【计网实验报告】Cisco局域网模拟组建、简单网络测试

前言

通过思科这个模拟软件，让我对网络通信有了实操性的认知，模拟实验过程让我学习到了相关计算机网络的协议，也搞懂了一些计算机网络的基本原理，这也只是最基本的配置，后面依然还有很长的路要走，此文既是对基础概念的巩固，也是对操作过程中关键步骤的记录

一、计算机网络及作用

计算机网络是由各种通信设施连接起来的若干计算机系统的集合。Internet使用TCP(Transmission Control Protocol)和IP (Internet Protocol)来保证数据安全可靠地传输
①首先由TCP协议把数据分成数据包并编号，以便接收端将接收到的数据包还原
②IP协议给数据包写上发送端和接收端的地址，数据包在网络上进行传输
简言之，IP协议负责数据的传输，而TCP协议负责数据传输的可靠性
联网的目的是为了交流、共享资源，不仅包括软硬件资源，更重要的是信息资源

二、网络的分类

2.1 按拓扑结构划分

◆星型拓扑结构：以中央结点为中心，与各结点连接组成，各结点不能直接通信，由中央结点控制进行。适用于局域网
优点：安装容易，结构简单，费用低，便于维护和管理
缺点：共享能力较差，通信线路利用率不高，中央结点负担过重
◆环形拓扑结构：各结点通过环路接口连到一条首尾相连的闭合环形线路中，任何结点发出的信息必须顺序遍历所有节点。适用于实时控制的局域网系统
优点：安装容易，费用较低，电缆故障容易查找和排除
缺点：结点过多时传输效率低
◆总线型拓扑结构：用一条中央主电缆做为总线，将节点以线性方式连接形成
其它的如树型、簇星型、网状网等都是以上述三种基本结构为基础扩展而来

2.2 按照规模大小和延伸范围划分

◆局域网（Local Area Network——LAN）
覆盖的地区范围较小，一般是几米至10公里，工作站的数量可从几台到几百，是最常见、应用最广的一种网络
◆城域网（Metropolitan Area Network——MAN）
与LAN相比扩展的距离更长，连接的计算机数量更多，可以说是LAN网络的延伸。一个MAN通常连接多个LAN
◆广域网（Wide Area Network——WAN）
覆盖的范围更广，地理范围从几百公里到几千公里
◆互联网（Internet）
又称“英特网”，无论从地理范围还是网络规模来讲都是最大的，有Web、WWW和万维网等多种叫法。特点是不定性，优点是信息量大，传播广

三、网络分层结构

为使不同的系统、网络之间的节点实现可靠的通讯，国际标准化组织（ISO）制定了一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系，即OSI（Open System Interconnection）参考模型，分为七层。在实际应用中，因特网协议栈共分为五层，称为TCP/IP五层协议
应用层
支持网络应用，应用协议仅仅是网络应用的一个组成部分，运行在不同主机上的进程使用应用层协议进行通信。主要的协议有http、ftp、telnet、smtp、pop3等
传输层
负责为信源和信宿提供应用程序进程间的数据传输服务，主要定义传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP
网络层
负责将数据包独立地从信源发送到信宿，解决路由选择、拥塞控制和网络互联等
数据链路层
负责将IP数据包封装成适合在物理网络上传输的帧格式并传输，或将从物理网络接收的帧解封，取出IP数据包并提交给网络层
物理层
负责比特流在结点间的传输。该层的协议既与链路有关也与传输介质有关

四、典型的网络服务

典型的网络服务有DNS、SMTP、DHCP、FTP等
◆ DNS
Domain Name System或Domain Name Service（域名系统或者域名服务），为Internet上的主机分配域名地址和IP地址。运行域名服务的服务器称为DNS服务器，用于应答域名服务的查询，可将域名地址自动转为IP地址
◆ SMTP
Simple Mail Transfer Protocol，即简单邮件传输协议，是一组控制从源地址到目标地址传送邮件的规则，由它控制信件的中转方式，用于实现邮件传递
◆ DHCP
Dynamic Host Configuration Protocol，即动态主机配置协议。计算机可从DHCP服务器获得上网参数，几乎不需要做任何手工配置就可以上网
◆ FTP
File Transfer Protocol，文件传输协议，用于实现联网计算机之间的文件传输，还提供登录、目录查询、文件操作等功能

五、局域网模拟组建

局域网是我们接触最多的网络形式，下面利用Cisco Packet Tracer软件，构造出一个模拟的星型局域网，通过模拟布线(对应网络数据链路层)、配置ip等信息(对应网络层)、以及DNS和http服务(对应应用层)的配置及使用，理解网络思维的基本概念和运行机制
1.1局域网模拟组建
打开Cisco Packet Tracer找到桌面Cisco Packet Tracer图标并打开，进行如下操作：
1、点击左下角“终端设备”，选择PC-PT、Laptop-PT、Server-PT添加到主窗口

2、点击“交换机”，在列表中选择一款交换机，如2950T，添加到主窗口

3、点击“线缆”，选择“自动选择连接类型”，将各个终端设备连接到交换机

4、在工作区域点击Sever0图标，打开属性设置，进入“桌面”标签，设置服务器的ip为“手动设置”，地址为192.168.0.1，掩码255.255.255.0，然后关闭即可实现保存

5、用同样方法对PC3、PC4、Laptop0进行设置，分别设置为192.168.0.2、192.168.0.3以及192.168.0.4，掩码均为255.255.255.0
经过上述步骤，已经搭建了一个简单的局域网，接下来对局域网进行简单测试
简单网络测试

1.1 IP地址测试

Ping是Windows、Unix和Linux系统下的一个命令，主要功能是用来检测网络的连通情况以及分析网络速度，应用格式为“Ping 空格 IP地址 空格 参数”，具体参数可以键入“Ping”或者“ping /?”按回车查看
进入终端PC0的“桌面”标签，打开命令提示符窗口，输入ping 192.168.0.1，测试与Sever0的连通情况

注：bytes（字节）=32表示测试数据包有32个字节；time（时间）<1ms表示往返时间小于1ms；TTL为数据包的生存时间（数据包被路由器丢弃前允许通过的网段数）
依据上图中数据包（Packets）的丢失率以及传输时间来看，网络状态良好

1.2 DNS服务测试

首先服务器必须启用DNS服务，打开Server0的属性配置窗口，打开“配置”标签，在“服务”列表中选择DNS，将DNS服务启用。
在资源记录将123.com映射到终端Laptop0的地址192.168.0.4，点击“增加”，添加一条新的解析规则，如图所示

其次客户端需要设置DNS服务器地址。对PC1的ip配置进行更改，添加DNS服务器为192.168.0.1，在命令行窗口分别输入 ping 192.168.0.4和ping 123.com进行测试

直接使用域名访问，DNS服务器会将域名转换为IP地址

1.3 Smtp服务测试

在构建的局域网中进行简单的邮件收发测试，先对服务器和客户端进行配置。
服务器端必须保证smtp服务处于“ON”状态，设置域名为test.com，并注册两个学生账号，设置如下图所示

在客户端如pc3，进入桌面—>电子邮件，进行邮件配置，将个人信息以及邮件服务器信息正确填写，如图所示

测试步骤：
(1) 用stu1账号向stu账号发送邮件，邮件主题为test，内容为test。
(2) 切换到pc0接收邮件，查看邮件内容并回复此邮件，回复内容为ok；
(3) 用pc0的stu账号给自己发送邮件，主题为test again，内容为test again
(4) stu账号接收邮件并查看

1.4 DHCP服务测试

服务器端启用DHCP服务后，客户端的ip使用“自动获取”即可自动分配ip，实现网络连通。对laptop0进行自动获取，并用ping命令进行测试