基于Cisco Packet Tracer的路由交換綜合實驗設計

栗強強

【摘要】“路由交換技術”是一門專業課且實驗性較強，要求學生掌握園區網和互聯網規劃設計、實施運維，也要求學生能夠深入了解園區網和互聯網相關協議和算法，能夠對網絡設備進行熟練配置實現網絡功能需求。根據課程的實驗教學特點，本文設計出網絡規劃的綜合實驗，當高校不能提供各種規模網絡規劃設計、實施運維的實驗室時，可在Packet Tracer平臺中建立相似的應用環境，以便學生學習園區網和互聯網規劃設計、設備配置調試方法。該實驗融合了FTP服務、WEB服務、OSPF、RIPv2、路由重分發、PPP、NAT、VLAN、單臂路由、RSTP、ACL、Port Security等二三層組網所使用的知識，在軟件中經過設備選型、連接、地址規劃、配置等步驟完成仿真，并對結果進行驗證。結果表明，此次實驗實現了數通的基本要求，加強了學生從理論與實踐上對網絡規劃技術的掌握，也可為教師提供實驗教學參考。

【關鍵詞】路由交換技術 Packet Tracer 網絡規劃設計 實驗教學

“路由交換技術”實驗教學目標有兩個，一是要求學生掌握園區網和互聯網的規劃設計;二是掌握MAC幀和IP分組從源到目的地傳輸過程中所涉及的算法協議的分析、設計和實現能力;在進行相關實驗內容設計時，應結合網絡設計運維公司網絡設計項目方案，可為學生提供現實的網絡規劃設計的思路和方法。本文按照園區網和互聯網實際應用需求，設計出網絡規劃綜合實驗，然后將PT應用到教學中，從而降低實驗成本，提高教學效率，并且在實際的教學過程中，學生對教學效果反應良好。

1.綜合實驗設計

根據實驗拓撲，要求學生在PT上搭建環境，分析網絡規劃體現出的技術知識，然后根據配置需求，完成網絡設備配置，最終實現網絡相關策略，達到熟練掌握網絡規劃設計的技術手段。

1.1實驗拓撲

1.2實驗要求

地址規劃列表：

1.3配置需求：

ra配置：

（1）根據地址規劃，配置接口IP;

（2）配置ospf、ripv2，配置路由重分發，使三層互通;

（3）配置ppp協議，配置chap驗證，此路由器為驗證方，加密口令為654321;

rb配置：

（1）根據地址規劃，配置接口IP;

（2）配置ospf、靜態路由與路由重分發，使三層互通;

（3）配置NAT，要求vlan10、vlan20進行NAT，地址池為（88.1.1.3～88.1.1.5/28）;vlan30、vlan40進行NAT，地址池為（88.1.1.6～88.1.1.8/28）將FTP、WEB服務進行端口地址轉換，IP地址為88.1.1.10;

（4）配置ppp協議，chap驗證，路由器為被驗證方，口令為654321;

sa配置：

（1）配置接口IP地址、vlan信息;

（2）配置ripv2，使三層通信;

（3）配置快速生成樹協議;

（4）不允許vlan10內部主機與vlan20內部主機互訪，其他不受約束;

sb的相關配置：

（1）配置IP地址、配置vlan信息;

（2）配置ospf路由協議，使全網互通;

（3）不允許vlan30內部主機與vlan40內部主機互訪，其他不受約束;

（4）配置RSTP協議;

（5）將fa0/3接入到vlan30中，把fa0/4-10接入到vlan40中;

接入層交換機配置：

（1）配置vlan信息;

（2）配置RSTP協議;

（3）將fa0/1-5接入到vlan10中，將fa0/6-9接入到vlan20中;

（4）開啟端口安全，設置端口安全最大連接數為3，違規則關閉接口。

2.實驗重點

2.1 ospf、ripv2

OSPF（Open Shortest Path First）：開放最短路徑優先，屬于內部網關協議，用于在單一自治系統AS內決策路由。路由器之間通告鏈路狀態信息，包括接口的IP地址、子網掩碼、網絡類型、鏈路開銷等，形成鏈路狀態數據庫;網絡收斂過后，就建立了整個網絡的拓撲表，然后使用SPF計算最短路徑樹，每個路由器通過最短路徑來構到達目的地網絡的路由表。

RIP（Routing Information Protocol）：適用于TCP/IP網絡，是內部網關距離矢量協議，根據達到目的地網絡的路徑大小和方向來選路，內部網關IGP協議，v1是有類的，v2是無類的;RIP分組每30秒hello一次，發送是完整的路由表，組播地址是224.0.0.9。RIP的可信度值是120，如果一個網絡同時配置OSPF與RIP，OSPF將優先;RIP度量單位是跳數，最大15跳，每經過一個路由器跳數加1，當度量為16就不再繼續傳遞了以避免無限環路。到達目的地網絡跳數越小表示路徑越優。當到達目的地跳數相同時，看下一跳路由器，如果不同就負載均衡。

ospf骨干區域、非骨干區域：區域0為骨干區域，負責在非骨干區域之間發布區域間的路由信息。配置時OSPF宣告路由時，注意網段后面字段為反掩碼+區域號。配置RIP時注意版本號version 2.

2.2 路由重分布

當運行多路由的網絡要組合大網絡時，必須在這些不同的路由選擇協議之間共享路由信息。在路由選擇協議之間交換路由信息的過程被稱為路由重分布（Route Redistribution）。[1]

項目中經常會出現重分布的情形：①當兩家公司進行合并時，會用到路由重分布，一家用RIPv2，另一家用OSPF，但是兩個協議的選路依據是不一樣的，合并之后就需要將OSPF路由重分布到RIP網絡，也需要將RIP路由重分布到OSPF網絡中，這樣網絡之間才可以傳送數據;②網絡遷移時候;③網絡進行更換路由協議時;