2022年网络互联技术实验与课程方案指导书 .pdf
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1、个人资料整理仅限学习使用网络互联技术实验与课程设计指导书编著 刘昌华 桂兵祥武汉工业学院数学与计算机学院网络工程教研室2018-2-24 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 27 页个人资料整理仅限学习使用目录精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 27 页个人资料整理仅限学习使用实验 1 虚拟局域网 VLAN )的设置与通信一、实验目的 :理解 Port Vlan 的配置,理解VLAN如何跨交换机实现,通过三层交换机实现VLAN间互相通信。二、实验要求:1)
2、背景描述:某系有办公室和实验室个部门,其中办公室的计算机分别连接在2 台交换机上,它们之间需要相互进行通信,办公室和实验室也需要进行相互通信,现要在交换机上做适当配置来实现这一目标。2)实验要求:使在同一VLAN 里的计算机能相互通信。在不同VLAN 里的计算机也能相互通信。三、实验方案:1)实验原理:将一个大的物理的局域网LAN )在交换机上通过软件划分成若干个小的虚拟的局域网VLAN ),形成了多个较小的广播域。一个VLAN 就好像是一个孤立的网段,VLAN 间不能直接通信,实现VLAN间互联必须借助于路由器(或具有三层交换功能的交换机)。路由器是基于软件的路由选择操作,本来效率就不高,如
3、果路由器要对每一个数据包都路由一次,也就是“ 每次转发,每次路由” ,随着需要路由的数据量增大,传统的路由器将不堪重负,于是就成为VLAN之间通信的瓶颈。三层交换机则把网络通信中的二层交换技术和三层路由 或称三层转发)技术结合在一起,并通过ASIC 技术达到线速交换,大幅度提高了设备数据的包转发能力,消除了转发瓶颈。三层交换机在对第一个数据流进行路由后,会产生一个MAC 地址与IP 地址的映射表,当同样的数据流再次通过时,将根据映射表直接进行二层交换,也就是“ 一次路由,多次交换” ,这样大大提高了数据包转发的效率,因而提高了VLAN 网络的整体性能。当使用路由器连接时,一般需要在LAN 接口
4、上设置对应各VLAN的子接口;而三层交换机则是在内部生成“ VLAN接口 VLAN Interface) ” 。VLAN 接口,是用于各VLAN收发数据的接口。在同一 VLAN 内计算机通信时,如图3-1 所示,计算机A 与计算机B 之间通信时的情况。首先是目标地址为B 的数据帧被发到交换机;通过检索同一VLAN的 MAC 地址列表发现计算机B 连在交换机的端口2 上;因此将数据帧转发给端口2。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 27 页个人资料整理仅限学习使用图 1-1 同一 VLAN 内通信在不同 VLAN 内计算机通信
5、时,如下图计算机A 与计算机C 间通信时的情形。针对目标 IP 地址,计算机A 可以判断出通信对象不属于同一个网络,因此向默认网关发送数据Frame 1)。交换机通过检索MAC 地址列表后,经由内部汇聚链路,将数据帧转发给路由模块。在通过内部汇聚链路时,数据帧被附加了属于红色VLAN 的 VLAN 识别信息 Frame 2)。路由模块在收到数据帧时,先由数据帧附加的VLAN 识别信息分辨出它属于红色VLAN ,据此判断由红色VLAN接口负责接收并进行路由处理。因为目标网络192.168.2.0/24 是直连路由器的网络、且对应蓝色VLAN ;因此,接下来就会从蓝色VLAN接口经由内部汇聚链路转
6、发回交换模块。在通过汇聚链路时,这次数据帧被附加上属于蓝色VLAN的识别信息Frame 3)。交换机收到这个帧后,检索蓝色VLAN的 MAC 地址列表,确认需要将它转发给端口3。转发前会先将VLAN识别信息除去 Frame 4)。最终,计算机C 成功地收到交换机转发来的数据帧。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 27 页个人资料整理仅限学习使用图 1-2 VLAN 之间通信2)实验设备:二层交换机、三层交换机、计算机3)参考拓朴:图 1-3 拓扑图4)实验思路:在交换机SwitchA 上创建 Vlan 10 ,并将 f0/5
7、 端口划分到Vlan 10 中。验证已创建了Vlan 10 ,并将 0/5 端口已划分到Vlan 10 中。在交换机SwitchA 上创建 Vlan 20 ,并将 0/15 端口划分到Vlan 20 中。验证已创建了Vlan 20 ,并将 0/15 端口已划分到Vlan 20 中。在交换机SwitchA 上将与 SwitchB 相连的端口 假设为 0/24 端口)定义为tag vlan 模式。验证 fastethernet 0/24 端口已被设置为tag vlan 模式。在交换机SwitchB 上创建 Vlan 10 ,并将 f0/5 端口划分到Vlan 10 中。验证已在SwitchB 上创
8、建了Vlan 10 ,并将 f0/5 端口已划分到Vlan 10 中。在交换机SwitchB 上将与SwitchA 相连的端口 #switchport mode trunk !将 fastethernet 0/24 端口设为tag vlan 模式。Switch(config# int vlan 10 ! 创建虚拟接口vlan 10 Switch(config-if#ip address 192.168.10.254 255.255.255.0 ! 配置虚拟接口vlan 10 的地址为192.168.10.254 四、实验考核:在不同交换机上但属于同一VLAN 中的 PC机应能互相ping 通;
9、不同VLAN 内的主机也能互相 PING 通。五、思考与练习:1)如果想在SwitchB 上增加一台PC4,把它加入到VLAN 20 中,并要求它与PC1、PC2、PC3 都能够 ping 通,应该如何操作,写出相关的命令?2)试着将虚拟接口vlan 20 的 IP 地址为 192.168.21.252,子网掩码为255.255.255.0,看看 PC2与 PC3还能够 ping 通吗?实验 2 链路聚合一、实验目的理解链路聚合的配置及原理;理解冗余备份是为了提高交换机之间的传输带宽和实现链路冗余备份。二、实验原理网络拓扑如图2-1 所示:图2-1 链路聚合拓扑图精选学习资料 - - - -
10、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 27 页个人资料整理仅限学习使用链路聚合 #interface aggregateport 1 !创建聚合接口AG1S2126G(config-if#switchport mode trunk !配置 AG模式为 trunkS2126G(config#interface range fastethernet 0/23-24 !进入接口0/23和0/24 的配置模式S2126G(config-if-range#port-group 1 !配置接口0/23 和 0/24 属于 AG1S2126G#show aggregat
11、eport 1 summary 四、实验要求:将 PC1的 IP 设置为192.168.1.1/24,并将 PC1的网线连到SwitchA 的 0/1 接口;将PC2的 IP 设置为 192.168.1.2/24,并将 PC的网线连到SwitchB 的 0/1 接口;当交换机之间的一条链路断开时,PC1和 PC2仍能互相通信。五、注意事项:1组端口的速度必须一致;2组端口必须属于同一个VLAN ;3组端口使用的传输介质相同;4组端口必须属于同一层次,并与AP也要在同一层次。端口聚集协议PAgp是 cisco 专有的协议,链路聚集控制协议LACP是通用的协议。在用的时候要注意:端口要在一个vla
12、n 里面,两边的全双工模式要一样,还有就是作用的端口个数不能是3 和 6,而且不能超过8 个,端口个数可用:2,4,8。主要的作用就是可容错,负载分担等。具体的命令:cisco2950 enable config ter intface range f0/1 - 2 channel-group 1 mode on 就可以把交换机上的f0/1和 f0/2聚集了精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 27 页个人资料整理仅限学习使用实验 3 生成树协议配置一、实验目的理解生成树协议的作用,并掌握其具体配置方法。二、实验要求非根交换机
13、当有两个端口都连在一个共享介质上,交换机会选择一个高优先级数值小)的端口进入forwarding 状态,低优先级发明的。网桥使用珀尔曼博士发明的这种方法能够达到2 层路由的理想境界:冗余和无环路运行。你可以把生成树协议设想为一个各网桥设备记在心里的用于进行优化和容错发送数据的过程的树型结构。生成树协议拓扑结构的思路是网桥能够自动发现一个没有环路的拓扑结构的子网,也就是一个生成树。生成树协议还能够确定有足够的连接通向这个网络的每一个部分。它将建立整个局域网的生成树。当首次连接网桥或者发生拓扑结构变化时,网桥都将进行生成树拓扑的重新计算。当一个网桥收到某种类型的“设置信息”(一种特殊类型的桥接协议
14、数据单元, BPDU 时,网桥就开始从头实施生成树算法。这种算法从根网桥的选择开始的。根网桥 (root bridge 是整个拓扑结构的核心,所有的数据实际上都要通过根网桥。生成树构建的下一步是让每一个网桥决定通向根桥的最短路径,这样,各网桥就可以知道如何到达这个“中心”。这一步会在每个局域网进行,它选择指定的网桥,或者与根桥最接近的网桥。指定的网桥将把数据从局域网发送到根桥。最后一步是每个网桥要选择一个根端口。所谓根端口也即“用来向根桥发送数据的端口”。注意,一个网桥上的每一个端口,甚至连接到终端系统(计算机 的端口,都将参加这个这个根端口选择,除非你将一个端口设置为“忽略”。生成树协议思路
15、是,你允许有一个连接错误,因为你在一对网桥之间存在两条物理连接。生成树协议在一个端口需要使用之前将封锁那个端口。因此,我们应该可以拔掉冗余的连接,并且在不中断通信的情况下把它连接到其它的网桥。STP 能够提供路径冗余,当网络中有多条有效路径会引起不正常的环路,导致网络不正常。使用STP 可以使两个终端中只有一条有效路径。当交换机之间有多个VLAN 时 Trunk 线路负载回过重,这时需要设置多个Trunk 端口,但这样会引起网络环路。STP 协议便可以解决这样的问题。它通过在交换机间传递桥接协议数据单元来互相通告诸如交换机的桥ID、链路性质、根桥ID 等信息,以确定根桥,决定哪些端口处于转发状
16、态,哪些端口处于阻断状态,以免引起网络环路。STP 协议的主要思想就是当网络中存在备份链路时,只允许主链路激活,如果主链路因故障而被断开后,备用链路才会被打开。生成树工作机制:1、网络中选择了一个交换机为根交换机Root Bridge );2、每个交换机都计算出了到根交换机Root Bridge )的最短路径;3、所有非根交换机都有一个根口Root Port),即提供最短路径到根交换机Root Bridge)的端口;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 27 页个人资料整理仅限学习使用4、每个 LAN 都有了指定交换机Desi
17、gnated Bridge),位于该LAN 与根交换机之间的最短路径中;指定交换机和LAN 相连的端口称为指定端口Designated port);5、根口 Root port )和指定端口Designated port)进入转发Forwarding 状态;6、其他的冗余端口就处于阻塞状态#spanning-tree 注:启用交换机生成树协议S2126G show spanning-tree 注:显示交换机生成树协议的状态S2126G(config#spanning-tree priority 4096 注:设置交换机的优先级为4096,而交换机的默认优先级为32768 2在一台非根交换机上执
18、行上述命令后,用show spanning-tree 端口号查看端口生成树协议的状态,应为一个端口StpPortState应处于 discarding,另一端口StpPortState 应处于forwarding 状态。实验 4 路由器的连接与基本配置一、实验背景假设有如下一个网络,要求实现主机A/B 通过远程登陆方式进入路由器A/B ,对路由器 A/B 进行远程配置。二、实验目的1掌握路由器和主机的连接方法;2掌握路由器的基本配置命令;三、实验内容1PC 机和路由器的连接:2路由器的基本配置。四、实验环境精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -
19、-第 9 页,共 27 页个人资料整理仅限学习使用1硬件环境) PC 机 2台;)锐捷RG-R2690 路由器两台)路由器的Console 口与计算机COM1 口连接线1 根)路由器同步串口线一根。2软件环境Windows 98 、Windows2000 或 Windows XP 操作系统,超级终端程序。3网络拓扑如图7-1 所示: F0172.16.1.1/24 F0172.16.3.1/24172.16.2.2S0172.16.2.1S0 172.16.1.2/24 172.16.3.2/24主机 A路由器A路由器B主机 B图 4-1 路由器基本配置网络拓扑五、实验步骤1路由器基本配置:e
20、nable 从用户模式进入特权模式 Red-Giant1#configure terminal 从特权模式进入全局配置模式 Red-Giant1(config#hostname A 将路由器1 主机名配置为 “ A” Red-Giant2enable 从用户模式进入特权模式 Red-Giant2#configure terminal 从特权模式进入全局配置模式 Red-Giant2(config#hostname B 将路由器2 主机名配置为 “ B”在现场通过路由器配置端口对路由器进行配置时,为路由器命名是不必要的;但是,当我们通过telnet 方式远程登陆到路由器进行配置时,则为路由器命名
21、以区分不同的路由器显然是必要的。# line vty 0 4 进入 vty0 至 vty4 虚拟终端线路模式 A(config-line#login 配置远程登陆属性 A(config-line#password star 配置远程登陆密码为star 配置完路由器的远程登录密码,我们就可以通过telnet方式登陆到此路由器,对此路由器进行远程配置了。(3 配置路由器A特权模式口令精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 27 页个人资料整理仅限学习使用 A(config#enable password star 配置进入特权模式
22、的密码为star或: A(config#enable secret star 配置完路由器A 的特权模式口令后,则下次从用户模式进入特权模式时,系统会提示输入密码,如果密码不对,则不能进入到特权模式;2. 路由器 A,B 端口 IP 配置:A(config#interface serial 0 进入同步串口s0 的接口配置模式A(config-if#ip address 172.16.2.2 255.255.255.0 配 置S0的IP地 址 为172.16.2.2,子网掩码为255.255.255.0A(config-if#exit 退出到上一层模式A(config#interface fa
23、stethernet 0 进入快速以太网接口F0 的接口配置模式A(config-if#ip address 172.16.1.1 255.255.255.0 配 置S0的IP地 址 为172.16.1.1,子网掩码为255.255.255.0A(config-if#end 退出到特权模式A#show ip interface brief 显示路由器接口IP 地址的摘要信息B(config#interface serial 0 进入同步串口s0 的接口配置模式B(config-if#ip address 172.16.2.1 255.255.255.0 配 置S0的IP地 址 为172.16.
24、2.1,子网掩码为255.255.255.0B(config-if#exit 退出到上一层模式B(config#interface fastethernet 0 进入快速以太网接口F0 的接口配置模式B(config-if#ip address 172.16.3.1 255.255.255.0 配 置S0的IP地 址 为172.16.3.1,子网掩码为255.255.255.0B(config-if#end 退出到特权模式A#show ip interface brief 显示路由器接口IP 地址的摘要信息配置路由器接口的IP 地址,在某些路由器可能还需要用其他指令打开此接口才能正常使用,锐捷
25、RG-R2690 路由器无需用指令打开,当线缆正确连接后,接口自动从状态down变为状态up。3. 路由器同步串行端口同步频率配置: A(config#interface serial 0 进入同步串口s0 的接口配置模式 A(config-ifclock rate 64000 设置同步时钟频率为64000 A(config-if#end 退出到特权模式 A#show interface serial 0 显示路由器接口S0信息4设置主机A 和主机 B 的 IP 地址以及网关分别如图4-2,图 4-3 所示。5测试1)主机 A 可以 ping 通路由器A 的 F0, S0端口以及路由器B 的
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