单路由交换设计.docx

1、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

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： 设计任务与要求方案说明 top图与说明 主要协议选择与说明 设备配置清单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）； 小结

3、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

4、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（rapid spanning tree protocol）：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

5、备端口类型（alternate port）和备份端口类型。STP（Spanning Tree Protocol）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IEEE 802.1D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

6、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

7、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

8、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

9、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-tree mode rapid-pvstSwitch(config)#int f0/24Switch(config-if)#spanning-tree portfastS

10、witch(config)#int range f0/23 - 24Switch(config-if)#switchport mode trunk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）#ip routing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#conf tRouter(config)#no ip domain-lookRouter(config)#line con 0Router(config-line)#no exec-timeoutRouter(config-li

11、ne)#logging syn两种路由协议配置 Rip协议(config)#route rip(config-router)#version 2(config-router)#no auto-summary(config-router)#network 网段号eigrp协议router eigrp ASN no auto-summary network X.X.X.X设置虚拟端口loopback编号 环回接口-用于测试int loopback0两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，

12、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：192.168.4.2PC1的IP：192.168.5.2PC2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P

13、C1、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

14、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Packet Tracer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120Eigrp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

15、上设置虚拟端口，让它们只走Rip协议，这样在show ip route时就会显示R。指导教师评语：评分：签名：年 月 日Router1Router#sh ip routeGateway of last resort is not set 1.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnetsR 1.1.1.0 120/1 via 192.168.2.2, 00:00:17, FastEthernet0/1 2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnetsC 2.2.2.0 is directly connected, Loopback3 3.0.0.0/24

16、is subnetted, 1 subnetsR 3.3.3.0 120/2 via 192.168.2.2, 00:00:17, FastEthernet0/1C 192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0C 192.168.2.0/24 is directly connected, FastEthernet0/1D 192.168.3.0/24 90/30720 via 192.168.2.2, 01:04:22, FastEthernet0/1D 192.168.4.0/24 90/25630720 via 192.168.

17、2.2, 01:04:13, FastEthernet0/1D 192.168.5.0/24 90/25630720 via 192.168.2.2, 01:04:13, FastEthernet0/1D 192.168.6.0/24 90/156160 via 192.168.2.2, 01:04:22, FastEthernet0/1D 192.168.50.0/24 90/156160 via 192.168.2.2, 01:04:22, FastEthernet0/1Router#sh ip proRouting Protocol is eigrp 111 Outgoing updat

18、e filter list for all interfaces is not set Incoming update filter list for all interfaces is not set Default networks flagged in outgoing updates Default networks accepted from incoming updates EIGRP metric weight K1=1, K2=0, K3=1, K4=0, K5=0 EIGRP maximum hopcount 100 EIGRP maximum metric variance

19、 1Redistributing: eigrp 111 Automatic network summarization is not in effect Maximum path: 4 Routing for Networks: 192.168.1.0 192.168.2.0 192.168.50.0 Routing Information Sources: Gateway Distance Last Update 192.168.2.2 90 32 Distance: internal 90 external 170Routing Protocol is ripSending updates

20、 every 30 seconds, next due in 14 secondsInvalid after 180 seconds, hold down 180, flushed after 240Outgoing update filter list for all interfaces is not setIncoming update filter list for all interfaces is not setRedistributing: ripDefault version control: send version 2, receive 2 Interface Send R

21、ecv Triggered RIP Key-chain Loopback3 2 2 FastEthernet0/0 2 2 FastEthernet0/1 2 2 Automatic network summarization is not in effectMaximum path: 4Routing for Networks: 2.0.0.0 192.168.1.0 192.168.2.0 192.168.3.0 192.168.4.0 192.168.5.0Passive Interface(s):Routing Information Sources: Gateway Distance

22、 Last Update 192.168.2.2 120 00:00:24Distance: (default is 120)Router#sh ip eigrp neiIP-EIGRP neighbors for process 111H Address Interface Hold Uptime SRTT RTO Q Seq (sec) (ms) Cnt Num0 192.168.2.2 Fa0/1 10 01:05:17 40 1000 0 7Router#show ip eigrp topIP-EIGRP Topology Table for AS 111Codes: P - Pass

23、ive, A - Active, U - Update, Q - Query, R - Reply, r - Reply statusP 192.168.1.0/24, 1 successors, FD is 28160 via Connected, FastEthernet0/0P 192.168.2.0/24, 1 successors, FD is 28160 via Connected, FastEthernet0/1P 192.168.6.0/24, 1 successors, FD is 156160 via 192.168.2.2 (156160/128256), FastEth

24、ernet0/1P 192.168.50.0/24, 1 successors, FD is 156160 via 192.168.2.2 (156160/128256), FastEthernet0/1P 192.168.3.0/24, 1 successors, FD is 30720 via 192.168.2.2 (30720/28160), FastEthernet0/1P 192.168.4.0/24, 1 successors, FD is 25630720 via 192.168.2.2 (25630720/25628160), FastEthernet0/1P 192.168

25、.5.0/24, 1 successors, FD is 25630720 via 192.168.2.2 (25630720/25628160), FastEthernet0/1router0Router# show ip routeGateway of last resort is not set 1.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnetsC 1.1.1.0 is directly connected, Loopback3 2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnetsR 2.2.2.0 120/1 via 192.168.2.1, 00:0

26、0:04, FastEthernet0/1 3.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnetsR 3.3.3.0 120/1 via 192.168.3.2, 00:00:19, FastEthernet0/0D 192.168.1.0/24 90/30720 via 192.168.2.1, 01:07:05, FastEthernet0/1C 192.168.2.0/24 is directly connected, FastEthernet0/1C 192.168.3.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0D 192.16

27、8.4.0/24 90/25628160 via 192.168.3.2, 01:06:57, FastEthernet0/0D 192.168.5.0/24 90/25628160 via 192.168.3.2, 01:06:57, FastEthernet0/0C 192.168.6.0/24 is directly connected, Loopback0C 192.168.50.0/24 is directly connected, Loopback1Router#show ip proRouting Protocol is eigrp 111 Outgoing update fil

28、ter list for all interfaces is not set Incoming update filter list for all interfaces is not set Default networks flagged in outgoing updates Default networks accepted from incoming updates EIGRP metric weight K1=1, K2=0, K3=1, K4=0, K5=0 EIGRP maximum hopcount 100 EIGRP maximum metric variance 1Red

29、istributing: eigrp 111 Automatic network summarization is not in effect Maximum path: 4 Routing for Networks: 192.168.2.0 192.168.3.0 192.168.6.0 192.168.50.0 Routing Information Sources: Gateway Distance Last Update 192.168.3.2 90 2 192.168.2.1 90 5 Distance: internal 90 external 170Routing Protoco

30、l is ripSending updates every 30 seconds, next due in 7 secondsInvalid after 180 seconds, hold down 180, flushed after 240Outgoing update filter list for all interfaces is not setIncoming update filter list for all interfaces is not setRedistributing: ripDefault version control: send version 2, receive 2 Interface Send Recv Triggered RIP Key-chain Loopback3 2 2 FastEthernet0/1 2 2 FastEthernet0/0 2 2 Automatic network summarization is not in effectMaximum path: 4Routing for Networks: 1.0.0.0 192.168.2.0 192.168.3.0Passive Interface(s):Routing Information Sources: Gateway Distance Last Up