计算机网络—Cisco Packet Tracer 实验


前言

本部分实验共有 15 个,需使用 Cisco Packet Tracer 软件完成。
请大家先了解 VLSM、CIDR、RIP、OSPF、VLAN、STP、NAT 及 DHCP 等概念,以能够进行网络规划和配置。

参考:
Packet Tracer的简单使用
Cisco Packet Tracer 实验教程

CPT 软件使用简介
请使用上面的参考链接 1 ,了解和熟悉 CPT 软件的使用。


具体实验

1.直接连接两台 PC 构建 LAN

将两台 PC 直接连接构成一个网络。注意:直接连接需使用交叉线。
进行两台 PC 的基本网络配置,只需要配置 IP 地址即可,然后相互 ping 通即成功。

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2.用交换机构建 LAN

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部分截图:
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问题
1.PC0 能否 ping 通 PC1、PC2、PC3 ?
2.PC3 能否 ping 通 PC0、PC1、PC2 ?为什么?
3.将 4 台 PC 的掩码都改为 255.255.0.0 ,它们相互能 ping 通吗?为什么?
4.使用二层交换机连接的网络需要配置网关吗?为什么?

1.PC0能够ping通PC1但是无法ping通PC2,PC3。
2.PC3只能ping通PC2,不能ping通PC0,PC1。因为PC3和PC2在同一子网,与PC0,PC1不在同一子网
3.将 4 台 PC 的掩码都改为 255.255.0.0后便可以能ping通,因为它们的IP地址与子网掩码相与得到的结果都是192.168.0.0,处于同一子网下。
4.不需要网关。
(交换机接口地址列表
二层交换机是一种即插即用的多接口设备,它对于收到的帧有 3 种处理方式:广播、转发和丢弃(请弄清楚何时进行何种操作)。那么,要转发成功,则交换机中必须要有接口地址列表即 MAC 表,该表是交换机通过学习自动得到的!
仍然构建上图的拓扑结构,并配置各计算机的 IP 在同一个一个子网,使用工具栏中的放大镜点击某交换机如左边的 Switch3,选择 MAC Table,可以看到最初交换机的 MAC 表是空的,也即它不知道该怎样转发帧(那么它将如何处理?),用 PC0 访问(ping)PC1 后,再查看该交换机的 MAC 表,现在有相应的记录,请思考如何得来。随着网络通信的增加,各交换机都将生成自己完整的 MAC 表,此时交换机的交换速度就是最快的!)

3.生成树协议(Spanning Tree Protocol)

交换机在目的地址未知或接收到广播帧时是要进行广播的。如果交换机之间存在回路/环路,那么就会产生广播循环风暴,从而严重影响网络性能。
而交换机中运行的 STP 协议能避免交换机之间发生广播循环风暴。
只使用交换机,构建如下拓扑:

在这里插入图片描述

这是初始时的状态。我们可以看到交换机之间有回路,这会造成广播帧循环传送即形成广播风暴,严重影响网络性能。

随后,交换机将自动通过生成树协议(STP)对多余的线路进行自动阻塞(Blocking),以形成一棵以 Switch4 为根(具体哪个是根交换机有相关的策略)的具有唯一路径树即生成树!

经过一段时间,随着 STP 协议成功构建了生成树后,Switch5 的两个接口当前物理上是连接的,但逻辑上是不通的,处于Blocking状态(桔色)如下图所示:

我这里的与原文描述不同,存在少许区别
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在网络运行期间,假设某个时候 Switch4 与 Switch5 之间的物理连接出现问题(将 Switch4 与 Switch5 的连线剪掉),则该生成树将自动发生变化。Switch5 上方先前 Blocking 的那个接口现在活动了(绿色),但下方那个接口仍处于 Blocking 状态(桔色)。如下图所示:

我这里在运行时会发生错误,原因未知

注意:交换机的 STP 协议即生成树协议始终自动保证交换机之间不会出现回路,从而形成广播风暴。

4.路由器配置初步

我们模拟重庆交通大学和重庆大学两个学校的连接,构建如下拓扑:
在这里插入图片描述

说明一
交通大学与重庆大学显然是两个不同的子网。在不同子网间通信需通过路由器。
路由器的每个接口下至少是一个子网,图中我们简单的规划了 3 个子网:

1.左边路由器是交通大学的,其下使用交换机连接交通大学的网络,分配网络号 192.168.1.0/24,该路由器接口也是交通大学网络的网关,分配 IP 为 192.168.1.1
2.右边路由器是重庆大学的,其下使用交换机连接重庆大学的网络,分配网络号 192.168.3.0/24,该路由器接口也是重庆大学网络的网关,分配 IP 为 192.168.3.1
3.两个路由器之间使用广域网接口相连,也是一个子网,分配网络号 192.168.2.0/24

说明二
现实中,交通大学和重庆大学的连接是远程的。该连接要么通过路由器的光纤接口,要么通过广域网接口即所谓的 serial 口(如拓扑图所示)进行,一般不会通过双绞线连接(为什么?)。
下面我们以通过路由器的广域网口连接为例来进行相关配置。请注意:我们选用的路由器默认没有广域网模块(名称为 WIC-1T 等),需要关闭路由器后添加,然后再开机启动。
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说明三
在模拟的广域网连接中需注意 DCE 和 DTE 端(连线时线路上有提示,带一个时钟标志的是 DCE 端。有关 DCE 和 DTE 的概念请查阅相关资料。),在 DCE 端需配置时钟频率 64000

说明四
路由器有多种命令行配置模式,每种模式对应不同的提示符及相应的权限。
请留意在正确的模式下输入配置相关的命令。

User mode:用户模式
Privileged mode:特权模式
Global configuration mode:全局配置模式
Interface mode:接口配置模式
Subinterface mode:子接口配置模式

说明五
在现实中,对新的路由器,显然不能远程进行配置,我们必须在现场通过笔记本的串口与路由器的 console 接口连接并进行初次的配置(注意设置比特率为9600)后,才能通过网络远程进行配置。这也是上图左上画出笔记本连接的用意。

说明六
在路由器的 CLI 界面中,可看到路由器刚启动成功后,因为无任何配置,将会提示是否进行对话配置(Would you like to enter the initial configuration dialog?),因其步骤繁多,请选择 NO
拓扑图中路由器各接口配置数据如下:
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拓扑图中各 PC 配置数据如下:
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问题
问题:现在交通大学内的各 PC 及网关相互能 ping 通,重庆大学也类似。但不能从交大的 PC ping 通重大的 PC,反之亦然,也即不能跨子网。为什么?

广播消息只能在同一个虚拟子网中传播,而无法进行跨子网传播,而重交和重大服务器不在同一个子网中,出子网都需要通过鸽子的网关,所以不能互相ping通。

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