华北电力大学网络课程设计资料.docx
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华北电力大学网络课程设计资料
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）完成以下实验，掌握路由器、交换机等的配置方法，理解相关网络协议。
1交换机的基本配置；
2路由器的基本操作；
3OSPF基本配置；
4RIPv2配置；
5静态路由配置；
6跨交换机实现VLAN;
7利用单臂路由实现VLAN间路由；
8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。
1网络物理拓扑结构设计及IP地址分配；
2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：
1以太网数据链路层帧格式分析；
2网络层分片；ICMP协议分析；
3ARP地址解析协议分析；
4TCP传输控制协议分析；（三次握手、数据传输、四次挥手）
5FTP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
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Console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（OpenShortestPathFirst，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、RIPv2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（VirtualLocalAreaNetwork，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VLAN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。
PortVlan是实现VLAN的方式之一，PortVlan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。
TagVlan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。
TagVlan遵循了IEEE802.1q协议的标准。
在利用配置了Tagvlan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（IEEE802.1Q）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。
将路由器和交换机相连，使用IEEE802.1Q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PPP
4、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
1、网络拓扑图
2、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：
200.200.5.5PC32：
200.200.8.5
PC33：
200.200.7.5PC34：
200.200.6.5
本地连接1IP:
PC31：
192.168.1.31PC32：
192.168.1.32
PC33：
192.168.1.33PC34：
192.168.1.34
3、地址分配：
路由器RAS2/0端地址：
200.200.1.1
路由器RAS3/0端地址：
200.200.4.2
路由器RAg0/0端地址：
200.200.5.1
路由器RAg0/1端地址：
200.200.10.1
路由器RBS2/0端地址：
200.200.1.2
路由器RBS3/0端地址：
200.200.2.1
路由器RBg0/0端地址：
200.200.6.1
路由器RBg0/1端地址：
200.200.9.2
路由器R3S2/0端地址：
200.200.2.2
路由器R3S3/0端地址：
200.200.3.1
路由器R3g0/0端地址：
200.200.7.1
路由器R3g0/1端地址：
200.200.10.2
路由器R4S2/0端地址：
200.200.3.2
路由器R4S3/0端地址：
200.200.4.1
路由器R4g0/0端地址：
200.200.8.1
路由器R4g0/1端地址：
200.200.9.1
3、路由器的配置
路由器RA的OSPF配置（代码）：
RA（config）#interfaceS2/0
RA（config-if）#ipaddress200.200.1.1255.255.255.0
RA（config-if）#noshutdown
RA（config-if）#exit
RA（config）#interfaceS3/0
RA（config-if）#ipaddress200.200.4.3255.255.255.0
RA（config-if）#noshutdown
RA（config-if）#exit
RA（config）#interfacegig0/1
RA（config-if）#ipaddress200.200.10.1255.255.255.0
RA（config-if）#noshutdown
RA（cconfig-if）#exit
RA（config）#interfacegi0/0
RA（config-if）#ipaddress200.200.5.1255.255.255.0
RA（config-if）#noshutdown
RA（config-if）#exit
RA（config）#routerospf
RA（config-router）#network200.200.1.00.0.0.255area0
RA（config-router）#network200.200.4.00.0.0.255area0
RA（config-router）#network200.200.5.00.0.0.255area0
RA（config-router）#network200.200.10.00.0.0.255area0
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
●断开链路前各路由表：
路由器RA：
RouterA（config）#showiproute
Codes:
C-connected,S-static,R-RIP,B-BGP
O-OSPF,IA-OSPFinterarea
N1-OSPFNSSAexternaltype1,N2-OSPFNSSAexternaltype2
E1-OSPFexternaltype1,E2-OSPFexternaltype2
i-IS-IS,su-IS-ISsummary,L1-IS-ISlevel-1,L2-IS-ISlevel-2
ia-IS-ISinterarea,*-candidatedefault
Gatewayoflastresortisnoset
S10.2.2.0/24isdirectlyconnected,Serial3/0
C172.16.1.0/24isdirectlyconnected,Loopback0
C172.16.1.1/32islocalhost.
C172.16.2.0/24isdirectlyconnected,Loopback1
C172.16.2.1/32islocalhost.
C200.200.1.0/24isdirectlyconnected,Serial2/0
C200.200.1.1/32islocalhost.
O200.200.2.0/24[110/51]via200.200.10.2,00:
26:
10,GigabitEthernet0/1
O200.200.3.0/24[110/51]via200.200.10.2,00:
26:
10,GigabitEthernet0/1
C200.200.4.0/24isdirectlyconnected,Serial3/0
C200.200.4.2/32islocalhost.
C200.200.5.0/24isdirectlyconnected,GigabitEthernet0/0
C200.200.5.1/32islocalhost.
O200.200.6.0/24[110/51]via200.200.1.2,00:
33:
32,Serial2/0
O200.200.7.0/24[110/2]via200.200.10.2,00:
26:
10,GigabitEthernet0/1
O200.200.8.0/24[110/51]via200.200.4.1,00:
33:
32,Serial3/0
O200.200.9.0/24[110/51]via200.200.1.2,00:
27:
58,Serial2/0
[110/51]via200.200.4.1,00:
25:
42,Serial3/0
C200.200.10.0/24isdirectlyconnected,GigabitEthernet0/1
C200.200.10.1/32islocalhost.
RouterA（config）#
路由器RB：
RouterB（config）#showiproute
Codes:
C-connected,S-static,R-RIP,B-BGP
O-OSPF,IA-OSPFinterarea
N1-OSPFNSSAexternaltype1,N2-OSPFNSSAexternaltype2
E1-OSPFexternaltype1,E2-OSPFexternaltype2
i-IS-IS,su-IS-ISsummary,L1-IS-ISlevel-1,L2-IS-ISlevel-2
ia-IS-ISinterarea,*-candidatedefault
Gatewayoflastresortisnoset
C10.1.1.0/24isdirectlyconnected,Loopback0
C10.1.1.1/32islocalhost.
C10.2.2.0/24isdirectlyconnected,Loopback1
C10.2.2.1/32islocalhost.
S172.16.2.0/24isdirectlyconnected,Serial3/0
C200.200.1.0/24isdirectlyconnected,Serial2/0
C200.200.1.2/32islocalhost.
C200.200.2.0/24isdirectlyconnected,Serial3/0
C200.200.2.1/32islocalhost.
O200.200.3.0/24[110/51]via200.200.9.1,00:
26:
50,GigabitEthernet0/1
O200.200.4.0/24[110/51]via200.200.9.1,00:
26:
50,GigabitEthernet0/1
O200.200.5.0/24[110/51]via200.200.1.1,00:
34:
44,Serial2/0
C200.200.6.0/24isdirectlyconnected,GigabitEthernet0/0
C200.200.6.1/32islocalhost.
O200.200.7.0/24[110/51]via200.200.2.2,00:
34:
44,Serial3/0
O200.200.8.0/24[110/2]via200.200.9.1,00:
26:
50,GigabitEthernet0/1
C200.200.9.0/24isdirectlyconnected,GigabitEthernet0/1
C200.200.9.2/32islocalhost.
O200.200.10.0/24[110/51]via200.200.1.1,00:
31:
26,Serial2/0
[110/51]via200.200.2.2,00:
27:
28,Serial3/0
RouterB（config）#
路由器R3：
R3（config）#showiproute
Codes:
C-connected,S-static,R-RIP,B-BGP
O-OSPF,IA-OSPFinterarea
N1-OSPFNSSAexternaltype1,N2-OSPFNSSAexternaltype2
E1-OSPFexternaltype1,E2-OSPFexternaltype2
i-IS-IS,su-IS-ISsummary,L1-IS-ISlevel-1,L2-IS-ISlevel-2
ia-IS-ISinterarea,*-candidatedefault
Gatewayoflastresortisnoset
O200.200.1.0/24[110/51]via200.200.10.1,00:
28:
16,GigabitEthernet0/1
C200.200.2.0/24isdirectlyconnected,Serial2/0
C200.200.2.2/32islocalhost.
C200.200.3.0/24isdirectlyconnected,Serial3/0
C200.200.3.1/32islocalhost.
O200.200.4.0/24[110/51]via200.200.1
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