基于OSPF路由協(xié)議網(wǎng)絡互連 課程設計

1、 課程設計報告課程名稱： 計算機網(wǎng)絡 設計題目： 基于OSPF路由協(xié)議的網(wǎng)絡互連 系 別： 專 業(yè)： 組 別： 起止日期: 2012年12月26日2013年1月5日 指導教師: 計算機科學與技術系二一 二年制課程設計題目基于OSPF路由協(xié)議的網(wǎng)絡互連組長 學號 班級系別專業(yè)組員 指導教師課程設計目的(1) 掌握子網(wǎng)劃分，路由原理等網(wǎng)絡基本知識。(2) 掌握OSPF協(xié)議的基本配置。(3) 掌握基本的組網(wǎng)方法，利用OSPF協(xié)議互聯(lián)5個獨立的局域網(wǎng)。課程設計所需環(huán)境Cisco Packet Tracer課程設計任務要求利用OSPF協(xié)議互連5個獨立的局域網(wǎng)，基于PacketTracer實現(xiàn)網(wǎng)絡功能課程

2、設計工作進度計劃序號起止日期工 作 內 容分工情況112.26-12.28商討問題的解決路徑和初步實施方案。 212.29-12.30劃分子網(wǎng)和畫出初步拓撲圖。 312.30-01.02路由器和交換機的配置。 401.03-01.04進一步完善拓撲圖 501.03-01.05完成課程設計實驗報告，并作出分析。 指導教師簽字： 年 月 日教研室審核意見：教研室主任簽字： 年 月 日課程設計任務書目 錄1 引言11.1課程設計目的11.2 課程設計背景11.3 課程設計主要內容12需求分析12.1 實驗環(huán)境12.2 設計思路12.3 設計要求23概要設計23.1設計的流程圖23.2 OSPF路由協(xié)

3、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44 詳細設計54.1 子網(wǎng)的劃分54.2 網(wǎng)絡拓撲圖的設計54.3路由器的配置信息64.4交換機的配置115 調試與操作說明115.1 查看路由115.2 使用Cisco Packet Tracer 調試與模擬136 結束語20參考文獻20滁州學院本科課程設計課程設計主要內容1 引言1.1課程設計目的 本課程設計是為了讓同學們了解學習計算機網(wǎng)絡的作用和意義。通過課程設計，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)絡實踐中的能力，和團隊合作的能力。1.2 課程設計背景網(wǎng)絡的發(fā)展離不開

4、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。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。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)結構的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫中存放的是路由域中相應鏈路的狀態(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（Link State Advertisement）傳送給在某一區(qū)域內的所有路由器，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

5、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)絡的安全性，因此，OSPF路由協(xié)議應用非常廣泛。1.3 課程設計主要內容路由選擇協(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。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)；整個網(wǎng)絡可用私有地址段為192.168.0.0/24，利用VLSM技術劃分子網(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

6、于Packet Tracer實現(xiàn)網(wǎng)絡功能。2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2-1所示：圖2-1拓撲主干圖2.3 設計要求利用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0,2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3

7、1臺、62臺，網(wǎng)絡可用私有地址段為192.168.1.0/24。利用VLSM技術劃分子網(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概要設計3.1設計的流程圖設計流程:（1）根據(jù)需求劃分子網(wǎng)；（2）構造網(wǎng)絡圖譜圖；（3）配置路由器；（4）查看路由；（5）設計測試；3.2 OSPF路由協(xié)議的原理與配置3.2.1 OSPF路由協(xié)議的原理OSPF(Open Shortest Path First)是一個內部網(wǎng)關協(xié)議(Interior Gateway Protocol,簡稱IGP)，用于在單一自

8、治系統(tǒng)(autonomous system,AS)內決策路由。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)段上的設備(主機等)；抽象模型Model 2表示路由器R1通過點對點鏈路(如PPP、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

9、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)、D

10、ata(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(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

11、(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LSA完成周邊網(wǎng)絡的拓撲結構描述，并發(fā)送給網(wǎng)絡中的其他路由器。 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)議配置中的全局設置的有關命令如表3-3：表3-3

12、全局設置的命令表 任務 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只在路由器內部起作用，不同路由器的process-id可以不同。wildcard-mask 是子網(wǎng)掩

13、碼的反碼, 網(wǎng)絡區(qū)域ID area-id在0-4294967295內的十進制數(shù)，也可以是帶有IP地址格式的x.x.x.x。當網(wǎng)絡區(qū)域ID為0或0.0.0.0時為主干域。不同網(wǎng)絡區(qū)域的路由器通過主干域學習路由信息。4 詳細設計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)絡用私有地址段為192.168.0.0/24，區(qū)域1網(wǎng)絡用私有地址段為192.168.1.0/24；利用VLSM技術劃分子網(wǎng)，劃分結果如表：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)I

14、P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1

15、92.168.0.128/26192.168.0.129192.168.0.1904.2 網(wǎng)絡拓撲圖的設計區(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4-2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IPR0F0/0:192.168.0.14/28S0/0:192.168.0.193/30S0/1:192.168.0.210/30R1F0/0:192.168.0.30/28S0/0:192.168.0.197/30S0/1:192.168.0.194/30R2F0/0:192.1

16、68.0.62/27S0/0:192.168.0.201/30S0/1:192.168.0.198/30R3S0/0:192.168.0.205/30S0/1:192.168.0.202/30R4F0/0:192.168.0.190/26S0/0:192.168.0.209/30S0/1:192.168.0.206/30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:

17、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服務器實現(xiàn)域名解析進而訪問web服務器；網(wǎng)絡拓撲圖如圖4-3:圖4-1網(wǎng)絡拓撲圖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 192.168.0.14 255.255.255.240 /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interfa

18、ce 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 64000 /設置時鐘頻率interface Serial0/1 /對接口S0/1分配IP地址 ip address 192.168.0.210 255.255.255.252clo

19、ck rate 64000 /設置時鐘頻率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 0.0.0.3 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R1interf

20、ace 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

21、.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 192.168.0.204 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

22、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/

23、0分配IP地址ip address 192.168.0.206 255.255.255.252clock rate 64000 /設置時鐘頻率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 192.168.0.204 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

24、 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 FastEthernet0/1 /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 spee

25、d 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 /設置時鐘頻率interface Serial0/1 /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 192.16

26、8.0.196 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 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int

27、erface 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分配IP地址 ip address 192.168.0.198 255.255.255.252clock rate 64000 /設置時鐘頻率router ospf 1 / 啟動o

28、spf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 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 au

29、to /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 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-cha

30、nges 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 vlan 2 /劃分vlan2 switchport mode trunkinterface FastEthernet0/3 switchport access vlan 3 /劃分

31、vlan3 switchport mode trunkinterface FastEthernet0/4 switchport access vlan 4 /劃分vlan4 switchport mode trunk4.5服務器的配置5 調試與操作說明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5-2 路由器R4的路由表路由器R10的路由表如圖5-2 圖5-3 路由器R10的路由表路由器R11的路由表如圖5-2圖5-4 路由器R11的路由表5.2 使用Cis

32、co Packet Tracer 調試與模擬 5.2.1故障測試配置故障測試，由于配置錯誤，導致路由器沒有選擇最優(yōu)路徑，測試結果，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，測試結果如圖5-7圖5-7測試PC0是否能Ping通測試PC1是否能Ping通，測試結果如圖5-8：圖5-8測試PC1是否能Ping通測試PC2是否能Ping通，測試結果如圖5-9：圖5-9 測