基于Packet Tracer 的路由綜合實驗設(shè)計與實現(xiàn)

李 永， 甘新玲

(濱州學(xué)院 a.教務(wù)處;b.信息工程系，山東 濱州256603)

0 引 言

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)源于計算機技術(shù)和通信技術(shù)的融合發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)作為介紹計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基本概念、基本原理的核心課程，課程具有理論性強、概念多、原理抽象等特點，僅依靠課堂講解難以使學(xué)生理解各類協(xié)議的運行原理及過程。因此在計算機網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)中，實驗教學(xué)是整個教學(xué)過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)。通過實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以深入理解各類抽象的原理，起到事半功倍的效果［1-4］。

網(wǎng)絡(luò)層路由概念及其運行原理是計算機網(wǎng)絡(luò)課程的核心內(nèi)容之一，要求學(xué)生能夠從理論上理解其原理，實踐中掌握其應(yīng)用。鑒于此，通過Packet Tracer 仿真設(shè)計靜態(tài)路由、動態(tài)路由綜合實驗，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)點之間的通信，一方面使學(xué)生能夠從理論上和實踐上更好地掌握網(wǎng)絡(luò)層路由技術(shù)。另一方面，通過在實驗教學(xué)中運用Packet Tracer 仿真平臺解決當(dāng)前高校網(wǎng)絡(luò)實驗設(shè)備的配備不足的問題，可以在一定程度上減少實驗教學(xué)投資成本，提高學(xué)生完成實驗的效率［5-8］。同時對培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)造能力，提高教師的教學(xué)研究水平，也具有重要意義。

1 路由技術(shù)原理

路由是指路由器從一個接口上收到IP 分組，根據(jù)IP 分組的目的地址進行定向并轉(zhuǎn)發(fā)到另一個接口的過程。路由選擇是個非常復(fù)雜的問題，因為它是網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點共同協(xié)調(diào)工作的結(jié)果。按照路由是否能夠隨網(wǎng)絡(luò)的通信量或者拓撲自適應(yīng)地進行調(diào)整變化來分，路由分為靜態(tài)路由和動態(tài)路由［9-11］。

靜態(tài)路由又稱非自適應(yīng)路由，主要應(yīng)用于小型網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)由管理員來進行手動配置，其主要優(yōu)點是安全可靠，同時避免了路由器計算路由的過程。但是靜態(tài)路由配置比較麻煩，需要對網(wǎng)絡(luò)狀況非常熟悉，而且不能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況實時更換路由，因此其實用范圍有限［12-13］。

動態(tài)路由又稱自適應(yīng)路由，可以按照一定的算法自動修改或刷新路由表，網(wǎng)絡(luò)中的路由器之間不斷地交換路由信息，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化時能夠及時更換路由信息。動態(tài)路由有更多的自主性和靈活性，適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大、拓撲結(jié)構(gòu)復(fù)雜的環(huán)境。但是動態(tài)路由由于動態(tài)地交換路由信息，會不同程度地占用網(wǎng)絡(luò)帶寬［14-16］。

2 路由綜合實驗內(nèi)容設(shè)計

2.1 實驗?zāi)康?/h3>

通過Packet Tracer 仿真設(shè)計網(wǎng)絡(luò)層靜態(tài)路由、動態(tài)路由(RIP)實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)點之間的通信，能夠從理論上和實踐上更好地理解和掌握網(wǎng)絡(luò)層路由技術(shù)。

2.2 實驗設(shè)備

3 臺Cisco Router 2811，2 臺Switch 2960，多臺PC機。

2.3 實驗過程與主要配置步驟

2.3.1 實驗拓撲結(jié)構(gòu)圖設(shè)計

在圖1 路由綜合實驗拓撲圖中，3 臺路由器R0、R1、R2 將整個物理網(wǎng)絡(luò)劃分成四個網(wǎng)段，分別為:192.168.1.0，192.168.2.0，192.168.3.0，192.168.4.0，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，其中pc0 和pc1 位于網(wǎng)段192.168.1. 0 中，pc2 和pc3 位于網(wǎng)段192. 168. 4. 0中，路由器R0 與R1 之間是網(wǎng)段192.168.2.0，路由器R0 與R2 之間是網(wǎng)段192.168.3.0。

圖1 路由綜合實驗拓撲圖

2.3.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備IP 地址分配

路由綜合實驗中各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備IP 地址分配情況見表1。

表1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備IP 地址分配情況

2.3.3 靜態(tài)路由實驗配置

2.3.4 動態(tài)路由RIP 配置

2.3.5 路由器R0、R1、R2 路由信息表

2.3.6 實驗結(jié)果測試

PC0 與PC2 之間通信測試結(jié)果見圖2。

圖2 PC0 與PC2 之間通信測試結(jié)果

PC3 與PC2 之間通信測試結(jié)果見圖3。

圖3 PC3 與PC2 之間通信測試結(jié)果

3 結(jié) 語

本文研究了網(wǎng)絡(luò)層路由選擇的基本概念和工作原理，通過設(shè)計靜態(tài)路由、動態(tài)路由(RIP)綜合實驗實現(xiàn)了不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)點之間的通信，并在Packet Tracer 仿真環(huán)境中給出了詳細的實驗設(shè)計過程，可以使學(xué)生能夠從理論上和實踐上更好地理解和掌握網(wǎng)絡(luò)層路由技術(shù)。

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