借助Packet Tracer模擬器的路由配置測試設計實現(xiàn)

1、借助Packet Tracer模擬器的路由配置測試設計實現(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。隨著科學技術的飛速發(fā)展，這方面的應用也在不斷地完善，費用也在不斷地下降，使得模擬測試更加實用化，也越來越受歡迎。信息時代發(fā)展中，計算機網(wǎng)絡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，運用這些模擬軟件可以實現(xiàn)各種網(wǎng)絡設備的高度仿真，為求知者學習網(wǎng)絡相關設備提供了方面。本課題研究的是借助PT模擬器的路由配置測試設計實現(xiàn)。借助本次配置實驗的設計，教師可以對學生路由器的靜態(tài)配置、動態(tài)配置等方面知識點的掌握情

2、況，學生自己可以通過測試結(jié)果來進一步對所學知識的鞏固。該課題根據(jù)路由器配置來掌握知識點，并學會通過不同的實驗環(huán)境來實現(xiàn)任務，學生在練習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。計算機網(wǎng)絡工程實訓教程作為普通高校計算機專業(yè)的一門基礎的專業(yè)課程，它從計算機網(wǎng)絡工程的基礎到網(wǎng)絡設備，從交換機、路由器技術到交換機、路由器應用，都描述很是詳盡，還可以培養(yǎng)學生分析解決網(wǎng)絡工程實際問題的能力。教學必定重視動手實踐能力，但是由于實驗條件的限制，設備不夠的時候怎么樣才能有好的教學效果呢？我們可以借助網(wǎng)絡模擬軟件來解決設備不夠的難題，接下來就讓我們認識怎樣使用Packet Tracer輔助實驗教學。1

3、路由器模擬器1.1常用路由器模擬器介紹近來，關于對模擬仿真測試系統(tǒng)的開發(fā)非常普遍，以網(wǎng)絡配置為基礎的模擬軟件也不占少數(shù)。當前，模擬仿真器開發(fā)非常廣泛，現(xiàn)今網(wǎng)絡設置的模擬軟件也越來越多。運用這些模擬仿真軟件可實現(xiàn)對交換機、路由器、服務器等類似網(wǎng)絡設備的配置，在學習網(wǎng)絡設備的配置上、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。前面是實現(xiàn)實驗拓撲圖設計，后面是對實驗環(huán)境的模擬，由于它們操作簡單便于上手，運用設備少的環(huán)境，該模擬器適合初學者，所以就網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)復雜、設備很多的環(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，甚至說能模擬真實的網(wǎng)絡環(huán)境，然而它占用較大的內(nèi)存，就適用大而復雜的模擬環(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， 能過根據(jù)不同學習者的喜好任意的搭建網(wǎng)絡拓撲，為此也受到大家很廣泛的認可和學習。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，還存在一款既經(jīng)濟又使用的模擬器，只要有所了解就能還快的進入到它的學習中，尤其是在學生當中，那可謂是風靡一時的模擬軟件，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)的模擬仿真輔助學習工具軟件，界面非常直觀、操作方面是他的一大特點，類似其他仿真器，Packet Tracer軟件將實際模擬和可視化體驗合二而一，軟件提供多種運行平臺。下面是Packet Tracer的優(yōu)點：（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）能夠自主進行環(huán)境設置。設計者可以根據(jù)自己的需要和要求進行拓撲結(jié)構(gòu)的組建，操作與現(xiàn)實的基本相似。（3）軟件提供相應的實驗向?qū)?。初學者可以根

6、據(jù)軟件提供的向?qū)ё约哼M行實際操作，能夠更好的進行演示。（4）軟件使用方便，功能也強大。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)添加設備，首先我們在設備類型庫中選擇設備，選定相應的型號，然后在工作區(qū)中單擊就將該設備添加到工作區(qū)中，如圖1-2 圖1-2（2）在進行設備之間的互連時，依據(jù)設備間的不同接口選擇不同的線型進行連接，達到設備能夠相互通信，以綠燈亮為接通。如圖1-3圖1-3（3）每臺設備都有默認的端口，若在連接時沒有所需的接口時，我們在設備互連前要添加所需的模塊（注意添加模塊時要切記關閉電源），模塊化

7、是該軟件的一大特點，增強了它的可擴展性。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)絡互連把信息從源目標移動到目的目標的活動。路由器常叫做Router,能夠互接多個網(wǎng)絡或多段網(wǎng)段的網(wǎng)絡層設備，它能夠把不同網(wǎng)絡、不同網(wǎng)段之間發(fā)來的信息連接起來并進行“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。路由器是一種典型的、重要的網(wǎng)絡層設備，在OSI參考模型中常被稱為中介設備，完成網(wǎng)絡層分派的任務。路由器的任務是在兩個局域網(wǎng)之間接收數(shù)據(jù)分組并進行轉(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 交換開關交換開關轉(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 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)絡設備，它對收到的數(shù)據(jù)進行解封裝，再根據(jù)相應的協(xié)議對收到的數(shù)據(jù)信息進行在封裝，然后發(fā)送給出口的網(wǎng)絡上，從而實現(xiàn)了不同協(xié)議、不同體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡之間的互通，實現(xiàn)彼此之間的通信。（2）尋址 路由器尋址過程相似于主機，差別是路由器不是只有一個出口，就不能單一的用條默認路由來解決所有數(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。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（主機）傳輸?shù)侥繕斯?jié)點（主機）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行路徑選擇，路由表的內(nèi)容主要有目的網(wǎng)絡ID、子網(wǎng)掩碼、下一跳地址、花費（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)學習。靜態(tài)路由由網(wǎng)絡管理員手動輸入創(chuàng)建和維護，除非他人的干預，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)絡規(guī)模小、拓撲結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、節(jié)點數(shù)少的小型規(guī)模網(wǎng)絡中。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，能實時的適應和動態(tài)的反映網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的變化，一般使用規(guī)模大、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)拓撲復雜的網(wǎng)絡。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)議來實現(xiàn)的，路由算法要解決的關鍵問題是如何確保

11、選擇出一條最佳的路徑將信息送到目的節(jié)點。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行交換路由表中的距離向量更新信息，每當?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的花費，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，它的選徑過程實現(xiàn)的好壞會影響整個網(wǎng)絡的效率。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OSI層次，路由協(xié)議可分為網(wǎng)絡層路由協(xié)議和數(shù)據(jù)鏈路層路由協(xié)議。網(wǎng)絡層路由協(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，該配置稱為默認路由，當路由表查找不成功時，就根據(jù)默認路由進行轉(zhuǎn)發(fā)。模式：全局配置模式2.2.3 RIP路由協(xié)議路由器上進行配置RIP，首先要做的基本配置就是啟動RIP路由進程，并定義與RIP路由進程關聯(lián)的網(wǎng)絡，然后根據(jù)自身的要求進行其他參數(shù)配置，如RIP分組單播配置、RIP認證

13、配置、RIP時鐘調(diào)整等。1、 啟動RIP路由進程模式：全局配置模式格式：route rip2、 配置直連網(wǎng)絡模式：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，路由器使用默認參數(shù)值，如要改變默認參數(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)進行配置之前，首先要做的基本配置是創(chuàng)建（啟動）OSPF路由進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，也就可以進行對其它參數(shù)的配置。1、 啟動OSPF路由進程模式：全局配置模式格式：route o

14、spf process-id2、配置OSPFOSPF進程啟動后，就可以分配與本OSPF相關聯(lián)的網(wǎng)絡并指定本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. 路由配置實驗3.1靜態(tài)路由的配置實驗1、實驗目標 掌握靜態(tài)路由的配置方法和技巧； 學會由靜態(tài)路由方式實現(xiàn)網(wǎng)絡的互連性； 熟悉廣域網(wǎng)線纜的連接方式；2、實驗背景由于學生的發(fā)展，某學校有兩個校區(qū)，每個校區(qū)都是獨立的局域網(wǎng)，為了讓兩個校區(qū)之間進行相互通信，學校申請了一條DDN專線將兩臺路由器進行互連，采用靜態(tài)路由配置實現(xiàn)不同主機間的訪問。3、技術原理路由器是網(wǎng)絡層設備，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)議學習。 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)自己的試驗的配置，填寫相應的IP地址、子網(wǎng)掩碼和默認網(wǎng)關3.2 RIP路由的配置實驗 1、實驗目標掌握RIP協(xié)議的配置方法；掌握動態(tài)路由協(xié)議

17、RIP學習產(chǎn)生；熟悉廣域網(wǎng)線纜的連接方式；2、實驗背景如實計算機系經(jīng)由三層交換機連到計算機系出口的路由器上，現(xiàn)需做適當配置，實現(xiàn)計算機系與化學系之間的相互通信，學院決定采用RIP V2協(xié)議實現(xiàn)互通。3、技術原理RIP（Routing Information Protocols）路由協(xié)議適合小型同類網(wǎng)絡，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)自己的試驗的配置，填寫相應的IP地址、子網(wǎng)掩碼和默認網(wǎng)關3.3 OSPF路由的配置實驗1、實驗目標 掌握OSPF協(xié)議的配置方

20、法； 掌握動態(tài)路由協(xié)議OSPF學習產(chǎn)生； 熟悉廣域網(wǎng)線纜的連接方式；2、實驗背景公司內(nèi)網(wǎng)要使用外網(wǎng)進行項目的實現(xiàn)、只靠內(nèi)部網(wǎng)絡是不夠的，必須要采取相關的措施。所以本公司決定采用OSPF協(xié)議來實現(xiàn)公司內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)之間的相互通信，從而達到預期的效果3、技術原理OSPF協(xié)議是應用最廣泛的路由協(xié)議之一，能適應不同規(guī)模變化的網(wǎng)絡環(huán)境， OSPF路由協(xié)議 基于自己本身為根，向全網(wǎng)設備報告鏈路狀態(tài)變化，是每臺設備都能了解到網(wǎng)絡的變化并具有全網(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(