一公司的网络工程设计

Question

某公司需要搭建网络并连入因特网，该公司有三个部门(部门1包含3台电脑pc1 2 3；部门2包含4台电脑：pc4 5 6 7；部门3包含2台电脑：pc8、9)，每个部门单独为一个局域网，并且该公司只能申请一个全球唯一的C类IP地址通过路由器R1连入因特网。
要求：
(1)根据自己的理解，画出该公司的网络拓扑图。
(2)根据自己的理解，在上述网络拓扑图中标出每台电脑(包含路由器接口)的IP地址。
(3)构建上述网络拓扑图中每个路由器的路由表。
(4)假设三台电脑pc1、pc4、pc8需要完成同一个任务，pc2、pc5、pc9需要完成另外一个相同的任务，但公司又不愿意专门搭建新的局域网，请问该采用什么技术实现？请根据自己的理解，描述实现详细过程。

Answer 1

引自强大而免费的微信小程序：皆我百晓生。

1. 网络拓扑图设计
根据题目要求，该公司需要搭建一个包含三个部门的网络，并连接到因特网。每个部门是一个独立的局域网，而公司只能申请一个全球唯一的C类IP地址。因此，我们可以设计以下拓扑图：

          +--------+
          | Router |
          +--------+
               |
               | 172.16.0.1/24 (局域网1)
         +-----+-----+
         |           |
      +--+--+     +--+--+
      | PC1 |     | PC2 |
      +--+--+     +--+--+
         |           |
         |           |
         |           |
(局域网3)|           |(局域网2)
   +-----+-----+-----+-----+
   |     |     |     |     |
+--+--+  |  +--+--+  |  +--+--+
| PC3 |  |  | PC4 |  |  | PC5 |
+-----+  |  +-----+  |  +-----+
         |           |
      +--+--+     +--+--+
      | PC6 |     | PC7 |
      +-----+     +-----+
 

          (局域网4)
          +--------+
          | Router |
          +--------+
               |
               |
          +-----+-----+
          |           |
          |    PC8    |
          |           |
          +-----+-----+

2. IP 地址分配
根据题目要求，我们需要为每台电脑（包括路由器接口）分配 IP 地址。假设局域网1使用 172.16.0.0/24 子网，局域网2使用 172.16.1.0/24 子网，局域网3使用 172.16.2.0/24 子网，局域网4使用 172.16.3.0/24 子网。对应的 IP 地址分配如下：

• Router R1: 172.16.0.1 (局域网1)、172.16.1.1 (局域网2)、172.16.2.1 (局域网3)、172.16.3.1 (局域网4)
• PC1: 172.16.0.2
• PC2: 172.16.0.3
• PC3: 172.16.0.4
• PC4: 172.16.1.2
• PC5: 172.16.1.3
• PC6: 172.16.1.4
• PC7: 172.16.1.5
• PC8: 172.16.3.2

3. 路由表配置
根据题目要求，我们需要为每个路由器配置路由表。在这个拓扑图中，只有一个路由器 R1。下面是每个局域网的路由表配置：

• R1 路由表配置：

R1(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.0.1   // 默认路由，指向上级路由器（因特网）
R1(config)# ip route 172.16.0.0 255.255.255.0 172.16.0.1   // 路由局域网1
R1(config)# ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.1.1   // 路由局域网2
R1(config)# ip route 172.16.2.0 255.255.255.0 172.16.2.1   // 路由局域网3
R1(config)# ip route 172.16.3.0 255.255.255.0 172.16.3.1   // 路由局域网4

4. 跨局域网通信技术选择
根据题目要求，公司不希望搭建新的局域网，但需要实现跨局域网的通信。在这种情况下，我们可以选择使用虚拟专用网（Virtual Private Network，简称 VPN）来实现。

VPN 允许在公共网络上创建私密的、加密的通信通道。通过 VPN，我们可以模拟出一个安全的、仅在内部使用的网络环境。

以下是实现该场景的详细步骤：

1. 配置 VPN 服务器：在公司的路由器 R1 上配置 VPN 服务器，使其成为 VPN 的终端。可以使用开源的 VPN 服务器软件，如 OpenVPN。

2. 配置 VPN 客户端：在每台需要进行通信的电脑上，安装 VPN 客户端 software，并添加 VPN 服务器的配置信息，如 IP 地址、用户名和密码。

3. 连接 VPN：通过 VPN 客户端连接 VPN 服务器，建立 VPN 通道。一旦连接成功，电脑将获得一个虚拟的 IP 地址。

4. 配置路由：为了实现跨局域网通信，我们需要为 VPN 通道添加路由。在每台电脑上配置路由表，确保要访问的目标 IP 地址通过 VPN 通道。

5. 测试：启动 VPN 客户端并进行测试，确保跨局域网通信可以正常工作。

在实践中，可以使用开源的 VPN 解决方案，如 OpenVPN，该软件提供了详细的配置指南和示例。

注意事项：

• 需要保证 VPN 服务器和客户端之间的网络互通，可以通过配置防火墙规则或网络地址转换（NAT）来实现。
• 需要配置适当的安全措施，以确保 VPN 通信的机密性和完整性。

这是一个简单的 VPN 实现方案，实际上，VPN 技术有很多种类型和协议，选择合适的方案取决于实际需求和网络规模。