課程設(shè)計III--路由與路由協(xié)議

1、課程設(shè)計III設(shè)計說明書路由與路由協(xié)議學(xué)生姓名 學(xué) 號 班 級 成 績 指導(dǎo)教師 數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)學(xué)院2015 年 3 月 10 日 課程設(shè)計任務(wù)書2014 2015學(xué)年第 2 學(xué)期課程設(shè)計名稱： 課程設(shè)計III 課程設(shè)計題目： 路由與路由協(xié)議 完 成 期 限： 自 2015 年 3 月 6日至 2015 年 3 月 13日共 2 周設(shè)計內(nèi)容：1. 任務(wù)說明（1）查看路由器的路由表并做記錄，觀察路由器如何依據(jù)路由表來進行IP報文的轉(zhuǎn)發(fā)；（2）分析某種路由協(xié)議（如RIP）的路由交換過程，理解其構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)路由表的過程。2. 要求 （1）利用OSPF協(xié)議互連5個獨立的局域網(wǎng)，基于PacketTrace

2、r實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能。 （2）按照上述實驗步驟進行正確的配置后，可以看到：無論是采用靜態(tài)路由方式，還是采用動態(tài)路由方式，都可以達到連通網(wǎng)絡(luò)的目的。指導(dǎo)教師： 教研室負責(zé)人：課程設(shè)計評閱評語： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日摘 要 在計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中信息包的傳遞和路由選擇過程,各種常用路由選擇技術(shù)的特性,以及不同路由選擇協(xié)議的合理使用和應(yīng)用實例介紹,說明了在大規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)方案的設(shè)計中,選擇合理的路由選擇協(xié)議,對發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的最佳性能、方便網(wǎng)絡(luò)的維護與升級具有重要的作用。關(guān)鍵詞： 互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；路由；路由選擇協(xié)議 目 錄1 緒論11.1課程設(shè)計目的11.2 課程設(shè)計背景11.3 課程設(shè)計主要內(nèi)容12需求分析22

3、.1 實驗環(huán)境22.2 設(shè)計思路22.3 設(shè)計要求23概要設(shè)計33.1設(shè)計的流程圖33.2 OSPF路由協(xié)議的原理與配置33.2.1 OSPF路由協(xié)議的原理33.2.2 OSPF路由協(xié)議的配置54 詳細設(shè)計64.1 子網(wǎng)的劃分64.2 網(wǎng)絡(luò)拓撲圖的設(shè)計64.3路由器的配置信息74.4交換機的配置125 調(diào)試與操作說明125.1 查看路由125.2 使用Cisco Packet Tracer 調(diào)試與模擬155.2.1故障測試155.2.2測試各個PC機是否能Ping通165.2.3 DNS域名解析測試206 總結(jié)22參考文獻231 緒論1.1課程設(shè)計目的 本課程設(shè)計是為了讓同學(xué)們了解學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)

4、絡(luò)的作用和意義。通過課程設(shè)計，掌握路由器接口IP地址配置以及OSPF路由協(xié)議的配置。 培養(yǎng)我們在網(wǎng)絡(luò)實踐中的能力，和團隊合作的能力。1.2 課程設(shè)計背景 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展離不開路由協(xié)議，OSPF路由協(xié)議是一種典型的鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，一般用于同一個路由域內(nèi)。在這里，路由域是指一個自治系統(tǒng)，它是指一組通過統(tǒng)一的路由政策或路由協(xié)議互相交換路由信息的網(wǎng)絡(luò)。在這個自治系統(tǒng)中，所有的OSPF路由器都維護一個相同的描述這個自治系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫中存放的是路由域中相應(yīng)鏈路的狀態(tài)信息，OSPF路由器正是通過這個數(shù)據(jù)庫計算出其OSPF路由表的。 作為一種鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，OSPF將鏈路狀態(tài)廣播數(shù)據(jù)包LSA（

5、Link State Advertisement）傳送給在某一區(qū)域內(nèi)的所有路由器，這一點與距離矢量路由協(xié)議不同。運行距離矢量路由協(xié)議的路由器是將部分或全部的路由表傳遞給與其相鄰的路由器。OSPF路由協(xié)議支持路由驗證，只有互相通過路由驗證的路由器之間才能交換路由信息。并且OSPF可以對不同的區(qū)域定義不同的驗證方式，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性，因此，OSPF路由協(xié)議應(yīng)用非常廣泛。1.3 課程設(shè)計主要內(nèi)容 路由選擇協(xié)議可以將分布在不同地理位置的局域網(wǎng)連接成一個較大的網(wǎng)絡(luò)。利用OSPF協(xié)議互連5個獨立的局域網(wǎng)，且每個局域網(wǎng)的計算機數(shù)量分別為10臺、7臺、25臺、31臺、62臺，將每個局域網(wǎng)作為一個獨立的子網(wǎng)；整

6、個網(wǎng)絡(luò)可用私有地址段為192.168.0.0/24，利用VLSM技術(shù)劃分子網(wǎng)；每個子網(wǎng)分別連接一個路由器，5個路由器依次連接成環(huán)狀，路由器間使用OSPF路由協(xié)議選擇路徑，并基于Packet Tracer實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能。222需求分析2.1 實驗環(huán)境安裝了模擬軟件Cisco Packet Tracer的計算機2.2 設(shè)計思路利用OSPF協(xié)議互連5個單獨成立的局域網(wǎng)，將每個局域網(wǎng)劃分為一個獨立的子網(wǎng)。然后將5個路由器連成環(huán)狀，由于拓撲為環(huán)形，沒有層次之分，依次配置每一個路由器，拓撲主干如圖2-1所示：圖2-1拓撲主干圖2.3 設(shè)計要求利用OSPF協(xié)議互連6個獨立的局域網(wǎng)，其中有4個局域網(wǎng)屬于區(qū)域0,

7、2個局域網(wǎng)屬于區(qū)域1，區(qū)域0的計算機數(shù)量分別為10臺、7臺、25臺、62臺，將每個局域網(wǎng)作為一個獨立的子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)可用私有地址段為192.168.0.0/24，區(qū)域1的計算機數(shù)量為31臺、62臺，網(wǎng)絡(luò)可用私有地址段為192.168.1.0/24。利用VLSM技術(shù)劃分子網(wǎng)；每個子網(wǎng)分別連接一個路由器，區(qū)域0有5個路由器依次連接成環(huán)狀，區(qū)域1和區(qū)域0的一個路由器相連，3個路由器連成環(huán)，路由間使用OSPF路由協(xié)議選擇路徑。3概要設(shè)計3.1設(shè)計的流程圖設(shè)計流程:（1）根據(jù)需求劃分子網(wǎng)；（2）構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)圖譜圖；（3）配置路由器；（4）查看路由；（5）設(shè)計測試；3.2 OSPF路由協(xié)議的原理與配置3.2.1

8、OSPF路由協(xié)議的原理OSPF(Open Shortest Path First)是一個內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(Interior Gateway Protocol,簡稱IGP)，用于在單一自治系統(tǒng)(autonomous system,AS)內(nèi)決策路由。與RIP相對，OSPF是鏈路狀態(tài)路有協(xié)議，而RIP是距離向量路由協(xié)議。我們通過圖3.2來概括網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)主要的四種抽象模型。圖中，抽象模型Model 1表示路由器的一個以太網(wǎng)接口不連接其他路由器，只連接了一個以太網(wǎng)段。此時，對于運行 OSPF的路由器R1，只能識別本身，無法識別該網(wǎng)段上的設(shè)備(主機等)；抽象模型Model 2表示路由器R1通過點對點鏈路(如PP

9、P、HDLC等)連接一臺路由器R2；抽象模型Model 3表示路由器R1通過點對多點(如Frame Relay、X.25等)鏈路連接多臺路由器R3、R4等，此時路由器R5、R6之間不進行互聯(lián)；抽象模型Model 4表示路由器R1通過點對多點(如Frame Relay、X.25等)鏈路連接多臺路由器R5、R6等，此時路由器R5、R6之間互聯(lián)。以上抽象模型著重于各類鏈路層協(xié)議的特點，而不涉及具體的鏈路層協(xié)議細節(jié)。該模型基本表達了當前網(wǎng)絡(luò)鏈路的連接種類。 對于抽象模型Model 1(以太網(wǎng)鏈路)，使用Link ID(連接的網(wǎng)段)、Data(掩碼)、Type(類型)和Metric(代價)來描述。此時的

10、Link ID即為路由器R1接口所在網(wǎng)段，Data為所用掩碼，Type為3，Metric為代價值。 對于抽象模型Model 2(點對點鏈路)，先使用Link ID(連接的網(wǎng)段)、Data(掩碼)、Type(類型)和Metric(代價)來描述接口路由，以上各參數(shù)與Model 1相似。接下來描述對端路由器R2，四個參數(shù)名不變，但其含義有所不同。此時Link ID為路由器R2的Router ID，Data為路由器R2的接口地址，Type為1(Router)，Metric仍為代價值。 對于抽象模型Model 3(點對多點鏈路，不全連通)，先使用Link ID(連接的網(wǎng)段)、Data(掩碼)、Type(

11、類型)和Metric(代價)來描述接口路由，以上各參數(shù)與Model 1相似。接下來分別描述對端路由器R3、R4的方法，與在Model 2中描述R2類似。 對于抽象模型Model 4(點對多點鏈路，全連通)，先使用Link ID(網(wǎng)段中DR的接口地址)、Data(本接口的地址)、Type(類型)和Metric(代價)來描述接口路由。此時Type值為2(Transnet)，然后是本網(wǎng)段中DR(指定路由器)描述的連接通告。路由器在通報其獲知的鏈路狀態(tài)(即上面所述的參數(shù))前，加上LSA頭(Link State Advertisement Head)，從而生成LSA(鏈路狀態(tài)廣播)。到此，路由器通過LS

12、A完成周邊網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)描述，并發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的其他路由器。 圖3-2路由協(xié)議原理圖3.2.2 OSPF路由協(xié)議的配置OSPF路由協(xié)議配置中的全局設(shè)置的有關(guān)命令如表3-1：表3-1 全局設(shè)置的命令表 任務(wù) 命令 指定使用OSPF協(xié)議router ospf process-id1 指定與該路由器相連的網(wǎng)絡(luò)network address wildcard-mask area area-id2 指定與該路由器相鄰的節(jié)點地址 neighbor ip-addressOSPF路由進程process-id必須指定范圍在1-65535，多個OSPF進程可以在同一個路由器上配置，但最好不這樣做。多個OSPF進程需

13、要多個OSPF數(shù)據(jù)庫的副本，必須運行多個最短路徑算法的副本。process-id只在路由器內(nèi)部起作用，不同路由器的process-id可以不同。wildcard-mask 是子網(wǎng)掩碼的反碼, 網(wǎng)絡(luò)區(qū)域ID area-id在0-4294967295內(nèi)的十進制數(shù)，也可以是帶有IP地址格式的x.x.x.x。當網(wǎng)絡(luò)區(qū)域ID為0或0.0.0.0時為主干域。不同網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的路由器通過主干域?qū)W習(xí)路由信息。4 詳細設(shè)計4.1 子網(wǎng)的劃分 利用OSPF協(xié)議互連6個獨立的局域網(wǎng)，由于每個局域網(wǎng)的計算機數(shù)量分別為10臺、7臺、25臺、62臺、31臺、62臺，將每個局域網(wǎng)作為一個獨立的子網(wǎng)，區(qū)域0的網(wǎng)絡(luò)用私有地址段為1

14、92.168.0.0/24，區(qū)域1網(wǎng)絡(luò)用私有地址段為192.168.1.0/24；利用VLSM技術(shù)劃分子網(wǎng)，劃分結(jié)果如表：表4-1區(qū)域0的子網(wǎng)劃分子網(wǎng)名主機數(shù)劃分子網(wǎng)IP地址子網(wǎng)IP地址范圍LAN010臺計算機192.168.0.0/28192.168.0.1 192.168.0.14LAN17臺計算機192.168.0.16/28192.168.0.17 192.168.0.30LAN225臺計算機192.168.0.32/27192.168.0.33 192.168.0.62LAN362臺計算機192.168.0.128/26192.168.0.129192.168.0.190表4-2區(qū)域

15、1的子網(wǎng)劃分子網(wǎng)名主機數(shù)劃分子網(wǎng)IP地址子網(wǎng)IP地址范圍LAN431臺計算機192.168.0.64/26192.168.0.65192.168.0.126LAN562臺計算機192.168.0.128/26192.168.0.129192.168.0.1904.2 網(wǎng)絡(luò)拓撲圖的設(shè)計 區(qū)域0：5個路由器R0、R1、R2、R3、R4連接成一個環(huán)，區(qū)域1:3個路由器互聯(lián)成環(huán)，每一個路由器的接口IP如表4-3所示：表4-3區(qū)域0的路由器的接口IP路由器名F0/0接口IPS0/0接口IPS0/1接口IPR0F0/0:192.168.0.14/28S0/0:192.168.0.193/30S0/1:19

16、2.168.0.210/30R1F0/0:192.168.0.30/28S0/0:192.168.0.197/30S0/1:192.168.0.194/30R2F0/0:192.168.0.62/27S0/0:192.168.0.201/30S0/1:192.168.0.198/30R3S0/0:192.168.0.205/30S0/1:192.168.0.202/30R4F0/0:192.168.0.190/26S0/0:192.168.0.209/30S0/1:192.168.0.206/30區(qū)域1的路由表：表4-4區(qū)域1的路由器的接口IP路由器名F0/0接口IPF0/1接口IPS0/0接

17、口IPR3F0/0:192.168.1.1/28F0/1:192.168.1.17/28R5F0/0:192.168.1.2/28F0/1:192.168.1.65/26S0/0:192.168.1.33/27R6F0/0:192.168.1.129/26F0/1:192.168.1.18/28S0/0:192.168.1.34/27利用DNS服務(wù)器實現(xiàn)域名解析進而訪問web服務(wù)器；網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如圖4-1:圖4-1網(wǎng)絡(luò)拓撲圖4.3路由器的配置信息 路由器R0的配置信息：hostname R0 /將路由器命名為R0interface FastEthernet0/0 ip address 192.1

18、68.0.14 255.255.255.240 /對接口F0/0分配IP地址duplex auto /雙工的協(xié)商模式為自動speed auto /速率為協(xié)商模式為自動interface FastEthernet0/1 /對接口F0/1分配IP地址no ip address /刪除接口F0/1分配IP地址duplex auto /雙工的協(xié)商模式為自動speed auto /速率為協(xié)商模式為自動 shutdown /激活接口interface Serial0/0 /對接口S0/0分配IP地址 ip address 192.168.0.193 255.255.255.252 clock rate 6

19、4000 /設(shè)置時鐘頻率interface Serial0/1 /對接口S0/1分配IP地址 ip address 192.168.0.210 255.255.255.252clock rate 64000 /設(shè)置時鐘頻率router ospf 1 / 啟動ospf進程 log-adjacency-changes/宣告192.168.0.0網(wǎng)段,反碼為0.0.0.15 ospf區(qū)域為骨干區(qū)域area0network 192.168.0.0 0.0.0.15 area 0 network 192.168.0.192 0.0.0.3 area 0network 192.168.0.208 0.0.

20、0.3 area 0ip classlessline con 0line vty 0 4 login 路由器R1的配置信息：hostname R1 /將路由器命名為R1interface FastEthernet0/0 /對接口F0/0分配IP地址ip address 192.168.0.30 255.255.255.240duplex auto /雙工的協(xié)商模式為自動speed auto /速率為協(xié)商模式為自動interface FastEthernet0/1 /對接口F0/1分配IP地址no ip address /刪除接口F0/1分配IP地址duplex auto /雙工的協(xié)商模式為自動

21、speed auto /速率為協(xié)商模式為自動shutdown /激活接口interface Serial0/0 /對接口S0/0分配IP地址ip address 192.168.0.205 255.255.255.252clock rate 64000interface Serial0/1 /對接口S0/1分配IP地址ip address 192.168.0.210 255.255.255.252router ospf 1 / 啟動ospf進程log-adjacency-changesnetwork 192.168.0.208 0.0.0.3 area 0network 192.168.0.2

22、04 0.0.0.3 area 0network 192.168.0.16 0.0.0.15 area 0 line con 0 line vty 0 4 login 路由器R2的配置信息：hostname R2 /將路由器命名為R2interface FastEthernet0/0 /對接口F0/0分配IP地址ip address 192.168.0.62 255.255.255.224duplex auto /雙工的協(xié)商模式為自動speed auto /速率為協(xié)商模式為自動interface FastEthernet0/1 /對接口F0/1分配IP地址no ip address /刪除接口

23、F0/1分配IP地址duplex auto /雙工的協(xié)商模式為自動speed auto /速率為協(xié)商模式為自動shutdowninterface Serial0/0 /對接口S0/0分配IP地址ip address 192.168.0.206 255.255.255.252clock rate 64000 /設(shè)置時鐘頻率interface Serial0/1 /對接口S0/1分配IP地址 ip address 192.168.0.201 255.255.255.252router ospf 1 / 啟動ospf進程 log-adjacency-changes network 192.168.0

24、.204 0.0.0.3 area 0 network 192.168.0.208 0.0.0.3 area 0 network 192.168.0.320.0.0.31 area 0line con 0line vty 0 4 login 路由器R3的配置信息：hostname R3 /對路由器R3進行命名interface FastEthernet0/0 /對接口F0/0分配IP地址 ip address 192.168.1.1 255.255.255.240 duplex auto /雙工的協(xié)商模式為自動 speed auto /速率為協(xié)商模式為自動interface FastEther

25、net0/1 /對接口F0/1分配IP地址 ip address 192.168.1.17 255.255.255.240 duplex auto /雙工的協(xié)商模式為自動 speed auto /速率為協(xié)商模式為自動interface Serial0/0 /對接口S0/0分配IP地址 ip address 192.168.0.197 255.255.255.252interface Serial0/1 /對接口S0/1分配IP地址 ip address 192.168.0.202 255.255.255.252clock rate 64000 /設(shè)置時鐘頻率interface Serial0/

26、1 /對接口S0/1分配IP地址 log-adjacency-changes network 192.168.0.200 0.0.0.3 area 0 network 192.168.0.196 0.0.0.3 area 0 network 192.168.1.0 0.0.0.15 area 1 network 192.168.1.16 0.0.0.15 area 1ip classlessline con 0line vty 0 4 login 路由器R4的配置信息：hostname R4 /將路由器命名為R4interface FastEthernet0/0 /對接口F0/0分配IP地址

27、ip address 192.168.0.190 255.255.255.192 duplex auto /雙工的協(xié)商模式為自動 speed auto /速率為協(xié)商模式為自動interface FastEthernet0/1 /對接口F0/1分配IP地址 no ip address duplex auto /雙工的協(xié)商模式為自動 speed auto /速率為協(xié)商模式為自動 shutdowninterface Serial0/0 /對接口S0/0分配IP地址 ip address 192.168.0.194 255.255.255.252interface Serial0/1 /對接口S0/1

28、分配IP地址 ip address 192.168.0.198 255.255.255.252clock rate 64000 /設(shè)置時鐘頻率router ospf 1 / 啟動ospf進程 log-adjacency-changes network 192.168.0.128 0.0.0.63 area 0 network 192.168.0.192 0.0.0.3 area 0 network 192.168.0.196 0.0.0.3 area 0line con 0line vty 0 4 Login路由器R11的配置信息：hostname R11 /對R11進行命名interface

29、 FastEthernet0/0 ip address 192.168.1.129 255.255.255.192 duplex auto /雙工的協(xié)商模式為自動 speed auto /速率為協(xié)商模式為自動interface FastEthernet0/1 ip address 192.168.1.18 255.255.255.240 duplex auto / 雙工的協(xié)商模式為自動 speed auto /速率為協(xié)商模式為自動interface Serial0/0 /對接口S0/0分配IP地址 ip address 192.168.1.34 255.255.255.224interface

30、 Serial0/1 /對接口S0/1分配IP地址 no ip address shutdownrouter ospf 1 / 啟動ospf進程 log-adjacency-changes network 192.168.1.16 0.0.0.15 area 1 network 192.168.1.32 0.0.0.31 area 1 network 192.168.1.128 0.0.0.63 area 1ip classlessline con 0line vty 0 4 login4.4交換機的配置interface FastEthernet0/2 switchport access v

31、lan 2 /劃分vlan2 switchport mode trunkinterface FastEthernet0/3 switchport access vlan 3 /劃分vlan3 switchport mode trunkinterface FastEthernet0/4 switchport access vlan 4 /劃分vlan4 switchport mode trunk5 調(diào)試與操作說明5.1 查看路由利用路由顯示命令show ip route，依次查看每一個路由器的路由信息。路由器R3的路由表如圖5-1：圖5-1 路由器R3的路由表路由器R4的路由表如圖5-2：圖5-

32、2 路由器R4的路由表路由器R10的路由表如圖5-3圖5-3 路由器R10的路由表路由器R11的路由表如圖5-4圖5-4 路由器R11的路由表5.2 使用Cisco Packet Tracer 調(diào)試與模擬 5.2.1故障測試配置故障測試，由于配置錯誤，導(dǎo)致路由器沒有選擇最優(yōu)路徑，測試結(jié)果，如下圖所示： 圖5-5配置故障測試圖由于R2的ospf的配置錯誤，導(dǎo)致了路徑選擇錯誤，系統(tǒng)沒有選擇最優(yōu)路徑。人為故障測試圖5-6人為故障測試圖在修改好ospf配置錯誤之后，我們測試成功了，在人為的操作下，刪除了一條最短路徑，系統(tǒng)自動的選擇了剩下的唯一的一條路徑。5.2.2測試各個PC機是否能Ping通測試PC0是否能Ping通，測試結(jié)果如圖5-7圖5-7測試PC0是否能Ping通測試PC1是否能Ping