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1、计计算算机机网网络络实验指导实验指导 书书 邓明邓明 李伟李伟 孔艺权孔艺权 编编 信息科学与技术学院信息科学与技术学院 20062006 年年 9 9 月月 目目 录录 实验一实验一 交换机基本配置交换机基本配置1 实验二实验二 路由器基本配置路由器基本配置6 实验三实验三 虚拟局域网虚拟局域网 VLANVLAN.12 实验四实验四 RIPRIP 路由协议配置路由协议配置.18 实验五实验五 无线局域网配置无线局域网配置24 实验六实验六 分析以太网数据帧的构成分析以太网数据帧的构成34 实验七实验七 分析分析 ARPARP 地址解析协议地址解析协议38 实验八实验八 分析分析 IPIP 协
2、议数据包格式协议数据包格式42 实验九实验九 分析分析 ICMPICMP 协议数据包格式协议数据包格式45 实验十实验十 分析分析 TCPTCP 协议数据报格式协议数据报格式49 实验十一实验十一 交换机综合设计实验交换机综合设计实验53 实验十二实验十二 子网规划子网规划57 第 1 页 实验一实验一 交换机基本配置交换机基本配置 实验项目性质：实验项目性质：验证性 计划学时：计划学时：2 学时 一、实验目的一、实验目的 掌握交换机的管理特性，掌握交换机常用的配置命令 二、实验原理二、实验原理 1以太网交换机基础以太网交换机基础 以太网的最初形态就是在一段同轴电缆上连接多台计算机，所有计算机
3、都共享这段电缆。 所以每当某台计算机占有电缆时，其他计算机都只能等待。这种传统的共享以太网极大地受到 计算机数量的影响。为了解决上述问题，我们可以做到的是减少冲突域类的主机数量，这就是 以太网交换机采用的有效措施。 以太网交换机在数据链路层进行数据转发时需要确认数据帧应该发送到哪一端口，而不 是简单地向所有端口转发，这就是交换机 MAC 地址表的功能。 以太网交换机包含很多重要的硬件组成部分：业务接口、主板、CPU、内存、Flash、电 源系统。以太网交换机的软件主要包括引导程序和核心操作系统两部分。 2以太网交换机配置方式以太网交换机配置方式 以太网交换机的配置方式很多，如本地 Consol
4、e 口配置，Telnet 远程登陆配置， FTP、TFTP 配置和哑终端方式配置。其中最为常用的配置方式就是 Console 口配置和 Telnet 远 程配置。 3交换机的几种工作模式（视图）交换机的几种工作模式（视图） （1）用户模式：交换机开机直接进入用户模式，此时在超级终端的标识符为：“交换 机名” 。 （2）特权模式：在用户模式下输入命令：enable 后回车，即交换机进入特权模式，此时 交换机的标识符为：“交换机名#” 。 （3）全局配置模式：在特权模式下输入命令：configure terminal 后回车，即交换机进入 全局配置模式，此时交换机的标识符为：“交换机名（confi
5、g）#” 。 （4）接口配置模式：在全局配置模式下输入命令：interface vlan 1 后回车，即交换机进 入接口配置模式，此时交换机的标识符为：“交换机名（config-if）#” 。 进行本置时，需要注意配置视图的变化，特定的命令只能在特定的配置视图下进行。 4交换机的常用帮助交换机的常用帮助 在使用命令进行配置的时候，可以借助交换机提供的帮助功能快速完成命令的查找和配 置。 （1）完全帮助：在任何视图下，输入“？”获取该视图下的所有命令及其简单描述。 （2）部分帮助：输入一命令，后接以空格分隔的“？” ，如果该位置为关键字，则列出 全部关键字及其描述；如果该位置为参数，则列出有关的
6、参数描述。 本实验以 S2126G 交换机为例，交换机命名为 SwitchA。一台 PC 机通过串口(Com)连接 到交换机的控制( Console)端口，通过网卡(NIC)连接到交换机的 F0/1 端口，假设 PC 机的 IP 地 址和网络掩饰码分别为 192.168.0.137，255.255.255.0,配置交换机的管理 IP 地址和网络掩饰码 第 2 页 分别为 172.19.10.138，255.255.255.0。 实验拓扑：实验拓扑： 三、实验设备三、实验设备 S2126G 交换机及配置网络环境的计算机系统。 四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤 1安装超级终端（使用超级终端对交
7、换机进行配置和管理）安装超级终端（使用超级终端对交换机进行配置和管理） 注：也可以使用专用软件（或在 DOS 下对交换机进行配置） 可通过“添加或删除程序”安装，安装后可在“附件工具”“通讯”中出现：“超级 终端” 。 通过“超级终端”新建一个连接：命名和选用图标，选串口 COM1 或 COM2， （学生机连 TCP/IP） ，配置还原为默认值。 退出后，按回车就进入与交换机连接状态： Red-Giant 在 DOS 下可通过 Telnet 命令进行连接。 2在交换机上配置管理在交换机上配置管理 IP 地址。地址。 连接后可在几种模式下工作，分别是“特权模式” 、 “全局配置模式”和“交换机管
8、理接 口模式” 。 （在不同模式下用“？”号，可显示不同模式下可执行的命令） （1）进入特权模式（特权模式有）进入特权模式（特权模式有 15 级：级：115，默认为，默认为 15） Red-Giantenable 14 ! Password： ！输入密码 Red-Giant # ！进入特权模式 （2）进入全局配置模式）进入全局配置模式 Red-Giant # configure terminal Red-Giant (config) # hostname SwitchA !配置交换机名称为“SwitchA“ SwitchA(config)# （3）进入交换机管理接口配置模式）进入交换机管理接口
9、配置模式 SwitchA(config)# interface vlan l SwitchA(config-if)# ip address 192.168.0.138 255.255.255.0 !配置交换机管理接口 IP 地址 第 3 页 SwitchA(config-if)# no shutdown !开启交换机管理接口 （4）验证测试）验证测试:验证交换机管理验证交换机管理 IP 地址已经配置和开启地址已经配置和开启 SwitchA#show ip interface !验证交换机管理 IP 地址已经配置，管理接口已开启 Interface :VLl Description :Vlan
10、l OperStatus :up ManagementStatus :Enabled Primary Internet address : 192.168.0.138/24 Broadcast address :255.255.255.255 PhysAddress :00d0.f8fe.le48 或: SwitchA#show interface vlan l !验证交换机管理 IP 地址已经配置,管理接口已开 启 Interface :Vlan l Description : AdminStatus :up OperStatus :up Hardware :- Mtu :1500 Last
11、Change :0d:0h:0m:0s ARP Timeout :Enabled Primary Internet address :192.168.0.138/24 Broaddcast address :255.255.255.255 3配置交换机远程登录密码。配置交换机远程登录密码。 SwitchA(config) # enable secret level 1 0 star !设置交换机远程登录密码为”star” 验证测试：验证从 PC 机可以通过网线远程登录到交换机上 C:.telnet 192.168.0.138 ！从 PC 机登录到交换机上 4配置交换机特权模式密码。配置交换机特
12、权模式密码。 SwitchA(config)#enable secret level 14 0 star !设置交换机特权模式密码为”star” 验证测试：验证从 PC 机通过网线远程登录到交换机上后可以进行特权模式 C:.telnet 192.168.0.138 ！从 PC 机登录到交换机上 第 4 页 5。保存在交换机上所做的配置。保存在交换机上所做的配置。 switchA# copy running-config startup-config!保存交换机配置 或 SwitchA# write memory 验证测试：验证交换机配置已保存验证测试：验证交换机配置已保存 SwitchA# s
13、how configure !验证交换机配置已保存 Using 243 out of 4194304 bytes ! Version 1.0 ! hostname SwitchA enable secret level 1 5 $2,lu_;c3c3 C3&-8U0H ! interface vlan 1 第 5 页 no shutdown ip address 192.168.0.138 255 .255.255.0 ! end 五、思考题：五、思考题： （1）主机与交换机之间通过 telnet 建立连接时，采用交换机的什么口？这时使用的是双 绞线的直连线还是交叉线？ （2）请你说出二层交换
14、机和三层交换机之间的区别，并说出二层交换机和集线器之间的 区别。 第 6 页 实验二实验二 路由器基本配置路由器基本配置 实验项目性质：实验项目性质：验证性 计划学时：计划学时：2学时 一、实验目的一、实验目的 学会路由器的几种配置方法，掌握配置路由器的基本命令。 二、实验原理二、实验原理 路由器是一个工作在网络层的网络设备，其主要功能是检查数据包中的网络层相关的信息， 然后根据某些规则转发数据包。 路由器的硬件组件包括如下：中央处理单元，随即存储器，闪存，非易失的 RAM，只读 内存，路由器接口。路由器的软件同交换机一样，也包括一个引导系统和核心操作系统。 本实验以一台 R2624 路由器为
15、例，路由器命名为 Router A。一台 PC 机通过串口（Com） 连接到路由器的控制（Console）端口。通过网卡（NIC）连接到路由器的 fastethernet0 端口。 假设 PC 机的 IP 地址和网络掩码分别为 172.19.10.121，255.255.255.0，配置路由器的 fastethernet0 端口的 IP 地址和网络掩码分别为 172.19.10.61,255,255,255,0。 实验拓扑： PC Fa0/1 192.168.0.138 Console NIC Com RouterA 第 7 页 三、实验设备三、实验设备 R2624 路由器及配置网络环境的计算
16、机系统。 四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤 1在路由器上配置在路由器上配置 fasterthernet0 端口的端口的 IP 地址。地址。 （1）进入特权模式）进入特权模式 Red-Giantenable !进入特权模式 Password： ！输入密码 Red-Giant # （2）进入全局配置模式）进入全局配置模式 Red-Giant # configure terminal !进入全局配置模式 Red-Giant (config) # hostname Router A !配置路由器名称为“Router A” Router A (config)# （3）进入路由器接口配置模式）进入路由
17、器接口配置模式 Router A (config) # interface fastethernet0 !进入路由器接口配置模式 Router A (config) # IP address 172.19.10.138 255.255.255.0 !配置路由器管理接口 IP 的地址 Router A (config) # no shutdown !开启路由器 fastethernet0 接口 （4）验证测试：验证路由器接口）验证测试：验证路由器接口 fastethernet0 的的 IP 地址已经配置和开启。地址已经配置和开启。 Router A # show IP interface fas
18、tethernet0 !验证接口 fastethernet0 的 IP 地址已经配 置和开启。 Fastethernet0 is up, line protocol is up Internet address is 172.19.10.138/24 Broadcast address is 255.255.255.0 Address determined by setup command MTU is 1500 bytes Helper address is not set Directed broadcast forwarding is disabled Outgoing access l
19、ist is not set Inbound access list is not set Proxy ARP is enabled Security level is default Split horizon is enabled ICMP redirects are always sent ICMP unreachables are always sent ICMP mask replies are never sent IP fast switching is enabled IP fast switching on the same interface is disabled IP
20、multicast fast switching is enabled Router Discovery is disabled IP output packet accounting is disabled IP access violation accounting is disabled TCP/IP header compression is disabled Policy routing is disabled 第 8 页 或： Router A # show IP interface brief !验证接口 fastethernet0 的 IP 地址已经配置和开启 Interfac
21、e IP-Address OK? Method Status Protocol FastEthernet0 172.19.10.138 YES manual up up FastEthernet1 unassigned YES unset administratively down down FastEthernet2 unassigned YES unset administratively down down FastEthernet3 unassigned YES unset administratively down down Seria10 unassigned YES unset
22、administratively down down Seria11 YES unset administratively down down 2. 配置路由器远程登录密码。配置路由器远程登录密码。 Router A (config) # line vty 04 !进入路由器线路配置模式 Router A (config-line) login !配置远程登录 Router A (config-line) # password star !设置路由器远程登陆密码为”start” 验证测试验证测试:验证从验证从 PC 机可以通过网线远程登录到路由器上机可以通过网线远程登录到路由器上 C:teln
23、et 172.19.10.138 !从 PC 机登录到路由器上 3. 配置路由器特权模式密码配置路由器特权模式密码. Router A (config) # enable secret start !设置路由器特权模式密码为”start” 或: Router A (config) # enable password start 验证测试：验证从验证测试：验证从 PC 机通过网线远程机通过网线远程 登录到路由器上后可以进入特权模式 C:telnet 192.168.0.138 ！从 PC 机登录到路由器上 4保存在路由器所做的配置保存在路由器所做的配置. Router A# copy runni
24、ng-config startup-config ！保存路由器配置 或： Router A# write memory 验证路由器配置已保存验证路由器配置已保存 Router A# show startup-config ! 验证路由器配置已保存 Using 593 out of 32768 bytes ! Version 6.14(2) ! Hostname ”Router A” Enable secret 5$l$J.MN$6eZyYsJMhhEUdtT3ZXGO Enable password start ! IP subnet-zero ! interface FastEthernet
25、0 in address 192.168.0.138 255.255.255.0 ! interface FastEthernet1 no ip address shutdown 第 9 页 ! interface FastEthernet2 no ip address shutdown ! interface FastEthernet3 no ip address shutdown ! interface FastEthernet10 no ip address shutdown ! interface FastEthernet11 no ip address shutdown ! ! vo
26、ice-port 0 ! voice-port 1 ! voice-port 2 ! voice-port 3 ip classless ! line con 0 line 1 8 line aux 0 line vty 0 4 password star login ! end 【注意事项注意事项】 路由器接口缺省是关闭的(shutdown),因此必须在配置接口 fastethernet0 的 IP 地址后须用命 令”no shutdown”开启该接口. 【参考配置参考配置】 RouterA#show running-config !显示路由器 RouterA 的全部配置 Building
27、configuration Current configuration: ! 第 10 页 version 6.14(2) ! hostname “RouterA” ! enable secret 5 $1$J.MN$6eZyYdYsJMhhEWdt32ZXG0 enable password star ! ip subnet-zero ! interface FastEthernet0 in address 192.168.0.138 255.255.255.0 ! interface FastEthernet1 no ip address shutdown ! ! interface Fa
28、stEthernet2 no ip address shutdown ! interface FastEthernet3 no ip address shutdown interface FastEthernet10 no ip address shutdown ! interface FastEthernet11 no ip address shutdown ! ! voice-port 0 ! voice-port 1 ! voice-port 2 ! voice-port 3 ip classless ! line con 0 第 11 页 line 1 8 line aux 0 lin
29、e vty 0 4 password star login ! end 五、思考题：五、思考题： （1）使用 Telnet 方式配置路由器时，若在路由器和主机中间使用一个交换机，和没有交 换机连接上有什么不同？ （2）比较在使用 Telnet 方式配置交换机和路由器时，在配置命令上的不同之处。 第 12 页 实验三实验三 虚拟局域网虚拟局域网 VLANVLAN 实验项目性质：实验项目性质：验证性 计划学时：计划学时：2学时 一、实验目的一、实验目的 掌握创建 VLAN 相关命令，理解 Port Vlan 的配置，理解 Vlan 如何跨交换机实现。 二、实验原理二、实验原理 虚拟局域网（VLAN
30、）是将一组物理上彼此分开的用户和服务器逻辑地分成工作群组，这样 的逻辑划分与物理位置无关。使用同一 VLAN 里的计算机系统能跨交换机进行相互通信，而在 不同 VLAN 里的计算机系统不能进行相互通信。 本实验分别在同一个交换机上创建 VLAN 和跨交换机实现 VLAN。 实验拓扑：实验拓扑： 1 在一个交换机上创建 VLAN PC1 PC2 Switch Fa0/5 Fa0/15 Vlan10Vlan20 第 13 页 2 在二个交换机上实现 VLAN 三、实验设备三、实验设备 S2126G 交换机（2 台）及配置网络环境的计算机系统多台。 四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤 1在一个交换
31、机上创建在一个交换机上创建 VLAN （1）在未划）在未划 VLAN 前两台前两台 PC 互相互相 ping 可以通。可以通。 创建创建 VLAN： switch#configure terminal !过入交换机全局配置模式。 switch(config)# vlan 10 ！创建 vlan 10。 switch(config-vlan)# name test10 !将 vlan 10 命名为 test 10。 switch(config)# vlan 20 !创建 vlan 20 。 switch(config-vlan)# name test20 !将 vlan 20 命名为 test
32、20。 验证测试验证测试 switch#show vlan VLAN Name Status Ports - 1default active Fa0/1,Fa0/2,Fa0/3 Fa0/4,Fa0/5,Fa0/6 Fa0/7,Fa0/8,Fa0/9 Fa0/10,Fa0/11,Fa0/12 Fa0/13,Fa0/14,Fa0/15 Fa0/16,Fa0/17,Fa0/18 Fa0/19,Fa0/20,Fa0/21 Fa0/22,Fa0/23,Fa0/24 10 test10 active 20 test20 active PC1 PC3 SwitchB Fa0/5 Fa0/15 Vlan10
33、Vlan10 PC2 Vlan20 SwitchA Fa0/5Fa0/24Fa0/24 第 14 页 （2）将接口分配到）将接口分配到 VLAN。 Switch (config-if) # interface fastethernet 0/5 !进入 fastethernet 0/5 的接口配置模式。 Switch (config-if) # switch access vlan 10 !将 fastethernet 0/5 端口加入 vlan 10 中。 Switch (config-if) # interface fastethernet 0/15 !进入 fastethernet 0/1
34、5 的接口配置模式。 Switch (config-if) # switch access vlan 20 !将 fastethernet 0/15 端口加入 vlan 20 中。 （3）两台）两台 PC 互相互相 ping 不通。不通。 验证测试验证测试 Switch#show vlan VLAN Name Status Ports - 1Default active Fa0/1,Fa0/2,Fa0/3 Fa0/4,Fa0/6,Fa0/7 Fa0/8,Fa0/9,Fa0/10 Fa0/11,Fa0/12,Fa0/13 Fa0/14,Fa0/16,Fa0/17 Fa0/18,Fa0/19,Fa
35、0/20 Fa0/21,Fa0/22,Fa0/23 Fa0/24 10 test10 active Fa0/5 20 test20 active Fa0/15 【注意事项】 清空交换机原有 vlan 配置。 delete flash:config.text delete flash:vlan.dat 【参考配置】 Switch # show running-config Building configuration Current configuration : 162 bytes ! Version 1.0 ! Hostname Switch Interface fastEthernet 0
36、/5 switchport access vlan 10 ! Interface fastEthernet 0/15 Switchport access vlan 20 ! End 第 15 页 2在二个交换机上实现在二个交换机上实现 VLAN （1）在交换机）在交换机 SwitchA 上创建上创建 Vlan 10，并将，并将 0/5 端口划分到端口划分到 Vlan 10 中。中。 SwitchA # configure terminal !进入全局配置模式。 SwitchA(config) # vlan 10 ! 创建 Vlan 10。 SwitchA(config- vlan) # nam
37、e sales !将 Vlan 10 命名为 sales。 SwitchA(config- vlan) # exit SwitchA(config) # interface fastethernet 0/5 !进入接口配置模式。 SwitchA(config-if) # switchport access vlan 10 !将端口 0/5 划分到 Vlan 10。 验证测试：验证已创建了验证测试：验证已创建了 Vlan 10，并将，并将 0/5 端口已划分到端口已划分到 Vlan 10 中。中。 SwitchA # show vlan id 10 VLAN Name Status Ports
38、- 10 sales active Fa0/5 （2）在交换机）在交换机 SwitchA 上创建上创建 Vlan 20，并将，并将 0/15 端口划分到端口划分到 Vlan 20 中。中。 SwitchA(config) # vlan 20 ! 创建 Vlan 20。 SwitchA(config- vlan) # name technical !将 Vlan 20 命名为 technical 。 SwitchA(config- vlan) # exit SwitchA(config) # interface fastethernet 0/15 !进入接口配置模式。 SwitchA(confi
39、g-if) # switchport access vlan 20 !将端口 0/15 划分到 Vlan 20。 验证测试：验证已创建了验证测试：验证已创建了 Vlan 20，并将，并将 0/15 端口已划分到端口已划分到 Vlan 20 中。中。 SwitchA # show vlan id 20 VLAN Name Status Ports - 20 technical active Fa0/15 （3） 在交换机在交换机 SwitchA 上将与上将与 SwitchB 相连的端口（假设为相连的端口（假设为 0/24 端口）定义为端口）定义为 tag vlan 模式。模式。 SwitchA（
40、config）#interface fastethernet 0/24 ！进入接口配置模式。 SwitchA（config-if）# switchport mode trunk ！将 fastethernet 0/24 端口设为 tag vlan 模式. 验证测试：验证验证测试：验证 fastethernet 0/24 端口已被设置为端口已被设置为 tag vlan 模式。模式。 SwitchA#show interfaces fastEthernet 0/24 switchport Interface Switchport Mode Aaccess Native protected VLAN
41、 lises - Fa0/24 Enabled Trunk 1 1 Disabled All （4） 在交换机在交换机 SwitchB 上创建上创建 Vlan 10，并将，并将 0/5 端口划分到端口划分到 Vlan 10 中。中。 SwitchB # configure terminal ！进入全局配置模式。 SwitchB（config）# vlan 10 ！ 创建 Vlan 10。 SwitchB（config-vlan）# name sales ！将 Vlan 10 命名为 sales。 SwitchB（config-vlan ）# exit SwitchB（config）# inte
42、rface fastethernet 0/5 ！进入接口配置模式。 SwitchB （config-if）# switchport access vlan 10 ！将 0/5 端口划分到 Vlan 10。 验证测试：验证已在验证测试：验证已在 SwitchB 上创建了上创建了 Vlan 10，并将，并将 0/5 端口已划分到端口已划分到 Vlan 中。中。 第 16 页 SwitchB#show vlan id 10 VLAN Name Status Ports - 10 sales active Fa0/5 （5）在交换机）在交换机 SwitchB 上将与上将与 Switch相连的端口（假设
43、为相连的端口（假设为 024 端口）定义为端口）定义为 tag vlan 模模 式。式。 SwitchB （config）# interface fastethernet 0/24 ！进入接口配置模式。 SwitchB（config-if）# switchport mode trunk ！将 fastethernet 0/24 端口设为 tag vlan 模式. 验证测试：验证验证测试：验证 fastethernet 0/24 端口已被设置为端口已被设置为 tag vlan 模式模式. SwitchB #show interfaces fastEthernet 0/24 switchport
44、Interfaces Switchport Mode Aaccess Native protected VLAN lises - Fa0/24 Enabled Trunk 1 1 Disabled All （6）验证）验证 PCI 与与 PC3 能互相通信，但能互相通信，但 PC2 与与 PC3 不能互相通不能互相通。 c:ping 192.168.10.30 !在 PCI 的命令行方式下验证能 pingPC3 Ping 192.168.10.30 with 32 bytes of data: Reply from 192.168.10.30: bytes=32 timeping 192.16
45、8.10.30 !在 PC2 的命令行方式下验证不能 Ping 通 PC3。 Pinging 192.168.10.30 with 32 bytes of data: Request timed out. Request timed out. Request timed out. Request timed out. Ping statistics for 192.168.10.30: Packets: Sent = 4, Received = 0, Lost = 4 (100% loss), Approximate round trip times in milli_seconds: Min
46、imum = 0ms, Maximum = 0ms, Average = 0ms 【注意事项注意事项】 两台交换机之间相连的端口应该为 tag vlan 模式。 【参考配置参考配置】 SwitchA#show running-config !显示交换机 SwitchA 的全部置。 第 17 页 Building configuration Current configuration : 284 bytes ! version 1.0 ! hostname SwitchA vlan 1 ! vlan 10 name sales ! Vlan 20 Name technical ! interface fastEthernet 0