基于OSPF路由協(xié)議的網(wǎng)絡互連課程設計報告

.PAGE.課程設計報告課程名稱：計算機網(wǎng)絡設計題目：基于OSPF路由協(xié)議的網(wǎng)絡互連系別：專業(yè)：組別：起止日期:2012年12月26日~2013年1月5日指導教師:計算機科學與技術系二○一二年制課程設計題目基于OSPF路由協(xié)議的網(wǎng)絡互連組長學號班級系別專業(yè)組員指導教師課程設計目的掌握子網(wǎng)劃分，路由原理等網(wǎng)絡根本知識。掌握OSPF協(xié)議的根本配置。掌握根本的組網(wǎng)方法，利用OSPF協(xié)議互聯(lián)5個獨立的局域網(wǎng)。課程設計所需環(huán)境CiscoPacketTracer課程設計任務要求利用OSPF協(xié)議互連5個獨立的局域網(wǎng)，基于PacketTracer實現(xiàn)網(wǎng)絡功能課程設計工作進度方案序號起止日期工作容分工情況1商討問題的解決路徑和初步實施方案。2劃分子網(wǎng)和畫出初步拓撲圖。3路由器和交換機的配置。4進一步完善拓撲圖5完成課程設計實驗報告，并作出分析。指導教師簽字：年月日教研室審核意見：教研室主任簽字：年月日課程設計任務書目錄TOC\o"1-3"\h\u147641引言 1223471.1課程設計目的 1193861.2課程設計背景 1293661.3課程設計主要容 1277392需求分析 13412.1實驗環(huán)境 150202.2設計思路 193022.3設計要求 2107253概要設計 217123.1設計的流程圖 2107133.2OSPF路由協(xié)議的原理與配置 3199543.2.1OSPF路由協(xié)議的原理 3190323.2.2OSPF路由協(xié)議的配置 499274詳細設計 5147244.1子網(wǎng)的劃分 5292834.2網(wǎng)絡拓撲圖的設計 5309644.3路由器的配置信息 611304.4交換機的配置 11113875調試與操作說明 1174525.1查看路由 11307665.2使用CiscoPacketTracer調試與模擬 13270766完畢語 2012174參考文獻20..課程設計主要容1引言1.1課程設計目的本課程設計是為了讓同學們了解學習計算機網(wǎng)絡的作用和意義。通過課程設計，掌握路由器接口IP地址配置以及OSPF路由協(xié)議的配置。培養(yǎng)我們在網(wǎng)絡實踐中的能力，和團隊合作的能力。1.2課程設計背景網(wǎng)絡的開展離不開路由協(xié)議，OSPF路由協(xié)議是一種典型的鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，一般用于同一個路由域。在這里，路由域是指一個自治系統(tǒng)，它是指一組通過統(tǒng)一的路由政策或路由協(xié)議互相交換路由信息的網(wǎng)絡。在這個自治系統(tǒng)中，所有的OSPF路由器都維護一個一樣的描述這個自治系統(tǒng)構造的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫中存放的是路由域中相應鏈路的狀態(tài)信息，OSPF路由器正是通過這個數(shù)據(jù)庫計算出其OSPF路由表的。作為一種鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，OSPF將鏈路狀態(tài)播送數(shù)據(jù)包LSA〔LinkStateAdvertisement〕傳送給在某一區(qū)域的所有路由器，這一點與距離矢量路由協(xié)議不同。運行距離矢量路由協(xié)議的路由器是將局部或全部的路由表傳遞給與其相鄰的路由器。OSPF路由協(xié)議支持路由驗證，只有互相通過路由驗證的路由器之間才能交換路由信息。并且OSPF可以對不同的區(qū)域定義不同的驗證方式，提高網(wǎng)絡的平安性，因此，OSPF路由協(xié)議應用非常廣泛。1.3課程設計主要容路由選擇協(xié)議可以將分布在不同地理位置的局域網(wǎng)連接成一個較大的網(wǎng)絡。利用OSPF協(xié)議互連5個獨立的局域網(wǎng)，且每個局域網(wǎng)的計算機數(shù)量分別為10臺、7臺、25臺、31臺、62臺，將每個局域網(wǎng)作為一個獨立的子網(wǎng)；整個網(wǎng)絡可用私有地址段為192.168.0.0/24，利用VLSM技術劃分子網(wǎng)；每個子網(wǎng)分別連接一個路由器，5個路由器依次連接成環(huán)狀，路由器間使用OSPF路由協(xié)議選擇路徑，并基于PacketTracer實現(xiàn)網(wǎng)絡功能。2需求分析2.1實驗環(huán)境安裝了模擬軟件CiscoPacketTracer的計算機2.2設計思路利用OSPF協(xié)議互連5個單獨成立的局域網(wǎng)，將每個局域網(wǎng)劃分為一個獨立的子網(wǎng)。然后將5個路由器連成環(huán)狀，由于拓撲為環(huán)形，沒有層次之分，依次配置每一個路由器，拓撲主干如2-1所示：圖2-1拓撲主干圖2.3設計要求利用OSPF協(xié)議互連6個獨立的局域網(wǎng)，其中有4個局域網(wǎng)屬于區(qū)域0,2個局域網(wǎng)屬于區(qū)域1，區(qū)域0的計算機數(shù)量分別為10臺、7臺、25臺、62臺，將每個局域網(wǎng)作為一個獨立的子網(wǎng)，網(wǎng)絡可用私有地址段為192.168.0.0/24，區(qū)域1的計算機數(shù)量為31臺、62臺，網(wǎng)絡可用私有地址段為192.168.1.0/24。利用VLSM技術劃分子網(wǎng)；每個子網(wǎng)分別連接一個路由器，區(qū)域0有5個路由器依次連接成環(huán)狀，區(qū)域1和區(qū)域0的一個路由器相連，3個路由器連成環(huán)，路由間使用OSPF路由協(xié)議選擇路徑。3概要設計3.1設計的流程圖設計流程:〔1〕根據(jù)需求劃分子網(wǎng)；〔2〕構造網(wǎng)絡圖譜圖；〔3〕配置路由器；〔4〕查看路由；〔5〕設計測試；3.2OSPF路由協(xié)議的原理與配置3.2.1OSPF路由協(xié)議的原理OSPF(OpenShortestPathFirst)是一個部網(wǎng)關協(xié)議(InteriorGatewayProtocol,簡稱IGP)，用于在單一自治系統(tǒng)(autonomoussystem,AS)決策路由。與RIP相對，OSPF是鏈路狀態(tài)路有協(xié)議，而RIP是距離向量路由協(xié)議。我們通過圖3.2來概括網(wǎng)絡互聯(lián)主要的四種抽象模型。圖中，抽象模型Model1表示路由器的一個以太網(wǎng)接口不連接其他路由器，只連接了一個以太網(wǎng)段。此時，對于運行OSPF的路由器R1，只能識別本身，無法識別該網(wǎng)段上的設備(主機等)；抽象模型Model2表示路由器R1通過點對點鏈路(如PPP、HDLC等)連接一臺路由器R2；抽象模型Model3表示路由器R1通過點對多點(如FrameRelay、X.25等)鏈路連接多臺路由器R3、R4等，此時路由器R5、R6之間不進展互聯(lián)；抽象模型Model4表示路由器R1通過點對多點(如FrameRelay、X.25等)鏈路連接多臺路由器R5、R6等，此時路由器R5、R6之間互聯(lián)。以上抽象模型著重于各類鏈路層協(xié)議的特點，而不涉及具體的鏈路層協(xié)議細節(jié)。該模型根本表達了當前網(wǎng)絡鏈路的連接種類。對于抽象模型Model1(以太網(wǎng)鏈路)，使用LinkID(連接的網(wǎng)段)、Data(掩碼)、Type(類型)和Metric(代價)來描述。此時的LinkID即為路由器R1接口所在網(wǎng)段，Data為所用掩碼，Type為3，Metric為代價值。對于抽象模型Model2(點對點鏈路)，先使用LinkID(連接的網(wǎng)段)、Data(掩碼)、Type(類型)和Metric(代價)來描述接口路由，以上各參數(shù)與Model1相似。接下來描述對端路由器R2，四個參數(shù)名不變，但其含義有所不同。此時LinkID為路由器R2的RouterID，Data為路由器R2的接口地址，Type為1(Router)，Metric仍為代價值。對于抽象模型Model3(點對多點鏈路，不全連通)，先使用LinkID(連接的網(wǎng)段)、Data(掩碼)、Type(類型)和Metric(代價)來描述接口路由，以上各參數(shù)與Model1相似。接下來分別描述對端路由器R3、R4的方法，與在Model2中描述R2類似。對于抽象模型Model4(點對多點鏈路，全連通)，先使用LinkID(網(wǎng)段中DR的接口地址)、Data(本接口的地址)、Type(類型)和Metric(代價)來描述接口路由。此時Type值為2(Transnet)，然后是本網(wǎng)段中DR(指定路由器)描述的連接通告。路由器在通報其獲知的鏈路狀態(tài)(即上面所述的參數(shù))前，加上LSA頭(LinkStateAdvertisementHead)，從而生成LSA(鏈路狀態(tài)播送)。到此，路由器通過LSA完成周邊網(wǎng)絡的拓撲構造描述，并發(fā)送給網(wǎng)絡中的其他路由器。圖3-2路由協(xié)議原理圖3.2.2OSPF路由協(xié)議的配置OSPF路由協(xié)議配置中的全局設置的有關命令如表3-3：表3-3全局設置的命令表任務命令指定使用OSPF協(xié)議routerospfprocess-id1指定與該路由器相連的網(wǎng)絡networkaddresswildcard-maskareaarea-id2指定與該路由器相鄰的節(jié)點地址neighborip-addressOSPF路由進程process-id必須指定圍在1-65535，多個OSPF進程可以在同一個路由器上配置，但最好不這樣做。多個OSPF進程需要多個OSPF數(shù)據(jù)庫的副本，必須運行多個最短路徑算法的副本。process-id只在路由器部起作用，不同路由器的process-id可以不同。wildcard-mask是子網(wǎng)掩碼的反碼,網(wǎng)絡區(qū)域IDarea-id在0-4294967295的十進制數(shù)，也可以是帶有IP地址格式的x.x.x.x。當網(wǎng)絡區(qū)域ID為0或0.0.0.0時為主干域。不同網(wǎng)絡區(qū)域的路由器通過主干域學習路由信息。4詳細設計4.1子網(wǎng)的劃分利用OSPF協(xié)議互連6個獨立的局域網(wǎng)，由于每個局域網(wǎng)的計算機數(shù)量分別為10臺、7臺、25臺、62臺、31臺、62臺，將每個局域網(wǎng)作為一個獨立的子網(wǎng)，區(qū)域0的網(wǎng)絡用私有地址段為192.168.0.0/24，區(qū)域1網(wǎng)絡用私有地址段為192.168.1.0/24；利用VLSM技術劃分子網(wǎng)，劃分結果如表：表4-1區(qū)域0的子網(wǎng)劃分子網(wǎng)名主機數(shù)劃分子網(wǎng)IP地址子網(wǎng)IP地址圍LAN010臺計算機192.168.0.1—LAN17臺計算機192.168.0.17—LAN225臺計算機192.168.0.33—LAN362臺計算機—表4-2區(qū)域1的子網(wǎng)劃分子網(wǎng)名主機數(shù)劃分子網(wǎng)IP地址子網(wǎng)IP地址圍LAN431臺計算機—LAN562臺計算機—4.2網(wǎng)絡拓撲圖的設計區(qū)域0：5個路由器R0、R1、R2、R3、R4連接成一個環(huán)，區(qū)域1:3個路由器互聯(lián)成環(huán)，每一個路由器的接口IP如表4-2所示：表4-3區(qū)域0的路由器的接口IP路由器名F0/0接口IPS0/0接口IPS0/1接口IPR0R1R2R3R4區(qū)域1的路由表：表4-4區(qū)域1的路由器的接口IP路由器名F0/0接口IPF0/1接口IPS0/0接口IPR3F0/0:192.168.1.1/28F0/1:192.168.1.17/28R5F0/0:192.168.1.2/28F0/1:192.168.1.65/26S0/0:192.168.1.33/27R6F0/0:192.168.1.129/26F0/1:192.168.1.18/28S0/0:192.168.1.34/27利用DNS效勞器實現(xiàn)域名解析進而訪問web效勞器；網(wǎng)絡拓撲圖如圖4-3:圖4-1網(wǎng)絡拓撲圖4.3路由器的配置信息⑴路由器R0的配置信息：hostnameR0//將路由器命名為R0interfaceFastEthernet0/0//對接口F0/0分配IP地址duplexauto//雙工的協(xié)商模式為自動speedauto//速率為協(xié)商模式為自動interfaceFastEthernet0/1//對接口F0/1分配IP地址noipaddress//刪除接口F0/1分配IP地址duplexauto//雙工的協(xié)商模式為自動speedauto//速率為協(xié)商模式為自動shutdown//激活接口interfaceSerial0/0//對接口S0/0分配IP地址clockrate64000//設置時鐘頻率interfaceSerial0/1//對接口S0/1分配IP地址clockrate64000//設置時鐘頻率routerospf1//啟動ospf進程log-adjacency-changes//宣告192.168.0.0網(wǎng)段,反碼為0.0.0.15ospf區(qū)域為骨干區(qū)域area0network192.168.0.00.0.0.15area0network192.168.0.1920.0.0.3area0network192.168.0.2080.0.0.3area0ipclasslesslinecon0linevty04login⑵路由器R1的配置信息：hostnameR1//將路由器命名為R1interfaceFastEthernet0/0//對接口F0/0分配IP地址duplexauto//雙工的協(xié)商模式為自動speedauto//速率為協(xié)商模式為自動interfaceFastEthernet0/1//對接口F0/1分配IP地址noipaddress//刪除接口F0/1分配IP地址duplexauto//雙工的協(xié)商模式為自動speedauto//速率為協(xié)商模式為自動shutdown//激活接口interfaceSerial0/0//對接口S0/0分配IP地址ipaddress192.168.0.205clockrate64000interfaceSerial0/1//對接口S0/1分配IP地址ipaddress192.168.0.210routerospf1//啟動ospf進程log-adjacency-changesnetwork192.168.0.2080.0.0.3area0network192.168.0.2040.0.0.3area0network192.168.0.160.0.0.15area0linecon0linevty04login⑶路由器R2的配置信息：hostnameR2//將路由器命名為R2interfaceFastEthernet0/0//對接口F0/0分配IP地址duplexauto//雙工的協(xié)商模式為自動speedauto//速率為協(xié)商模式為自動interfaceFastEthernet0/1//對接口F0/1分配IP地址noipaddress//刪除接口F0/1分配IP地址duplexauto//雙工的協(xié)商模式為自動speedauto//速率為協(xié)商模式為自動shutdowninterfaceSerial0/0//對接口S0/0分配IP地址6clockrate64000//設置時鐘頻率interfaceSerial0/1//對接口S0/1分配IP地址ipaddress192.168.0.201routerospf1//啟動ospf進程log-adjacency-changesnetwork192.168.0.2040.0.0.3area0network192.168.0.2080.0.0.3area0network192.168.0.321area0linecon0linevty04login⑷路由器R3的配置信息：hostnameR3//對路由器R3進展命名interfaceFastEthernet0/0//對接口F0/0分配IP地址duplexauto//雙工的協(xié)商模式為自動speedauto//速率為協(xié)商模式為自動interfaceFastEthernet0/1//對接口F0/1分配IP地址duplexauto//雙工的協(xié)商模式為自動speedauto//速率為協(xié)商模式為自動interfaceSerial0/0//對接口S0/0分配IP地址interfaceSerial0/1//對接口S0/1分配IP地址clockrate64000//設置時鐘頻率interfaceSerial0/1//對接口S0/1分配IP地址log-adjacency-changesnetwork192.168.0.2000.0.0.3area0network192.168.0.1960.0.0.3area0network192.168.1.00.0.0.15area1network192.168.1.160.0.0.15area1ipclasslesslinecon0linevty04login⑸路由器R4的配置信息：hostnameR4//將路由器命名為R4interfaceFastEthernet0/0//對接口F0/0分配IP地址duplexauto//雙工的協(xié)商模式為自動speedauto//速率為協(xié)商模式為自動interfaceFastEthernet0/1//對接口F0/1分配IP地址noipaddressduplexauto//雙工的協(xié)商模式為自動speedauto//速率為協(xié)商模式為自動shutdowninterfaceSerial0/0//對接口S0/0分配IP地址ipaddress192.168.0.194interfaceSerial0/1//對接口S0/1分配IP地址ipaddress192.168.0.198clockrate64000//設置時鐘頻率routerospf1//啟動ospf進程log-adjacency-changesnetwork192.168.0.1280.0.0.63area0network192.168.0.1920.0.0.3area0network192.168.0.1960.0.0.3area0linecon0linevty04Login⑹路由器R11的配置信息：hostnameR11//對R11進展命名interfaceFastEthernet0/0duplexauto//雙工的協(xié)商模式為自動speedauto//速率為協(xié)商模式為自動interfaceFastEthernet0/1duplexauto//雙工的協(xié)商模式為自動speedauto//速率為協(xié)商模式為自動interfaceSerial0/0//對接口S0/0分配IP地址interfaceSerial0/1//對接口S0/1分配IP地址noipaddressshutdownrouterospf1//啟動ospf進程log-adjacency-changesnetwork192.168.1.160.0.0.15area1network192.168.1.320.0.0.31area1network192.168.1.1280.0.0.63area1ipclasslesslinecon0linevty04login4.4交換機的配置interfaceFastEthernet0/2switchportaccessvlan2//劃分vlan2switchportmodetrunkinterfaceFastEthernet0/3switchportaccessvlan3//劃分vlan3switchportmodetrunkinterfaceFastEthernet0/4switchportaccessvlan4//劃分vlan4switchportmodetrunk4.5效勞器的配置5調試與操作說明5.1查看路由利用路由顯示命令showiproute，依次查看每一個路由器的路由信息。路由器R3的路由表如圖5-1：圖5-1路由器R3的路由表路由器R4的路由表如圖5-2：圖5-2路由器R4的路由表路由器R10的路由表如圖5-2圖5-3路由器R10的路由表路由器R11的路由表如圖5-2圖5-4路由器R11的路由表5.2使用CiscoPacketTracer調試與模擬5.2.1故障測試⑴配置故障測試，由于配置錯誤，導致路由器沒有選擇最優(yōu)路徑，測試結果，如下列圖所示：圖5-5配置故障測試圖由于R2的ospf的配置錯誤，導致了路徑選擇錯誤，系統(tǒng)沒有選擇最優(yōu)路徑。⑵人為故障測試圖5-6人為故障測試圖在修改好ospf配置錯誤之后，我們測試成功了，在人為的操作下，刪除了一條最短路徑，系統(tǒng)自動的選擇了剩下的唯一的一條路徑。5.2.2測試各個PC機是否能Ping通測試PC0是否能Ping通，測試結果如圖5-7圖5-7測試PC0是否能Ping