实验四 交换机和路由协议综合验证实验

 交换机和路由协议综合验证实验

一、实验目的

1、验证交换机的自学习功能、生成树协议，掌握VLAN的划分方法，验证VLAN隔离网段的作用。

2、验证PPP协议以及chap和pap两种鉴别方法

3、掌握静态路由、RIP协议和OSPF协议的配置，验证 RIP协议和OSPF协议

 

二、实验内容

在PacketTracer仿真软件中基于交换机构建多个局域网网络拓扑， 分别验证交换机的自学习原理、生成树协议，划分VLAN ，验证VLAN隔离网段的作用。

在PacketTracer仿真软件中基于路由器构建多个互连网拓扑，分别验证PPP协议及其鉴别功能、静态路由、RIP协议和OSPF协议。

 

三、实验设备

计算机、PacketTracer仿真软件

 

四、实验步骤

1、验证交换机自学习原理

（1）构建一个交换机和5台PC组成的小局域网

（1）使用ping命令产生数据流量

（2）使用show mac-address-table1命令查看MAC地址表，验证ARP协议功能。

2、生成树协议验证

（1）构建由5台交换组成的含环路的二级星形结构的局域网

（2）等待交换机内置生成树协议运行完毕，查看阻断端口

（3）使用show spanning-tree命令确定生成树的根

3、VLAN划分及验证

（1）构建由1台交换机和2台PC构成的小局域网，使用ping命令观察2台PC之间的连通性

（2）将交换机的24个端口划分到两个VLAN中，观察2台PC连通性

(3)加一台路由器，将两个VLAN连接起来，再观察2台PC连通性

4、ppp验证

（1）构建由2台路由器构成的点对点链路，配置ppp协议

（2）用PAP进行用户名和密码鉴别

（3） 用CHAP进行用户名和密码鉴别

5、静态路由配置

（1）构建由3台路由器和4个网段组成的小型互连网,观察网络连通性

（2）对每台路由器配置静态路由，再观察网络连通性

6、RIP协议和OSPF协议验证

（1）构建多台路由器构成带环路的小型互连网

（2）配置RIP协议或OSPF协议，查看路由器的路由表

（3）用Tracert命令观察路径，剪断最短路径，观察协议的自适应性

 

六、实验报告要求

1．画出实验拓扑图并以表格的方式列出IP及端口规。

2. 在路由器上使用“show ip protocol routing”，在交换机上使用“show ip route”查看路由信息，并记录。

3. 按照实验课上当时的实验要求写实验数据。

 

 

 

七、备注

相应的网络拓扑图和命令见附件。

 

 

附件1：

实验1：查看MAC地址表

一、实验目的

通过查看MAC地址表，理解地址解析协议ARP。

二、实验原理

地址解析协议ARP是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。本实验在PacketTracer环境中搭建一个小局域网用以仿真研究ARP协议。

三、实验内容

1、使用Ping命令产生数据流量

2、使用Show mac-address-table1命令查看MAC地址表，验证ARP协议功能。

 

图 1 局域网网络拓扑

 

实验2：PPP协议仿真

一、实验目的

通过在点对点网络中PPP协议配置，理解PPP协议原理和作用。

二、实验原理

点对点协议PPP主要是用来通过拨号或专线方式在两个网络节点之间建立连接、发送数据。PPP是各类型主机、网桥和路由器之间简单连接的一种解决方案。PPP协议是目前广域网上应用最广泛的协议之一，它的优点在于简单、具备用户验证能力、可以解决IP分配等。

三、实验内容

1、使用encapsulationg ppp命令指定点对点链路两端接口为ppp协议封装

2、使用ppp negotiation time-out ss 命令配置PPP协议LCP

3、使用ppp authentication chap 和username 路由器名 password 密码配置鉴别方式和密码。

图2 点对点网络拓扑

实验3：静态路由设置

一、实验目的

通过在 广域网中配置静态路由，理解路由器静态路由的工作原理和作用。

二、实验原理

静态路由是指由用户或网络管理员手工配置的路由信息。当网络的拓扑结构或链路的状态发生变化时，网络管理员需要手工去修改路由表中相关的静态路由信息。

 

图3 静态路由配置网络拓扑和地址配置

三、实验内容

1、使用命令：ip address 目标网段IP地址 目标子网掩码 下一路由器接口为各个路由器添加路由

2、使用命令：show ip route 查看路由器路由表

3、使用ping命令验证网络连通性

实验4：RIP协议配置

一、实验目的

通过在 广域网中配置RIP协议，理解RIP协议的工作原理和作用。

二、实验原理

RIP协议是一种内部网关协议，是一种动态路由选择协议，用于自治系统（AS）内的路由信息的传递。RIP协议基于距离矢量算法，使用“跳数”(即metric)来衡量到达目标地址的路由距离。

三、实验内容

1、为各个路由器配置RIP协议，使用命令：

route rip

network 参与rip协议网段地址

2、使用命令：show ip route 查看路由器路由表。

3、使用ping命令验证网络连通性。

 

图4 RIP协议配置网络拓扑和地址配置

实验5：OSPF协议配置

一、实验目的

通过在 广域网中配置OSPF协议，理解OSPF协议的工作原理和作用。

二、实验原理

OSPF是一个内部网关协议，用于在单一自治系统内决策路由，是对链路状态路由协议的一种实现，著名的迪克斯加算法(Dijkstra)被用来计算最短路径树。

三、实验内容

1、为各个路由器配置OSPF协议，使用命令：

route ospf 1

network 参与OSPF协议网段地址 子网反码 区域号

2、使用命令：show ip route 查看路由器路由表。

3、使用ping命令验证网络连通性。

4、掐断路由器1和3之间的链路，用tracert命令观察OSPF协议的最短路径选择和收敛性。  

 

图5 OSPF协议配置网络拓扑和地址配置

 

 

附件2：实验过程中使用过的命令

查看生成树：

show spanning-tree

 

划分vlan:

Switch#config t

Switch(config)#vlan 2

Switch(config-vlan)#interface range fastEthernet 0/13-24

Switch(config-if-range)#switchport access vlan 2

Switch(config-if-range)#^Z

Switch#show vlan

Ppp配置

Router(config)#hostname RA

RA(config)#interface Serial2/0

RA(config-if)#ip address 192.168.0.1 255.255.255.0

RA(config-if)#clock rate 128000

RA(config-if)#no shutdown

RA(config-if)#encapsulation ppp

RA#show interface Serial2/0

Router#config t

Router(config)#hostname RB

RB(config)#interface Serial3/0

RB(config-if)#ip address 192.168.0.2 255.255.255.0

RB(config-if)#no shutdown

RB(config-if)#encapsulation ppp

pap鉴别

RA>en

RA#config t

RA(config)#username lrx password 123 

RA(config)#interface Serial2/0

RA(config-if)#ppp authentication pap

 

Router>en

Router#config t

Router(config)#interface Serial3/0

Router(config-if)#ppp pap sent-username lrx password 123

 

 

chap鉴别

Router#config t

Router(config)#hostname RA

RA(config)#interface Serial2/0

RA(config-if)#ip address 192.168.0.1 255.255.255.0

RA(config-if)#clock rate 128000

 

RA(config-if)#no ppp authentication pap

RA(config)#username RB password 123

RA(config)#ppp authentication chap 

 

RB(config-if)#no ppp pap sent-username lrx password 123

RB(config-if)#username RA password 123          

RB(config-if)#ppp authentication chap

    

 

Router(config)#hostname RB

RB(config)#interface Serial3/0

RB(config-if)#ip address 192.168.0.2 255.255.255.0

RB(config-if)#no shutdown

RB(config-if)#interface Serial3/0

RB(config-if)#encapsulation ppp

RB(config-if)#username RA password 123          

RB(config)#interface Serial3/0

RB(config-if)#ppp authentication chap

 

 

 

Ospf配置

Router>en

Router#config t

Router(config)#router ospf 10

Router(config-router)#network 172.16.0.0 0.0.255.255 area 0

Router(config-router)#network 192.168.0.0 0.0.0.3 area 0

Router(config-router)#^Z

Router#show ip route

Router#show ip ospf neighbor detail

Router#show ip ospf database