网络原理课程设计指导书

1、 课 程 设 计计算机网络原理指导书专 业计算机科学与技术班 级11(3)班指导教师李芳2013-6-20设计任务一：交换机端口隔离【实验名称】交换机端口隔离。【实验目的】理解Port Vlan的配置。【背景描述】假设此交换机是宽带小区城域网中的1台楼道交换机，住户PC1连接在交换机的0/5口；住户PC2连接在交换机的0/15口。现要实现各家各户的端口隔离。【技术原理】VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）是指在一个物理网段内，进行逻辑的划分，划分成若干个虚拟局域网。VLAN最大的特性是不受物理位置的限制，可以进行灵活的划分。VLAN具备了一个物理网段所具

2、备的特性。相同VLAN内的主机可以互相直接访问，不同VLAN间的主机之间互相访问必须经由路由设备进行转发。广播数据包只可以在本VLAN内进行传播，不能传输到其他VLAN中。Port Vlan是实现VLAN的方式之一，Port Vlan是利用交换机的端口进行VLAN的划分，一个端口只能属于一个VLAN。【实现功能】通过划分PORT VLAN实现本交换端口隔离。【实验设备】S2126G（1台）、PC机（两台）、直连线（2条）【实验拓扑】图 1实验时，按照拓扑图进行网络的连接，注意主机和交换机连接的端口。【实验步骤】步骤1. 在未划VLAN前两台PC互相ping可以通。 创建VLAN。switch#

3、configure terminal ! 进入交换机全局配置模式switch(config)# vlan 10 ! 创建vlan 10switch(config-vlan)# name test10 ! 将Vlan 10命名为test10switch(config)# vlan 20 ! 创建vlan 20switch(config-vlan)# name test20 ! 将Vlan 20命名为test20验证测试：switch#show vlan !查看已配置的VLAN信息VLAN Name Status Ports-1 default active Fa0/1 ,Fa0/2 ,Fa0/3

4、 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 !默认情况下所有接口都属于VLAN110 test10 active !创建的VLAN10，没有端口属于VLAN1020 test20 active !创建的VLAN20，没有端口属于VLAN20步骤2. 将接口分配到VLAN。switch# configure terminalswitch(config)

5、# interface fastethernet0/5switch(config-if)# switchport access vlan 10 ! 将fastethernet 0/5端口加入vlan 10中switch(config-if)# interface fastethernet0/15switch(config-if)# switchport access vlan 20 ! 将fastethernet 0/15端口加入vlan 20中步骤3. 两台PC互相ping不通。验证测试：switch#show vlanVLAN Name Status Ports-1 default act

6、ive Fa0/1 ,Fa0/2 ,Fa0/3 Fa0/4 ,Fa0/6 ,Fa0/7 Fa0/8 ,Fa0/9 ,Fa0/10 Fa0/11,Fa0/12,Fa0/13 Fa0/14,Fa0/16,Fa0/17 Fa0/18,Fa0/19,Fa0/20 Fa0/21,Fa0/22,Fa0/23 Fa0/2410 test10 active Fa0/520 test20 active Fa0/15【注意事项】1、交换机所有的端口在默认情况下属于ACCESS端口，可直接将端口加入某一VLAN。利用switchport mode access/trunk命令可以更改端口的VLAN模式。2、VLAN

7、1属于系统的默认VLAN，不可以被删除3、删除某个VLAN，使用no命令。例如：switch(config)#no vlan 104、删除当前某个VLAN时，注意先将属于该VLAN的端口加入别的VLAN，再删除VLAN。【参考配置】switch#show running-configBuilding configuration.Current configuration : 162 bytes!version 1.0!hostname Switchinterface fastEthernet 0/5 switchport access vlan 10!interface fastEtherne

8、t 0/15 switchport access vlan 20!end设计任务二、跨交换机实现VLAN【实验名称】跨交换机实现VLAN。【实验目的】理解跨交换机之间VLAN的特点。【背景描述】假设某企业有两个主要部门：销售部和技术部，其中销售部门的个人计算机系统分散连接，他们之间需要相互进行通信，但为了数据安全起见，销售部和技术部需要进行相互隔离，现要在交换机上做适当配置来实现这一目标。【技术原理】Tag Vlan是基于交换机端口的另外一种类型，主要用于实现跨交换机的相同VLAN内主机之间可以直接访问，同时对于不同VLAN的主机进行隔离。Tag Vlan遵循了IEEE802.1q协议的标准。

9、在利用配置了Tag vlan的接口进行数据传输时，需要在数据帧内添加4个字节的802.1q标签信息，用于标识该数据帧属于哪个VLAN，以便于对端交换机接收到数据帧后进行准确的过滤。【实现功能】使在同一VLAN里的计算机系统能跨交换机进行相互通信，而在不同VLAN里的计算机系统不能进行相互通信。【实验设备】S2126G（两台）、主机（3台）、直连线（4条）【实验拓扑】图 2实验时，按照拓扑图进行网络的连接，注意主机和交换机连接的端口。【实验步骤】步骤1. 在交换机SwitchA上创建Vlan 10，并将0/5端口划分到Vlan 10中。SwitchA#configure terminalSwit

10、chA(config)# vlan 10SwitchA(config-vlan)# name salesSwitchA(config-vlan)#exitSwitchA(config)#interface fastethernet0/5SwitchA(config-if)#switchport access vlan 10验证测试：验证已创建了Vlan 10，并将0/5端口已划分到Vlan 10中。SwitchA#show vlan id 10 !查看某一个VLAN的信息VLAN Name Status Ports-10 sales active Fa0/5步骤2. 在交换机switchA上创

11、建Vlan 20，并将0/15端口划分到Vlan 20中。SwitchA(config)# vlan 20SwitchA(config-vlan)# name technicalSwitchA(config-vlan)#exitSwitchA(config)#interface fastethernet0/15SwitchA(config-if)#switchport access vlan 20验证测试：验证已创建了Vlan 20，并将0/15端口已划分到Vlan 20中。SwitchA#show vlan id 20VLAN Name Status Ports-20 technical a

12、ctive Fa0/15步骤3. 把交换机SwitchA与交换机SwitchB相连的端口（假设为0/24端口）定义为tag vlan模式。SwitchA(config)#interface fastethernet0/24SwitchA(config-if)#switchport mode trunk!将fastethernet 0/24端口设为tag vlan模式验证测试：验证fastethernet 0/24端口已被设置为tag vlan模式。SwitchA#show interfaces fastEthernet0/24 switchportInterface Switchport Mo

13、de Access Native Protected VLAN lists-Fa0/24 Enabled Trunk 1 1 Disabled All注：交换机的Trunk接口默认情况下支持所有VLAN。步骤4. 在交换机SwitchB上创建Vlan 10，并将0/5端口划分到Vlan 10中。SwitchB # configure terminalSwitchB(config)# vlan 10SwitchB(config-vlan)# name salesSwitchB(config-vlan)#exitSwitchB(config)#interface fastethernet0/5Sw

14、itchB(config-if)#switchport access vlan 10验证测试：验证已在SwitchB上创建了Vlan 10，并将0/5端口已划分到Vlan 10中。SwitchB#show vlan id 10VLAN Name Status Ports-10 sales active Fa0/5步骤5. 把交换机SwitchB与交换机SwitchA相连的端口（假设为0/24端口）定义为tag vlan模式。SwitchB(config)#interface fastethernet0/24SwitchB(config-if)#switchport mode trunk验证测试

15、：验证fastethernet 0/24端口已被设置为tag vlan模式。SwitchB#show interfaces fastEthernet 0/24 switchportInterface Switchport Mode Access Native Protected VLAN lists-Fa0/24 Enabled Trunk 1 1 Disabled All步骤6. 验证PC1与PC3能互相通信，但PC2与PC3不能互相通信。C:ping 192.168.10.30 !在PC1的命令行方式下验证能Ping通PC3Pinging 192.168.10.30 with 32 byt

16、es of data:Reply from 192.168.10.30: bytes=32 time10ms TTL=128Reply from 192.168.10.30: bytes=32 time10ms TTL=128Reply from 192.168.10.30: bytes=32 time10ms TTL=128Reply from 192.168.10.30: bytes=32 timeping 192.168.10.30 ! 在PC2的命令行方式下验证不能Ping通PC3Pinging 192.168.10.30 with 32 bytes of data:Request t

17、imed out.Request timed out.Request timed out.Request timed out.Ping statistics for 192.168.10.30: Packets: Sent = 4, Received = 0, Lost = 4 (100% loss),Approximate round trip times in milli-seconds: Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Average = 0ms【注意事项】1、两台交换机之间相连的端口应该设置为tag vlan模式。2、Trunk接口在默认情况下支持所有VLA

18、N的传输。【参考配置】SwitchA#show running-config ! 显示交换机SwitchA的全部配置Building configuration.Current configuration : 284 bytesversion 1.0!hostname SwitchAvlan 1!vlan 10 !创建VLAN10 name sales!vlan 20 !创建VLAN20 name technical!interface fastEthernet 0/5 switchport access vlan 10 !将F0/5加入VLAN10!interface fastEtherne

19、t 0/15 switchport access vlan 20 !将F0/15加入VLAN20!interface fastEthernet 0/24 switchport mode trunk !将F0/24设为TRUNK，支持TAG VLAN!endSwitchB#show running-config ! 显示交换机SwitchB的全部配置Building configuration.Current configuration : 284 bytesversion 1.0!hostname SwitchBvlan 1!vlan 10 !创建VLAN10 name sales!inter

20、face fastEthernet 0/5 switchport access vlan 10 !将F0/5加入VLAN10!interface fastEthernet 0/24 switchport mode trunk !将F0/24设为TRUNK，技术TAG VLAN!end设计任务三 静态路由【实验名称】静态路由【实验目的】掌握通过静态路由方式实现网络的连通性。【背景描述】假设校园网通过1台路由器连接到校园外的另1台路由器上，现要在路由器上做适当配置，实现校园网内部主机与校园网外部主机的相互通信。【技术原理】路由器属于网络层设备，能够根据IP包头的信息，选择一条最佳路径，将数据包转发

21、出去。实现不同网段的主机之间的互相访问。路由器是根据路由表进行选路和转发的。而路由表里就是由一条条的路由信息组成。路由表的产生方式一般有3种：直连路由 给路由器接口配置一个IP地址，路由器自动产生本接口IP所在网段的路由信息。静态路由 在拓扑结构简单的网络中，网管员通过手工的方式配置本路由器未知网段的路由信息，从而实现不同网段之间的连接。动态路由协议学习产生的路由 在大规模的网络中，或网络拓扑相对复杂的情况下，通过在路由器上运行动态路由协议，路由器之间互相自动学习产生路由信息。【实现功能】实现网络的互连互通，从而实现信息的共享和传递。【实验设备】R1762（两台）、V35线缆（1条）、PC（两

22、台）、直连线或交叉线（2条）【实验拓扑】注：普通路由器和主机直连时，需要使用交叉线，在R1762的以太网接口支持MDI/MDIX，使用直连线也可以连通。【实验步骤】步骤7. 在路由器Router1上配置接口的IP地址和串口上的时钟频率。Router1(config)# interface fastethernet 1/0Router1(config-if)# ip address 172.16.1.1 255.255.255.0Router1(config-if)# no shutdownRouter1(config)# interface serial 1/2Router1(config-i

23、f)# ip address 172.16.2.1 255.255.255.0Router1(config-if)#clock rate 64000 !配置Router1的时钟频率（DCE）Router1(config)# no shutdown验证测试：验证路由器接口的配置。Router1#show ip interface briefInterface IP-Address(Pri) OK? Statusserial 1/2 172.16.2.1/24 YES UPserial 1/3 no address YES DOWNFastEthernet 1/0 172.16.1.1/24 YE

24、S UPFastEthernet 1/1 no address YES DOWNNull 0 no address YES UP注意：查看接口的状态。Router1#show interface serial 1/2serial 1/2 is UP , line protocol is UP !查看端口状态Hardware is PQ2 SCC HDLC CONTROLLER serialInterface address is: 172.16.2.1/24 !端口 ip地址 MTU 1500 bytes, BW 2000 Kbit Encapsulation protocol is HDLC

25、, loopback not set Keepalive interval is 10 sec , set Carrier delay is 2 sec RXload is 1 ,Txload is 1 Queueing strategy: WFQ 5 minutes input rate 17 bits/sec, 0 packets/sec 5 minutes output rate 17 bits/sec, 0 packets/sec 85 packets input, 1870 bytes, 0 no buffer Received 85 broadcasts, 0 runts, 0 g

26、iants 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 abort 84 packets output, 1848 bytes, 0 underruns 0 output errors, 0 collisions, 3 interface resets 1 carrier transitions V35 DCE cable !该端口为DCE端口DCD=up DSR=up DTR=up RTS=up CTS=up步骤8. 在路由器Router1上配置静态路由。Router1(config)#ip route 172.16.3.0 255.255.25

27、5.0 172.16.2.2或：Router1(config)#ip route 172.16.3.0 255.255.255.0 serial 1/2验证测试：验证Router1上的静态路由配置。Router1#show ip routeCodes: C - connected, S - static, R - RIP 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 externa

28、l type 2 * - candidate defaultGateway of last resort is no setC 172.16.1.0/24 is directly connected, FastEthernet 1/0C 172.16.1.1/32 is local host.C 172.16.2.0/24 is directly connected, serial 1/2C 172.16.2.1/32 is local host.S 172.16.3.0/24 1/0 via 172.16.2.2步骤9. 在路由器Router2上配置接口的IP地址和串口上的时钟频率。Rout

29、er2(config)# interface fastethernet 1/0Router2(config-if)# ip address 172.16.3.2 255.255.255.0Router2(config-if)# no shutdown!Router2(config)# interface serial 1/2Router2(config-if)# ip address 172.16.2.2 255.255.255.0Router2(config-if)# no shutdown验证测试：验证路由器接口的配置。Router2#show ip interface briefInte

30、rface IP-Address(Pri) OK? Statusserial 1/2 172.16.2.2/24 YES UPserial 1/3 no address YES DOWNFastEthernet 1/0 172.16.3.2/24 YES UPFastEthernet 1/1 no address YES DOWNNull 0 no address YES UPRouter2# show interface serial 1/2serial 1/2 is UP , line protocol is UPHardware is PQ2 SCC HDLC CONTROLLER se

31、rialInterface address is: 172.16.2.2/24 MTU 1500 bytes, BW 2000 Kbit Encapsulation protocol is HDLC, loopback not set Keepalive interval is 10 sec , set Carrier delay is 2 sec RXload is 1 ,Txload is 1 Queueing strategy: WFQ 5 minutes input rate 53 bits/sec, 0 packets/sec 5 minutes output rate 53 bit

32、s/sec, 0 packets/sec 110 packets input, 2970 bytes, 0 no buffer Received 105 broadcasts, 0 runts, 0 giants 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 abort 111 packets output, 2992 bytes, 0 underruns 0 output errors, 0 collisions, 3 interface resets 1 carrier transitions V35 DTE cable DCD=up DSR=u

33、p DTR=up RTS=up CTS=up步骤10. 在路由器Router2上配置静态路由。Router2(config)#ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.2.1或：Router2(config)#ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 serial 1/2验证测试：验证Router2上的静态路由配置。Router2#show ip routeCodes: C - connected, S - static, R - RIP O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA

34、 external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2 * - candidate defaultGateway of last resort is no setS 172.16.1.0/24 1/0 via 172.16.2.1 !配置的静态路由C 172.16.2.0/24 is directly connected, serial 1/2C 172.16.2.2/32 is local host.C 172.16.3.0/24 is dire

35、ctly connected, FastEthernet 1/0C 172.16.3.2/32 is local host.步骤11. 测试网络的互连互通性。C:ping 172.16.3.22 !从PC1 ping PC2Pinging 172.16.3.22 with 32 bytes of data:Reply from 172.16.3.22: bytes=32 time10ms TTL=126Reply from 172.16.3.22: bytes=32 time10ms TTL=126Reply from 172.16.3.22: bytes=32 time10ms TTL=12

36、6Reply from 172.16.3.22: bytes=32 timeping 172.16.1.11 !从PC2 ping PC1Pinging 172.16.1.11 with 32 bytes of data:Reply from 172.16.1.11: bytes=32 time10ms TTL=126Reply from 172.16.1.11: bytes=32 time10ms TTL=126Reply from 172.16.1.11: bytes=32 time10ms TTL=126Reply from 172.16.1.11: bytes=32 time10ms

37、TTL=126【注意事项】如果两台路由器通过串口直接互连，则必须在其中一端设置时钟频率（DCE）。【参考配置】Router1#show running-config ! 显示路由器Router1的全部配置Building configuration.Current configuration : 517 bytes!version 8.32(building 53)hostname Router1interface serial 1/2 ip address 172.16.2.1 255.255.255.0 clock rate 64000interface serial 1/3 clock

38、rate 64000!interface FastEthernet 1/0 ip address 172.16.1.1 255.255.255.0 duplex auto speed auto!interface FastEthernet 1/1 duplex auto speed auto shutdown!interface Null 0!ip route 172.16.3.0 255.255.255.0 172.16.2.2!line con 0line aux 0line vty 0 4 login!endRouter2#show running-config ! 显示路由器Route

39、r2的全部配置Building configuration.Current configuration : 498 bytes!version 8.32(building 53)hostname Router2interface serial 1/2 ip address 172.16.2.2 255.255.255.0interface serial 1/3 clock rate 64000!interface FastEthernet 1/0 ip address 172.16.3.2 255.255.255.0 duplex auto speed autointerface FastEt

40、hernet 1/1 duplex auto speed auto shutdown!interface Null 0!ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.2.1!line con 0line aux 0line vty 0 4 login!end设计任务四 RIP 路由协议【实验名称】RIP V2配置。【实验目的】掌握在路由器上配置RIP V2。【背景描述】假设校园网通过1台三层交换机连到校园网出口路由器，路由器再和校园外的另1台路由器连接，现做适当配置，实现校园网内部主机与校园网外部主机的相互通信。本实验以两台R1762路由器、1台三层交换机为

41、例。S3550上划分有VLAN10和VLAN50，其中VLAN10用于连接Router1，VLAN50用于连接校园网主机。路由器分别命名为Router1和Router2，路由器之间通过串口采用V35 DCE/DTE电缆连接，DCE端连接到Router1（R1762）上。PC1的IP地址和缺省网关分别为172.16.5.11和172.16.5.1，PC2的IP地址和缺省网关分别为172.16.3.22和172.16.3.1，网络掩码都是255.255.255.0。【技术原理】RIP（Routing Information Protocols，路由信息协议）是应用较早、使用较普遍的IGP（Inte

42、rior Gateway Protocol，内部网关协议），适用于小型同类网络，是典型的距离矢量（distance-vector）协议。RIP协议跳数做为衡量路径开销的，RIP协议里规定最大跳数为15。RIP协议有两个版本RIPv1和RIPv2。RIPv1属于有类路由协议，不支持VLSM（变长子网掩码），RIPv1是以广播的形式进行路由信息的更新的；更新周期为30秒。RIPv2属于无类路由协议，支持VLSM（变长子网掩码），RIPv2是以组播的形式进行路由信息的更新的，组播地址是224.0.0.9。RIPv2还支持基于端口的认证，提高网络的安全性。【实现功能】实现网络的互连互通，从而实现信息的

43、共享和传递。【实验设备】S3550交换机（1台）、R1762路由器（两台）、V35线缆（1根）、直连线或交叉线（1条）【实验拓扑】注：路由器和主机直连时，需要使用交叉线，在R1762的以太网接口支持MDI/MDIX，使用直连线也可以连通。R1的S1/2为DCE接口。【实验步骤】步骤12. 基本配置。三层交换机基本配置switch#configure terminalswitch(config)#hostname S3550S3550(config)#vlan 10S3550(config-vlan)#exitS3550(config)#vlan 50S3550(config-vlan)#exi

44、tS3550(config)#interface f0/1S3550(config-if)#switchport access vlan 10S3550(config-if)#exitS3550(config)#interface f0/5S3550(config-if)#switchport access vlan 50S3550(config-if)#exitS3550(config)#interface vlan 10 !创建VLAN虚接口，并配置IPS3550(config-if)#ip address 172.16.1.2 255.255.255.0S3550(config-if)#

45、no shutdownS3550(config-if)#exitS3550(config)#interface vlan 50 !创建VLAN虚接口，并配置IPS3550(config-if)#ip address 172.16.5.1 255.255.255.0S3550(config-if)#no shutdownS3550(config-if)#exit步骤13. 验证测试：S3550#show vlanVLAN Name Status Ports-1 default active Fa0/2 ,Fa0/3 Fa0/4 ,Fa0/6 ,Fa0/7 Fa0/8 ,Fa0/9 ,Fa0/10 Fa0/11,F