基于Cisco Packet Tracer的路由交换综合实验设计

栗强强

【摘要】“路由交换技术”是一门专业课且实验性较强，要求学生掌握园区网和互联网规划设计、实施运维，也要求学生能够深入了解园区网和互联网相关协议和算法，能够对网络设备进行熟练配置实现网络功能需求。根据课程的实验教学特点，本文设计出网络规划的综合实验，当高校不能提供各种规模网络规划设计、实施运维的实验室时，可在Packet Tracer平台中建立相似的应用环境，以便学生学习园区网和互联网规划设计、设备配置调试方法。该实验融合了FTP服务、WEB服务、OSPF、RIPv2、路由重分發、PPP、NAT、VLAN、单臂路由、RSTP、ACL、Port Security等二三层组网所使用的知识，在软件中经过设备选型、连接、地址规划、配置等步骤完成仿真，并对结果进行验证。结果表明，此次实验实现了数通的基本要求，加强了学生从理论与实践上对网络规划技术的掌握，也可为教师提供实验教学参考。

【关键词】路由交换技术 Packet Tracer 网络规划设计 实验教学

“路由交换技术”实验教学目标有两个，一是要求学生掌握园区网和互联网的规划设计;二是掌握MAC帧和IP分组从源到目的地传输过程中所涉及的算法协议的分析、设计和实现能力;在进行相关实验内容设计时，应结合网络设计运维公司网络设计项目方案，可为学生提供现实的网络规划设计的思路和方法。本文按照园区网和互联网实际应用需求，设计出网络规划综合实验，然后将PT应用到教学中，从而降低实验成本，提高教学效率，并且在实际的教学过程中，学生对教学效果反应良好。

1.综合实验设计

根据实验拓扑，要求学生在PT上搭建环境，分析网络规划体现出的技术知识，然后根据配置需求，完成网络设备配置，最终实现网络相关策略，达到熟练掌握网络规划设计的技术手段。

1.1实验拓扑

1.2实验要求

地址规划列表：

1.3配置需求：

ra配置：

（1）根据地址规划，配置接口IP;

（2）配置ospf、ripv2，配置路由重分发，使三层互通;

（3）配置ppp协议，配置chap验证，此路由器为验证方，加密口令为654321;

rb配置：

（1）根据地址规划，配置接口IP;

（2）配置ospf、静态路由与路由重分发，使三层互通;

（3）配置NAT，要求vlan10、vlan20进行NAT，地址池为（88.1.1.3～88.1.1.5/28）;vlan30、vlan40进行NAT，地址池为（88.1.1.6～88.1.1.8/28）将FTP、WEB服务进行端口地址转换，IP地址为88.1.1.10;

（4）配置ppp协议，chap验证，路由器为被验证方，口令为654321;

sa配置：

（1）配置接口IP地址、vlan信息;

（2）配置ripv2，使三层通信;

（3）配置快速生成树协议;

（4）不允许vlan10内部主机与vlan20内部主机互访，其他不受约束;

sb的相关配置：

（1）配置IP地址、配置vlan信息;

（2）配置ospf路由协议，使全网互通;

（3）不允许vlan30内部主机与vlan40内部主机互访，其他不受约束;

（4）配置RSTP协议;

（5）将fa0/3接入到vlan30中，把fa0/4-10接入到vlan40中;

接入层交换机配置：

（1）配置vlan信息;

（2）配置RSTP协议;

（3）将fa0/1-5接入到vlan10中，将fa0/6-9接入到vlan20中;

（4）开启端口安全，设置端口安全最大连接数为3，违规则关闭接口。

2.实验重点

2.1 ospf、ripv2

OSPF（Open Shortest Path First）：开放最短路径优先，属于内部网关协议，用于在单一自治系统AS内决策路由。路由器之间通告链路状态信息，包括接口的IP地址、子网掩码、网络类型、链路开销等，形成链路状态数据库;网络收敛过后，就建立了整个网络的拓扑表，然后使用SPF计算最短路径树，每个路由器通过最短路径来构到达目的地网络的路由表。

RIP（Routing Information Protocol）：适用于TCP/IP网络，是内部网关距离矢量协议，根据达到目的地网络的路径大小和方向来选路，内部网关IGP协议，v1是有类的，v2是无类的;RIP分组每30秒hello一次，发送是完整的路由表，组播地址是224.0.0.9。RIP的可信度值是120，如果一个网络同时配置OSPF与RIP，OSPF将优先;RIP度量单位是跳数，最大15跳，每经过一个路由器跳数加1，当度量为16就不再继续传递了以避免无限环路。到达目的地网络跳数越小表示路径越优。当到达目的地跳数相同时，看下一跳路由器，如果不同就负载均衡。

ospf骨干区域、非骨干区域：区域0为骨干区域，负责在非骨干区域之间发布区域间的路由信息。配置时OSPF宣告路由时，注意网段后面字段为反掩码+区域号。配置RIP时注意版本号version 2.

2.2 路由重分布

当运行多路由的网络要组合大网络时，必须在这些不同的路由选择协议之间共享路由信息。在路由选择协议之间交换路由信息的过程被称为路由重分布（Route Redistribution）。[1]

项目中经常会出现重分布的情形：①当两家公司进行合并时，会用到路由重分布，一家用RIPv2，另一家用OSPF，但是两个协议的选路依据是不一样的，合并之后就需要将OSPF路由重分布到RIP网络，也需要将RIP路由重分布到OSPF网络中，这样网络之间才可以传送数据;②网络迁移时候;③网络进行更换路由协议时;