单路由交换设计.docx

单路由交换设计.docx

《单路由交换设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单路由交换设计.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

单路由交换设计

武汉理工大学华夏学院

课程设计

课程名称硬件综合设计

题目单路由交换综合网设计

专业计算机网络

班级

学号

姓名

成绩__________________

指导教师

2010年1月11日

课程设计任务书

设计题目：

单路由交换综合网设计

设计目的：

1.巩固和加深课堂所学知识；

2.学习掌握一般的计算机网络硬件设备配置方法；

3.掌握简单的计算机网络路由及交换技术。

设计任务：

（在规定的时间内完成下列任务）

1、任务：

完成如下拓扑结构网络的设备配置

功能要求：

1.交换部分：

（1）设计VLAN，并实现VLAN间通信；

（2）链路备份；

2.路由部分：

（1）3层机port/SVI实现3层机路由；

（2）链路运行2种以上协议

3.网段自由规划

2、设计任务要完成实验方案论证，进行路由协议选择，IP地址分配；搭建实验线路，进行设备配置、调试、运行以及说明文档的建立等一整套工作任务。

时间安排：

1月11日

布置题目，确定任务、查找相关资料

1月11日～1月20日

功能分析，硬件设计，拟定线路，配置，调试设备、实现网络互通；

1月21日

答辩后撰写设计报告。

1月22日

提交报告

具体要求：

设计报告撰写格式要求（按提供的设计报告统一格式撰写）

具体内容如下：

①设计任务与要求

②方案说明

③top图与说明

④主要协议选择与说明

⑤设备配置清单

⑥问题分析与解决方案（包括调式记录、调式报告，即在调式过程中遇到的主要问题、解决方法及改进设想）；

⑦小结与体会

附录：

设备配置清单

指导教师签名：

2010年1月11日

教研室主任（或责任教师）签名：

2010年1月11日

单路由交换综合网设计

一.摘要

本试验设计由一台三层交换机、一台两层交换机，两台路由器以及三台PC机组成，经过线路的连接以及各个路由器的路由配置和交换机的vlan设置以后，能实现不同网段、不同vlan间的通信，以便实现三台分属不同区域的PC机实现信息传输。

二.关键字

路由器，交换机，vlan，配置

三.设计分析

设计目的：

通过连线以及对各个设备的配置实现不同地理位置的计算机之间能够互通并且能传送数据信息，同时在试验中进一步对交换机、路由器和VLAN的配置进行了解。

设计内容：

拓扑图

图1单路由交换拓扑图

设计中采用快速生成树的方法进行链路备分，当其中一条网线故障时，另一条网线可以继续工作，防止因交换机间线路故障导致通信中断。

生成树协议最主要的应用是为了避免局域网中的网络环回，解决成环以太网网络的“广播风暴”问题，从某种意义上说是一种网络保护技术，可以消除由于失误或者意外带来的循环连接。

STP也提供了为网络提供备份连接的可能，可与SDH保护配合构成以太环网的双重保护。

　　快速生成树协议（rapidspanningtreeprotocol）：

802.1w由802.1d发展而成，这种协议在网络结构发生变化时，能更快的收敛网络。

它比802.1d多了两种端口类型：

预备端口类型（alternateport）和备份端口类型。

　　STP（SpanningTreeProtocol）是生成树协议的英文缩写。

该协议可应用于环路网络，通过一定的算法实现路径冗余，同时将环路网络修剪成无环路的树型网络，从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环。

　　STP的基本原理是，通过在交换机之间传递一种特殊的协议报文BPDU（在IEEE802.1D中这种协议报文被称为“配置消息”）来确定网络的拓扑结构。

配置消息中包含了足够的信息来保证交换机完成生成树计算。

技术原理：

STP的基本思想就是生成“一棵树”，树的根是一个称为根桥的交换机，根据设置不同，不同的交换机会被选为根桥，但任意时刻只能有一个根桥。

由根桥开始，逐级形成一棵树，根桥定时发送配置报文，非根桥接收配置报文并转发，如果某台交换机能够从两个以上的端口接收到配置报文，则说明从该交换机到根有不止一条路径，便构成了循环回路，此时交换机根据端口的配置选出一个端口并把其他的端口阻塞，消除循环。

当某个端口长时间不能接收到配置报文的时候，交换机认为端口的配置超时，网络拓扑可能已经改变，此时重新计算网络拓扑，重新生成一棵树。

为了让一些针对特定协议的数据包能够在该网络中传输，在各个路由器中配置了rip、eigrp这两种路由协议：

rip协议

RIP协议是一种动态路由选择，它是应用较早、使用较普遍的内部网关协议，适用于小型同类网络，是典型的距离向量协议。

RIP通过广播UDP报文来交换路由信息，每30秒发送一次路由信息更新。

RIP提供跳跃计数（hopcount）作为尺度来衡量路由距离，跳跃计数是一个包到达目标所必须经过的路由器的数目。

RIP的基本原理就是认为最好的路由就是主机发送的分组通过的路由器数目最少。

也就是说在一个自治系统内，各个路由器要定期交换路由信息。

但这个路由信息只有到这个自治系统某个网络的最短距离，也就是最少跳数。

以及下一跳路由地址。

它的跳转数为15，适合小型网络，选择rip协议，能动态地实现IP路径的连通。

eigrp协议

EIGRP是由Cisco发明，基于距离向量算法的动态路由协议。

它属于动态内部网关路由协议，仍然使用矢量－距离算法。

但它的实现比IGRP已经有很大改进，其收敛特性和操作效率比IGRP有显著的提高。

EIGRP的收敛特性是基于DUAL算法的。

DUAL 算法使得路径在路由计算中根本不可能形成环路。

它的收敛时间可以与已存在的其他任何路由协议相匹敌。

EIGRP协议继承了IGRP协议的最大的优点：

矢量路由权。

因此路由计算更为准确，更能反映网络的实际情况。

使用EIGRP协议需求较少的带宽占用，还可以对发送的EIGRP报文进行控制，提高其效率。

EIGRP协议由于使用了DUAL算法，使得EIGRP协议在路由计算中不可能有环路路由产生，同时路由计算的收敛时间也有很好的保证。

使用EIGRP协议组建网络，路由器配置非常简单，它没有复杂的区域设置，也无需针对不同网络接口类型实施不同的配置方法。

同时，EIGRP协议是整个网络中最快的路径选择。

为了节省配置时间，在每台路由器中进行初始配置，关闭路由器的域名解析功能，防止路由器超时退出

四.设备配置

三层交换机配置

三层交换机能实现交换机以及路由器的功能，其交换功能与两层交换机相连，利用快速生成树协议确保在一条链路失效的时候另一条链路可以实现通讯。

命令如下：

Switch（config）#spanning-treemoderapid-pvst

Switch（config）#intf0/24

Switch（config-if）#spanning-treeportfast

Switch（config）#intrangef0/23-24

Switch（config-if）#switchportmodetrunk

其路由功能利用一个接口与路由器的接口相连，同时创建VLAN30，将该与路由器连接的端口划入VLAN30中。

用Switch（config）#iprouting开启路由功能并设置IP地址,配置路由协议即可。

基本配置

Router#conft

Router（config）#noipdomain-look

Router（config）#linecon0

Router（config-line）#noexec-timeout

Router（config-line）#loggingsyn

两种路由协议配置

Rip协议

（config）#routerip

（config-router）#version2

（config-router）#noauto-summary

（config-router）#network网段号

eigrp协议

routereigrp[ASN]

noauto-summary

networkX.X.X.X

设置虚拟端口

loopback[编号]环回接口--用于测试

intloopback0

两层交换机的设置

两层交换机主要的设置是创建两个VLAN，分别是VLAN10，VLAN20。

其两个端口与三层交换机连接，另两个端口和PC0以及PC1连接，设置VLAN，将PC0与交换机连接的端口划入VLAN10，将PC1与交换机连接的端口划入VLAN20，分别对VLAN10，VLAN20设置网段和IP。

路由器的设置

路由器分0,1两个，路由器1与三层交换机连接，路由器0与PC2以及路由器1连接。

对照拓扑图对路由器的IP进行配置，IP配置完成后对路由器进行路由协议的配置。

路由器0的路由配置与三层交换机的配置方法相同。

五.实验测试

PC0的IP：

192.168.4.2

PC1的IP：

192.168.5.2

PC2的IP：

192.168.1.1

搭建成功后三台PC机能够互相通信。

图2.PC0与PC1、PC2通信

图3.PC1与PC2、PC0通信

图4.PC2与PC1、PC0通信

6.问题分析与解决

开始动手做的时候出现过很多小错误，忘记给端口配置IP、vlan端口分配错误等，失败过一两次之后再做便有了经验。

先把网络的拓扑图构造出来，再进行网段规划，然后给路由器和交换机配置协议，有条理性的步步为进才能又有效率又不出现错误。

在路由表中显示出rip协议需要给路由器和交换机设置虚拟端口，给虚拟端口设置IP不能用真实的IP，在这里我出现了问题，得到同学的帮助后才动手做出来，得到了教训也增长了知识。

7.实验小结

两个礼拜的硬件课程设计让我觉得学到了很多实用的知识。

感谢指导老师在前面一个星期里的悉心讲解，我掌握了一些交换机和路由器基本的配置的命令，知道了三种动态以及一种静态路由协议的相关知识，了解到网络构建的最基本的方法原理。

在自己用PacketTracer软件实现单路由交换网的时候，动手能力不足是我最大的缺点，老师讲解的内容和自己动手的过程衔接不上来，这是平时缺乏动手锻炼的体现。

最后完成任务测试成功的结果给予了我很大的信心，相信这次课程设计中掌握的知识和获得的经验能为以后打下基础。

设计过程中质疑（或答辩）记载：

问：

为什么在路由表中只显示一个路由协议？

答：

因为在路由表中只会显示管理路径最短的路由协议，该设计中使用的两种协议的管理路径分别为：

Rip的管理路径为120

Eigrp的管理路径为90

所有在路由表中显示的只有eigrp协议。

解决办法是在路由器和交换机上设置虚拟端口，让它们只走Rip协议，这样在showiproute时就会显示R。

指导教师评语：

评分：

签名：

年月日

Router1

Router#shiproute

Gatewayoflastresortisnotset

1.0.0.0/24issubnetted,1subnets

R1.1.1.0[120/1]via192.168.2.2,00:

00:

17,FastEthernet0/1

2.0.0.0/24issubnetted,1subnets

C2.2.2.0isdirectlyconnected,Loopback3

3.0.0.0/24issubnetted,1subnets

R3.3.3.0[120/2]via192.168.2.2,00:

00:

17,FastEthernet0/1

C192.168.1.0/24isdirectlyconnected,FastEthernet0/0

C192.168.2.0/24isdirectlyconnected,FastEthernet0/1

D192.168.3.0/24[90/30720]via192.168.2.2,01:

04:

22,FastEthernet0/1

D192.168.4.0/24[90/25630720]via192.168.2.2,01:

04:

13,FastEthernet0/1

D192.168.5.0/24[90/25630720]via192.168.2.2,01:

04:

13,FastEthernet0/1

D192.168.6.0/24[90/156160]via192.168.2.2,01:

04:

22,FastEthernet0/1

D192.168.50.0/24[90/156160]via192.168.2.2,01:

04:

22,FastEthernet0/1

Router#shippro

RoutingProtocolis"eigrp111"

Outgoingupdatefilterlistforallinterfacesisnotset

Incomingupdatefilterlistforallinterfacesisnotset

Defaultnetworksflaggedinoutgoingupdates

Defaultnetworksacceptedfromincomingupdates

EIGRPmetricweightK1=1,K2=0,K3=1,K4=0,K5=0

EIGRPmaximumhopcount100

EIGRPmaximummetricvariance1

Redistributing:

eigrp111

Automaticnetworksummarizationisnotineffect

Maximumpath:

4

RoutingforNetworks:

192.168.1.0

192.168.2.0

192.168.50.0

RoutingInformationSources:

GatewayDistanceLastUpdate

192.168.2.29032

Distance:

internal90external170

RoutingProtocolis"rip"

Sendingupdatesevery30seconds,nextduein14seconds

Invalidafter180seconds,holddown180,flushedafter240

Outgoingupdatefilterlistforallinterfacesisnotset

Incomingupdatefilterlistforallinterfacesisnotset

Redistributing:

rip

Defaultversioncontrol:

sendversion2,receive2

InterfaceSendRecvTriggeredRIPKey-chain

Loopback322

FastEthernet0/022

FastEthernet0/122

Automaticnetworksummarizationisnotineffect

Maximumpath:

4

RoutingforNetworks:

2.0.0.0

192.168.1.0

192.168.2.0

192.168.3.0

192.168.4.0

192.168.5.0

PassiveInterface（s）:

RoutingInformationSources:

GatewayDistanceLastUpdate

192.168.2.212000:

00:

24

Distance:

（defaultis120）

Router#shipeigrpnei

IP-EIGRPneighborsforprocess111

HAddressInterfaceHoldUptimeSRTTRTOQSeq

（sec）（ms）CntNum

0192.168.2.2Fa0/11001:

05:

1740100007

Router#showipeigrptop

IP-EIGRPTopologyTableforAS111

Codes:

P-Passive,A-Active,U-Update,Q-Query,R-Reply,

r-Replystatus

P192.168.1.0/24,1successors,FDis28160

viaConnected,FastEthernet0/0

P192.168.2.0/24,1successors,FDis28160

viaConnected,FastEthernet0/1

P192.168.6.0/24,1successors,FDis156160

via192.168.2.2（156160/128256）,FastEthernet0/1

P192.168.50.0/24,1successors,FDis156160

via192.168.2.2（156160/128256）,FastEthernet0/1

P192.168.3.0/24,1successors,FDis30720

via192.168.2.2（30720/28160）,FastEthernet0/1

P192.168.4.0/24,1successors,FDis25630720

via192.168.2.2（25630720/25628160）,FastEthernet0/1

P192.168.5.0/24,1successors,FDis25630720

via192.168.2.2（25630720/25628160）,FastEthernet0/1

router0

Router#showiproute

Gatewayoflastresortisnotset

1.0.0.0/24issubnetted,1subnets

C1.1.1.0isdirectlyconnected,Loopback3

2.0.0.0/24issubnetted,1subnets

R2.2.2.0[120/1]via192.168.2.1,00:

00:

04,FastEthernet0/1

3.0.0.0/24issubnetted,1subnets

R3.3.3.0[120/1]via192.168.3.2,00:

00:

19,FastEthernet0/0

D192.168.1.0/24[90/30720]via192.168.2.1,01:

07:

05,FastEthernet0/1

C192.168.2.0/24isdirectlyconnected,FastEthernet0/1

C192.168.3.0/24isdirectlyconnected,FastEthernet0/0

D192.168.4.0/24[90/25628160]via192.168.3.2,01:

06:

57,FastEthernet0/0

D192.168.5.0/24[90/25628160]via192.168.3.2,01:

06:

57,FastEthernet0/0

C192.168.6.0/24isdirectlyconnected,Loopback0

C192.168.50.0/24isdirectlyconnected,Loopback1

Router#showippro

RoutingProtocolis"eigrp111"

Outgoingupdatefilterlistforallinterfacesisnotset

Incomingupdatefilterlistforallinterfacesisnotset

Defaultnetworksflaggedinoutgoingupdates

Defaultnetworksacceptedfromincomingupdates

EIGRPmetricweightK1=1,K2=0,K3=1,K4=0,K5=0

EIGRPmaximumhopcount100

EIGRPmaximummetricvariance1

Redistributing:

eigrp111

Automaticnetworksummarizationisnotineffect

Maximumpath:

4

RoutingforNetworks:

192.168.2.0

192.168.3.0

192.168.6.0

192.168.50.0

RoutingInformationSources:

GatewayDistanceLastUpdate

192.168.3.2902

192.168.2.1905

Distance:

internal90external170

RoutingProtocolis"rip"

Sendingupdatesevery30seconds,nextduein7seconds

Invalidafter180seconds,holddown180,flushedafter240

Outgoingupdatefilterlistforallinterfacesisnotset

Incomingupdatefilterlistforallinterfacesisnotset

Redistributing:

rip

Defaultversioncontrol:

sendversion2,receive2

InterfaceSendRecvTriggeredRIPKey-chain

Loopback322

FastEthernet0/122

FastEthernet0/022

Automaticnetworksummarizationisnotineffect

Maximumpath:

4

RoutingforNetworks:

1.0.0.0

192.168.2.0

192.168.3.0

PassiveInterface（s）:

RoutingInformationSources:

GatewayDistanceLastUp