计算机网络课程设计互联网模拟.doc

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1、课程设计报告名 称：计算机网络课程设计 题 目： 互联网模拟 院 系： 计算机系 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 邸剑 设计周数： 1周 成 绩： 日期： 2015 年 6月 计算机网络课程设计任 务 书一、 目的与要求1目的将网络基本原理及基本概念用于实际，将书本上抽象的概念与具体的实现技术结合起来，使学习深化，培养学生对基本原理的应用能力以及实际动手能力。2要求 独立完成课程设计题目以及课程设计报告。报告应包括设计思路、网络拓扑图、数据包文件、开发中遇到的问题以及解决方法。二、 主要内容1. 网络设备认知及基本配置操作（1） 了解路由器、交换机等网络设备结构。（2） 完成以下实

2、验，掌握路由器、交换机等的配置方法，理解相关网络协议。 交换机的基本配置； 路由器的基本操作； OSPF基本配置； RIP v2配置； 静态路由配置； 跨交换机实现VLAN; 利用单臂路由实现VLAN间路由； 广域网协议的封装。2. 互联网的模拟 （1） 结合实验环境，提出模拟网络互联需求，设计并完成组网，要求尽最大可能利用实验资源。 网络物理拓扑结构设计及IP地址分配； 网络逻辑拓扑结构设计；（2） 网络设备配置实现按步骤（1）所设计的网络拓扑进行设备连接并配置。配置内容包括路由选择协议OSPF配置，VLAN划分等，并进行测试。3. 基于模拟互联网的网络协议分析。 在上面设计并实现的网络环境

3、下，利用arp、ping、tracert等命令、浏览器和IIS、 wireshark等截获所配置环境下的C/S端数据包，分类保存相关数据包文件，完成如下协 议分析： 以太网数据链路层帧格式分析； 网络层分片；ICMP协议分析； ARP地址解析协议分析； TCP传输控制协议分析；（三次握手、数据传输、四次挥手） FTP协议分析；HTTP协议分析。 4. 选做：网络编程或LINUX操作系统网络部分的源代码分析。三、 进度计划序号设计内容完成时间备注1网络设备认知及配置操作第一天2模拟环境设计及网络设备配置第二、三天3基于模拟互联网的网络协议分析第四天4验收、撰写课程设计报告第五天四、 设计成果要求

4、1 网络配置拓扑图准确，配置结果测试成功；2 网络协议分析准确；2 课程设计报告格式规范，内容详实。五、 考核方式考勤、验收和课程设计报告。学生姓名：刘莉菲指导教师： 邸剑 2015年6月8日实验一 网络设备认知及基本配置操作一、 交换机的基本配置1、实验目的： 掌握交换机命令行各种操作模式的区别，能够使用各种帮助信息，以及用命令进行基本的配置。2、实验原理： 交换机的管理方式基本分为两种：带内管理和带外管理。通过交换机的Console口管理交换机属于带外管理，不占用交换机的网络接口，其特点是需要使用配置线缆，近距离配置。第一次配置交换机时必须利用Console端口进行配置。 交换机的命令行操

5、作模式，主要包括：用户模式、特权模式、全局配置模式、端口模式等几种。3、实验步骤：（1）交换机各个操作模式直接的切换（2）交换机命令行界面基本功能（3）配置交换机的名称和每日提示信息（4）配置接口状态（5）查看交换机的系统和配置信息（6）保存配置4、实验结果：1）交换机的基本操作命令截图2）用ping命令测试二、 路由器的基本操作1、实验目的： 理解路由器的工作原理，掌握路由器的基本操作。2、实验原理： 路由器的管理方式基本分为两种：带内管理和带外管理。通过路由器的Console口管理路由器属于带外管理，不占用路由器的网络接口，但特点是线缆特殊，需要近距离配置。第一次配置路由器时必须利用Con

6、sole进行配置，使其支持telnet远程管理。3、实验步骤： 路由器命令行的基本功能 配置路由器的名称和每日提示信息 配置路由器的接口并查看接口配置 查看路由器的配置4、 实验结果：路由器的测试截图三、 OSPF基本配置1、实验目的： 掌握在路由器上配置OSPF单区域。2、原理： OSPF（Open Shortest Path First，开放式最短路径优先）协议，是目前网络中应用最广泛的路由协议之一。属于内部网关路由协议，能够适应各种规模的网络环境，是典型的链路状态（link-state）协议。 OSPF路由协议通过向全网扩散本设备的链路状态信息，使网络中每台设备最终同步一个具有全网链路状

7、态的数据库（LSDB），然后路由器采用SPF算法，以自己为根，计算到达其他网络的最短路径，最终形成全网路由信息。 OSPF属于无类路由协议，支持VLSM（变长子网掩码）。OSPF是以组播的形式进行链路状态的通告的。 在大模型的网络环境中，OSPF支持区域的划分，将网络进行合理规划。划分区域时必须存在area0（骨干区域）。其他区域和骨干区域直接相连，或通过虚链路的方式连接。3、实验步骤：在路由器和三层交换机配置IP地址配置OSPF路由协议验证测试4、实验结果：四、 RIP v2配置1、实验目的： 理解RIP两个版本之间的区别，掌握如何配置RIPv2。2、实验原理：RIP协议有两个版本RIPv1

8、和RIPv2。RIPv1属于有类路由协议，不支持VLSM（变长子网掩码），RIPv1是以广播的形式进行路由信息的更新的；更新周期为30秒。RIPv2属于无类路由协议，支持VLSM（变长子网掩码），RIPv2是以组播的形式进行路由信息的更新的，组播地址是224.0.0.9。RIPv2还支持基于端口的认证，提高网络的安全性。3、实验步骤：配置两台路由器的主机名、接口IP地址在两台路由器上启用RIPv2，但不关闭自动汇总查看路由表关闭自动路由汇总查看RIP配置信息，路由表测试网络连通性用debug命令观察路由器接收和发生路由更新的情况4、实验结果：五、 静态路由配置1、实验目的： 理解静态路由的工作

9、原理，掌握如何配置静态路由2、实验原理： 路由器属于网络层设备，能够根据IP包头的信息，选择一条最佳路径，将数据包转发出去。实现不同网段的主机之间的互相访问。 路由器是根据路由表进行选路和转发的。而路由表里就是由一条条的路由信息组成。路由表的产生方式一般有3种：（1）直连路由：给路由器接口配置一个IP地址，路由器自动产生本接口IP所在网段的路由信息。（2）静态路由：在拓扑结构简单的网络中，网管员通过手工的方式配置本路由器未知网段的路由信息，从而实现不同网段之间的连接。（3）动态路由协议学习产生的路由：在大规模的网络中，或网络拓扑相对复杂的情况下，通过在路由器上运行动态路由协议，路由器之间互相自

10、动学习产生路由信息。3、实验步骤：（1）配置路由器的名称、接口IP地址和时钟（2）配置静态路由（3）查看路由表和接口配置（4）测试网络连通性4、实验结果：六、 跨交换机实现VLAN 1、实验目的： 掌握如何在交换机上划分基于端口的VLAN、如何给VLAN内添加端口，理解跨交换机之间VLAN的特点。2、实验原理： VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）是指在一个物理网段内，进行逻辑的划分，划分成若干个虚拟局域网。VLAN最大的特性是不受物理位置的限制，可以进行灵活的划分。VLAN具备了一个物理网段所具备的特性。相同VLAN内的主机可以互相直接访问，不同VLA

11、N间的主机之间互相访问必须经由路由设备进行转发。广播数据包只可以在本VLAN内进行传播，不能传输到其他VLAN中。Port Vlan是实现VLAN的方式之一，Port Vlan是利用交换机的端口进行VLAN的划分，一个端口只能属于一个VLAN。Tag Vlan是基于交换机端口的另外一种类型，主要用于实现跨交换机的相同VLAN内主机之间可以直接访问，同时对于不同VLAN的主机进行隔离。Tag Vlan遵循了IEEE802.1q协议的标准。在利用配置了Tag vlan的接口进行数据传输时，需要在数据帧内添加4个字节的802.1q标签信息，用于标识该数据帧属于哪个VLAN，以便于对端交换机接收到数据

12、帧后进行准确的过滤。3、实验步骤：（1）配置两台交换机的主机名（2）在三层交换机上划分VLAN 添加端口（3）在二层交换机上划分VLAN添加端口（4）设置交换机之间的链路为Trunk（5）查看VLAN和Trunk的配置（6）验证配置4、实验结果：七、 利用单臂路由实现VLAN间路由1、实验目的：掌握如何路由器端口上划分子接口、封装Dot1Q（IEEE 802.1Q）协议，实现VLAN间的路由。2、实验原理：在交换网络中，通过VLAN对一个物理网络进行了逻辑划分，不同的VLAN之间是无法直接访问的，必须通过三层的路由设备进行连接。一般利用路由器或三层交换机来实现不同VLAN之间的互相访问。 将路

13、由器和交换机相连，使用IEEE 802.1Q来启动一个路由器上的子接口成为干道模式，就可以利用路由器来实现VLAN之间的通信。路由器可以从某一个VLAN接收数据包并且将这个数据包转发到另外的一个VLAN，要实施VLAN间的路由，必须在一个路由器的物理接口上启用子接口，也就是将以太网物理接口划分为多个逻辑的、可编址的接口，并配置成干道模式，每个VLAN对应一个这种接口，这样路由器就能够知道如何到达这些互联的VLAN。3、实验步骤：（1）配置交换机的主机名、划分VLAN和添加端口、设置Trunk（2）在路由器上设置名称、划分子接口、配置IP地址（3）查看交换机的VLAN和Trunk配置（4）查看路

14、由器的路由表（5）测试网络连通性4、实验结果：八、 广域网协议的封装1、实验目的： 掌握广域网协议的封装类型和封装方法2、实验原理： 常见广域网专线技术有，DDN专线、PSTN/ISDN专线、帧中继专线、X.25专线等。数据链路层提供各种专线技术的协议，主要有PPP、HDLC、X.25、Frame-relay以及ATM等。3、实验步骤：路由器基本配置封装HDLC封装PPP4、实验结果： 实验二 互联网的模拟一、 设计目的与要求 目的：将网络基本原理及基本概念用于实际，将书本上抽象的概念与具体的实现技术结合起来，使学习深化，培养学生对基本原理的应用能力以及实际动手能力。 要求：独立完成课程设计题

15、目以及课程设计报告。报告应包括设计思路、网络拓扑图、开发中遇到的问题以及解决方法。二、 设计正文0、 网络拓扑图1、 说明：在每台交换机上连接到一台主机，每台主机分配IP地址。在每台路由器的接口ge0/0，ge0/1上配置 IP 地址。四个路由器RSR20-3-1,RSR20-3-2,RSR20-3-3,RSR20-3-4上之间存在静态连接，将四个路由器的s3/0,s2/0也分别配置IP地址。四台PC的IP分别为：PC31：200.200.5.5 PC32：200.200.8.5PC33：200.200.7.5 PC34：200.200.6.5本地连接1 IP:PC31：192.168.1.3

16、1 PC32：192.168.1.32PC33：192.168.1.33 PC34：192.168.1.342、 地址分配：路由器RA S2/0端地址：200.200.1.1路由器RA S3/0端地址：200.200.4.2路由器RA g0/0端地址：200.200.5.1路由器RA g0/1端地址：200.200.10.1路由器RB S2/0端地址：200.200.1.2路由器RB S3/0端地址：200.200.2.1路由器RB g0/0端地址：200.200.6.1路由器RB g0/1端地址：200.200.9.2路由器R3 S2/0端地址：200.200.2.2路由器R3 S3/0端地

17、址：200.200.3.1路由器R3 g0/0端地址：200.200.7.1路由器R3 g0/1端地址：200.200.10.2路由器R4 S2/0端地址：200.200.3.2路由器R4 S3/0端地址：200.200.4.1路由器R4 g0/0端地址：200.200.8.1路由器R4 g0/1端地址：200.200.9.13、路由器的配置路由器RA的OSPF配置（代码）：RA(config)# interface S 2/0 RA(config-if)# ip address 200.200.1.1 255.255.255.0 RA(config-if)# no shutdown RA(c

18、onfig-if)#exit RA(config)# interface S 3/0RA(config-if)# ip address 200.200.4.3 255.255.255.0RA(config-if)# no shutdown RA(config-if)#exitRA(config)# interface gig 0/1RA(config-if)#ip address 200.200.10.1 255.255.255.0RA(config-if)#no shutdown RA(cconfig-if)#exit RA(config)# interface gi 0/0RA(confi

19、g-if)# ip address 200.200.5.1 255.255.255.0RA(config-if)# no shutdown RA(config-if)#exitRA(config)# router ospf RA(config-router)#network 200.200.1.0 0.0.0.255 area 0 RA(config-router)#network 200.200.4.0 0.0.0.255 area 0 RA(config-router)#network 200.200.5.0 0.0.0.255 area 0 RA(config-router)#netwo

20、rk 200.200.10.0 0.0.0.255 area 0 RA(config-router)#end按照以上方法，分别将RB、R3、R4路由器配置好：三、 测试1、 进行测试的两台主机TCP/IPv4属性设置：2、 跟踪路径l 断开链路前各路由表：路由器RA：RouterA(config)#show ip routeCodes: C - connected, S - static, R - RIP, B - BGP O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external

21、 type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2 i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2 ia - IS-IS inter area, * - candidate defaultGateway of last resort is no setS 10.2.2.0/24 is directly connected, Serial 3/0C 172.16.1.0/24 is directly connected, Loopbac

22、k 0C 172.16.1.1/32 is local host.C 172.16.2.0/24 is directly connected, Loopback 1C 172.16.2.1/32 is local host.C 200.200.1.0/24 is directly connected, Serial 2/0C 200.200.1.1/32 is local host.O 200.200.2.0/24 110/51 via 200.200.10.2, 00:26:10, GigabitEthernet 0/1O 200.200.3.0/24 110/51 via 200.200.

23、10.2, 00:26:10, GigabitEthernet 0/1C 200.200.4.0/24 is directly connected, Serial 3/0C 200.200.4.2/32 is local host.C 200.200.5.0/24 is directly connected, GigabitEthernet 0/0C 200.200.5.1/32 is local host.O 200.200.6.0/24 110/51 via 200.200.1.2, 00:33:32, Serial 2/0O 200.200.7.0/24 110/2 via 200.20

24、0.10.2, 00:26:10, GigabitEthernet 0/1O 200.200.8.0/24 110/51 via 200.200.4.1, 00:33:32, Serial 3/0O 200.200.9.0/24 110/51 via 200.200.1.2, 00:27:58, Serial 2/0 110/51 via 200.200.4.1, 00:25:42, Serial 3/0C 200.200.10.0/24 is directly connected, GigabitEthernet 0/1C 200.200.10.1/32 is local host.Rout

25、erA(config)#路由器RB：RouterB(config)#show ip routeCodes: C - connected, S - static, R - RIP, B - BGP O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2 i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 -

26、 IS-IS level-2 ia - IS-IS inter area, * - candidate defaultGateway of last resort is no setC 10.1.1.0/24 is directly connected, Loopback 0C 10.1.1.1/32 is local host.C 10.2.2.0/24 is directly connected, Loopback 1C 10.2.2.1/32 is local host.S 172.16.2.0/24 is directly connected, Serial 3/0C 200.200.

27、1.0/24 is directly connected, Serial 2/0C 200.200.1.2/32 is local host.C 200.200.2.0/24 is directly connected, Serial 3/0C 200.200.2.1/32 is local host.O 200.200.3.0/24 110/51 via 200.200.9.1, 00:26:50, GigabitEthernet 0/1O 200.200.4.0/24 110/51 via 200.200.9.1, 00:26:50, GigabitEthernet 0/1O 200.20

28、0.5.0/24 110/51 via 200.200.1.1, 00:34:44, Serial 2/0C 200.200.6.0/24 is directly connected, GigabitEthernet 0/0C 200.200.6.1/32 is local host.O 200.200.7.0/24 110/51 via 200.200.2.2, 00:34:44, Serial 3/0O 200.200.8.0/24 110/2 via 200.200.9.1, 00:26:50, GigabitEthernet 0/1C 200.200.9.0/24 is directl

29、y connected, GigabitEthernet 0/1C 200.200.9.2/32 is local host.O 200.200.10.0/24 110/51 via 200.200.1.1, 00:31:26, Serial 2/0 110/51 via 200.200.2.2, 00:27:28, Serial 3/0RouterB(config)#路由器R3：R3(config)#show ip routeCodes: C - connected, S - static, R - RIP, B - BGP O - OSPF, IA - OSPF inter area N1

30、 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2 i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2 ia - IS-IS inter area, * - candidate defaultGateway of last resort is no setO 200.200.1.0/24 110/51 via 200.200.10.1

31、, 00:28:16, GigabitEthernet 0/1C 200.200.2.0/24 is directly connected, Serial 2/0C 200.200.2.2/32 is local host.C 200.200.3.0/24 is directly connected, Serial 3/0C 200.200.3.1/32 is local host.O 200.200.4.0/24 110/51 via 200.200.10.1, 00:28:16, GigabitEthernet 0/1O 200.200.5.0/24 110/2 via 200.200.1

32、0.1, 00:28:16, GigabitEthernet 0/1O 200.200.6.0/24 110/51 via 200.200.2.1, 00:35:37, Serial 2/0C 200.200.7.0/24 is directly connected, GigabitEthernet 0/0C 200.200.7.1/32 is local host.O 200.200.8.0/24 110/51 via 200.200.3.2, 00:35:37, Serial 3/0O 200.200.9.0/24 110/51 via 200.200.2.1, 00:30:05, Ser

33、ial 2/0 110/51 via 200.200.3.2, 00:27:48, Serial 3/0C 200.200.10.0/24 is directly connected, GigabitEthernet 0/1C 200.200.10.2/32 is local host.R3(config)#路由器R4：R4(config)#show ip routeCodes: C - connected, S - static, R - RIP, B - BGP O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external type 1, N

34、2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2 i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2 ia - IS-IS inter area, * - candidate defaultGateway of last resort is no setO 200.200.1.0/24 110/51 via 200.200.9.2, 00:28:20, GigabitEthernet 0/1O

35、 200.200.2.0/24 110/51 via 200.200.9.2, 00:28:20, GigabitEthernet 0/1C 200.200.3.0/24 is directly connected, Serial 2/0C 200.200.3.2/32 is local host.C 200.200.4.0/24 is directly connected, Serial 3/0C 200.200.4.1/32 is local host.O 200.200.5.0/24 110/51 via 200.200.4.2, 00:36:15, Serial 3/0O 200.20

36、0.6.0/24 110/2 via 200.200.9.2, 00:28:20, GigabitEthernet 0/1O 200.200.7.0/24 110/51 via 200.200.3.1, 00:36:15, Serial 2/0C 200.200.8.0/24 is directly connected, GigabitEthernet 0/0C 200.200.8.1/32 is local host.C 200.200.9.0/24 is directly connected, GigabitEthernet 0/1C 200.200.9.1/32 is local hos

37、t.O 200.200.10.0/24 110/51 via 200.200.4.2, 00:32:55, Serial 3/0 110/51 via 200.200.3.1, 00:28:57, Serial 2/0R4(config)#从200.200.8.5到200.200.6.5跟踪路径：C:UsersAdministratortracert 200.200.6.5通过最多 30 个跃点跟踪到 NETPC034 200.200.6.5 的路由: 1 1 毫秒 1 毫秒 1 毫秒 200.200.8.1 2 1 毫秒 1 毫秒 1 毫秒 200.200.9.2 3 1 毫秒 1 毫秒 1

38、 毫秒 NETPC034 200.200.6.5跟踪完成。l 关闭路由器R4的g0/1路由RA：RouterA#show ip routeCodes: C - connected, S - static, R - RIP, B - BGP O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2 i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1

39、 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2 ia - IS-IS inter area, * - candidate defaultGateway of last resort is no setS 10.2.2.0/24 is directly connected, Serial 3/0C 172.16.1.0/24 is directly connected, Loopback 0C 172.16.1.1/32 is local host.C 172.16.2.0/24 is directly connected, Loopback 1C 172.16.2.1

40、/32 is local host.C 200.200.1.0/24 is directly connected, Serial 2/0C 200.200.1.1/32 is local host.O 200.200.2.0/24 110/51 via 200.200.10.2, 00:38:58, GigabitEthernet 0/1O 200.200.3.0/24 110/51 via 200.200.10.2, 00:38:58, GigabitEthernet 0/1C 200.200.4.0/24 is directly connected, Serial 3/0C 200.200

41、.4.2/32 is local host.C 200.200.5.0/24 is directly connected, GigabitEthernet 0/0C 200.200.5.1/32 is local host.O 200.200.6.0/24 110/51 via 200.200.1.2, 00:46:21, Serial 2/0O 200.200.7.0/24 110/2 via 200.200.10.2, 00:38:58, GigabitEthernet 0/1O 200.200.8.0/24 110/51 via 200.200.4.1, 00:46:21, Serial

42、 3/0O 200.200.9.0/24 110/51 via 200.200.1.2, 00:40:47, Serial 2/0C 200.200.10.0/24 is directly connected, GigabitEthernet 0/1C 200.200.10.1/32 is local host.RouterA#路由RB：RouterB#show ip routeCodes: C - connected, S - static, R - RIP, B - BGP O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external typ

43、e 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2 i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2 ia - IS-IS inter area, * - candidate defaultGateway of last resort is no setC 10.1.1.0/24 is directly connected, Loopback 0C 10.1.1.1/32 is local host.C 10.2.2.0/24 is directly connected, Loopback 1C 10.2.2.1/32 is local host.S 172.16.2.0/24 is directly connected, Serial 3/0C 200.200.1.0/24 is di