小型互联网设计报告.doc

沈阳理工大学计算机网络课程设计报告学 院信息科学与工程专 业电子信息工程学生姓名 学 号0803030131设计题目佳苑小区小型互连网的划分与设计内容及要求：利用BOSON软件实现小型互连网的综合设计，要求至少要有两个LAN，一个WAN，网间设备之间能互通，并且要配置一个虚拟LAN。掌握CISCO路由器、交换机及PC机的基本配置，用掌握的CISCO基本配置命令调试通整个网络。进度安排：2011年7月7日 布置题目，安排课程设计任务及相关软件介绍2011年7月8日-9日 查找相关资料，做出网络规划，画出网络拓扑图，熟悉相关命令2011年7月19日-20日 根据拓扑图，配置相关的网络设备，使网络正常运行2011年7月18日 验收2011年7月21日 完成课程设计报告 指导教师（签字）： 年 月 日 学院院长（签字）： 年 月 日 课 程 设 计 任 务 书摘 要近年来，计算机网络技术飞速发展。国内各大高等工科院校适应社会发展需要相继开设了网络工程课程，实验环节对于掌握该课程非常重要。 基于 Boson Netsim 仿真软件，提出二层交换和三层路由的综合实验方案。设计了模拟拓扑结构图，分析了 VLAN，路由协议 RIP 和 802.1Q 的配置命令。对虚拟网络进行了仿真测试，实现了虚拟网络的通信。结果表明所组建的网络是可行的。关键词：计算机网络技术；802.1Q；VLAN; RIP；仿真分析目 录1 课程设计目的 12 课程设计要求 13 相关知识 14 课程设计分析 105 程序代码 106 运行结果137 参考文献15小型互连网的设计实现1.课程设计目的（1）加深对计算机网络基本理论知识的理解。（2）用BOSON软件实现小型互连网的综合设计。（3）培养独立开展科研的能力和配置能力。（4）掌握基本小型互连网的结构及其在模式识别中的应用。2.课程设计要求（1）掌握课程设计的相关知识、概念清晰。（2）程序设计合理、能够正确运行。（3）查阅资料，根据用户需求，掌握小型互连网的设计方法；（4）熟练掌握CISCO路由器、交换机及PC及机的基本配置命令；（5）用掌握的CISCO基本配置命令调试通整个网络。（至少要有两个LAN一个WAN，网间设备之间能互通）（6）配置一个虚拟LAN3.相关知识3.1、Boson Network DesignerBoson Network Designer 是用户用来绘制自己定制的实验网络拓扑图的工具。它的主界面分为菜单栏、设备连接列表、设备连接信息和绘图区四个部分，如图所示。下面介绍一下各个部分的主要功能。（1） 菜单栏“File”菜单主要完成拓扑图文件的新建、打开、保存、另存、打印等操作，拓扑图文件的扩展名为“.top”。其中“Load NetMap into the Simulator”菜单项用来将拓扑图装入实验模拟器，如果此时Boson NetSim程序已经打开，则拓扑图自动装入，否则Boson NetSim启动时再装入。“Wizard”菜单以向导的形式为添加新设备或者为设备布线等。“Help”菜单包含帮助主题、图例、用户手册、版本信息等内容。（2）设备连接列表Boson Network Designer包含的设备和连接有： Cisco 800、1000、1600、1700、2500、2600、3600、4500八个系列42种路由器； Cisco Catalyst 1900、2900、3500三个系列3三种交换机； Ethernet、Serial、ISDN三种布线元件； Win98、TACACS、TFTP三种PC机器。再运用Boson进行实验时，不同型号路由器的功能和性能是完全相同的，其不同点在提供的接口数量和类型不同，有些接口是固定配置的，有些接口是模块化的。例如，以太网接口的分为普通以太网（ethernet）和快速以太网（fastethernet）两种类型，固定配置的普通以太网接口使用ethernet 0的形式引用，模块化的普通以太网接口使用ethernet 0/0的形式引用。因此，要按照“够用为度”的原则选择实验设备，即尽量选择一个简单的、接口数量较少的路由器进行实验。（3）设备连接信息列表在设备连接列表中选中一个具体型号的设备或连接后，设备连接信息列表区会显示出该设备的接口数量和类型，如图.2所示。对于类型为可选的接口，在添加设备到绘图区时再确定是否使用。图.2 设备连接信息列表（4）绘图区绘图区是Boson Network Designer的主窗口，提供了各种设备连接的放置平台，可以在设备列表中选择设备添加，在该区域内直接修改。在下文的实验中将详细说明它的使用方法。3.2 Boson NetSimBoson NetSim用来模拟路由器、交换机等各种网络设备搭建起来的实验环境。用户可以在该软件上对虚拟网络设备进行配置、测试，也可以对运行的协议进行诊断。它的主界面分为菜单栏、工具栏、设备配置界面三个部分，如图.3所示。下面介绍一下各个部分的主要功能。图.3 Boson NetSim 主界面（1） 菜单栏菜单栏包括File、Modes、Devices、Tools、Ordering、Window、Help七个部分。l “File”菜单第一部分对拓扑图进行操作 “New NetMap”启动Boson Network Designer绘制一个新拓扑图； “Load NetMap”装入一个已有的拓扑图文件。第二部分批量的装载配置文件 “Paste Real Router Configs”将一个真实路由器的配置文件粘贴到虚拟设备中； “Load Single Device Config (Merge)”保留当前配置，装入已保存的单个设备配置文件； “Load Single Device Config (Overwrite)”覆盖当前配置，装入已保存的单个设备配置文件； “Load Multi Devices Configs”装入已保存的多个设备的配置文件。第三部分保存当前单个设备或者所有设备的配置，生成扩展名为“.rtr”的配置文件。第四部分打印当前拓扑图或者退出系统。l “Modes”菜单 “Beginner Modes(WiW)”启动模式为Window in Window，即打开主窗口显示eRouter1配置界面。 “Advanced Modes(Telnet)”高级Telnet模式，该模式可以隐藏主窗口，显示远程控制面板，如图.4所示。面板上的前三个按钮可以用Telnet的方式分别登录到路由器、交换机或工作站，图.4也给出了单击的第一个按钮登录到路由器的界面。接下来的两个按钮可以分别实验导航器和网络拓扑图。单击“Switch View”可以切换回“WiW”模式，“Hide Main Screen”将主窗口隐藏到系统托盘上，“Load NetMap”装入一个已有的拓扑图文件。图.4 远程控制面板 “Toolbars”“Remote Control”用来显示/隐藏“远程控制面板”。l “Devices”菜单用来快速切换正在配置的路由器、交换机、PC机。l “Tools”菜单 前两项分别用来检查更新或启动浏览器查询Boson NetSim的最新版本； “Available Commands”用来显示当前版本的路由器和交换机在各种模式下的可用命令； “Change default telnet”允许用户将默认的telnet更改为自定义程序，并添加命令参数。l “Ordering”菜单用来对Boson NetSim软件进行注册。l “Window”菜单 “Lab Navigator”打开实验导航器窗口。“Lab Navigator”是Boson NetSim定制的一些现成的软件实验包软件，内置CCNA，CCNP共123个实验的拓扑图以及部分正确的配置文件，与Cisco的培训课程与教材密切联系。界面包含实验包列表、实验列表、功能按钮三个部分，如图.5所示。实验包列表将提供的实验分为两类，图.5中前三个按钮打开的是CCNA类实验，后四个打开的是CCNP类实验。在实验列表区选中一个实验双击，可以打开该实验的描述，如图.5所示。点击“View Lab”按钮打开关于本实验PDF格式的说明书，其主要内容包括：实验要求、实验拓扑图、实验命令总结、实验任务、实验过程、最终的实验配置文件等。点击“Load Lab”按钮可以将当前实验所需要的拓扑图和预先配置装入到Boson NetSim中。功能按钮可以添加、删除、装入实验。“Grade Lab”按钮对当前正在进行的实验进行评估，显示出实验者还没有输入的命令与评估结果等。图.5 Lab Navigator “Remote Control” 用来显示“远程控制面板”； 后三项用来对当前的窗口进行布局重排。l “Help”菜单提供到帮助主题、帮助文档的链接，还提供一些解决无法使用“高级配置模式”的向导工具。（2） 工具栏l 工具栏的前3个按钮用来快速切换正在配置的路由器、交换机、PC机，与“Devices”菜单的功能相同。l 第4个按钮用来打开实验导航器，与“Lab Navigator” 菜单的功能相同。l 第5个按钮用来显示当前实验的网络拓扑图。l 第6个按钮用来显示“远程控制面板”，“Remote Control”菜单功能相同。（3） 设备配置界面设备配置界面是用户输入路由器、交换机、PC机配置命令的地方，也是用户观察路由器、交换机、PC机信息输出的地方。路由器和交换机的配置方法与“超级终端”相同，PC机的配置方法与Windows状态下cmd命令行方式相似。4.课程设计分析利用 Boson NetSim 模拟设计小型网路的实验中，应用了 VLAN 和动态路由协议 RIP，为了说明交换路由综合实验的配置和仿真通信，对主要的部分进行详细分析，包括路由器端口设置及终端 IP 地址设置，VLAN 的配置，路由协议的配置以及结果测试等，简单的部分不做阐述，读者可查阅资料学习。4.1 实验拓扑图网络模拟拓扑图如图 1 所示5.程序代码5.1 网关、端口及终端 IP 地址分配5.2命令配置及解析 对5 个网络设备上的操作分别给出分析，为严谨起见，所有配置命令全部采用命令的完整格式。以 Router1 为例给出命令详细解析，其他路由器略。 3.3.1 Router1 的配置命令 Router(config)#hostname R1 !配置路由器名称为 R1 R1(config)#interface s0/0 !进入串行接口 S0/0 R1(config-if)#no shutdown ! 激活接口 S0/0 R1(config-if)#ip address !配置 S0/0 的 IP地址 R1(config-if)#exit !退出接口 R1(config)#interface F0/0 !进入快速以太口 F0/0 R1(config-if)#no shutdown ! 激活接口 F0/0 R1(config-if)#exit !退出接口 R1(config)#interface F0/0.2 !进入子接口 F0/0.2 R1(config-subif)#encapsulation dot1q 2 !启用 802.1Q R1(config-subif)#ip address ！配置子接口的 IP地址 R1(config-subif)#no shutdown ！激活子接口 R1(config-subif)#exit ！退出子接口 R1(config)#router rip !启用路由协议 RIP R1(config-router)#version 2 ！版本号为 2 R1(config-router)#no auto-summary ！关闭自动汇总R1(config-router)#network ！宣告直连的网段 R1(config-router)#network ！宣告直连的网段 R1(config-router)#exit ！退出 3.3.2 Router2 的配置命令 Router(config)#hostname R2 R2(config)#interface s0/0 R2(config-if)#no shutdown R2(config-if)#clock rate 64000 R2(config-if)#ip address R2(config-if)#exit R2(config)#interface s1/0 R2(config-if)#no shutdown R2(config-if)#clock rate 64000 R2(config-if)#ip address R2(config-if)#exit R2(config)#router rip R2(config-router)#version 2 R2(config-router)#no auto-summary R2(config-router)#network R2(config-router)#network R2(config-router)#exit 3.3.3 Router3 的配置命令 Router(config)#hostname R3 R3(config)#interface s0/0 R3(config-if)#no shutdown R3(config-if)#ip address R3(config-if)#exit R3(config)#interface F0/0 R3(config-if)#no shutdown R3(config-if)#ip address R3(config-if)#exit R3(config)#router rip R3(config-router)#version 2 R3(config-router)#no auto-summary R3(config-router)#network R3(config-router)#network R3(config-router)#exit 3.3.4 Switch1 的配置命令 Switch(config)#hostname SW1 SW1(config)#interface F0/1 SW1(config-if)#switchport mode trunk SW1(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q SW1(config-if)#exitSW1(config)#interface F0/2 SW1(config-if)#switchport access vlan 2 SW1(config-if)#exit SW1(config)#interface F0/3 SW1(config-if)#switchport access vlan 3 SW1(config-if)#exit 3.3.5 Switch2 的配置命令 Switch(config)#hostname SW2 SW2(config)#interface F0/1 SW2(config-if)#switchport mode trunk SW2(config-if)#exit6.运行结果完成实验后，通过三台虚拟主机