计算机网络 实验三 网络互联与路由协议配置
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目录
- 1．实验目的
- 2．实验内容
- 3．基本要求
- 4. 实验步骤
1．实验目的
理解路由器转发分组的机制。
理解路由表的作用、基本结构。
掌握静态路由、RIP路由协议的基本配置方法。
2．实验内容
利用网络仿真软件（如Packet Tracer等）进行网络规划设计，包括设计网络拓扑结构、网络设备选择、参数配置、数据分析等。具体实验内容如下：
（1）利用Packet Tracer仿真软件搭建一个互联网。
（2）查看、配置主机和相关网络设备的参数。
（3）测试网络连通性。
通过本实验使学生学会使用网络仿真软件的一般方法，理解网络地址与路由技术的基本原理，掌握计算机网络规划建设的基本方法，并能够借助网络仿真软件进行计算机网络系统模拟仿真，满足网络工程项目建设的需求。
3．基本要求
（1）课前准备：仔细阅读实验指导书，详细规划实验过程和步骤，设计实验数据记录表，对相关知识做好预习和准备。
（2）实验过程：按照实验指导书要求，完成实验内容，记录好实验过程、关键数据和实验结果。
（3）实验报告：根据实验情况及时撰写实验报告，实验报告应包含实验目的、实验内容、实验步骤、实验数据及分析，以及实验总结等内容。
4. 实验步骤
（1）路由表（Routing Table）：存储在路由器的内存中，用于指示路由器如何将IP数据包转发至正确目的地的信息表。路由表的基本结构如表3-1所示。
表3-1 路由表基本结构
| Destination（目的地） | Mask（掩码） | Nexthop（下一跳） | Interface（接口） |
|---|---|---|---|
- destination ：目的地址（网络、主机）
- mask（掩码）：目的网络中的子网掩码
- nexthop（地址）：下一跳路由器的IP地址
- interface（接口）：该路由的发送接口名
（2）路由表的形成
直连网段
配置IP地址，端口UP状态，形成直连路由。
直连路由：路由器接口所连接的子网的路由方式称为直连路由。
直连路由是由链路层协议发现的，该路径信息不需要网络管理员维护，也不需要路由器通过某种算法进行计算获得，只要该接口处于活动状态(Active)，路由器就会把通向该网段的路由信息填写到路由表中去，直连路由无法使路由器获取与其不直接相连的路由信息。
非直连网段
需要静态路由或动态路由，将网段添加到路由表中。
静态路由：由管理员手工配置、维护路由表，
动态路由：由相关的路由协议按一定的算法自动生成和维护路由表。
（3）建立如图3-1所示实验拓扑结构，按照表3-2中IP地址和子网掩码信息给每一台路由器的每一个端口配置IP 地址以及掩码，MAC地址请根据自己建立的网络拓扑图中每台PC实际的MAC地址如实填写（注意：MAC地址每个人的都不一样）。各设备互连的端口号根据自己实验拓扑的实际情况填写在（实践连接端口的端口号）的括号里（如R_A路由器（左）端口，实践对应FastEthernet 0/0端口，则端口号填FastEthernet 0/0）。根据图3-1的网络拓扑结构和表3-2的相关参数，自行为主机PC1、PC2、PC3、PC4配置IP地址，子网掩码和默认网关，完成表3-3的内容。
图3-1实验拓扑结构
表3-2 设备/接口参数表
表3-3 PC1-PC4参数配置表
（4）查看各路由器的初始路由表，点击工具栏“ ”然后在相应的路由器上点击出现如图菜单 ，选择“Routing Table”就可以查看路由表。完成表3-5、3-6、3-7所示路由器R_A、R_B、R_C路由器的路由表。
表3-5 路由器R_A初始路由表
表3-6 路由器R_B初始路由表
表3-7 路由器R_C初始路由表
（6）保存设备配置文件及整个工程，点击路由器，在打开的窗口选择“Config”选项卡，如图3-2所示。点击“NVRAM”右侧的“Save”按钮即可保存路由器的配置文件。然后在图3-3主界面点击菜单“File”，选择“Save as”即可保存工程（注：只保存工程文件不保存路由器的配置文件，下次打开工程文件时路由器的配置信息都没有了；设备配置文件和工程都保存后，下次打开工程文件时，路由器的配置信息都还在；只要保存工程文件PC相关参数也一块保存）。保存两个工程，分别为“静态路由.pkt”和“RIP.pkt”,后面的路由配置直接在基本配置的基础上完成即可。
图3-2 Config选项卡
图3-3 主界面窗口
（7）静态路由的配置
打开之前保存的“静态路由.pkt”文件。静态路由就是管理员手工维护路由表，即在某个路由器上按照路由表结构填写所需的路由信息，其中Nexthop（下一跳）和Interface（接口）选择其中一项（一般使用Nexthop（下一跳））。
| Destination（目的地） | Mask（掩码） | Nexthop（下一跳） | Interface（接口） |
|---|---|---|---|
在cisco packet tracer软件中有两种配置静态路由的方法，通过命令配置（通用方法）和通过界面配置。
○1命令行配置：点击需要配置的路由器，在打开的窗口选择“CLI”选项卡进入如图3-4所示命令行界面，在Router>提示符下输入“enable”进入特权模式，如图3-5所示，在Router# 提示符下输入“configure terminal ”进入全局配置模式，如图3-6所示，在Router(config)#命令提示符后可以配置静态路由。
IP路由配置命令格式：ip route network mask {address | interface} [distance]，其中：
network prefix（网络前缀）：指定目的网络的网络地址
mask（掩码）：目的网络中的子网掩码
address（地址）：下一跳路由器的IP地址
interface（接口）：该路由的发送接口名
distance（距离）：可选，管理距离
例：配置到网络192.168.1.0/24的下一跳地址为172.16.1.1的路由，在全局配置模式下输入命令：
Router(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 172.16.1.1
图3-4 命令行界面
图3-5 特权模式
图3-6 全局配置模式
○2界面配置：点击需要配置的路由器，在打开的窗口选择“config”选项卡进入如图3-7所示界面，点击左侧导航栏“ROUTING”下的“Static”选项，即可进入静态路由配置界面，如图3-8所示。按提示在“Network”、“Mask”、“Next Hop”输入所需信息即可。
○3使用静态路由为步骤（3）建立的图3-1所示实验拓扑结构中各路由器配置路由信息，是的整个网络能够连通，查看路由表，完成表3-7、3-8、3-9对应的路由器R_A、R_B、R_C的路由信息，并完成表3-10连通性测试的相关信息（在实时模式下(Realtime)测试连通性（测试3次），如果不能连通切换到仿真模式(Simulation)模式下测试并进行分析）。
图3-7 “Static”选项
图3-8 静态路由配置界面
表 3-10 连通性测试表
（8）RIP路由协议配置
○1RIP路由协议
RIP是Routing Information Protocol （路由信息协议）的简称。它是一种相对简单的动态路由协议，但在实际使用中有着广泛的应用。RIP是一种基于D-V算法的路由协议，它通过UDP交换路由信息，每隔30秒向外发送一次更新报文。如果路由器经过180秒没有收到来自对端的路由更新报文，则将所有来自此路由器的路由信息标志为不可达，若在其后120 秒内仍未收到更新报文，就将该条路由从路由表中删除。RIP协议的关键点：
一个距离矢量路由选择协议
使用跳数作为路径选择的标准
向邻居发送整个路由表信息
每经过一个路由器，跳数自动加1
跳数最大值为15跳，超过15跳认为网络不可达
默认情况下，每隔30秒广播一次更新信息
RIP路由协议----距离向量算法
○2RIP路由协议配置
打开之前保存的“RIP.pkt”文件。在cisco packet tracer软件中有两种配置静态路由的方法，通过命令配置（通用方法）和通过界面配置，模式和静态路由相似。命令行配置：在进入全局模式输入相关命令进行配置。命令及作用如表3-11所示。界面配置模式：点击需要配置的路由器，在打开的窗口选择“config”选项卡，点击左侧导航栏“ROUTING”下的“RIP”选项，即可进入RIP路由配置界面，如图3-9所示，在Network项输入本路由器的直连网络。
表 3-11 RIP路由协议配置命令及作用
说明：
network命令定义的关联网络有两层意思：
1）RIP对外通告关联网络的路由信息；
2）RIP只通过关联网络的接口通告和接收路由更新信息。
图3-9 RIP协议配置界面
○3测试连通性并查看路由器的路由表
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