有三个这样的网络信息中心：InterNIC负责美国及其他地区； ENIC负责欧洲地区； APNIC：负责亚太地区。采用四段十进制数字组成的IP地址是IPv4协议，IPv4采用32位地址长度，只有大约43亿个地址，目前已基本用完。下一代IP地址将采用IPv6协议，几乎可以不受限制地提供地址。

由于全球IP地址数量有限，不可能给每一台计算机分配一个公网IP地址，因此，InterNIC规定在A类，B类，C类IP地址中，预留了以下三段IP地址用于内部网络使用，称为私有网络地址。

10.0.0.0～10.255.255.255

172.16.0.0～172.131.255.255

192.168.0.0～192.168.255.255

这三段网络地址只限内部网络使用，当需要接入互联网时，需要申请一个非私有地址来代理上网。如校园网内部一般使用192.168.1.0这个网段，而路由器或代理主机的对外接口则会使用类似202.120.100.101这样的地址。

7.3.2 子网掩码

为了提高IP地址的使用效率，可将一个网络划分为子网。子网掩码是划分网段，判断两台计算机是否在同一网段的重要参数。如校园网采用了192.168.1.0这个网段，若子网掩码设为255.255.255.0，则192.168.1.1至192.168.1.254共有254台计算机都在同一个网段内；若子网掩码设为255.255.255.128，则192.168.1.0这个网段可划分成两个独立的子网，其中192.168.1.1至192.168.1.126的计算机在同一个网段内，192. 168. 1. 129 到192. 168. 1. 254的计算机在另一个网段内。

在一个局域网中，有两个IP地址比较特殊，一个是网络号，一个是广播地址。网络号是用于三层寻址的地址，它代表了整个网络本身，另一个是广播地址，它代表了网络全部的主机。网络号是网段中的第一个地址，广播地址是网段中的最后一个地址，这两个地址是不能配置在计算机主机上使用的。如192.168.1.1至192.168.1.126的计算机在同一个网段内，这个网段的网络号是192.168.1.0，广播地址是192.168.1.127；而192. 168. 1. 129 到192. 168. 1. 254的计算机在同一个网段内，这个网段的网络号是192.168.1.128，广播地址是192.168.1.255。

由此可见，通过子网掩码设计，可将一个大网段划分成几个相互独立的小网段，便于提高IP地址的使用效率和进行安全管理。

子网掩码的计算可使用本书光盘资源中的《子网掩码计算器》软件计算。

一个校园网，对外一般仅由运营商提供少量公网IP地址，这类地址一般设置在校园网的路由器或代理主机中，代理全校上网。在校内，需要给每台计算机设置私网IP。

在校园网的网络规划过程中，我们应根据整个系统的网络拓扑结构进行设计，包含不同网段的各种网络设备，比如路由器、网关的位置、IP地址，同时制订准确的网络文档以便日后的升级和分析问题。

在校园网的内部管理网络中，一般建议使用192.168.0.0～192.168.255.255的C类地址作为内部主机的IP地址。

例：某校共有计算机500多台，其中网络中心设备和计算机共30台，楼层交换机5台，每个楼层交换机下共接入计算机100多台，如何进行IP规划？

可参照以下原则来规划校园网IP。

（1）、在规划时要考虑IP地址的预留，以便于将来设备扩充。因此建议可按每个楼层交换机一个C类IP段来规划。

（2）、为保证网络安全管理，网络设备应单独规划为一个IP段；建议192.168.0.0段用于校园网络中心设备及楼层交换机的IP分配；

（3）、每个楼层交换机一个C类IP段来规划，建议规划192.168.1.0、192.168.2.0、192.168.3.0、192.168.4.0、192.168.5.0五个网段，每段子网掩码均为255.255.255.0。

（4）、如果某部门计算机分散在不同的楼层，需要划分为一个IP段，也可使用VLAN技术。

Packet Tracer 是由Cisco公司发布的一个辅助学习工具，为学习思科网络课程的初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境。用户可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑，并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况。可以学习IOS的配置、锻炼故障排查能力。功能强大，但使用简单容易上手，适合引导校园网管员走向网络管理专业化道路。

1、软件界面

图7-23 Packet Tracer界面

软件界面由上向下依此为菜单工具区、工作区、设备选择区。

在界面的左下角一块区域，这里有许多种类的硬件设备，从左至右，从上到下依次为路由器、交换机、集线器、无线设备、设备之间的连线、终端设备、仿真广域网、自定义设备。

2、软件使用

在使用时，可从左下角选择设备后拖放到软件的工作区。设备全部选择完成后，应进行设备连线。连线就是选中一种线，然后在要连接的线的设备上点一下，选接口，再点另一设备，选接口就行了。

不同的设备间使用不同的连线，连线类型从 中选择。用鼠标点一下它之后，在右边有各种类型的线，依次为自动选线、控制线、直通线、交叉线、光纤、电话线、同轴电缆、DCE、DTE。

一般PC与交换机之间使用直通线；交叉线只在路由器和电脑直接相连，或交换机和交换机之间相连时才会用到。DCE和DTE是用于路由器之间的连线。

在软件右边有一个区域，从上到下依次为选定/取消、移动、标记、删除等。

3、软件功能

（1）、制作、建立网络拓朴图

（2）、学习交换机、路由器配置

（3）、锻炼故障排查能力