基于Packet Tracer 的路由綜合實驗設計與實現

李 永， 甘新玲

(濱州學院 a.教務處;b.信息工程系，山東 濱州256603)

0 引 言

計算機網絡技術源于計算機技術和通信技術的融合發展，計算機網絡作為介紹計算機網絡技術基本概念、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生理解各類協議的運行原理及過程。因此在計算機網絡課程的教學中，實驗教學是整個教學過程中非常重要的一個環節。通過實驗教學環節，學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］。

網絡層路由概念及其運行原理是計算機網絡課程的核心內容之一，要求學生能夠從理論上理解其原理，實踐中掌握其應用。鑒于此，通過Packet Tracer 仿真設計靜態路由、動態路由綜合實驗，實現不同網絡結點之間的通信，一方面使學生能夠從理論上和實踐上更好地掌握網絡層路由技術。另一方面，通過在實驗教學中運用Packet Tracer 仿真平臺解決當前高校網絡實驗設備的配備不足的問題，可以在一定程度上減少實驗教學投資成本，提高學生完成實驗的效率［5-8］。同時對培養學生的動手能力和創造能力，提高教師的教學研究水平，也具有重要意義。

1 路由技術原理

路由是指路由器從一個接口上收到IP 分組，根據IP 分組的目的地址進行定向并轉發到另一個接口的過程。路由選擇是個非常復雜的問題，因為它是網絡中的所有節點共同協調工作的結果。按照路由是否能夠隨網絡的通信量或者拓撲自適應地進行調整變化來分，路由分為靜態路由和動態路由［9-11］。

靜態路由又稱非自適應路由，主要應用于小型網絡，根據網絡拓撲結構由管理員來進行手動配置，其主要優點是安全可靠，同時避免了路由器計算路由的過程。但是靜態路由配置比較麻煩，需要對網絡狀況非常熟悉，而且不能根據網絡狀況實時更換路由，因此其實用范圍有限［12-13］。

動態路由又稱自適應路由，可以按照一定的算法自動修改或刷新路由表，網絡中的路由器之間不斷地交換路由信息，當網絡發生變化時能夠及時更換路由信息。動態路由有更多的自主性和靈活性，適用于網絡規模較大、拓撲結構復雜的環境。但是動態路由由于動態地交換路由信息，會不同程度地占用網絡帶寬［14-16］。

2 路由綜合實驗內容設計

2.1 實驗目的

通過Packet Tracer 仿真設計網絡層靜態路由、動態路由(RIP)實現不同網絡結點之間的通信，能夠從理論上和實踐上更好地理解和掌握網絡層路由技術。

2.2 實驗設備

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 實驗拓撲結構圖設計

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

圖1 路由綜合實驗拓撲圖

2.3.2 網絡設備IP 地址分配

路由綜合實驗中各網絡設備IP 地址分配情況見表1。

表1 網絡設備IP 地址分配情況

2.3.3 靜態路由實驗配置

2.3.4 動態路由RIP 配置

2.3.5 路由器R0、R1、R2 路由信息表

2.3.6 實驗結果測試

PC0 與PC2 之間通信測試結果見圖2。

圖2 PC0 與PC2 之間通信測試結果

PC3 與PC2 之間通信測試結果見圖3。

圖3 PC3 與PC2 之間通信測試結果

3 結 語

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

［1］ 蔡皖東，張勝兵.改革計算機網絡課程，提高學生工程能力［J］.實驗技術與管理，2008(12):24-26.

［2］ 惠 玥，張 媛，唐海濤.IP 靜態路由實驗的研究［J］.實驗室研究與探索，2010，29(11):61-62.

［3］ 趙永禮.基于VMware 的計算機實驗教學設計［J］.計算機教育，2009(5):81-83.

［4］ 丁美榮.基于綜合設計性實驗項目的計算機網絡實踐教學［J］.實驗室研究與探索，2009(3):118-120.

［5］ 褚萬軍.基于Packet Tracer 的RIP 協議實踐教學仿真［J］. 寧夏師范學院學報(自然科學)，2013，34(6):88-89.

［6］ 唐燈平.利用packet tracer 模擬軟件實現三層網絡架構的研究［J］.實驗室科學，2010，13(3):143-146.

［7］ 李淑紅.Packet Tracer 在OSPF 路由協議教學中的應用研究［J］.實驗室科學，2010，13(3):83-84.

［8］ 楊振啟. 靜態路由與動態路由［J］.曲阜師范大學學報，2003，29(4):52-53.

［9］ 謝希仁.計算機網絡［M］.(5 版)北京:電子工業出版社，2008:144-146.

［10］ 張恒杰. 計算機網絡［M］. 大連:大連理工大學出版社，2009:180-183.

［11］ 王 利，張玉祥，楊良懷. 計算機網絡實用教程［M］. 北京:清華大學出版社，1999:80-88.

［12］ 楊德嵩. 淺析靜態路由對網絡訪問的控制［J］. 青海大學學報(自然科學版)，2008，26(6):85-85.

［13］ 楊 靖，劉 亮.實用網絡技術配置指南［M］.北京:北京希望電子出版社，2007:55-70.

［14］ 薛 琴.基于Packet Tracer 的計算機網絡仿真實驗教學［J］. 實驗室研究與探索，2010(2):57-59.

［15］ 傅 偉，高海俠，熊 平.RIP 路由協議實驗的設計與實現［J］.實驗技術與管理，2012，29(5):127-129.

［16］ 陳文平，張興明，張建輝，王 濱.基于距離矢量的多下一跳路由信息協議［J］.計算機工程，2010，36(2):94-94.