基于Packet Tracer的IPv6静态路由实验教学设计

唐灯平

(苏州大学计算机科学与技术学院，江苏苏州215137)

1 引言

随着网络的不断发展，IPv4地址正面临耗竭，尽管PAT等一些技术能够暂时缓解网络地址不足带来的问题，但不能从根本上解决。IPv6地址的出现能够从根本上解决IP地址不足的问题。在职业院校网络设备配置这门课程的教学中，教师在讲授基于IPv4相关实验的基础上，同样需要拓展IPv6相关的实验，为学生将来走向工作岗位适应新技术的发展创造条件。[1]

2 基本概念

2.1 IPv6

IPv6是IETF设计的用于替代现行版本IPv4的下一代IP协议，它是由128位二进制组成，分为单播、组播和任意播;其中单播地址又分为本地链路地址、本地区域地址和全球单播地址。本地链路地址的格式为:FE80/10，本地区域地址的格式为:FEC0/10，全球单播地址相当于IPv4地址中的公网地址。

2.2 静态路由

静态路由是网络设备配置人员通过手工添加的方式添加的路由表，使用静态路由的优点是网络安全保密性高。缺点是大型和复杂的网络环境下静态路由不易实现，在配置和维护中容易出现问题。[2]

3 实验目的

通过虚拟仿真软件实现IPv6静态路由实验，让学生了解IPv6静态路由配置过程。实验的主要目的有:⑴熟悉虚拟仿真软件Packet Tracer的使用;⑵熟悉IPv6地址的基本知识;⑶熟悉IPv6静态路由配置。

4 仿真软件介绍以及利用仿真软件的好处

职业院校培养面向生产、建设、管理、服务第一线的高素质高技能人才，依据该培养目标，职业院校需要建设符合一线岗位的实训场所，由于资金等各方面条件的限制，有些职业院校并不能建设这样的实训场所。利用虚拟仿真技术能够解决该问题，Packet Tracer仿真软件是Cisco公司针对Cisco网络设备开发的仿真软件，该软件目前的最高版本为5.3.2，利用该仿真软件能够很好地仿真Cisco网络设备的实验。

使用Packet Tracer仿真软件的好处如下:⑴每位同学能够独立完成整个实训项目实施过程;⑵网络环境容易搭建，为实训的顺利开展创造了条件。⑶不会出现由于网络设备的损坏而影响整个实训项目的开展，既节约了经费又达到了实训的目的。[3]

5 网络拓扑设计

图1 IPv6静态路由配置拓扑结构图

IPv6静态路由实验的实施需要两台路由器和两台电脑，其中微机1和路由器R1的f0/0端口相连，微机2和路由器R2的f0/0端口相连，路由器R1的f0/1端口和路由器R2的f0/1端口相连。整个网络的拓扑如图1所示。[4]

6 网络的具体配置

6.1 网络地址规划

表1 终端设备的IPv6地址设置

表2 网络设备的IPv6地址设置

微机PC1和PC2的IPv6地址的设置如表1所示，路由器R1和路由器R2的端口IPv6地址配置如表2所示。微机PC1的默认网关地址指向路由器R1的f0/0口，微机PC2的默认网关地址指向路由器R2的f0/0口。

6.2 Packet Tracer环境下地址的具体配置

6.2.1 客户端微机PC1和PC2的IPv6地址配置[5]

Packet Tracer中IPv6地址配置不同于IPv4，具体IPv6地址配置步骤如下:单击微机PC1，在弹出的窗口中选择config菜单，在config菜单的左边选项中，选择fast Ethernet，在IPv6 configuration中设置静态IPv6地址为2000::1/64，在Link Local Address本地链路地址中将自动生成地址FE80::2D0:BCFF:FE97:EDB。该地址是通过MAC—to—EUI64原理生成的，具体是在网卡的 MAC地址00D0.BC97.0EDB中将第7位改成1，并在中间插入FFFE生成的。具体如图2所示。PC1的默认IPv6网关地址为2000::1，具体设置为:在 config菜单的 global下单击settings，在 Gateway/DNS IPv6选项下设置 IPv6 Gateway地址。

图2 微机PC1 IPv6地址配置图

利用同样的步骤配置PC2的IPv6地址为2002::2/64，默认IPv6网关地址为2002::1。

6.2.2 配置路由器 R1和路由器 R2的端口地址[6－8]

首先配置路由器R1的端口IPv6地址。

Router(config)#hostname R1 //为路由器 1命名为R1

R1(config)#ipv6 unicast－routing //为路由器 R1开启IPv6路由功能

R1(config)#interface fastEthernet 0/0 //进入路由器R1的端口f0/0

R1(config－if)#ipv6 enable //开启路由器 R1的端口f0/0的IPv6功能

R1(config－if)#ipv6 address 2000::1/64 //为路由器R1的端口f0/0配置IPv6地址

R1(config－if)#no shu //激活端口

R1(config)#interface fastEthernet 0/1 //进入路由器R1的f0/1端口

R1(config－if)#ipv6 enable //开启路由器R1的端口f0/0的IPv6功能

R1(config－if)#ipv6 address 2001::1/64 //为路由器R1的端口f0/0配置IPv6地址

R1(config－if)#no shu //激活端口

同样设置路由器R2的端口IPv6地址，具体将R2的f0/0端口设置为2002::1/64，f0/1端口设置为2001::2/64。

6.3 配置IPv6静态路由

首先配置路由器R1

R1(config)#ipv6 route 2002::/64 2001::2 //配置路由器R1的静态路由

其次配置路由器R2

R2(config)#ipv6 route 2000::/64 2001::1 //配置路由器R2的静态路由

查看路由器IPv6路由表，以下是路由器R1的路由表:

R1#show ipv6 route //查看路由器R1的路由表

IPv6 Routing Table－6 entries

Codes:C － Connected，L － Local，S － Static，R －RIP，B － BGP

U － Per－user Static route，M － MIPv6

I1 － ISIS L1，I2 － ISIS L2，IA － ISIS interarea，IS －ISIS summary

O － OSPF intra，OI－ OSPF inter，OE1 － OSPF ext 1，OE2 － OSPF ext 2

ON1－OSPF NSSA ext 1，ON2－OSPF NSSA ext 2

D －EIGRP，EX －EIGRP external

C 2000::/64[0/0]

via::，FastEthernet0/0

L 2000::1/128[0/0]

via::，FastEthernet0/0

C 2001::/64[0/0]

via::，FastEthernet0/1

L 2001::1/128[0/0]

via::，FastEthernet0/1

S 2002::/64[1/0]

via 2001::2

L FF00::/8[0/0]

via::，Null0

可以看出在IPv6路由器表中出现了以S开头的静态路由表项。

利用show ipv6 route命令查看路由器R2的IPv6路由表，同样出现以S开头的静态路由表项。

6.4 测试网络的连通性

通过终端微机pc1 ping终端微机pc2，测试结果如下:

PC＞ping 2002::2

Pinging 2002::2 with 32 bytes of data:

Reply from 2002::2:bytes=32 time=188ms TTL=126

Reply from 2002::2:bytes=32 time=78ms TTL=126

Reply from 2002::2:bytes=32 time=94ms TTL=126

Reply from 2002::2:bytes=32 time=94ms TTL=126

根据测试结果可以看出整个网络连通性正常。

6.5 通过本地链路地址设置静态路由

6.5.1 设置本地链路静态路由

在IPv4中设置静态路由时，除了通过设置下一跳地址设置静态路由外，还可以通过设置出口端口来设置静态路由，在IPv6中可以通过设置本地链路地址来设置静态路由。具体操作如下:

首先删除设置的静态路由。

R1(config)#no ipv6 route 2002::/64 //删除路由器R1的静态路由

R2(config)#no ipv6 route 2000::/64 //删除路由器R2的静态路由

其次在路由器R1和R2上设置本地链路静态路由

通过命令show ipv6 interface fastEthernet 0/1查看端口f0/1的本地链路地址。

R1#show ipv6 interface fastEthernet 0/1 //查看路由器R1的端口f0/1的IPv6状态

FastEthernet0/1 is up，line protocol is up

IPv6 is enabled，link－local address is FE80::260:2FFF:FE81:A02

No Virtual link－local address(es):

Global unicast address(es):

2001::1，subnet is 2001::/64

可以看出路由器R1的f0/1端口的本地链路地址为FE80::260:2FFF:FE81:A02。

同样通过命令show ipv6 interface fastEthernet 0/1查看路由器R2的端口f0/1的本地链路地址。

R2#show ipv6 interface fastEthernet 0/1//查看路由器R2的端口f0/1的IPv6状态

FastEthernet0/1 is up，line protocol is up

IPv6 is enabled，link－local address is FE80::201:97FF:FED5:8002

No Virtual link－local address(es):

Global unicast address(es):

2001::2，subnet is 2001::/64

Joined group address(es):

FF02::1:FF00:2

FF02::1:FFD5:8002

可以看出路由器R2的f0/1端口的本地链路地址为FE80::201:97FF:FED5:8002。

通过本地接口及相邻端口的本地链路地址设置静态路由。命令如下:

R1(config)#ipv6 route 2002::/64 fastEthernet 0/1 FE80::201:97FF:FED5:8002//通过本地链路地址设置路由器R1的静态路由

R2(config)#ipv6 route 2000::/64 fastEthernet 0/1 FE80::260:2FFF:FE81:A02//通过本地链路地址设置路由器R2的静态路由

查看路由器的路由表

R1#show ipv6 route

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

L 2001::1/128[0/0]

via::，FastEthernet0/1

S 2002::/64[1/0]

via FE80::201:97FF:FED5:8002，FastEthernet0/1

L FF00::/8[0/0]

via::，Null0

通过命令可以看出静态路由表。同样可以看出路由器R2的静态路由表。

6.5.2 测试设置效果

通过微机PC1 ping微机PC2

PC＞ping 2002::2

Pinging 2002::2 with 32 bytes of data:

Reply from 2002::2:bytes=32 time=94ms TTL=126

Reply from 2002::2:bytes=32 time=94ms TTL=126

可以看出网络是连通的。

7 结束语

在设备条件有限的情况下，利用虚拟仿真技术能够帮助职业院校的学生独立完成实际的工程项目，为培养面向生产、建设、管理、服务第一线的高素质高技能人才创造了条件。IPv6技术是将来发展的趋势，让学生尽快地熟悉该技术至关重要。利用Packet Tracer仿真软件能够实现IPv6静态路由实验，达到很好的教学效果。

[1]唐灯平.基于 GRE Tunnel的 IPv6－over－IPv4的技术实现[J].南京工业职业技术学院学报，2010，(4):60－62+65.

[2][美]Wayne Lewis.思科网络技术学院教程 CCNA 3交换基础与中级路由[M].人民邮电出版社，2008.

[3]唐灯平.基于Packet Tracer的GRE隧道配置实验教学设计[J].实验室研究与探索，2010，(11):378－381.

[4]唐灯平.利用Packet Tracer组建三层网络架构的研究[J].实验室科学，2010，(3):143 －146.

[5]梁广民，王隆杰.思科网络实验室 CCNA实验指南[M].电子工业出版社，2009.

[6]唐灯平.利用Packet Tracer模拟组建大型单核心网络的研究[J].实验室研究与探索，2011，(1):186－189+198.

[7]桑世庆，卢晓慧.交换机/路由器配置与管理[M].人民邮电出版社，2010.

[8]褚建立，邵慧莹，李军，杨长青.交换机/路由器配置与管理项目教程[M].人民邮电出版社，2011.