計算機網絡實驗報告三

feifeigua1 2022-01-07 22:06:04 阅读数:491

計算機網絡實驗報告三

1. CPT 軟件使用簡介

CPT實驗教程

2. 直接連接兩臺 PC 構建 LAN

將兩臺 PC 直接連接構成一個網絡。注意:直接連接需使用交叉線。
進行兩臺 PC 的基本網絡配置,只需要配置 IP 地址即可,然後相互 ping 通即成功。
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3.用交換機構建 LAN

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* 問題

  1. PC0 能否 ping 通 PC1、PC2、PC3 ?
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    能ping通PC1,不能ping通PC2,PC3
  2. PC3 能否 ping 通 PC0、PC1、PC2 ?為什麼?
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    不能ping通PC0,PC1,能ping通PC2,因為不在同一子網內
  3. 將 4 臺 PC的掩碼都改為 255.255.0.0 ,它們相互能 ping 通嗎?為什麼?
    能,改完後都在同一子網
  4. 使用二層交換機連接的網絡需要配置網關嗎?為什麼?
    需要,因為需要通過網關與外界其他網絡通信

4. 交換機接口地址列錶

二層交換機是一種即插即用的多接口設備,它對於收到的幀有 3 種處理方式:廣播、轉發和丟弃(請弄清楚何時進行何種操作)。那麼,要轉發成功,則交換機中必須要有接口地址列錶即 MAC 錶,該錶是交換機通過學習自動得到的!

仍然構建上圖的拓撲結構,並配置各計算機的 IP 在同一個一個子網,使用工具欄中的放大鏡點擊某交換機如左邊的 Switch3,選擇 MAC Table,可以看到最初交換機的 MAC 錶是空的,也即它不知道該怎樣轉發幀(那麼它將如何處理?),用 PC0 訪問(ping)PC1 後,再查看該交換機的 MAC 錶,現在有相應的記錄,請思考如何得來。隨著網絡通信的增加,各交換機都將生成自己完整的 MAC 錶,此時交換機的交換速度就是最快的!
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ping其他PC後
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5. 生成樹協議(Spanning Tree Protocol)

交換機在目的地址未知或接收到廣播幀時是要進行廣播的。如果交換機之間存在回路/環路,那麼就會產生廣播循環風暴,從而嚴重影響網絡性能。

而交換機中運行的 STP 協議能避免交換機之間發生廣播循環風暴。

只使用交換機,構建如下拓撲:
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這是初始時的狀態。我們可以看到交換機之間有回路,這會造成廣播幀循環傳送即形成廣播風暴,嚴重影響網絡性能。

隨後,交換機將自動通過生成樹協議(STP)對多餘的線路進行自動阻塞(Blocking),以形成一棵以 Switch4 為根(具體哪個是根交換機有相關的策略)的具有唯一路徑樹即生成樹!

經過一段時間,隨著 STP 協議成功構建了生成樹後,Switch5 的兩個接口當前物理上是連接的,但邏輯上是不通的,處於Blocking狀態(桔色)如下圖所示:
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在網絡運行期間,假設某個時候 Switch4 與 Switch5 之間的物理連接出現問題(將 Switch4 與 Switch5 的連線剪掉),則該生成樹將自動發生變化。Switch5 上方先前 Blocking 的那個接口現在活動了(綠色),但下方那個接口仍處於 Blocking 狀態(桔色)。如下圖所示:
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注意

交換機的 STP 協議即生成樹協議始終自動保證交換機之間不會出現回路,從而形成廣播風暴。

6. 路由器配置初步

我們模擬重慶交通大學和重慶大學兩個學校的連接,構建如下拓撲:
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交通大學路由器以太網口配置:
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交通大學路由器廣域網口配置:
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重慶大學以太網口基本配置如下:

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重慶大學廣域網口基本配置如下:
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* 問題

現在交通大學內的各 PC 及網關相互能 ping 通,重慶大學也類似。但不能從交大的 PC ping 通重大的 PC,反之亦然,也即不能跨子網。為什麼?
答:他們不處於同一子網,路由器的路由錶沒有到另一子網的路徑

7. 靜態路由

靜態路由是非自適應性路由協議,是由網絡管理人員手動配置的,不能够根據網絡拓撲的變化而改變。 因此,靜態路由簡單高效,適用於結構非常簡單的網絡。
在當前這個簡單的拓撲結構中我們可以使用靜態路由,即直接告訴路由器到某網絡該怎麼走即可。
在前述路由器基本配置成功的情况下使用以下命令進行靜態路由協議的配置:
交通大學路由器靜態路由配置:
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重慶大學路由器靜態路由配置:
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查看路由錶你可看到標記為 S 的一條路由,S 錶示 Static 。

至此,這些 PC 能全部相互 ping 通!
如:交通大學的PC6 ping 重慶大學的PC8
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注意

我們的拓撲只模擬了 3個網絡。在現實中,路由器連接的網絡數量非常多,我們還需要配置一條缺省路由,否則其它網絡皆不能到達!當然,我們的拓撲可以不考慮。Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 ... // 缺省全部轉發給 ..*.*這個IP

8.動態路由 RIP

動態路由協議采用自適應路由算法,能够根據網絡拓撲的變化而重新計算機最佳路由。

RIP 的全稱是 Routing Information Protocol,是距離矢量路由的代錶(目前雖然淘汰,但可作為我們學習的對象)。使用 RIP 協議只需要告訴路由器直接相連有哪些網絡即可,然後 RIP 根據算法自動構建出路由錶。

因為我們模擬的網絡非常簡單,因此不能同時使用靜態和動態路由,否則看不出效果,所以我們需要把剛才配置的靜態路由先清除掉。

清除靜態路由配置:

  1. 直接關閉路由器電源。相當於沒有保存任何配置,然後各接口再按照前面基本配置所述重新配置 IP 等參數(推薦此方法,可以再熟悉一下接口的配置命令);
  2. 使用 no 命令清除靜態路由。在全局配置模式下,交通大學路由器使用:no ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.2,重慶大學路由器使用:no ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1 。相當於使用 no 命令把剛才配置的靜態路由命令給取消。

交通大學路由器 RIP 路由配置:
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重慶大學路由器 RIP 路由配置:
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查看路由錶你可看到標記為 R 的一條路由,R 錶示 RIP 。

至此,這些 PC 也能全部相互 ping 通!
如PC7 ping PC8
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秘籍

可以在特權模式下使用 debug ip rip 開啟 RIP
診斷,此時會看到路由器之間不停發送的距離矢量信息,以判斷網絡狀態是否發生改變從而更新路由錶。該命令會不停的顯示相關信息,打擾我們的輸入,可使用
no debug ip rip 關閉 RIP 診斷

9. 虛擬局域網 VLAN

在實際網絡中,你可看到路由器一般比特於網絡的邊界,而內部幾乎全部使用交換機連接。
前面我們分析過,交換機連接的是同一個子網! 顯然,在這樣一個大型規模的子網中進行廣播甚至產生廣播風暴將嚴重影響網絡性能甚至癱瘓。
另外我們也已經知道,其實學校是劃分了 N 多個子網的,那麼這些交換機連接的就絕不是一個子網!這樣矛盾的事情該如何解釋呢?我們實際上使用了支持 VLAN 的交換機!而前述的交換機只是普通的 2 層交換機(或者我們把它當作 2 層交換機在使用。
VLAN(Virtual Local Area Network)即虛擬局域網。通過劃分 VLAN,我們可以把一個物理網絡劃分為多個邏輯網段即多個子網。
劃分 VLAN 後可以杜絕網絡廣播風暴,增强網絡的安全性,便於進行統一管理等。
在 CPT 中構建如下圖所示拓撲:
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Cisco 2960 交換機是支持 VLAN 的交換機,共有 24 個 100M 和 2 個 1000M 以太網口。默認所有的接口都在 VLAN 1 中,故此時連接上來的計算機都處於同一 VLAN,可以進行通信。

下面我們就該交換機的 24 個 100M 接口分為 3 個部分,劃分到 3 個不同的 VLAN 中,id 號分別設為 10、20、30,且設置別名(computer、communication、electronic)以利於區分和管理。
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至此,在該交換機上我們就劃分了 3 個 VLAN(不包括缺省的 VLAN 1)。

各 VLAN 下 PC 的網絡配置及連接的交換機接口如下錶:
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此時可以使用 ping 命令進行測試,你會發現只有在同一 VLAN 中的 PC 才能通信,且廣播也局限於該 VLAN。如:在這裏插入圖片描述

* 思考

分析一下當前為何不同 VLAN 中的 PC 不能通信?網關在此起什麼作用?我們的網關又在何處?如何發起廣播測試?
VLAN具有分割網絡的作用,因此不能通信,VLAN只是數據鏈路層協議,劃分為廣播域,而不需要考慮IP,網關是用來進行協議轉換的。不同的網段之間需要通信一定需要網關,遙想發起廣播域,那麼需要引入三層設備。

10. DHCP、DNS及Web服務器簡單配置

建立如下拓撲圖
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設置靜態ip為19.89.6.4/24
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開啟HTTP
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DHCP設置如圖
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DNS設置如圖
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* 試一試

  1. 先查看各 PC,看看是否獲得網絡配置
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    成功拿到網絡配置
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