网络系统工程课程设计报告.doc

课程设计报告( 20-20年度第 学期)名 称：网络系统工程课程设计 题 目： 网络综合实验 院 系： 计算机系 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 1 成 绩： 日期：年 月 日计算机网络课程设计任 务 书一、 目的与要求1目的将网络系统工程基本原理及基本概念用于实际，将书本上抽象的概念与具体的实现技术结合起来，使学习深化，培养学生对基本原理的应用能力以及实际动手能力。2要求 独立完成课程设计题目以及课程设计报告。报告应包括设计思路、网络拓扑图、开发中遇到的问题以及解决方法。二、 主要内容1. 路由器和交换机认识性实验 熟悉路由器和交换机并掌握路由器和交换机的基本配置方法和配置命令。掌握路由器的基本配置方法和命令。利用主机的超级终端，通过tcp连接或者与路由器或交换机的console控制口直接连接的方式对路由器和交换机进行配置。2. 路由器协议配置熟悉掌握主机的路由配置；熟悉掌握路由器的静态、动态路由协议的原理和配置。通过实验，进一步了解路由器的工作过程，了解静态路由的优缺点及适用范围；掌握配置静态路由实现网络互通的方法，并能够通过查看路由表了解数据包在路由器中的转发过程。给出比较简单的网络拓扑结构，能够选择并配置合适的动态路由协议，实现网络互联。掌握rip协议的配置方法，初步了解ospf路由协议的配置命令。3. 虚拟局域网划分用cisco catalyst 2948和2924交换机实现vlan的划分。设计vlan的拓扑结构。根据拓扑结构连接网络设备。用基于端口的方式定义vlan，并对交换机进行相应的设置。vlan将广播域限制在本vlan之内，验证这一点。4. 路由器上广域网协议配置掌握路由器以及交换机的基本连接、工作原理和hdlc、x.25以及framerelay三种广域网协议的配置方法。分别设计出hdlc、x.25以及framerelay的网络连接结构，然后进行配置，最后通过测试连通性来判断配置是否正确。 5帧的捕获与分析通过设计捕获和分析以太网数据帧程序，初步掌握网络监听的实现技术，加深对链路层mac子层协议的理解。可自行设计程序，亦可用现有软件进行试验。 6交换机中继技术配置通过对交换机中继技术实验，对课本所学中继技术有更深的了解和掌握，掌握交换机中继技术。(注：1，2、3必做，4、5、6选作)三、 进度计划序号设计内容完成时间备注1互联网设备认知第一天2路由器协议配置实验第二天3虚拟局域网划分第三天4交换机中继技术配置第四天5验收写报告第五天四、 设计成果要求1 网络配置拓扑图及配置命令，配置测试成功；2 程序功能完善。2 课程设计报告。五、 考核方式考勤、验收和实验报告。.学生姓名：指导教师： 2011年6月13日一. 实验目的熟悉路由器和交换机并掌握路由器和交换机的基本配置方法和配置命令。熟悉掌握主机的路由配置； 熟悉掌握路由器的静态、动态路由协议的原理和配置掌握交换lan技术和共享lan技术不同之处。理解什么是冲突域,什么是广播域。掌握什么是vlan？其优点表现在哪些方面？（1） 常用的划分vlan的方法有哪些？（2） vlan之间的通信方式由那些？（3） 掌握路由器以及交换机的基本连接、工作原理和hdlc、x.25以及framerelay三种广域网协议的配置方法。实验一:交换机的认识switchen /从用户模式进入到特权模式switch#conf t/从用户模式进入到特权模式enter configuration commands, one per line. end with cntl/z.switch(config)#hosswitch(config)#hostname s3 /配置交换机的名字s3(config)#int f0/1/进入接口模式s3(config-if)#dess3(config-if)#description this is the first port /端口描述s3(config-if)#exit/退出接口模式s3(config)#line cons3(config)#line console 0/进入console线路模式s3(config-line)#passs3(config-line)#password 123/给console口配置密码s3(config-line)#login/使密码生效s3(config-line)#exit/退出线路模式s3(config)#ens3(config)#enas3(config)#enable pass3(config)#enable password cisco /从用户模式进入特权模式的密码s3(config)#line vty 0 15/进入远程登陆线路模式s3(config-line)#pass3(config-line)#password cisco /配置远程登陆密码s3(config-line)#login/使密码生效,允许远程登陆（必须要的）s3(config-line)#exits3(config)#int vlan 1 /给vlan1起管理ip地址，并把接口打开 做远程配置用的s3(config-if)#ip add 192.168.1.254 255.255.255.0s3(config-if)#no sh%link-5-changed: interface vlan1, changed state to up%lineproto-5-updown: line protocol on interface vlan1, changed state to ups3(config)#end/退到特权模式%sys-5-config_i: configured from console by consoles3#copy run sta/保存配置命令s3#copy run startup-config destination filename startup-config? building configuration.oks3#配置交换机允许远程登录后,可以直接在计算机上远程登录到交换机s3,使用telnet命令,因为已经给s3的vlan1取了一个管理ip地址192.168.1.254,故可直接用telnet 192.168.1.254来登录s3.结果如下所示:实验二:配置静态路由和动态路由原始配置过程如下所示(选择router0作为示例,r1和r2配置命令省略):routerenrouter#conf tenter configuration commands, one per line. end with cntl/z.router(config)#hosrouter(config)#hostname r0r0(config)#int f0/0r0(config-if)#no sh%link-5-changed: interface fastethernet0/0, changed state to up%lineproto-5-updown: line protocol on interface fastethernet0/0, changed state to upr0(config-if)#ip add 192.168.1.254 255.255.255.0r0(config-if)#int f0/1 /配置r0的各个端口ipr0(config-if)#ip add 192.168.2.1 255.255.255.0r0(config-if)#no sh%link-5-changed: interface fastethernet0/1, changed state to upr0(config-if)#%lineproto-5-updown: line protocol on interface fastethernet0/1, changed state to upr0(config-if)#exit/使用ospf动态路由协议,该协议属于有类协议, 宣告网段如下:r0(config)#route ospf 1/给ospf取一个进程号r0(config-router)#net 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0 /明确ospf属于哪个区域r0(config-router)#net 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0r0(config-router)#end%sys-5-config_i: configured from console by consoler0#show ip route/显示路由信息,动态路由配置结果：codes: c - connected, s - static, i - igrp, r - rip, m - mobile, b - bgp d - eigrp, ex - eigrp external, o - ospf, ia - ospf inter area n1 - ospf nssa external type 1, n2 - ospf nssa external type 2 e1 - ospf external type 1, e2 - ospf external type 2, e - egp i - is-is, l1 - is-is level-1, l2 - is-is level-2, ia - is-is inter area * - candidate default, u - per-user static route, o - odr p - periodic downloaded static routegateway of last resort is not setc 192.168.1.0/24 is directly connected, fastethernet0/0/”c”表示与r0直接c 192.168.2.0/24 is directly connected, fastethernet0/1 /相连的网段o 192.168.3.0/24 110/2 via 192.168.2.2, 00:00:18, fastethernet0/1 /已经学到了其他o 192.168.4.0/24 110/3 via 192.168.2.2, 00:00:18, fastethernet0/1 /非直接相连的网段r0#conf tenter configuration commands, one per line. end with cntl/z.r0(config)#ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.2.2 /配置完动态路由的基础上配置一条静态路由，到达192.168.4.0网段的路径是下一跳地址是192.168.2.2。因为ospf的管理距离是110，而静态路由的管理距离是1，当有动态路由和静态路由两路径同时存在时，会优先取决于管理距离小的那条路径。r0(config)#end%sys-5-config_i: configured from console by consoler0#show ip routecodes: c - connected, s - static, i - igrp, r - rip, m - mobile, b - bgp d - eigrp, ex - eigrp external, o - ospf, ia - ospf inter area n1 - ospf nssa external type 1, n2 - ospf nssa external type 2 e1 - ospf external type 1, e2 - ospf external type 2, e - egp i - is-is, l1 - is-is level-1, l2 - is-is level-2, ia - is-is inter area * - candidate default, u - per-user static route, o - odr p - periodic downloaded static routegateway of last resort is not set/由下面结果可知，当到达同一网段有动态和静态两条路径时，显示的是静态路由。c 192.168.1.0/24 is directly connected, fastethernet0/0c 192.168.2.0/24 is directly connected, fastethernet0/1o 192.168.3.0/24 110/2 via 192.168.2.2, 00:02:33, fastethernet0/1s 192.168.4.0/24 1/0 via 192.168.2.2r0#同理，对r1和r2的ospf的配置跟r0的一样，当网路中所有的路由器都宣告自己的相邻网段后，通过互相学习和转发，经过一定时间每个路由器都能知道本网络中的链路结构，从而计算出最佳路径构成路由表，从而实现互相通信的效果。与rip不同的是，ospf维护的是邻居表，拓扑表和路由表这三张表，明确网络的链路状态，无路由环路，而rip只知道通过某路由器能到达某网段，不知道网络全局情况；rip采用跳数作为度量值（最大条数为16），ospf采用cost为度量值；rip是无类协议，ip地址有默认的掩码，而ospf可以设置ip的掩码个数，是有类协议。实验三：划分vlan交换机有效的解决了冲突域的问题，但是没有解决广播域的问题，当数据表在交换机mac表中找不到目标地址时就会向与交换机相连的主机广播发送。为了解决广播问题，引入了虚拟局域网vlan，广播域之局限在某个vlan中。即使两台主机连在同一台交换机，只要这两台主机不属于同一个vlan，它们之间也无法直接通信，只能通过三层路由器才能进行通信。（1）路由器的配置：本实验使用了单笔路由，将路由端口f0/0分出两个子接口f0/0.1,f0/0.2，分别赋予ip地址，两子接口分别与vlan1和vlan2绑定（本实验只使用了vlan1，2两虚拟局域网）。 具体配置过程如下所示：routerenrouter#conf tenter configuration commands, one per line. end with cntl/z.router(config)#int f0/0router(config-if)#no sh%link-5-changed: interface fastethernet0/0, changed state to up%lineproto-5-updown: line protocol on interface fastethernet0/0, changed state to uprouter(config-if)#int f0/0.1%link-5-changed: interface fastethernet0/0.1, changed state to up%lineproto-5-updown: line protocol on interface fastethernet0/0.1, changed state to uprouter(config-subif)#enrouter(config-subif)#encapsulation drouter(config-subif)#encapsulation dot1q 1router(config-subif)#ip add 192.168.1.254 255.255.255.0router(config-subif)#exitrouter(config)#int f0/0.2router(config-subif)#%link-5-changed: interface fastethernet0/0.2, changed state to up%lineproto-5-updown: line protocol on interface fastethernet0/0.2, changed state to uprouter(config-subif)#enrouter(config-subif)#encapsulation d 2 / 封装协议为dot1q，该子接口属于vlan2router(config-subif)#ip add 192.168.2.254 /该ip地址 作为vlan2的网关% incomplete command.router(config-subif)#ip add 192.168.2.254 255.255.255.0router(config-subif)#exitrouter(config)#int f0/0router(config-if)#no ip addrouter(config-if)#endrouter#%sys-5-config_i: configured from console by consolerouter#show ip int br /查看端口信息interface ip-address ok? method status protocol fastethernet0/0 unassigned yes unset up up fastethernet0/0.1 192.168.1.254 yes manual up up fastethernet0/0.2 192.168.2.254 yes manual up up fastethernet0/1 unassigned yes unset administratively down down vlan1 unassigned yes unset administratively down down（2）交换机的配置由于使用了vlan2，首先要创建vlan2，交换机和路由器之间的连线配置成trunk模式。switchenswitch#conf tenter configuration commands, one per line. end with cntl/z.switch(config)#int f0/1switch(config-if)#no shswitch(config-if)#swswitch(config-if)#switchport mswitch(config-if)#switchport mode tswitch(config-if)#switchport mode trunk /不同vlan通过同一条链路，使用trunk协议，数据通过trunk时有不同封装内容，来决定是哪个vlan的数据。switch(config-if)#exitswitch(config)#vlan 2switch(config-vlan)#eixt % invalid input detected at marker.switch(config-vlan)#exitswitch(config)#int f0/1switch(config-if)#sw m tswitch(config-if)#exitswitch(config)#int f0/2switch(config-if)#swswitch(config-if)#switchport mswitch(config-if)#switchport mode acswitch(config-if)#switchport mode access /将端口设置成access模式switch(config-if)#sw acswitch(config-if)#sw access vlan 1 /按端口来区分vlan。将该端口分给vlan1。switch(config-if)#int f0/3switch(config-if)#sw m acswitch(config-if)#sw ac vlan 2switch(config-if)#exitswitch(config)#end /以下可以看出哪些端口属于vlan1，哪些属于其他的vlan%sys-5-config_i: configured from console by consoleswitch#show vlanvlan name status ports- - - -1 default active fa0/2, fa0/4, fa0/5, fa0/6 fa0/7, fa0/8, fa0/9, fa0/10 fa0/11, fa0/12, fa0/13, fa0/14 fa0/15, fa0/16, fa0/17, fa0/18 fa0/19, fa0/20, fa0/21, fa0/22 fa0/23, fa0/24, gig1/1, gig1/22 vlan0002 active fa0/3/f0/3属于vlan21002 fddi-default act/unsup 1003 token-ring-default act/unsup 1004 fddinet-default act/unsup 1005 trnet-default act/unsup vlan type said mtu parent ringno bridgeno stp brdgmode trans1 trans2- - - - - - - - - - -1 enet 100001 1500 - - - - - 0 02 enet 100002 1500 - - - - - 0 01002 fddi 101002 1500 - - - - - 0 0 1003 tr 101003 1500 - - - - - 0 0 1004 fdnet 101004 1500 - - - ieee - 0 0 1005 trnet 101005 1500 - - - ibm - 0 0 remote span vlans-switch#虽然两台计算机不属于同一个vlan，但是它们能通过路由器来进行通信，如下结果：当我们把交换机的f0/1关闭以后，虽然两计算机连在同一交换机，但它们就不能相互ping通了。由此可见vlan能解决了广播域的问题。实验四：帧中继帧中继属于广域网技术，是面向连接的二层传输协议，是比专线跟实惠更普遍的广域网通信技术。由于实验室的设备有限，此次帧中继实验的拓扑图如下：用router1模拟成帧中继交换机来作为帧中继网云，我们在r2和r3之间建立一条虚电路使它们连接，我们在r2的s0/0端口上指定一个标识102，在r3的s0/0给一标识201，这对标识来确定了一条虚电路pvc配置过程如下：（1） 将r1配置成帧中继交换机routerenrouter#conf t/此处以下十段命令的作用是优化路由器，enter configuration commands, one per line. end with cntl/z.router(config)#line console 0 router(config-line)#logg syn /打开日志同步，从而不在冲突配置命令router(config-line)#no exec-timeout /关闭console口回话超时退出router(config-line)#exitrouter(config)#no ip domain-lookup /关闭域名查询功能，在config模式下配置router(config)#alias exec a show ip int brief /为端口信息查询语句起别名router(config)#alias exec b show ip route /起别名router(config)#alias exec c show run/起别名router(config)#hostname r1r1(config)#frr1(config)#frame-relay swr1(config)#frame-relay switching /把该路由器配置成帧中继交换机r1(config)#int s0/0r1(config-if)#no shr1(config-if)#cl*mar 1 00:15:50.715: %link-3-updown: interface serial0/0, changed state to up*mar 1 00:15:51.715: %lineproto-5-updown: line protocol on interface serial0/0, changed state to upr1(config-if)#cl r1(config-if)#clor1(config-if)#clock rar1(config-if)#clock rate 128000 /端口提供时钟r1(config-if)#*mar 1 00:16:17.271: %lineproto-5-updown: line protocol on interface serial0/0, changed state to downr1(config-if)#enr1(config-if)#encapsulation frr1(config-if)#encapsulation frame-relay /端口封装协议是帧中继r1(config-if)#*mar 1 00:16:31.543: %lineproto-5-updown: line protocol on interface serial0/0, changed state to upr1(config-if)#int s0/1r1(config-if)#enr1(config-if)#encapsulation frr1(config-if)#encapsulation frame-relay r1(config-if)#clor1(config-if)#clock ra 128000r1(config-if)#no shr1(config-if)#*mar 1 00:17:03.019: %link-3-updown: interface serial0/1, changed state to upr1(config-if)#*mar 1 00:17:11.543: %lineproto-5-updown: line protocol on interface serial0/0, changed state to downr1(config-if)#int s0/0*mar 1 00:17:14.019: %lineproto-5-updown: line protocol on interface serial0/1, changed state to upr1(config-if)#int s0/0r1(config-if)#frame-relay lmi-typr1(config-if)#frame-relay lmi-type cisco /用来配置lmi的类型，默认时是ciscor1(config-if)#frame-relay intf-tr1(config-if)#frame-relay intf-type dce/配置接口是帧中继的dce还是dte，要注意的是：这里帧中继接口dce和s0/0的接口是dce还是dte无关。r1(config-if)#int s0/1*mar 1 00:19:08.007: %lineproto-5-updown: line protocol on interface serial0/0, changed state to upr1(config-if)#frame-relay lmi-type *mar 1 00:19:23.007: %lineproto-5-updown: line protocol on interface serial0/0, changed state to downr1(config-if)#frame-relay lmi-type ciscor1(config-if)#framr1(config-if)#frame-relay int f% ambiguous command: frame-relay int fr1(config-if)#frame-relay intf r1(config-if)#frame-relay intf-type dcer1(config-if)#int s0/0r1(config-if)#*mar 1 00:20:00.515: %lineproto-5-updown: line protocol on interface serial0/1, changed state to upr1(config-if)#frr1(config-if)#framr1(config-if)#frame-relay route *mar 1 00:20:15.515: %lineproto-5-updown: line protocol on interface serial0/1, changed state to downr1(config-if)#frame-relay route 102 int s0/1 201 /配置帧中继交换表，告诉路由器如果从该端口收到dlcl=102的帧，要从s0/1交换出去，并且dlcl改为201.。r1(config-if)#int s0/1r1(config-if)#framr1(config-if)#frame-relay route 201 int s0/0 102 /同上r1(config-if)#endr1#*mar 1 00:24:21.591: %sys-5-config_i: configured from console by consoler1#show frr1#show framr1#show frame-relay route /帧中继交换表信息input intf input dlci output intf output dlci statusserial0/0 102 serial0/1 201 inactiveserial0/1 201 serial0/0 102 inactive（2）配置路由器帧中继点到点子接口(此处只有r2 的配置命令，r3 的与r2的一样，省略)routerenrouter#conf t/此处以下十段命令的作用是优化路由器，enter configuration commands, one per line. end with cntl/z.router(config)#line console 0 router(config-line)#logg syn /打开日志同步，从而不在冲突配置命令router(config-line)#no exec-timeout /关闭console口回话超时退出router(config-line)#exitrouter(config)#no ip domain-lookup /关闭域名查询功能，在config模式下配置router(config)#alias exec a show ip int brief /为端口信息查询语句起别名router(config)#alias exec b show ip route /起别名router(config)#alias exec c show run/起别名router(config)#hostname r2r2(config)#int s0/0r2(config-if)#no ip addr2(config-if)#en frmar2(config-if)#en framr2(config-if)#en frame-relay r2(config-if)#no frr2(config-if)#no framr2(config-if)#no frame-relay inr2(config-if)#no frame-relay invr2(config-if)#no frame-relay inverse-arp /关闭逆向arpr2(config-if)#no shr2(config-if)#int *mar 1 00:27:09.019: %link-3-updown: interface serial0/0, changed state to upr2(config-if)#int s0/0.1 point-*mar 1 00:27:20.019: %lineproto-5-updown: line protocol on interface serial0/0, changed state to upr2(config-if)#int s0/0.1 point-to-point /创建点到点子接口r2(config-subif)#ip add 192.168.2.1 255.255.255.0r2(config-subif)#framr2(config-subif)#frame-relay intr2(