实验十网络实验仿真应用.docx
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实验十网络实验仿真应用
实验十网络实验仿真应用
(一)
一、实验目的和意义
计算机网络是计算机专业中的一项重要课程,课程中很多网络实验需要较多的设备投入,而且每次实验中实验设备和学生人数之间也存在不协调。
能不能有通过软件来模拟实验环境,从而达到方便、经济和高效的实验方法呢。
“BosonNetsim”就是Cisco公司出品的一款功能强大的、较为流行的能在计算机上模拟真实环境的网络实验模拟工具软件。
与真实实验需要众多的交换机、路由器相比,使用它省去了较多的昂贵设备,同时还省去了网线连接,CONSOLE线连接,方便了学习和使用,大大节约了时间和成本。
BosonNetsim可以模拟路由器和部分交换机(依其版本的不同而不同),它可以模拟出Cisco的低端、中端产品35系列交换机和45系列路由器等。
网络实验中需要的大部分PC、交换机、路由器都可以在软件环境下模拟出来,而且它还能模拟各种线路连接方式(如PSTN、ISDN、PPP等),同时它还具备一项非常强大的功能,那就是自定义网络拓扑结构及连接。
软件所支持的设备和命令数量也随版本的升级而不断增加,更加仿真的操作界面更是让人有真是在操作真实路由器、交换机的感觉。
二、实验内容
1、设定路由器名字,口令密码、配置端口;
2、设定直连网络,配置IP、MASK、GatWay;
3、学习或熟悉基本的静态路由配置;
4、配置RIP路由协议;
5、查看并研究路由表;
6、查看RIP协议信息、观察RIP调试信息;
7、配置OSPF路由协议
三、实验原理
3.1配置模式
在进行网络配置时,一般使用命令行接口方式,网络的配置模式共有三种,不同的配置模式有不同的功能,不同的模式下有不同的指令集。
以下是Cisco网络设备的几种工作模式。
(1)用户模式(UserEXEC)
用户模式是路由器启动时的默认模式,提供有限的路由器访问权限,允许执行一些非破坏性的操作,如查看路由器的配置参数,测试路由器的连通性等,但不能对路由器配置做任何改动。
该模式下的提示符为“>”。
无论用户给何种登录方式连接到路由器,一开始首先进入用户模式,其提示符如下:
Router>
Router是所有Cisco路由器默认主机名,主机名后面的大于号说明路由器当前正处于用户模式。
(2)特权模式(PrivilegedEXEC)
特权模式也叫使能(enable)模式,可对路由器进行更多的操作,使用的命令集比用户模式多,其中包括修改路由器配置的命令、更新启动路由器的命令和查看配置文件的命令等,还可对路由器进行更高级的测试,如使用debug命令。
从用户模式进入特权模式的命令是enable。
进入特权模式时,在配置界面上将看到如下内容:
Route>enable
Router#
通过识别路由器名称后面的符号“#”,就可以确认路由器当前正出于特权模式,另外,可用命令disbale或exit从特权模式退回到用户模式。
退出特权模式时,在配置界面上将看到如下内容:
Router#disbale
Router>
(3)全局模式(GlobalConfiguration)
全局模式是路由器的最高操作模式,可以设置路由器上运行的硬件和软件的相关参数;配置各接口、路由协议和广域网协议;设置用户和访问密码等。
在特权模式“#”提示符下输入configureterminal(可简写为conft)命令,进入全局模式。
进入全局模式时,在配置界面上将看到如下内容:
Router#conft
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z
Router(config)#(这是全局模式的提示符)
进入全局配置模式后,可对路由器的以下全局性参数进行设置,例如路由器主机名,enablesecret和enablepassword密码等。
另外,从全局模式退回到特权模式,可使用命令exit(或者end、Ctrl+Z),在配置界面上将看到如下内容:
Router(config)#exit
Router#
3.2BosonNetSim的三大组件
NetworkDesigner提供了让用户设计构建网络拓扑结构,或在实验中查看网络拓扑结构的环境。
ControlPanel是最重要的组件,提供了用户选择你所设计的网络拓扑结构中不同的PC、路由器、交换设备进行配置。
通过在模拟的命令行环境下选择和切换设备、输入指令、查看信息等,都可以在ControlPanel中进行。
BosonLabNavigator是软件已内置的,一些非常有代表性的实验拓扑图和部分配置文件,包括cisco培训课程的CCNA、BCRAN实验(CCNP拨号课程)、BSCI实验(CCNP路由课程)、事先设计好的场景实验、系列实验、有顺序要求的实验、独立的实验等,几乎涵盖了CCNA的所有实验内容的模拟。
3.3Cisco设备基本命令
登录及进入特权模式:
Enable从用户模式进入特权模式;
disable从特权模式退出到用户模式;
enablepasswordxxxx配置特权模式密码;
enablesecretxxxx使特权密码加密;
logout,exit从路由器退出;
?
显示出当前模式下的所有可用指令;
configterm从特权模式进入配置模式的指令;
ctrl+z,exit从配置模式退出到特权模式;
show显示出当前模式下的所有以show开头的可用指令;
(参数有:
version,protocols,flash,running-config,history;clock;hosts;users;interfaces等)
router#config>bannermotdz
welcomtohrbz配置进入路由器的欢迎信息;
配置信息的保存:
showstartup-config显示启动配置文件;
showrunning-config显示当前运行配置文件;
copyrunning-configstartup-config将当前配置保存;
(路由器的配置文件startup-config是保存在NVRAM里面,路由器启动时,会将startup-configrunning-config拷贝到内存中形成运行配置文件)
3.4、其他配置:
对于路由器的S口,有DTE和DCE的区别(DCE设备必须设置时钟)
判断某个接口属于DCE还是DTE:
showcontrollersserial0,
常用路由器的端口类型:
Ethernet,帧中继,ISDN,Serial
例:
showinterfaces命令后的输出情况
Ethernet0is Lineprotocolis Meaning
administrativelydown down 端口被shutdown指令关闭
up down 线缆连上但没有通讯
down down 线路故障/DCE上没有设置clockrate
up up 工作正常
四、实验设备器材:
计算机一台,BosonNetSim软件
五、实验方法步骤
5.1Bosonnetsim软件使用介绍
1、Bosonnetsim软件运行的主界面如图所示,
从主界面工具栏可看到同时运行了Bosonlabnavigator和Bosonnetsim,
BosonLabNavigator是软件已内置的,一些非常有代表性的实验拓扑图和配置文件,NetMap用于查看当前使用的拓扑图,RemoteControl用于打开远程控制,即进入命令行操作方式,可使用Telnet登录远程设备来进行配置,工具栏的前三个按钮用于在要配置的设备(路由,交换,PC机)间快速切换。
2、菜单栏主要有文件菜单,模式菜单,设备菜单,工具菜单等,其中文件菜单调用拓扑图设计程序新建一个网络拓扑图、或加载已有的拓扑图文件、粘贴一个来自真实路由器或者交换机的配置文件、以合并方式装入单个设备配置文件到当前实验环境中、以覆盖方式装入单个设备配置文件到当前实验环境中、装入多个设备配置文件到当前实验环境中、保存配置文件(文件后缀是.top)等。
3、模式菜单包括,初级模式:
以默认方式使用配置界面,高级模式:
以Telnet方式访问设备进行配置,工具条:
显示/隐藏“远程控制面版”
4、设备菜单,选择当前要配置的设备,与工具栏上的快速切换设备图标功能相同,当设计者建好网络拓扑图后,各菜单项才起作用;
5.2使用netsim模拟的路由基础实验实例一
网络实验要求:
对于如下的拓扑图,R1、R2、S1、S2通过命令行方式配置,内容有名字、描述信息、路由、并查看路由信息等,配置静态路由使PC1与PC2间实现相互通讯。
先设计拓扑(即networkdesigner),要把此步骤视为自己在动手连接各种网络线路设备,并实施配置。
从工程技术的角度考虑:
1、网络应用需求(达到什么目的);2、使用些什么设备;3、使用什么线路;4、使用哪些及什么类型的端口。
参考以下静态路由配置主要步骤汇总:
1、建立网络拓扑图;
2、在各个设备上设置名称,并观察各端口情况;
3、在各个设备连线端口上设置IP,Mask;
4、配置静态路由
5、查看路由表
6、使用Ping命令测试路由
开始实验步骤:
1、选择file/newnetmap,建立新的网络拓扑,确定后进入networkdesigner。
如图所示:
窗口中左边是设备列表,软件支持多种设备800,1000,1600,1700,2500,
2600,3600,4500等系列路由器和1900,2950,3550等系列交换机。
通信线路种类有Ethernet,Serial,ISDN等,PC包括Windows及其他类型的计算机。
由于在一些基础模拟实验中,选用不同型号的路由器主要在于接口数量规格不同,配置命令大同小异,因此创建拓扑图时选择不同的设备,只是为了满足不同实验对端口的数量要求,选用什么设备无关紧要。
对于初学者建议先从简单、少量设备开始。
待到进入高级阶段再详细了解各种设备的性能差异。
窗口中左下角是设备信息,当选择了一个设备时会显示该设备的端口信息,即可根据实验要求正确选择设备了。
向导菜单中可以通过向导来建立连接,并可以向拓扑图中添加设备。
2、在拓扑绘制区设计建立网络拓扑图
从左边的设备列表选中设备或线缆后直接拖入到绘制区,或者从wizard菜单按照向导来添加设备。
软件会为添加进来的设备自动分配一个名称或自己命名。
添入的如果是连接路由器serial端口的线缆,会提示哪个端口是DCE。
如果添加的是模块化的设备,需要选择广域网端口的类型,若有两个WAN口,首选WAN1。
WAN的选项不能不选,若不用则选NONE。
注意:
各pc的ip、Mask,S的IP,R的E口、S口及IP,R的S口连接的是DCE线缆。
加入设备后的拓扑绘制区如图所示:
接下来连线,可以从任一设备开始,这里首先从PC1开始。
右击PC1选择addconnectto/R1的ethernet0,把PC1网卡连接到S1的E0/1口,在弹出窗口中选择S1的E0/1,
拓扑图即时显示PC1和S1的E0/1就连接好了;
选S1右击,同法选择第二个端口连线到R1;
在弹出窗口中选R1的E0接口,S1的E0/2就和R1的E0口连接起来了。
因R是连接广域网,需使用广域网接口S,故选择R1上的串口S0,在弹出窗口中选择点到点的广域网连接;
接下来依法配置第二个R和S,选R2的s0,
在弹出的窗口中选择两台路由器S0接口连线的DCE线缆,可以选R1的S0或者R2的S0,我们选择R1的S0。
使用同样的方法连接S2,PC2。
3、网络拓扑设计完成后保存,然后装入netsim仿真器,加载设计好的网络,在ControlPanel中就可以命令行的方式输入指令进行网络配置了。
4、命令行配置方法如下:
1)、配置PC1机
点击图标Estations,选择进入PC1的命令行界面配置ip、Mask和网关(注意拓扑装入后的配置界面是默认进入第一台路由器的用户模式);
同法配置pc2:
C:
>ipconfig/ip30.1.1.1255.255.255.0
C:
>ipconfig/dg30.1.1.254
2)、配置交换机:
选择S1,配置S1的名字,密码
配置ip:
配置端口描述:
3)、配置路由器及静态路由
选择R1,在命令行下配置R1的名字和enable密码,vty密码等
配置R1的端口:
配置静态路由指令格式:
iproute目标网段目标网段子网掩码下一跳路由器端口
4)、同法配置R2,S2,完成后测试连通情况
5.3、使用netsim模拟的RIP动态路由实验
1)、设计并选定网络拓扑结构,网络设备(路由器至少需要3个);
2)、使用与前面实验差不多的步骤做基本配置;
3)、完成后在各个路由器,设置为(启动)RIP路由协议:
routerip;
4)、允许在非广播型网络中进行RIP路由广播
neighbor相邻路由器相邻端口的IP地址
5)、设置RIP的版本
RIP路由协议有2个版本,在与其它厂商路由器相连时,注意版本要一致,缺省态下,Cisco路由器接收RIP版本1和2的路由信息,但只发送版本1的路由信,设置RIP的版本vesion1或2。
另外,还可以控制特定端口发送或接收特定版本的路由信息。
只在特定端口发版本1或2的信息,在端口设置模式下
ripsendversion1或2
6)、给出协议工作网段(即指定与该路由器相连的网络):
network20.10.0.0
network10.0.0.0
7)、验证动态路由表的生成。
(在特权用户模式下)
Cleariproute(清空路由表)
Debugiprip(查看RIP路由协议的动态更新过程)
最后查看路由器上运行的路由协议情况:
showipprotocols
配置完成后测试网络连通情况。
5.4思考:
把R1或R2的静态路由改成默认路由后,PC间是否可以连通?
若都同时使用默认路由呢?
六、实验报告写明配置操作的情况和运行结果,并进行分析。
注意:
1、使用模拟软件实验之前,一定要先熟悉通过真实设备连接的基础实验;
2、通过模拟器软件学习并熟练掌握路由、交换设备的配置后,要尽量多的接触实际设备,进一步将虚拟环境与实际环境结合,提高自己分析、解决问题和实际应用能力;
3、NetSim软件需要安装AdobeAcrobat和Microsoftforms2.0程序(其中Form软件在Windows2000以上的操作系统已有)。
IP路由协议分成两大类:
内部网关协议IGPs(Interior Gateway Protocols)
外部网关协议EGPs(Exterior Gateway Protocols)
内部网关协议(它是在一个自治系统内部交换路由信息的路由协议)-----IGRP,实验中涉及到的是RIP和OSPF
3.1、RIP路由协议
RIP广播一个UDP数据包更换路由信息,每个路由器间隔30秒更换一次路由信息,在180秒内未收到某路由器的回应,它则认为目前该路由器不可到达;若在270秒后仍未有应答,则把有关它的路由信息从路由表中删掉。
其中用于表示目的网络远近的参数称之为跳(HOP),即到达目的网络所要经过的路由器个数,在RIP路由协议中,该参数被限制为最大15,也就是说RIP路由信息最多能传递至第16个路由器。
(对于OSPF路由协议,路由表中表示目的网络的参数为Cost,该参数为一虚拟值,与网络中链路的带宽等相关,也就是说OSPF路由信息不受物理跳数的限制。
且OSPF路由协议还支持TOS(TypeofService)路由,因此,OSPF比较适合应用于大型网络中)。
在RIP协议中,网络是一个平面的概念,并无区域及边界等的定义,随着无类域间路由CIDR概念的出现,RIP协议就带来了明显的缺点——收敛较慢。
RIP路由协议周期性地将整个路由表作为路由信息广播至网络中,该广播周期为30秒。
在一个较为大型的网络中,RIP协议会产生很大的广播信息,占用较多的网络带宽资源;并且由于RIP协议30秒的广播周期,影响了RIP路由协议的收敛,甚至出现不收敛的现象。
(对于OSPF在网络比较稳定时,网络中的路由信息是比较少的,并且其广播也不是周期性的,因此OSPF路由协议即使是在大型网络中也能够较快地收敛。
)
3.2、OSPF(OpenShortestPathFirst)路由协议
OSPF是一种基于SPF算法的、典型的链路状态(Link-state)的路由协议,一般用于一个自治系统(AutonomousSystem)AS内,即同一个路由域内。
它是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络。
在这个AS中,所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库,该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息,OSPF将链路状态广播数据包LSA(LinkStateAdvertisement)传送给在同一个路由域内的所有路由器,各路由器根据接收到的数据包以及数据库中的链路状态信息,计算并更新路由表,这与距离矢量路由协议是不同的,运行距离矢量路由协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器。
在OSPF路由协议中,一个网络,或者说是一个路由域可以划分为很多个区域area,每一个区域通过OSPF边界路由器相连,区域间可以通过路由总结(Summary)来减少路由信息,减小路由表,提高路由器的运算速度。
OSPF已成为目前Internet广域网和Intranet企业网采用最多、应用最广泛的路由协议之一。
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