1、實驗 路由器協議配置實驗實驗名稱：路由器協議配置實驗 實驗類型: 驗證性實驗學時：4適用對象: 網絡工程一、實驗目的 （1）熟悉掌握主機的路由配置； （2）熟悉掌握路由器的靜態、動態路由協議的原理和配置。二、實驗要求 （1）進一步了解路由器的工作過程，了解靜態路由的優缺點及適用范圍；掌握配置靜態路由實現網絡互通的方法，并能夠通過查看路由表了解數據包在路由器中的轉發過程。（2）給出比較簡單的網絡拓撲結構，能夠選擇并配置合適的動態路由協議，實現網絡互聯。掌握RIP協議的配置方法，初步了解OSPF路由協議的配置命令。三、實驗原理在熟悉路由協議的基礎上，通過設計網絡拓撲結構，配置靜態和動態路由協議，并

2、驗證配置是否正確。四、實驗預習要求、實驗條件、方法及步驟 1、靜態路由配置1） 預習要求IP地址的分類，如何利用子網掩碼劃分子網。路由器在網絡中的作用，如何利用 IOS給路由器各端口配置IP地址。2） 實驗步驟 路由就是將數據包從一個網絡的機器跨越中間網絡發送到另一個網絡的目標機上，路由器的作用是根據網絡拓撲結構和交通狀況轉發數據報，使其沿著一條最短最快的通路到達目的端。路由選擇是三層設備路由器最重要的功能，為了實現這個功能，路由器至少應該知道：目標地址、相鄰的路由器 ( 通過它可以獲知不相鄰網絡的拓撲信息 ) 、到達目標網絡的所有可用的路徑、到目標網絡的最佳路徑、如何檢驗更新路由信息。路由器

3、可以通過網管人員，也可以由相鄰的路由器來收集不相鄰網絡的拓撲信息，然后路由器會建立路由表來存放到達各網絡的路由選擇結果，并用它來指導數據包的路由轉發。 在轉發數據包時，路由器會首先查看路由表，如果路由表中沒有該數據包目標網絡的轉發聲明，路由器不是象交換機那樣發布廣播來詢問，而是直接丟棄這個數據包。路由器將連接到它各接口的網絡直接放入路由表中，所以它自己知道如何“到達”這些 直連網絡；而對于如何“到達”所謂“遙遠”的目的網絡，也就是非直連網絡，路由器就要通過學習才能獲知。路由器可以通過靜態路由和動態路由兩種方式來獲知怎樣將數據包送達至非直連的目的地。所謂靜態路由就是由網管人員定義的路由，是以人工

4、方式將路由條目添加到路由表中，以指導數據包向目的端的轉發。而動態路由則是路由器利用動態路由協議與相鄰路由器進行 路由通信，通過這個過程來獲知到達目的網絡的路徑。配置了動態路由協議的各個路由器會將自己所知道的網絡信息比如網絡可達信息、拓撲變化信息通知給彼此 ( 我們在下一個實驗中會詳細討論動態路由 ) 。靜態路由的優點在于它不會占用路由器CPU的資源，也不會占用路由器之間的帶寬（啟 用動態路由協議的路由器之間需要定期進行路由更新、路由查詢等路由通訊，難免要消耗一 些帶寬），最后就是安全，因為數據可以路由到哪個網絡是由管理員自己指定的。靜態路由通常只用于網絡路由相對簡單、網絡與網絡之間只通過一條路

5、徑互聯的情況。為了實現網絡之間的互通，源和目的端的路由器都要配置靜態路由。靜態路由不能對線路不通等路由變化做出反應，需要手工更新路由表。比如如果有一個子網新加到網絡中，為了令該子網對其他網絡是可達的，管理員必須在網絡中所有的路由器（除了與該子網直接相連的 路由器）中加入相關的路由信息。另外，配置靜態路由要求管理員對網絡，對各個路由器的連接情況比較了解，錯誤的配置會導致網絡之間的連接中斷。在配置靜態路由之前，路由器的各個端口要配置IP地址，還要用 no shutdown 激活。串口如果充當DCE端，還需要配置時鐘頻率。通過配置靜態路由，用戶可以人為地指定對某一網絡訪問時所要經過的路徑,在網絡結構

6、比較簡單，且一般到達某一網絡所經過的路徑唯一的情況下采用靜態路由。任務 命令 建立靜態路由 ip route prefix mask address | interface distance tag tag permanent Prefix 所要到達的目的網絡 mask 子網掩碼 address 下一個跳的IP地址，即相鄰路由器的端口地址。 interface 本地網絡接口 distance 管理距離（可選） tag tag tag值（可選） permanent 指定此路由即使該端口關掉也不被移掉。圖2-1 配置靜態路由以下在Router1上設置了訪問192.1.0.64/26這個網下一跳地址

7、為192.200.10.6,即當有目的地址屬于192.1.0.64/26的網絡范圍的數據報，應將其路由到地址為192.200.10.6的相鄰路由器。在Router3上設置了訪問192.1.0.128/26及192.200.10.4/30這二個網下一跳地址為192.1.0.65。由于在Router1上端口Serial 0地址為192.200.10.5，192.200.10.4/30這個網屬于直連的網，已經存在訪問192.200.10.4/30的路徑，所以不需要在Router1上添加靜態路由。Router1: ip route 192.1.0.64 255.255.255.192 192.200.

8、10.6 Router3: ip route 192.1.0.128 255.255.255.192 192.1.0.65 ip route 192.200.10.4 255.255.255.252 192.1.0.65 同時由于路由器Router3除了與路由器Router2相連外，不再與其他路由器相連，所以也可以為它賦予一條默認路由以代替以上的二條靜態路由，ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.1.0.65即只要沒有在路由表里找到去特定目的地址的路徑,則數據均被路由到地址為192.1.0.65的相鄰路由器。3）通過PC機測試，將PC機連接到Router1下配置相應的IP地

9、址與子網掩碼。Ping Router3的G0/0接口地址是否連通。討論：Router3上配置ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.1.0.65命令有壞處。2、 動態路由協議RIP及OSPF的配置1) 預習要求復習網絡原理中關于動態協議的章節，懂得動態協議的作用和分類。掌握路由器的全局配置模式、接口配置模式、一些常規配置命令和靜態路由的配置方法。 2) 實驗步驟 RIP協議 RIP(Routing information Protocol)是應用較早、使用較普遍的內部網關協議(Interior Gateway Protocol,簡稱IGP)，適用于小型同類網絡，是典型的距離向

10、量(distance-vector)協議。文檔見RFC1058、RFC1723。RIP通過廣播UDP報文來交換路由信息，每30秒發送一次路由信息更新。RIP提供跳躍計數(hop count)作為尺度來衡量路由距離，跳躍計數是一個包到達目標所必須經過的路由器的數目。如果到相同目標有二個不等速或不同帶寬的路由器，但跳躍計數相同，則RIP認為兩個路由是等距離的。RIP最多支持的跳數為15，即在源和目的網間所要經過的最多路由器的數目為15，跳數16表示不可達。有關命令任務 命令 指定使用RIP協議 router rip 指定RIP版本 version 1|21 指定與該路由器相連的網絡 network

11、 network 注： RIP版本2支持驗證、密鑰管理、路由匯總、無類域間路由(CIDR)和變長子網掩碼(VLSMs) 。圖2-2 RIP協議配置舉例Router1: router rip version 2 network 192.200.10.0 network 192.20.10.0 通過PC機測試，將PC機連接到Router1下配置相應的IP地址與子網掩碼。Ping Router2的G0/0接口地址是否連通。體會動態路由協議與靜態路由協議的不同。 OSPF協議 OSPF(Open Shortest Path First)是一個內部網關協議(Interior Gateway Protoc

12、ol,簡稱IGP)，用于在單一自治系統(autonomous system,AS)內決策路由。與RIP相對，OSPF是鏈路狀態路有協議，而RIP是距離向量路由協議。 鏈路是路由器接口的另一種說法，因此OSPF也稱為接口狀態路由協議。OSPF通過路由器之間通告網絡接口的狀態來建立鏈路狀態數據庫，生成最短路徑樹，每個OSPF路由器使用這些最短路徑構造路由表。文檔見RFC2178。有關命令 全局設置 任務 命令 指定使用OSPF協議 router ospf process-id1 指定與該路由器相連的網絡 network address wildcard-mask area area-id2 指定與

13、該路由器相鄰的節點地址 neighbor ip-address 注：(a)OSPF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進程需要多個OSPF數據庫的副本，必須運行多個最短路徑算法的副本。process-id只在路由器內部起作用，不同路由器的process-id可以不同。 (b)wildcard-mask 是子網掩碼的反碼, 網絡區域ID area-id在0-4294967295內的十進制數，也可以是帶有IP地址格式的x.x.x.x。當網絡區域ID為0或0.0.0.0時為主干域。不同網絡區域的路由器通過主干

14、域學習路由信息。基本配置舉例:圖2-3 OSPF協議配置舉例Router1: interface G0/0 ip address 192.1.0.129 255.255.255.192 interface serial 1/0 ip address 192.200.10.5 255.255.255.252 router ospf 100 network 192.200.10.4 0.0.0.3 area 0 network 192.1.0.128 0.0.0.63 area 1 Router2: Interface G0/0 ip address 192.1.0.65 255.255.255.

15、192 interface serial 1/0 ip address 192.200.10.6 255.255.255.252 router ospf 200 network 192.200.10.4 0.0.0.3 area 0 network 192.1.0.64 0.0.0.63 area 2 Router3: interface G0/0 ip address 192.1.0.130 255.255.255.192 router ospf 300 network 192.1.0.128 0.0.0.63 area 1 Router4: interface G0/0 ip addres

16、s 192.1.0.66 255.255.255.192 router ospf 400 network 192.1.0.64 0.0.0.63 area 1 相關調試命令： debug ip ospf events debug ip ospf packet show ip ospf show ip ospf database show ip ospf interface show ip ospf neighbor show ip route 重新分配路由 在實際工作中，我們會遇到使用多個IP路由協議的網絡。為了使整個網絡正常地工作，必須在多個路由協議之間進行成功的路由再分配。以下列舉了OSP

17、F與RIP之間重新分配路由的設置范例：圖2-4 路由重新分配Router1的Serial 1/0端口和Router2的Serial 1/0端口運行OSPF，在Router1的G0/0端口運行RIP 2，Router3運行RIP2，Router2有指向Router4的192.168.2.0/24網的靜態路由，Router4使用默認靜態路由。需要在Router1和Router3之間重新分配OSPF和RIP路由，在Router2上重新分配靜態路由和直連的路由。所涉及的命令：任務 命令 重新分配直連的路由 redistribute connected 重新分配靜態路由 redistribute sta

18、tic 重新分配ospf路由 redistribute ospf process-id metric metric-value 重新分配rip路由 redistribute rip metric metric-value Router1：interface G0/0 ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 interface serial 1/0 ip address 192.200.10.5 255.255.255.252 router ospf 100 redistribute rip metric 10 network 192.200.10.4 0.0.

19、0.3 area 0 router rip version 2 redistribute ospf 100 metric 1 network 192.168.1.0 Router2：interface loopback 1 ip address 192.168.3.2 255.255.255.0 interface G0/0 ip address 192.168.0.2 255.255.255.0 interface serial 1/0 ip address 192.200.10.6 255.255.255.252 router ospf 200 redistribute connected

20、 subnet redistribute static subnet network 192.200.10.4 0.0.0.3 area 0 ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.0.1 Router3：interface G0/0 ip address 192.168.1.2 255.255.255.0 router rip version 2 network 192.168.1.0 Router4：Interface G0/0 ip address 192.168.0.1 255.255.255.0 interface G0/1 ip add

21、ress 192.168.2.1 255.255.255.0 ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.0.2 通過PC機測試，將PC機連接到Router4下配置相應的IP地址與子網掩碼。Ping Router3的G0/0接口地址是否連通。調整路由引入的metric值，通過show ip route命令查看路由表項變化。六、思考題 在大中型的互聯網中，動態路由選擇協議通常采用OSPF。請學習OSPF的有關知識，查找配置OSPF動態路由的相關資料，使用Windows 2000自帶的“路由和遠程訪問”程序配置一個OSPF動態路由，驗證配置的正確性。實驗 虛擬局域網劃分實驗實

22、驗名稱：虛擬局域網劃分 實驗類型: 驗證性實驗學時：4適用對象: 網絡工程一、實驗目的 （1） 交換LAN技術和共享LAN技術不同之處。（2） 什么是沖突域？什么是廣播域？（3） 什么是VLAN？其優點表現在哪些方面？（4） 常用的劃分VLAN的方法有哪些？（5） VLAN之間的通信方式由那些？二、實驗要求 用RG-S3760E-24和RG-S2628G-I交換機實現VLAN的劃分。三、實驗原理在熟悉路由器和交換機配置的基礎上，通過設計虛擬局域網拓撲結構，用基于端口的方式配置虛擬局域網，并驗證。四、實驗所需儀器、設備、材料（試劑）RG-S3760E-24和RG-S2628G-I交換機、路由器五

23、、實驗預習要求、實驗條件、方法及步驟1、實驗步驟（1）設計VLAN的拓撲結構。（2）根據拓撲結構連接網絡設備。（3）用基于端口的方式定義VLAN，并對交換機進行相應的設置。（4）VLAN將廣播域限制在本VLAN之內，驗證這一點。2、（1）虛擬網（VLAN）技術介紹虛擬網技術的出現是和局域網（LAN）交換技術分不開的，而交換LAN技術是和共享LAN技術相對而言的。為了更好地理解LAN技術，須理解下面兩個名詞：沖突域：在以太網中，如果某一個CDMA/CD網絡上的兩臺工作站在同時通信時會發生沖突，那么這個CDMA/CD網絡就是一個沖突域。如果以太網中的各個網段以中繼器連接，因為不能避免沖突，所以它們

24、仍然是一個沖突域。中繼器和DTE被交換設備（如交換集線器，網橋或路由器）分隔，這時它們就不在一個沖突域中了，因為交換設備不會把沖突信號從一個網段傳送到另一個網段。在一個沖突域中，同時只能有一個工作站發送信息。廣播域：當局域網上的任何一臺工作站向網上發送廣播信息時，凡是能接收到廣播的區域，稱為廣播域。這一區域里的所有服務器和工作站稱為處于同一廣播域。傳統的CSMA/CD技術是共享的LAN技術，以10Base-T以太網為例，由多用戶共享10Mb/s的帶寬。共享型LAN在用戶數目增加時，由于用戶競爭信道，而這些用戶又處于同一沖突域，致使傳輸效率急劇下降。另外，用戶傳輸的數據正在穩定和快速地增長。傳統

25、以太網的共享10Mb/s帶寬難以應付日益增長的通信需求。解決這個問題的途徑，一是開發應用通信速率更高的LAN，如快速以太網（100Base-T）甚至千兆位/秒的以太網，另一個途徑是使用LAN交換技術。LAN交換技術是由LAN交換機提供的一種同時構成若干個信息通路的機制，以擴展LAN的積累帶寬。交換式以太網的出現和發展可以追溯到網橋，網橋把不同網段的共享型LAN連接在一起，是兩個共享型LAN處在同一廣播域，但分屬不同的沖突域，從而減少了網上的沖突碰撞，提高了網絡效率。網橋只提供兩個LAN段之間的一個通路，而LAN交換機能夠以高的速率同時提供若干對LAN段之間的信息通路。例如有N對端口的LAN交換

26、機，每個端口連接一個LAN段，它可以同時提供N對LAN段互相通信，使原來只有10Mb/s帶寬的共享LAN段，其積累帶寬達到N*10Mb/s。 LAN交換機的技術又有新的發展，出現了第三層交換技術，第三層交換器就是將第二層的交換器與第三層的路由器合二為一，使路由器根據第二層的地址轉發數據包，以達到快速通訊。根據LAN交換機的工作原理，當其檢測到廣播數據幀時，會向其他的端口轉發該數據幀。因此，當一個大型的LAN完全由LAN交換機組網時，可以發現，雖然其沖突域沒有擴大，但是其廣播域卻覆蓋整個LAN的范圍。這一特點決定了當LAN內任何一個站點發出了廣播幀后，會由各個LAN交換機傳播至整個LAN的范圍，

27、若LAN規模很大，每個工作站發出的廣播幀合起來會象風暴一樣席卷整個交換式LAN，形成廣播風暴。為了解決大型交換式以太網的廣播風暴問題，就必須限制其廣播域的范圍，從而產生了虛擬局域網技術（VLAN）。虛擬網技術把傳統的廣播域按需要分割成各個獨立的子廣播域，將廣播限制在虛擬工作組中，由于廣播域的縮小，網絡中廣播包消耗帶寬所占的比例大大降低，網絡的性能得到顯著的提高。（2）虛擬網（VLAN）及其優點究竟什么是VLAN呢?VLAN在邏輯上等價于廣播域。更具體的說，我 們可以將VLAN類比成一組最終用戶的集合。這些用戶可以處在不同的物理LAN上，但他們之間可以象在同一個LAN上那樣自由通信而不受物理位置

28、的限制。在這里，網絡的定義和 劃分與物理位置和物理連接是沒有任何必然聯系的。網絡管理員可以根據不同的需要，通過相應的網絡軟件靈活的建立和配置虛擬網，并為每個虛擬網分配它所需要的帶寬。VLAN的具有以下一些優點：·在LAN互連結構中，VLAN可以降低移動或變更工作站物理位置的管理費用，有很大的應用價值。網絡管理員可以邏輯上重新配置網絡，迅速、簡單、有效地平衡負載流量，輕松自如地增加、刪除和修改用戶，而不必從物理上調整網絡配置。 ·設置VLAN的目的之一是為了控制在LAN段之間的廣播通信，從而減少或免除對使用路由器的依賴。在傳統的共享介質的LAN互連網絡中，路由器起隔離各個LA

29、N段、控制廣播通信溢流的作用。這個作用能夠在VLAN中得到妥善的處理。因此，VLAN可以減少路由器使用的數目，能夠節省費用。 ·可以動態和即時地配置或改變VLAN的組成情況，因此能夠實現高效率和靈活的組播控制，比使用常規的LAN更為方便和有效。 ·VLAN增強網絡的安全性。特別是在企業網連接Internet的環境中，在不借助單獨的物理連接或者使用以路由器為基礎的防火墻（firewall）的情況下，VLAN結構可以提高網絡的安全性。網絡管理人員能夠以很高的精確度來確定訪問網絡服務的途徑。此外，在每個交換端口只有一個節點設備的結構中，可以形成特別有效的限制非授權訪問的屏障。 &

30、#183;有效的網絡管理和監控的自動化。使用VLAN管理軟件工具能夠解決管理VLAN中存在的技術困難，使網絡管理人員容易地從多個層面查看網絡中的虛擬連接和物理連接。 通過監控程序能夠查看詳盡的網絡通信的統計數據。這些數據對于確定路由系統和訪問最頻繁的服務器的配置很有用。與傳統的物理連接的LAN相比較，VLAN的管理和監控功能更能夠加強管理作用，提高工作效率。 （3）虛擬網的劃分 有很多種方式可以用來劃分VLAN。這里只討論以下四種常見的方法：根據端口定義；根據MAC地址定義；根據網絡層定義；根據IP地址定義。·根據端口定義這是最簡單的確定VLAN成員的方法，也是最為直觀的方法，但是自

31、動化程度低。使用這個方法確定VLAN的成員，VLAN是LAN交換機某些端口的集合。這些集合有時只在單個LAN交換機上，有時則跨越多臺LAN交換機。 根據交換機端口來劃分網絡成員，其配置過程簡單明了。因此，迄今為止，仍然是最常用的一種方式。但是，它不能滿足對VLAN特性的某些要求，如不能在給定的端口上支持一個以上的VLAN；如果某一個用戶從一個端口所在的虛擬網移動到另一個端口所在的虛擬網，網絡管理員需要重新進行人工設置。·根據MAC地址定義使用節點設備的MAC（介質訪問控制）源地址，可以把它分配給VLAN。這種情況下，每個VLAN是一些設備的MAC地址的集合。因為MAC地址是捆綁在網絡

32、接口卡上的，所以這種形式的虛擬網允許網絡用戶從一個物理位置移動到另一個物理位置，并且自動保留其所屬虛擬網段的成員身份。同時，這種方式獨立于網絡的高層協議(如TCP/IP，IP，IPX等)。因此，從某種意義上講，利用MAC地址定義虛擬網可以看成是一種基于用戶的網絡劃分手段。 這種方法的一個缺點是所有的用戶必須被明確的分配給一個虛擬網。在這種初始化工作完成之后，對用戶的自動跟蹤才成為可能。然而，在一個擁有成千上萬用戶的大型網絡中，如果要求管理員將每個用戶都一一劃分到某一個虛擬網，這實在是太困難了。因此，有些廠商便將這項配置MAC地址的工作交給了網絡管理工具。這些網管工具可以根據當前網絡的使用情況，

33、在MAC地址的基礎上自動劃分虛擬網。·基于網絡層的VLAN 基于網絡層的虛擬網使用協議(如果網絡中存在多協議的話)或網絡層地址(如TCP/IP中的子網段地址)來確定網絡成員的劃分。 利用網絡層定義虛擬網有機個優勢：第一，這種方式可以按傳輸協議劃分網段。其次，用戶可以在網絡內部自由移動而不用重新配置自己的工作站，尤其是使用TCP/IP的用戶。第三，這種類型的虛擬網可以減少由于協議轉換而造成的網絡延遲。但是，與利用MAC地址的形式相比，基于網絡層的虛擬網需要分析各種協議的地址格式并進行相應的轉換。因此，使用網絡層信息來定義虛擬網的交換機要比使用數據鏈路層信息的交換機在速度上占劣勢。而且，

34、這種差異在絕大多數網絡產品中都存在。另外，雖然按網絡層劃分的虛擬網對于使用TCP/IP協議的用戶群來說是十分有效的。但是，象IPX，DECnet，AppleTalk這樣的協議運行在這種虛擬網絡結構中似乎就不太合適了。雖然這種類型的虛擬網是建立在網絡層的基礎上，但交換機本身并不參與路由工作。當一個交換機捕捉到一個IP包，并利用IP地址確定其身份時，沒有任何與路由有關的計算。RIP以及OSPF等路由傳輸協議也不被采用。交換機只是作為一個高速網橋，簡單的利用擴展樹算法將包轉發給下一個節點上的交換機。這樣看來，基于網絡層的虛擬網之間的連接應該看成是一個類似于橋的拓撲結構。 ·根據IP廣播組劃

35、分 根據IP廣播組定義虛擬網是指任何屬于同一IP廣播組的計算機都屬于同一虛擬網。這樣的虛擬網是如下建立的：當IP包廣播到網絡上時，它將被傳送到一組IP地址的受托者那里。這組被明確定義地址的廣播組是在網絡運行中動態生成的。任何一個工作站都有機會成為某一個廣播組的成員，只要它對該廣播組的廣播確認信息給予肯定的回答。所有加入同一個廣播組的工作站被視為同一個虛擬網的成員。然而，他們的這種成員身分可根據實際需求保留一定的時間。因此，利用IP廣播域來劃分虛擬網的方法給使用者帶來了巨大的靈活性和可延展性。而且，在這種方式下，整個網絡可以非常方便地通過路由器擴展網絡規模。（4）跨越多臺LAN交換機的VLAN的

36、成員間的信息傳遞 交換機必須有一種方式來了解VLAN的成員關系，即哪一個工作站屬于哪一個虛擬網。否則，虛擬網就只能局限在單交換機的應用環境里了。一般來說，基于數據鏈路層的虛擬網(即按端口和MAC地址劃分的VLAN)，其成員是以直接的形式與其它成員聯系的。而基于IP的虛擬網成員之間是利用IP地址以間接的方式相互聯系的。絕大多數利用網絡層劃分虛擬網的網絡產品，其工作方式均屬于后一種。 二層交換機下VLAN劃分在一臺二層交換機上劃分虛擬局域網，實現網絡隔離。配置命令：Vlan 10ExitVlan 20ExitInterface rang f0/1 10Switchport access vlan 10ExitInterface ra