实验介绍及准备
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。
文章目录
- 实验介绍及准备
- 前言
- 一、直接连接两台 PC 构建 LAN
- 二、用交换机构建 LAN
- 三、交换机接口地址列表
- 四、生成树协议（Spanning Tree Protocol）
- 五、路由器配置初步
- 六、静态路由
- 七、动态路由 RIP
- 八、动态路由 OSPF
- 九、基于端口的网络地址翻译 PAT
- 十、虚拟局域网 VLAN
- 十一、虚拟局域网管理 VTP
- 十二、VLAN 间的通信
- 十二、DHCP、DNS及Web服务器简单配置
- 十三 、WLAN初步配置
- 十四、本次实验小结
前言
这是我的第三个实验，即《计算机网络》CiscoPacketTracer 实验。
以下是本篇文章正文内容。
一、直接连接两台 PC 构建 LAN
目的：
（1）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。
（2）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。
记录：
二、用交换机构建 LAN
目的：
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？
答：（1）可以。（2）主机0，1是在一子网下，主机2，3是在另一个子网下。所以主机3可以ping通主机2，不能ping通主机1,2。在同一子网下的主机可以相互ping同而在不同子网下的主机就无法ping通。（3）可以，因为他们在子网掩码一样，所以在同一子网。（4）需要，在二层交换机配置网关网络互联。没有网关，本机所辖主机，无法与其它网络通信。
额外问题：
集线器 Hub 是工作在物理层的多接口设备，它与交换机的区别是什么？请在 CPT 软件中用 Hub 构建网络进行实际验证。
答：交换机Switch，数据链路层设备，作用是转发数据包。和网桥一样它也是通过识别帧中的MAC地址，然后对特定的端口进行转发的。 集线器（HUB），它是工作在物理层的设备， 由于它只是工作在物理层的设备，所以它并不关心也不可能关心OSI上面几层所涉及的，它的工作机制流程是：从一个端口接收到数据包时，会在其他端口把这个 包转发一次，因为它不知道也不可能知道这个包是发给谁的（物理层设备只关心电压这些物理概念），它也只能对所有人广播。
三、交换机接口地址列表
目的：
（1）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！
（2）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！
记录：
四、生成树协议（Spanning Tree Protocol）
说明：
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：
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：
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：
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。
五、路由器配置初步
说明：
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：
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。
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
比如交通大学路由器的初步配置可以如下：
在我们的实验中可不进行如下的配置，但在现实中为了安全，以下的登录及特权密码等配置是必须的，否则每个人都可操作你的路由器或交换机！
Router>en // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t // 进入全局配置模式
Router(config)#interface FastEthernet0/0
Router(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#exit
Router(config)#line vty 0 4 //可支持0-4共5个终端同时登录
Router(config-line)#password dswybs // 远程登录密码
Router(config-line)#login
Router(config-line)#exit
Router(config)#enable password dswybs // 特权模式密码
Router(config)#^Z // 退出
交通大学路由器基本配置如下：
以太网口：
Router>enable // 从普通模式进入特权模式
Router#configure terminal // 进入全局配置模式
Router(config)#interface f0/0 // 进入配置以太网口模式
Router(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 // 配置该接口的 IP
Router(config-if)#no shutdown // 激活接口
Router(config-if)#^z // 直接退到特权模式
Router#
广域网口：
Router>en // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t // 进入全局配置模式
Router(config)#int s0/0 // 进入配置广域网口模式
Router(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0 //配置该接口的 IP
Router(config-if)#clock rate 64000 // 其为 DCE 端，配置时钟频率
Router(config-if)#no shutdown // 激活接口
Router(config-if)#^z // 直接退到特权模式
Router#
重庆大学路由器基本配置如下：
以太网口：
Router>en // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t // 进入全局配置模式
Router(config)#int f0/0 // 进入配置以太网口模式
Router(config-if)#ip address 192.168.3.1 255.255.255.0 // 配置该接口的 IP
Router(config-if)#no shutdown // 激活接口
Router(config-if)#^z // 直接退到特权模式
Router#
广域网口：
Router>en // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t // 进入全局配置模式
Router(config)#int s0/0 // 进入配置广域网口模式
Router(config-if)#ip address 192.168.2.2 255.255.255.0 //配置该接口的 IP
Router(config-if)#no shutdown // 激活接口
Router(config-if)#^z // 直接退到特权模式
Router#
PC机基本网络配置：
配置完成后，拓扑图:
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？
答：测试网络时，经常用的方法是Ping某个IP地址，如果能Ping通，则说明这条链路是畅通的，如没有Ping不通，则说明这个链路不通，这个测试方法得出的结论是不严谨的，也不一定是正确的。 Ping功能不像完整的TCP/IP数据包，PIng功能发送的只不过是ICMP控制报文协议包。当你使用Ping功能时，本地PC会首先查询本地的ARP地址映射表，如果目的IP不在ARP缓存中，则受限会查询ARP映射表。如果你的电路连接的是一般路由器即无没有三层交换路由功能，本地电路查询ARP映射表的时候，会发出一个MAC层目的地址为路由器MAC地址的ICMP数据包，路由器收到ICMP数据包之后，经过地址过滤，发现目的IP地址不是其路由器的子网，则会将此ICMP包抛弃，不会发出ARP查询包进行ARP地址查询。如果本地电脑连接的是有三层交互路由功能的交换机或者路由器，则其会发出ARP查询数据包进行网络查询。
六、静态路由
说明：
静态路由是非自适应性路由协议，是由网络管理人员手动配置的，不能够根据
网络拓扑的变化而改变。 因此，静态路由简单高效，适用于结构非常简单的网
络。
在当前这个简单的拓扑结构中我们可以使用静态路由，即直接告诉路由器到某网
络该怎么走即可。
在前述路由器基本配置成功的情况下使用以下命令进行静态路由协议的配置：
交通大学路由器静态路由配置：
Router>en // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t // 进入全局配置模式
Router(config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.2 // 告诉交通大学路由器到 192.168.3.0 这个网络的下一跳是 192.168.2.2
Router(config)#exit //退到特权模式
Router#show ip route //查看路由表
重庆大学路由器静态路由配置：
Router>en // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t // 进入全局配置模式
Router(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1 // 告诉重庆大学路由器到 192.168.1.0 这个网络的下一跳是 192.168.2.1
Router(config)#exit //退到特权模式
Router#show ip route //查看路由表
查看路由表你可看到标记为 S 的一条路由，S 表示 Static 。
至此，这些 PC 能全部相互 ping 通！
记录：
注意：我们的拓扑只模拟了 3 个网络。在现实中，路由器连接的网络数量非常多，我们还需要配置一条缺省路由，否则其它网络皆不能到达！当然，我们的拓扑可以不考虑。
Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 ... // 缺省全部转发给 ... 这个IP
七、动态路由 RIP
说明：
动态路由协议采用自适应路由算法，能够根据网络拓扑的变化而重新计算机最
佳路由。
RIP 的全称是 Routing Information Protocol，是距离矢量路由的代表（目
前虽然淘汰，但可作为我们学习的对象）。使用 RIP 协议只需要告诉路由器
直接相连有哪些网络即可，然后 RIP 根据算法自动构建出路由表。
因为我们模拟的网络非常简单，因此不能同时使用静态和动态路由，否则看
不出效果，所以我们需要把刚才配置的静态路由先清除掉。
清除静态路由配置：
（1）直接关闭路由器电源。相当于没有保存任何配置，然后各接口再按照前面基本配置所述重新配
置 IP 等参数（推荐此方法，可以再熟悉一下接口的配置命令）；
（2）使用 no 命令清除静态路由。在全局配置模式下，交通大学路由器使用：no ip route
192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.2，重庆大学路由器使用：no ip route 192.168.1.0
255.255.255.0 192.168.2.1 。相当于使用 no 命令把刚才配置的静态路由命令给取消。
交通大学路由器 RIP 路由配置：
Router>en // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t // 进入全局配置模式
Router(config)#router rip // 启用 RIP 路由协议，注意是 router 命令
Router(config-router)#network 192.168.1.0 // 网络 192.168.1.0 与我直连
Router(config-router)#network 192.168.2.0 // 网络 192.168.2.0 与我直连
Router(config-router)#^z //直接退到特权模式
Router#show ip route //查看路由表
重庆大学路由器 RIP 路由配置：
Router>en // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t // 进入全局配置模式
Router(config)#router rip // 启用RIP路由协议，注意是 router 命令
Router(config-router)#network 192.168.3.0 // 网络 192.168.3.0 与我直连
Router(config-router)#network 192.168.2.0 // 网络 192.168.2.0 与我直连
Router(config-router)#^z //直接退到特权模式
Router#show ip route //查看路由表
查看路由表你可看到标记为 R 的一条路由，R 表示 RIP 。
至此，这些 PC 也能全部相互 ping 通！
记录：
八、动态路由 OSPF
说明：
OSPF（Open Shortest Path First 开放式最短路径优先）是一个内部网关
协议（Interior Gateway Protocol，简称 IGP）， 用于在单一自治系统（Autonomous System，AS）
内决策路由。OSPF 性能优于 RIP，是当前域内路由广泛使用的路由协议。
同样的，我们需要把刚才配置的 RIP 路由先清除掉。
清除 RIP 路由配置：
（1）直接关闭路由器电源。相当于没有保存任何配置，然后各接口再按照前面基本配置所述重新配置 IP
等参数
（2）使用 no 命令清除 RIP 路由。在全局配置模式下，各路由器都使用：no router rip 命令进行清除
交通大学路由器 OSPF 路由配置：
Router>en // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t // 进入全局配置模式
Router(config)#router ospf 1 // 启用 OSPF 路由协议，进程号为1（可暂不理会进程号概念）
Router(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0 // 自治域0中的属于 192.168.1.0/24 网络的所有主机（反向掩码）参与 OSPF
Router(config-router)#network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0 // 自治域0中的属于 192.168.2.0/24 网络的所有主机（反向掩码）参与 OSPF
Router(config-router)#^z //直接退到特权模式
Router#show ip route //查看路由表
重庆大学路由器 OSPF 路由配置：
Router>en // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t // 进入全局配置模式
Router(config)#router ospf 1 // 启用 OSPF 路由协议，进程号为1
Router(config-router)#network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0 // 自治域0中的属于 192.168.3.0/24 网络的所有主机（反向掩码）参与 OSPF
Router(config-router)#network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0 // 自治域0中的属于 192.168.2.0/24 网络的所有主机（反向掩码）参与 OSPF
Router(config-router)#^z //直接退到特权模式
Router#show ip route //查看路由表
查看路由表你可看到标记为 O 的一条路由，O 表示 OSPF 。
至此，这些 PC 能全部相互 ping 通！
记录：
反向掩码：我们常见的子网掩码是所谓的正向掩码，用连续的 1 和 0 来表示，其中 1 表示需精确匹配， 0 则无需，以此得到网络号。 类似的，反向掩码也使用连续的 1 和 0 来表示，但相反，其中 0 表示需精确匹配， 1 则无需，以此得到相关的 IP，主要用于 OSPF 中。 还有一个通配符掩码，也采用与反向掩码相似的规则，主要用于访问控制列表 ACL 中。
九、基于端口的网络地址翻译 PAT
简述：
网络地址转换（NAT，Network Address Translation）被各个 Internet 服务商即 ISP
广泛应用于它们的网络中，也包括 WiFi 网络。 原因很简单，NAT 不仅完美地解决了 lP
地址不足的问题，而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。
NAT 的实现方式一般有三种：
1.静态转换： Static NAT
2.动态转换： Dynamic NAT
3.端口多路复用： OverLoad
说明：
端口多路复用使用最多也最灵活。OverLoad 是指不仅改变发向 Internet 数据包的源 IP 地址，同时还改变其源端口，即进行了端口地址转换（PAT，Port Address Translation）。
采用端口多路复用方式，内部网络的所有主机均可共享一个合法外部 IP 地址实现对 Internet 的访问，从而可以最大限度地节约IP地址资源。 同时，又可隐藏网络内部的所有主机，有效避免来自 Internet 的攻击。因此，目前网络中应用最多的就是端口多路复用方式。
我们仍然使用重庆交通大学和重庆大学两个学校的拓扑进行 PAT 实验。我们需要保证两个学校的路由已经配置成功，无论使用静态路由还是动态路由，以下我们给出完整的配置过程：设定这两个学校的路由器使用 OSPF 协议，模拟交通大学使用内部 IP 地址（192.168.1.0/24），模拟重庆大学使用外部 IP 地址（8.8.8.0/24），两个路由器之间使用外部 IP 地址（202.202.240.0/24），在交通大学的出口位置即广域网口实施 PAT。
拓扑图中各 PC 配置数据如下：