借助Packet Tracer模擬器的路由配置測試設(shè)計實(shí)現(xiàn)

1、借助Packet Tracer模擬器的路由配置測試設(shè)計實(shí)現(xiàn)緒 論現(xiàn)如今國內(nèi)外在使用模擬仿真器方面的發(fā)展和應(yīng)用非常廣泛，使用模擬仿真測試不僅使工作量大大減少，而且也讓測試效果大增。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，這方面的應(yīng)用也在不斷地完善，費(fèi)用也在不斷地下降，使得模擬測試更加實(shí)用化，也越來越受歡迎。信息時代發(fā)展中，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置方面的仿真測試也逐漸潮流起來，越來越多的測試方法也隨之而來，運(yùn)用這些模擬軟件可以實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的高度仿真，為求知者學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備提供了方面。本課題研究的是借助PT模擬器的路由配置測試設(shè)計實(shí)現(xiàn)。借助本次配置實(shí)驗(yàn)的設(shè)計，教師可以對學(xué)生路由器的靜態(tài)配置、動態(tài)配置等方面知識點(diǎn)的掌握情

2、況，學(xué)生自己可以通過測試結(jié)果來進(jìn)一步對所學(xué)知識的鞏固。該課題根據(jù)路由器配置來掌握知識點(diǎn)，并學(xué)會通過不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境來實(shí)現(xiàn)任務(wù)，學(xué)生在練習(xí)的時候可以同步顯示完成的結(jié)果、查看存在的問題等功能。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)訓(xùn)教程作為普通高校計算機(jī)專業(yè)的一門基礎(chǔ)的專業(yè)課程，它從計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程的基礎(chǔ)到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，從交換機(jī)、路由器技術(shù)到交換機(jī)、路由器應(yīng)用，都描述很是詳盡，還可以培養(yǎng)學(xué)生分析解決網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)際問題的能力。教學(xué)必定重視動手實(shí)踐能力，但是由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，設(shè)備不夠的時候怎么樣才能有好的教學(xué)效果呢？我們可以借助網(wǎng)絡(luò)模擬軟件來解決設(shè)備不夠的難題，接下來就讓我們認(rèn)識怎樣使用Packet Tracer輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)。1

3、路由器模擬器1.1常用路由器模擬器介紹近來，關(guān)于對模擬仿真測試系統(tǒng)的開發(fā)非常普遍，以網(wǎng)絡(luò)配置為基礎(chǔ)的模擬軟件也不占少數(shù)。當(dāng)前，模擬仿真器開發(fā)非常廣泛，現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的模擬軟件也越來越多。運(yùn)用這些模擬仿真軟件可實(shí)現(xiàn)對交換機(jī)、路由器、服務(wù)器等類似網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置，在學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置上、排查檢錯上提供了好的模擬環(huán)境。Boson net for CCNP由BOSON SIMULATOR DESIGNER和BOSON NetSim兩部分構(gòu)成。前面是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D設(shè)計，后面是對實(shí)驗(yàn)環(huán)境的模擬，由于它們操作簡單便于上手，運(yùn)用設(shè)備少的環(huán)境，該模擬器適合初學(xué)者，所以就網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備很多的環(huán)境容易出現(xiàn)不穩(wěn)定

4、的現(xiàn)象。DynamipsGUI作為Cisco模擬器圖形前端，是個綜合的模擬器解決方案，不但結(jié)合了思科所有的IOS模擬器，還聚集了BES和VPCS。它使用IOS操作系統(tǒng)，運(yùn)行不了命令的現(xiàn)象根本不存在，路由器有什么功能，就會模擬出該功能，甚至說能模擬真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，然而它占用較大的內(nèi)存，就適用大而復(fù)雜的模擬環(huán)境。華為模擬器也作為現(xiàn)代使用的一種潮流，它具有自己的特點(diǎn)， 能過根據(jù)不同學(xué)習(xí)者的喜好任意的搭建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，為此也受到大家很廣泛的認(rèn)可和學(xué)習(xí)。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，還存在一款既經(jīng)濟(jì)又使用的模擬器，只要有所了解就能還快的進(jìn)入到它的學(xué)習(xí)中，尤其是在學(xué)生當(dāng)中，那可謂是風(fēng)靡一時的模擬軟件，這次的課題報告就要著重的了

5、解一下Packet Tracer軟件。1.2 Packet Tracer軟件Packet Tracer軟件作為一款CISCO公司開發(fā)的模擬仿真輔助學(xué)習(xí)工具軟件，界面非常直觀、操作方面是他的一大特點(diǎn)，類似其他仿真器，Packet Tracer軟件將實(shí)際模擬和可視化體驗(yàn)合二而一，軟件提供多種運(yùn)行平臺。下面是Packet Tracer的優(yōu)點(diǎn)：（1） 具有友好的軟件界面。軟件分為兩種模式，這兩種模式都有自己的特點(diǎn)和優(yōu)勢，這也正是該軟件如此受歡迎的原因。 圖1-1（2）能夠自主進(jìn)行環(huán)境設(shè)置。設(shè)計者可以根據(jù)自己的需要和要求進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組建，操作與現(xiàn)實(shí)的基本相似。（3）軟件提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)向?qū)?。初學(xué)者可以根

6、據(jù)軟件提供的向?qū)ё约哼M(jìn)行實(shí)際操作，能夠更好的進(jìn)行演示。（4）軟件使用方便，功能也強(qiáng)大。該軟件與其他的相比占用的內(nèi)存相對少多了，所有該軟件廣泛的被大多的用戶使用。1.3 Packet Tracer的界面介紹（1）在工作區(qū)添加設(shè)備，首先我們在設(shè)備類型庫中選擇設(shè)備，選定相應(yīng)的型號，然后在工作區(qū)中單擊就將該設(shè)備添加到工作區(qū)中，如圖1-2 圖1-2（2）在進(jìn)行設(shè)備之間的互連時，依據(jù)設(shè)備間的不同接口選擇不同的線型進(jìn)行連接，達(dá)到設(shè)備能夠相互通信，以綠燈亮為接通。如圖1-3圖1-3（3）每臺設(shè)備都有默認(rèn)的端口，若在連接時沒有所需的接口時，我們在設(shè)備互連前要添加所需的模塊（注意添加模塊時要切記關(guān)閉電源），模塊化

7、是該軟件的一大特點(diǎn)，增強(qiáng)了它的可擴(kuò)展性。如圖1-4 圖1-42 路由器2.1路由器概述通常所說的路由是指經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)互連把信息從源目標(biāo)移動到目的目標(biāo)的活動。路由器常叫做Router,能夠互接多個網(wǎng)絡(luò)或多段網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備，它能夠把不同網(wǎng)絡(luò)、不同網(wǎng)段之間發(fā)來的信息連接起來并進(jìn)行“翻譯”，使其能相互理解對方發(fā)來的數(shù)據(jù)，從而構(gòu)建成個大網(wǎng)絡(luò)。路由器是一種典型的、重要的網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備，在OSI參考模型中常被稱為中介設(shè)備，完成網(wǎng)絡(luò)層分派的任務(wù)。路由器的任務(wù)是在兩個局域網(wǎng)之間接收數(shù)據(jù)分組并進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)分組的時候需要改變分組中的物理地址。2.1.1路由器的結(jié)構(gòu) 路由處理器路由選擇協(xié)議 路由選擇路由表321123分組

8、處理就 交換開關(guān)交換開關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)表123312 分組轉(zhuǎn)發(fā)內(nèi)存輸入端口 輸出端口 圖1-5路由器的硬件體系結(jié)構(gòu)由路由處理器、內(nèi)存、端口和交換開關(guān) 4部分組成，如上圖所示，上圖中的數(shù)字1-3表示OSI中相應(yīng)層的處理模塊。2.1.2路由器的功能與工作原理路由器的功能歸結(jié)起來包括如下幾個方面：(1) 協(xié)議轉(zhuǎn)換路由器是三層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解封裝，再根據(jù)相應(yīng)的協(xié)議對收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行在封裝，然后發(fā)送給出口的網(wǎng)絡(luò)上，從而實(shí)現(xiàn)了不同協(xié)議、不同體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的互通，實(shí)現(xiàn)彼此之間的通信。（2）尋址 路由器尋址過程相似于主機(jī)，差別是路由器不是只有一個出口，就不能單一的用條默認(rèn)路由來解決所有數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)，

9、要根據(jù)具體情況具體而論，選擇不同途徑。（3）分組轉(zhuǎn)發(fā)分組轉(zhuǎn)發(fā)即將數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)到目的網(wǎng)絡(luò)。路由器的工作原理為：在收到數(shù)據(jù)分組后，拆包得到目的IP地址，隨后查找路由表，要是知道下一步往哪里送，然后進(jìn)行打包將其轉(zhuǎn)發(fā)出去；要不知道下一步的地址，就向源地址返回個信息，然后將數(shù)據(jù)分組丟掉。2.2路由協(xié)議及其配置2.2.1路由協(xié)議的基本概念.路由與路由模式路由器的最基本功能就是路由。對一個具體的路由器來說，路由就是將數(shù)據(jù)分組從源節(jié)點(diǎn)（主機(jī)）傳輸?shù)侥繕?biāo)節(jié)點(diǎn)（主機(jī)）的過程。路由的完成要兩個步驟：一是選徑，路由器根據(jù)所得到的目的地址和查找路由表所得的內(nèi)容，選擇所需要的路徑；二是數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)，根據(jù)選擇的路徑，將數(shù)據(jù)

10、分組從某個接口轉(zhuǎn)發(fā)出去。路由表是用來路由器進(jìn)行路徑選擇，路由表的內(nèi)容主要有目的網(wǎng)絡(luò)ID、子網(wǎng)掩碼、下一跳地址、花費(fèi)（經(jīng)過的路由器個數(shù)）等，路由表的生成有兩種方式：靜態(tài)手動配置和路由協(xié)議動態(tài)學(xué)習(xí)。靜態(tài)路由由網(wǎng)絡(luò)管理員手動輸入創(chuàng)建和維護(hù)，除非他人的干預(yù)，不然靜態(tài)路由不會發(fā)生變化。因此靜態(tài)路由經(jīng)常被用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定、節(jié)點(diǎn)數(shù)少的小型規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中。動態(tài)路由由動態(tài)路由協(xié)議在路由器之間相互傳遞數(shù)據(jù)信息自動生成和更新，能實(shí)時的適應(yīng)和動態(tài)的反映網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，一般使用規(guī)模大、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋸?fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。2、路由算法 在路由表中的動態(tài)路由表項是由路由算法的協(xié)議來實(shí)現(xiàn)的，路由算法要解決的關(guān)鍵問題是如何確保

11、選擇出一條最佳的路徑將信息送到目的節(jié)點(diǎn)。迄今為止常用的路由算法有距離向量路由算法和鏈路狀態(tài)路由算法。 距離向量路由算法的基本思想就是只有相鄰的路由器之間定期的進(jìn)行交換路由表中的距離向量更新信息，每當(dāng)?shù)玫较噜徛酚善靼l(fā)來的距離向量更新信息時，路由器會重新計算到目標(biāo)的花費(fèi)，隨之更新路由表。 3、路由協(xié)議及其分類 路由協(xié)議是指實(shí)現(xiàn)路由算法的協(xié)議。路由協(xié)議是TCP/IP協(xié)議族中主要協(xié)議，它的選徑過程實(shí)現(xiàn)的好壞會影響整個網(wǎng)絡(luò)的效率。路由協(xié)議有如下幾種分類方法。(1) 依據(jù)路由更新信息方法，路由協(xié)議分為靜態(tài)路由協(xié)議和動態(tài)路由協(xié)議。(2) 依據(jù)所用的路由算法，路由協(xié)議分為距離向量路由協(xié)議和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議。(

12、3) 依據(jù)對應(yīng)OSI層次，路由協(xié)議可分為網(wǎng)絡(luò)層路由協(xié)議和數(shù)據(jù)鏈路層路由協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)層路由協(xié)議主要有靜態(tài)路由協(xié)議、RIP路由協(xié)議和OSPF路由協(xié)議；數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議主要有HDLC、PPP和幀中繼協(xié)議。2.2.2靜態(tài)路由協(xié)議1、靜態(tài)路由的配置命令模式：全局配置模式2、默認(rèn)路由配置命令 目的地址ID和子網(wǎng)掩碼都是0.0.0.0時，該配置稱為默認(rèn)路由，當(dāng)路由表查找不成功時，就根據(jù)默認(rèn)路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。模式：全局配置模式2.2.3 RIP路由協(xié)議路由器上進(jìn)行配置RIP，首先要做的基本配置就是啟動RIP路由進(jìn)程，并定義與RIP路由進(jìn)程關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，然后根據(jù)自身的要求進(jìn)行其他參數(shù)配置，如RIP分組單播配置、RIP認(rèn)證

13、配置、RIP時鐘調(diào)整等。1、 啟動RIP路由進(jìn)程模式：全局配置模式格式：route rip2、 配置直連網(wǎng)絡(luò)模式：路由配置模式2.2.4 OSPF路由協(xié)議OSPF協(xié)議配置需要在區(qū)域內(nèi)部、區(qū)域邊界和自治系統(tǒng)邊界路由器等之間相互協(xié)作使用。在剛開始的時候，路由器使用默認(rèn)參數(shù)值，如要改變默認(rèn)參數(shù)，則必須確保路由器之間的配置相互一致。在路由器上對OSPF路由協(xié)議相互參數(shù)進(jìn)行配置之前，首先要做的基本配置是創(chuàng)建（啟動）OSPF路由進(jìn)程并告之此路由器所在的網(wǎng)段和區(qū)域。完成該基本配置后，路由器就具備了OSPF路由功能，也就可以進(jìn)行對其它參數(shù)的配置。1、 啟動OSPF路由進(jìn)程模式：全局配置模式格式：route o

14、spf process-id2、配置OSPFOSPF進(jìn)程啟動后，就可以分配與本OSPF相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)并指定本OSPF所屬的區(qū)域。模式：路由配置模式格式：network A.B.C.D wildcard area area-id3. 路由配置實(shí)驗(yàn)3.1靜態(tài)路由的配置實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 掌握靜態(tài)路由的配置方法和技巧； 學(xué)會由靜態(tài)路由方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互連性； 熟悉廣域網(wǎng)線纜的連接方式；2、實(shí)驗(yàn)背景由于學(xué)生的發(fā)展，某學(xué)校有兩個校區(qū)，每個校區(qū)都是獨(dú)立的局域網(wǎng)，為了讓兩個校區(qū)之間進(jìn)行相互通信，學(xué)校申請了一條DDN專線將兩臺路由器進(jìn)行互連，采用靜態(tài)路由配置實(shí)現(xiàn)不同主機(jī)間的訪問。3、技術(shù)原理路由器是網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備，根據(jù)

15、數(shù)據(jù)包的信息，而選擇一條合適的路徑，從而實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)段之間相互通信。路由表生成有兩種方法：靜態(tài)路由協(xié)議配置和動態(tài)路由協(xié)議學(xué)習(xí)。 路由器R1RouterenRouter#conf tRouter(config)#hostname R1R1(config)#interface fa0/0R1(config-if)#no shutdown R1(config-if)#exitR1(config)#interface serial 0/1/0R1(config-if)#no shutdown R1(config-if)#clock rate 64000R1(config-if)#exitR1(confi

16、g)#exit路由器R2RouterenRouter#conf tRouter(config)#hostname R2R2(config)#interface fa0/0R2(config-if)#no shutdown R2(config-if)#exitR2(config)#interface serial 0/1/0R2(config-if)#no shutdown R2(config-if)#exitR2(config)#exit四臺電腦配置：根據(jù)自己的試驗(yàn)的配置，填寫相應(yīng)的IP地址、子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)3.2 RIP路由的配置實(shí)驗(yàn) 1、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)掌握RIP協(xié)議的配置方法；掌握動態(tài)路由協(xié)議

17、RIP學(xué)習(xí)產(chǎn)生；熟悉廣域網(wǎng)線纜的連接方式；2、實(shí)驗(yàn)背景如實(shí)計算機(jī)系經(jīng)由三層交換機(jī)連到計算機(jī)系出口的路由器上，現(xiàn)需做適當(dāng)配置，實(shí)現(xiàn)計算機(jī)系與化學(xué)系之間的相互通信，學(xué)院決定采用RIP V2協(xié)議實(shí)現(xiàn)互通。3、技術(shù)原理RIP（Routing Information Protocols）路由協(xié)議適合小型同類網(wǎng)絡(luò)，是距離矢量協(xié)議,是一種常用的動態(tài)路由協(xié)議，RIP協(xié)議里規(guī)定最大跳數(shù)為15.路由器R1RouterenRouter#conf tRouter(config)#hostname R1R1(config)#interface fa0/0R1(config-if)#no shutdown R1(conf

18、ig-if)#exitR1(config)#interface serial 0/1/0R1(config-if)#no shutdown R1(config-if)#clock rate 64000R1(config-if)#exitR1(config)#router ripR1(config-router)#R1(config-router)#R1(config-router)#version 2R1(config-router)#exit路由器R2RouterenRouter#conf tRouter(config)#hostname R2R2(config)#interface fa0

19、/0R2(config-if)#no shutdown R2(config-if)#exitR2(config)#interface serial 0/1/0R2(config-if)#no shutdown R2(config-if)#exitR2(config)#router ripR2(config-router)#R2(config-router)#R2(config-router)#version 2R2(config-router)#exit四臺電腦配置：根據(jù)自己的試驗(yàn)的配置，填寫相應(yīng)的IP地址、子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)3.3 OSPF路由的配置實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 掌握OSPF協(xié)議的配置方

20、法； 掌握動態(tài)路由協(xié)議OSPF學(xué)習(xí)產(chǎn)生； 熟悉廣域網(wǎng)線纜的連接方式；2、實(shí)驗(yàn)背景公司內(nèi)網(wǎng)要使用外網(wǎng)進(jìn)行項目的實(shí)現(xiàn)、只靠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)是不夠的，必須要采取相關(guān)的措施。所以本公司決定采用OSPF協(xié)議來實(shí)現(xiàn)公司內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)之間的相互通信，從而達(dá)到預(yù)期的效果3、技術(shù)原理OSPF協(xié)議是應(yīng)用最廣泛的路由協(xié)議之一，能適應(yīng)不同規(guī)模變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境， OSPF路由協(xié)議 基于自己本身為根，向全網(wǎng)設(shè)備報告鏈路狀態(tài)變化，是每臺設(shè)備都能了解到網(wǎng)絡(luò)的變化并具有全網(wǎng)的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，隨后一并計算到其他各個網(wǎng)絡(luò)的最短路徑。 路由器R1RouterenRouter#conf tRouter(config)#hostname R1R1(c

21、onfig)#interface fa0/0R1(config-if)#no shutdown R1(config-if)#exitR1(config)#interface serial 0/1/0R1(config-if)#no shutdown R1(config-if)#clock rate 64000R1(config-if)#exitR1(config)#router ospf 1R1(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0R1(config-router)#network 192.168.5.0 0.0.0.255 area 0R1(config-router)#exit路由器R2RouterenRouter#conf tRouter(config)#hostname R2R2(config)#interface fa0/0R2(