网络体系结构实验指导书

1《计算机网络体系结构》实验指导书实验一路由器和交换机认识性实验实验名称：路由器和交换机认识性实验实验类型:验证性实验学时：2适用对象:网络工程一、实验目的熟悉路由器和交换机并掌握路由器和交换机的基本配置方法和配置命令。二、实验要求掌握路由器的基本配置方法和命令。三、实验原理利用主机的超级终端，通过tcp连接或者与路由器或交换机的console控制口直接连接的方式对路由器和交换机进行配置。四、实验所需仪器、设备、材料（试剂）Cisco交换机、路由器、主机及相应软件五、实验预习要求、实验条件、方法及步骤1、CiscoCatalyst2924交换机（1）Catalyst2924交换机的特点Catalyst2924交换机属于工作组级的以太网交换机，具有24个10/100自适应以太网端口，它可以作为骨干交换机使用，用于汇集其它交换机、集线器、工作站、服务器、路由器或终端设备。Catalyst2924交换机如图2-1所示。图1-1Catalyst2924XL型交换机Catalyst2924交换机具有以下特点：24个10/100自适应、双工端口最大支持64个虚拟局域网所有以太网端口都支持交换机间链路（ISL）和IEEE802.1Q干道最大支持2048个MAC地址每一VLAN支持IEEE802.1d生成树协议（STP）SupportedbyCiscoIOSRelease11.2(8)SA6采用思科组管理协议（CGMP）限制IP多点广播使用端口安全以阻止对网络的未授权访问为防止性能降低进行广播风暴控制SwitchedPortAnalyzer(SPAN)portmonitoringonanyport2FourgroupsofembeddedRemoteMonitoring(RMON)基于浏览器的交换机管理工具（CVSM）通过单个IP地址的基于浏览器的交换机机群管理工具通过控制台管理口或远程终端的（CLI）管理工具CiscoView设备管理应用支持简单网络管理协议（SNMP）（2）Catalyst2924交换机的前面板描述Catalyst2924XL交换机的前面板包括24个10/100以太网端口、指示灯和一个模式转换按钮。Catalyst2924XL交换机的10/100端口使用RJ-45接头和5类双绞线连接，端口可以以全双工或半双工方式运行在10或100Mbps，为了和其它设备自动协商，端口适应IEEE802.3u标准。端口上连接设备时，被接设备和交换机端口距离应在100米之内。我们可以通过交换机的LED指示灯监视交换机的状态和性能。图2-2显示了模式选择按钮和LED指示灯的位置，改变端口模式将改变端口状态指示灯表示的信息。图1-2Catalyst2924XL交换机指示灯SystemLED（系统LED指示灯）显示系统是否加电及系统功能是否正常。LED指示灯颜色及其含义为：灯灭表示系统未加电；绿色表示系统正常；黄色表示系统有电但不正常。RPSLED（冗余电源系统LED指示灯）显示冗余电源系统的状态。LED指示灯颜色及其含义为：灯灭表示RPS关闭或未安装；绿色表示RPS正常；绿色闪烁表示RPS和交流电源都在供电，如果交流电源失效，交换机就会自动关机并在15秒后重新启动，不推荐使用双电源方式。黄色表示RPS在供电但有问题。RPS中可能有一路断开，或RPS上的风扇出了问题。端口模式LED和端口状态LEDCatalyst2924XL交换机有四种端口模式，每种模式下LED指示灯指示了交换机本身或端口的不同信息。模式按钮（见图3-2）的切换顺序及端口模式LED提供的信息为：STAT表示端口状态，默认的模式；UTL表示交换机使用的带宽；FDUP表示端口双工模式（全双工或半双工）；100表示端口运行速度（10或100Mbps）。按Mode按钮，直到你所需要的模式高亮显示以改变端口模式。改变端口模式后，LED指示灯颜色的含义也就发生了变化。表2-1解释了不同模式下LED颜色的含义。（3）Catalyst2924交换机的背面板描述2924交换机的背面板有一个交流电源插座，一个冗余电源系统插座，一个RJ-45控制端口和3个风3扇（见图2-3）。图1-3Catalyst2924交换机背面板图Catalyst2924交换机提供两种电源连接方式：通过RPS插座连接CiscoRPS电源或通过交流电源连接插座连接交流电源。交流电源连接插座可连接100~240V的交流。使用控制台表1-1不同模式下LED颜色的含义端口模式颜色含义STAT（端口状态）灭无连接绿色已连接绿色闪烁端口在传输或接收数据绿黄交替闪烁连接失败。错误的帧能够影响连通性，检测到过多的碰撞、CRC错误、队列错误、超长传输错误等导致连接失败指示。黄色端口没有转发。端口被管理员禁止或地址不合法或被生成树协议阻塞。注意：端口重新配置时，端口状态指示灯保持30秒黄色以便STP检查是否有环路。UTL（利用率）绿色端口状态LED显示底板利用率，如果所有的端口状态LED指示灯均为绿色，则交换机利用率为其总带宽的50%或更高。如果最右端的端口状态LED不亮，则交换机利用率低于总容量的50%。如果从右往左数第二个端口状态LED指示灯不亮，则交换机的利用率低于总容量的25%，依此类推。FDUP（双工方式）灭端口运行在半双工方式绿色端口运行在全双工方式SPD（速度）灭端口运行在10Mbps绿色端口运行在100Mbps端口和随机提供的电缆连接交换机和PC或终端。2、CiscoCatalyst2948交换机Catalyst2948G-L3交换式路由器（见图2-4）是一种独立的、固定配置的、多协议的10/100/1000以太网交换机。Catalyst2948G-L3交换式路由器设计为高性能、高密度配线密封式。图1-4Catalyst2948G-L3交换式路由器Catalyst2948G-L3交换式路由器有48个10/100BaseT自适应端口。每个10/100自动协商连接速率使得从10BaseT很容易移植到100BaseT。带有GBIC接口模块的2个802.3z千兆比以太网端口能够用以下GBIC模块独立配置41000BaseSX(Shortwavelength)1000BaseLX/LH(Longwavelength/longhaul)1000BASE-ZX(Extendeddistance)Catalyst2948G-L3交换式路由器有两个管理端口：一个控制台端口和一个辅助端口。控制台串行端口使用标准的控制台设备管理系统。辅助端口支持远程控制台接口。此端口仅用于网络管理，不是交换端口，它与10/100BaseT交换端口没有连通。Catalyst2948G-L3交换式路由器前面板的LED指示灯有以下功能：PortLEDS指示交换端口状态；PS1指示内部电源供电状态；RPSU指示外部冗余电源供电单元状态。10/100BaseT交换端口分为上下两行，上面一行都是奇数端口（1到47），下面一行都是偶数端口（2到48）（见图1-2）。每一对垂直10/100BaseT端口下面有两个连接状态指示灯。左边指示灯对应上边端口，右边指示灯对应下边端口。例如：LED1对应上边端口（端口1），LED2对应下边端口（端口2）。两个千兆比以太网端口在前面板的最右端。（见图2-4）上面的端口为端口49，下面的端口为端口50。这两个端口的指示灯在端口50的下面。指示灯的编号和端口号对应。3、Cisco2620和2621路由器（1）硬件特点图2-5显示了2621路由器的背面板图1-5Cisco2621路由器背面板表1-2列出了2620和2621中所支持的模块类型及数量。表1-2Cisco2600系列接口总结型号以太网10BaseT令牌环快速以太网10/100网络模块插槽广域网接口卡插槽高级集成模块插槽2620————11212621————2121除表2-2列出了接口类型外，思科2600系列路由器具有以下特点：①主存和共享内存使用动态随机存储器（DRAM）（仅指Cisco261x和262x路由器）。②使用非易失随机存储器（NVRAM）存储配置信息。③提供EIA/TIA-232（RJ-45）控制台端口，以便本地连接控制台终端。④提供EIA/TIA-232（RJ-45）辅助端口，以便远程通过modem连接路由器。六、思考题（1）路由器有哪几种配置状态?其权限有何不同?5实验二路由器协议配置实验实验名称：路由器协议配置实验实验类型:验证性实验学时：4适用对象:网络工程一、实验目的（1）熟悉掌握主机的路由配置；（2）熟悉掌握路由器的静态、动态路由协议的原理和配置。二、实验要求（1）进一步了解路由器的工作过程，了解静态路由的优缺点及适用范围；掌握配置静态路由实现网络互通的方法，并能够通过查看路由表了解数据包在路由器中的转发过程。（2）给出比较简单的网络拓扑结构，能够选择并配置合适的动态路由协议，实现网络互联。掌握RIP协议的配置方法，初步了解OSPF路由协议的配置命令。三、实验原理在熟悉路由协议的基础上，通过设计网络拓扑结构，配置静态和动态路由协议，并验证配置是否正确。四、实验所需仪器、设备、材料（试剂）模拟路由器功能的任意一个版本的CISCOIOS模拟软件(只是大多数模拟软件不支持路由协议OSPF的配置,所以如果要配置OSPF协议,要用真正的路由器)五、实验预习要求、实验条件、方法及步骤1、静态路由配置1）预习要求IP地址的分类，如何利用子网掩码划分子网。路由器在网络中的作用，如何利用IOS给路由器各端口配置IP地址。2）实验步骤路由就是将数据包从一个网络的机器跨越中间网络发送到另一个网络的目标机上，路由器的作用是根据网络拓扑结构和交通状况转发数据报，使其沿着一条最短最快的通路到达目的端。路由选择是三层设备路由器最重要的功能，为了实现这个功能，路由器至少应该知道：目标地址、相邻的路由器(通过它可以获知不相邻网络的拓扑信息)、到达目标网络的所有可用的路径、到目标网络的最佳路径、如何检验更新路由信息。路由器可以通过网管人员，也可以由相邻的路由器来收集不相邻网络的拓扑信息，然后路由器会建立路由表来存放到达各网络的路由选择结果，并用它来指导数据包的路由转发。在转发数据包时，路由器会首先查看路由表，如果路由表中没有该数据包目标网络的转发声明，路由器不是象交换机那样发布广播来询问，而是直接丢弃这个数据包。路由器将连接到它各接口的网络直接放入路由表中，所以它自己知道如何“到达”这些直连网络；而对于如何“到达”所谓“遥远”的目的网络，也就是非直连网络，路由器就要通过学习才能获知。路由器可以通过静态路由和动态路由两种方式来获知怎样将数据包送达至非直连的目的地。所谓静6态路由就是由网管人员定义的路由，是以人工方式将路由条目添加到路由表中，以指导数据包向目的端的转发。而动态路由则是路由器利用动态路由协议与相邻路由器进行路由通信，通过这个过程来获知到达目的网络的路径。配置了动态路由协议的各个路由器会将自己所知道的网络信息比如网络可达信息、拓扑变化信息通知给彼此(我们在下一个实验中会详细讨论动态路由)。静态路由的优点在于它不会占用路由器CPU的资源，也不会占用路由器之间的带宽（启用动态路由协议的路由器之间需要定期进行路由更新、路由查询等路由通讯，难免要消耗一些带宽），最后就是安全，因为数据可以路由到哪个网络是由管理员自己指定的。静态路由通常只用于网络路由相对简单、网络与网络之间只通过一条路径互联的情况。为了实现网络之间的互通，源和目的端的路由器都要配置静态路由。静态路由不能对线路不通等路由变化做出反应，需要手工更新路由表。比如如果有一个子网新加到网络中，为了令该子网对其他网络是可达的，管理员必须在网络中所有的路由器（除了与该子网直接相连的路由器）中加入相关的路由信息。另外，配置静态路由要求管理员对网络，对各个路由器的连接情况比较了解，错误的配置会导致网络之间的连接中断。在配置静态路由之前，路由器的各个端口要配置IP地址，还要用noshutdown激活。串口如果充当DCE端，还需要配置时钟频率