华电计算机网络课程设计报告
更新时间:2023-08-12 05:59:01 阅读量: 外语学习 文档下载
课程设计报告
( 2012--2013 年度第2学期)
名 称:计算机网络课程设计 题 目: 院 系: 计算机系 班 级: 学 号: 学生姓名: 指导教师: 赵惠兰 张长明 设计周数: 1周
成 绩:
日期: 2013 年 7 月 5
日
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、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
一、 了解路由器、交换机等网络设备结构。
二、 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。
a) 交换机的基本配置; b) 路由器的基本操作; c) OSPF基本配置; d) RIP v2配置; e) 静态路由配置; f) 跨交换机实现VLAN;
g) 利用单臂路由实现VLAN间路由; h) 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,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;
③ ARP地址解析协议分析; ④ TCP传输控制协议分析; ⑤ FTP协议分析。
三、 进度计划
四、 设计成果要求
一、网络配置拓扑图准确,配置结果测试成功; 二、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:
指导教师: 张长明 赵惠兰 2013 年 7月 4号
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:
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:
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(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。
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 2、 网络拓扑图
1、说明:在交换机S2628-5-1(S2868G-I)上划分VLAN 10与VLAN 20并添加端口。 在路由器RSR20-5-1(RSR20-14E)的接口ge 0/1上划分两个子接口 ,配置 ip 地址
四个路由RSR20-5-1(RSR20-14E)、RSR20-5-2(RSR20-14E)、RSR20-5-3(RSR20-14E)、RSR20-5-4(RSR20-14E)之间存在静态连接 四台PC的IP分别为:
PC51:192.168.10.10 PC52:192.168.10.5 PC53:192.168.80.5 PC54:192.168.90.10 本地连接1 IP:
PC51:192.168.1.51 PC52:192.168.1.52 PC53:192.168.1.53 PC54:192.168.1.54 3、 地址分配:
路由器R1 S2端地址:
192.168.60.1
路由器R1 S3端地址:192.168.50.2 路由器R1与路由器R3间的地址:192.168.20.2 路由器R1与两层交换机1间接口ge 0/1 子接口10 地址:192.168.80.2 子接口20 地址:192.168.90.2 路由器R2 S2端地址:192.168.60.2 路由器R2 S3端地址:192.168.70.2 路由器R2与路由器R4间的地址:192.168.40.2 路由器R3 S2端地址:192.168.70.1 路由器R3 S3端地址:192.168.30.1 路由器R3与路由器R1间的地址:192.168.20.1 路由器R3与两层交换机2间的地址:192.168.10.1 路由器R4 S2端地址:192.168.30.2 路由器R4 S3端地址:192.168.50.1 路由器R4与路由器R2间的地址:192.168.40.1 PC1地址:192.168.10.5 网关:192.168.10.1 PC2地址:192.168.90.10 网关:192.168.90.2 PC3地址:192.168.80.5 网关:192.168.80.2 PC4地址:192.168.10.10 网关:192.168.10.1 VLAN10地址:192.168.80.2 VLAN20地址:192.168.90.2 3、路由器的配置
路由器R1的OSPF配置(代码): R1 (config)# interface S 2/0
R1(config-if)# ip address 192.168.60.1 255.255.255.0 R1(config-if)# no shutdown R1(config-if)#exit R1(config)# interface S 3/0
R1(config-if)# ip address 192.168.50.2 255.255.255.0 R1(config-if)# no shutdown
R1(config-if)#exit
R1(config)# interface gi 0/1 R1(config-if)#no ip address R1(config-if)#no shutdown R1(cconfig-if)#exit
R1(config)#interface gi0/1.10 R1(config-if)#encapsulation dot1Q 10
R1(config-if)#ip address 192.168.80.2 255.255.255.0 R1(config-if)# no shutdown R1(config-if)#exit
R1(config#interface ge 0/1.20 R1(config-if)#encapsulation dot1Q 20
R1(config-if)#ip address 192.168.90.2 255.255.255.0 R1(config-if)# no shutdown R1(config-if)#exit
R1(config)# interface gi 0/0
R1(config-if)# ip address 192.168.20.2 255.255.255.0 R1(config-if)# no shutdown R1(config-if)#exit R1(config)# router ospf
R1(config-router)#network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 0 R1(config-router)#network 192.168.50.0 0.0.0.255 area 0 R1(config-router)#network 192.168.60.0 0.0.0.255 area 0 R1(config-router)#network 192.168.80.0 0.0.0.255 area 0 R1(config-router)#network 192.168.90.0 0.0.0.255 area 0 R1(config-router)#end
路由器R2的OSPF配置(代码):
R2 (config)# interface S 2/0
R2(config-if)# ip address 192.168.60.2 255.255.255.0 R2(config-if)# no shutdown R2(config-if)#exit R2(config)# interface S 3/0
R2(config-if)# ip address 192.168.70.2 255.255.255.0 R2(config-if)# no shutdown R2(config-if)#exit
R2(config)# interface gi 0/1
R2(config-if)# ip address 192.168.40.2 255.255.255.0 R2(config-if)# no shutdown R2(config-if)#exit R2(config)# router ospf
R2(config-router)#network 192.168.40.0 0.0.0.255 area 0 R2(config-router)#network 192.168.60.0 0.0.0.255 area 0 R2(config-router)#network 192.168.70.0 0.0.0.255 area 0 R2(config-router)#end
路由器R3的OSPF配置(代码): R3 (config)# interface S 2/0
R3(config-if)# ip address 192.168.70.1 255.255.255.0 R3(config-if)# no shutdown R3(config-if)#exit R3(config)# interface S 3/0
R3(config-if)# ip address 192.168.30.1 255.255.255.0 R3(config-if)# no shutdown R3(config-if)#exit
R3(config)# interface gi 0/1
R3(config-if)# ip address 192.168.20.1 255.255.255.0 R3(config-if)# no shutdown
R3(config-if)#exit
R3(config)# interface gi 0/0
R3(config-if)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 R3(config-if)# no shutdown R3(config-if)#exit R3(config)# router ospf
R3(config-router)#network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 0 R3(config-router)#network 192.168.30.0 0.0.0.255 area 0 R3(config-router)#network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0 R3(config-router)#network 192.168.70.0 0.0.0.255 area 0 R3(config-router)#end
路由器R4的OSPF配置(代码): R4 (config)# interface S 2/0
R4(config-if)# ip address 192.168.30.2 255.255.255.0 R4(config-if)# no shutdown R4(config-if)#exit R4(config)# interface S 3/0
R4(config-if)# ip address 192.168.50.1 255.255.255.0 R4(config-if)# no shutdown R4(config-if)#exit
R4(config)# interface gi 0/0
R4(config-if)# ip address 192.168.40.1 255.255.255.0 R4(config-if)# no shutdown R4(config-if)#exit R4(config)# router ospf
R4(config-router)#network 192.168.40.0 0.0.0.255 area 0 R4(config-router)#network 192.168.30.0 0.0.0.255 area 0 R4(config-router)#network 192.168.50.0 0.0.0.255 area 0 R4(config-router)#end
交换机S2628-5-1配置(代码): L2-SW(config)#vlan 10 L2-SW(config-vlan)#name xpc L2-SW(config-vlan)#vlan 20 L2-SW(config-vlan)#name hz L2-SW(config-vlan)#exit
L2-SW(config)#interface range fa0/1
L2-SW(config-if-range)#switchport mode access L2-SW(config-if-range)#switchport access vlan 10 L2-SW(config-if-range)#exit L2-SW(config)#interface range fa0/3
L2-SW(config-if-range)#switchport mode access L2-SW(config-if-range)#switchport access vlan 20 L2-SW(config-if-range)#exit
L2-SW(config)#interface fastEthernet 0/2 L2-SW(config-if)#switchport mode trunk L2-SW(config-if)#end 三、 测试 1、 跟踪路径
断开时:
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