北郵大三下計算機網絡技術實踐實驗三

實驗報告課程名稱:計算機網絡技術基礎實驗名稱:實驗三ＲIP和OＳPF路由協(xié)議的配置及協(xié)議流程班級:２0092１１3１1姓名:ｓchｎｅｅ學號:? ?? 實驗日期:2012－４-06實驗報告:2０12—4—０８環(huán)境（詳細說明運行的操作系統(tǒng),網絡平臺,網絡拓撲圖）運行的操作系統(tǒng)Windoｗs７（在老師的指導下改了部分配置之后可以不安裝XＰ虛擬機。）配置步驟:控制面板—程序－程序和功能，打開或關閉ｗindoｗｓ功能，然后Telｎｅt服務器和Tｅlｎet客戶端打開(因為ｗin7默認關閉）?？刂泼姘?系統(tǒng)與安全—管理工具－服務，開啟Teｌｎet服務;采用Dynａmiｐs仿真環(huán)境。網絡拓撲圖包含5個路由器,5個PC機,12個網段。網絡拓撲圖：實驗目的復習和進一步掌握實驗一二的內容。自己會設計較復雜的網絡物理拓撲和邏輯網段。掌握路由器上RIP協(xié)議的配置方法,能夠在模擬環(huán)境中進行路由器上RＩP協(xié)議的配置,并能通過dｅｂug信息來分析ＲIP協(xié)議的工作過程，并觀察配置水平分割和沒有配置水平分割兩種情況下RIP協(xié)議工作過程的變化。掌握路由器上OSPF協(xié)議的配置方法，能夠在模擬環(huán)境中上進行路由器上ＯＳＰＦ協(xié)議的配置,并能夠通過debｕg信息分析OSPF協(xié)議的工作工程。實驗內容及步驟協(xié)議前的基礎配置（實驗一二）修改。nｅt文件,設計網絡物理拓撲和邏輯網段。（見附錄)用list列出網絡成員，如下圖所示。用starｔ命令啟動所有的路由器和主機并配置iｄｌepc值.用ｉdｌｅpcget命令獲取到R1和PC1的idｌeｐc值,配置好R1和PＣ1的idleｐc值并保存。（同一類只需配置一次，所以只需配置R１和ＰＣ1的ｉdleｐｃ值即可).打開10個控制臺窗口,每個窗口都使用Tｅｌｎet客戶端分別登錄到路由和主機上。比如登錄到R1的命令行為:tｅlｎet127。0．0.1３001．登錄到PC1的命令行為：tｅｌnｅt127。0．０．13006配置路由器之間的串口連接并啟動串口配置時從底層向高層配置，先配置物理層的時鐘信息,再配置數據鏈路層協(xié)議，最后配置網絡層的IＰ協(xié)議,并開啟串口。在配置串口時，一端需要配置成為DCＥ端,另一端要配置成為ＤTＥ端。DCE端提供時鐘，ＤＴE端跟隨時鐘。所以只要在DCE端配置時鐘即可，配置了時鐘的那端就是DCE端,沒有配置時鐘的那端就是DTＥ端.在此實驗中我將所有串口的數據鏈路層都配置成ＰPＰ協(xié)議.如果不配置，默認的數據鏈路層采用的是HDLC協(xié)議。ＩＰ協(xié)議方面,注意串口兩端的IＰ地址要在同一網段。ｎoshuｔdown啟動接口。具體步驟以R1和Ｒ2之間的串口連接的配置為例.?同理，配置好其他路由器對間的串口連接。具體參數參見網絡拓撲圖.配置主機和路由器之間的以太網連接接口并啟動路由器和主機間采用以太網連接，以太網不用配置物理層和數據鏈路層,只要配置網絡層IP協(xié)議即可.具體步驟以R1和PＣ1為例。?同理配置好其他四個主機與對應路由之間的以太網連接接口并啟動.?至此,同一網段之間已經可以進行數據傳輸了。但是不同網絡之間的設備還是不能進行通信,這需要配置靜態(tài)路由。同一網段間PC1ｐingＲ1同一網段間Ｒ1pｉngＲ2給PＣ配置默認路由由于網絡拓撲比較復雜,此次實驗我們僅配置主機的默認路由.至于路由器,由于之后要用RIＰ或OＳＰF協(xié)議動態(tài)學習,所以不需配置。具體步驟以PC１為例進行默認路由配置。默認路由為1。1。1．1。未學習時的路由表用shｏwｉpｒoｕte查看未動態(tài)學習時的路由表。僅以Ｒ１為例截圖如下。 我們發(fā)現現在R1只知道和它直接相連的網段和路由器端口（并且都標注為C)。RIP協(xié)議配置和實驗進入各路由器配置ＲIＰ協(xié)議具體步驟以Ｒ1為例截圖說明如下.其他路由器同理配置。?nｅtworｋ配置與R1直連的網絡，nｅｉｇhbｏr配置R1的鄰居路由器.在各種情況下檢測網絡的連通情況各路由器均已經開啟ＲIP協(xié)議，即均動態(tài)學習過了。同一網段之間的檢測見3.１.5．的說明。在此僅說明不同網段之間的連通檢測。?不同網段間主機和路由器R１pinｇR４ 由于路由器通過動態(tài)學習，已經獲得了整個網絡的拓撲，所以能夠ping通.?不同網段間主機和主機PC1piｎgＰC4?我們注意到ＰC1ｐｉnｇPＣ４時第一次有丟包,但是之后就能完全pｉｎg通了。在路由器特權模式下打開調試信息,根據交互信息分析RIP協(xié)議的工作過程具體調試信息僅以Ｒ1和R３的交互為例。R1:Ｒ３：?ＲＩＰ協(xié)議基于距離矢量路由算法,它的基本工作原理是：每一個路由器維護一張路由表，該路由表以每一個目標網絡為索引，記錄到達該目標網絡的時間開銷或距離開銷,以及對應的輸出接口。所有使用RIP協(xié)議的路由器周期性地向外發(fā)送路由刷新報文，再接收到來自各個鄰居路由器的路由表后，根據這些路由表來重新計算自己到達各個網絡的最佳路由。 從上面的調試信息,我們可以看到R1接收來自各個鄰居路由的路由表,R3向外發(fā)送路由刷新報文,更新路由表的三個最重要的動作。比較禁止水平分割和開水平分割兩種情況下RIP協(xié)議交互過程的變化進入R3的ｓ1／1接口的配置模式，禁止水平分割（默認打開水平分割)。命令行為:R3（cｏnｆig—if）#noipspｌit-ｈoｒiｚon有水平分割的R3調試信息：關閉水平分割后的R3調試信息:?水平分割方法讓路由器記住每一條路由信息的來源，也就是標記收到該路由信息的端口號，當本路由器向外廣播路由信息時，不會將該路由信息想收到這條信息的端口上發(fā)送,從而可以避免一些路由循環(huán)的產生。?有上面兩個截圖的比較,我們發(fā)現關閉水平分割后,從s１／1傳來的網段7的信息又發(fā)送給了s1/1。此外，對于有水平分割的s１/０接口,傳送的是已經篩選過的距離表。這就是關閉水平分割的區(qū)別。?雖然在上圖中沒有明顯區(qū)別，但是當鏈路出現故障時，水平分割就是一種防止出現無窮計數問題的高效同步的方法.采用ｓhｏwｉproｕtｅ觀察路由器在RIP協(xié)議中學習到的路由表項我們以R１為例進行分析.比較學習前(３．1．7。截圖)和學習后(下圖)的路由表。我們發(fā)現多了標記為R的表項，并且現在路由知道了與其不直接相連的網段、主機和路由。我們以第二行：R2。0。０．0/8［１2０/1］viａ8.１.1。２，0０:０0:04，Serｉal1/2為例說明：Ｒ表示此路由表項是通過RＩP協(xié)議學習到的,而時間00：00：0４表示學習到這個路由表項距離現在的時間,時間越小表示路由表項越新,它的可信度也就越高.而時間較大時表示這個路由表項是很久之前學習到的,現在網絡狀況可能已經發(fā)生了變化.跟蹤路由，觀察RIＰ協(xié)議實驗結果我們觀察PC1ｐinｇPC3的包所經過的路徑，由下圖可知路徑為：1。1。１.21.1。1．17。1．1.23。1。1．2其中*表示失敗。OSPF協(xié)議配置和實驗刪除各路由器上的RＩP協(xié)議以Ｒ3為例.通過指令norｏuterrip刪除RIP協(xié)議。我們還發(fā)現,刪除RＩP協(xié)議后，R3的路由表又變?yōu)槲磳W習前的路由表。在各路由器上配置OSＰF協(xié)議以R1為例配置OSPF協(xié)議.具體步驟為：進入OSＰF配置模式配置與R１直連的網絡并指明該網絡所屬的區(qū)域進入路由串口（ｓ)分別配置從接口發(fā)送ｈello包的時間間隔和認為通過該接口相連的鄰居已經不存在的時間間隔。檢測OSPF路由結果以最具代表性的PC１pingPC４為例.利用ｄｅbugiｐｏspfｅvents打開調試信息，分析OSPＦ協(xié)議工作工程以R１為例。?OSPＦ是基于鏈路狀態(tài)算法的分層路由協(xié)議。在開啟ＯＳPF協(xié)議之后路由器之間交互的是鏈路狀態(tài)信息，不過上圖只有相鄰鏈路Ｈeｌlo包的交互,這是因為OＳPF的主要協(xié)議交互過程是在剛配置完OSPF協(xié)議時就進行了，而在網絡運行過程中，如果沒有鏈路狀態(tài)的變化就沒有交互鏈路狀態(tài)信息。也就是說，一旦網絡穩(wěn)定，信息不再更新,則只會有Ｈello包.只有鏈路發(fā)生變化時，相應路由器才會廣播改變的信息給其余路由器.Hello協(xié)議是ＯＳPF協(xié)議中比較重要的部分,用于檢測鄰居并維護鄰接關系。修改鏈路狀態(tài),觀察廣播信息的交互通過debｕgipｏｓpffｌoｏd打開R1的洪泛狀態(tài)打開后,維持下面狀態(tài)不變，直到鏈路狀態(tài)出現變化。可靠泛洪機制是OSＰＦ的重要部分,其在某條鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時,會將變化的信息發(fā)送給同一域中的所有ＯSPF路由器，從而確保整個域內的路由器始終具有一致的鏈路狀態(tài)數據庫。觀察路由器端口失效時信息的交互關閉與R1直連的R3的s1／1接口?R１的反應的部分截圖:?我們發(fā)現,Ｒ３的接口一關閉后,就收到了來自R3的１1．1．１.2的洪泛信息.ＯＳPF路由器收到鏈路狀態(tài)更新報文時,更新自己的鏈路狀態(tài)數據庫,然后采用SPＦ算法重新計算路由表。在重新計算過程中，路由器繼續(xù)使用舊路由表，直到SPF完成新路由表的計算。?最終R1端又會恢復鏈路改變前的平靜狀態(tài)，不會再有信息輸出。但是即使鏈路狀態(tài)沒有發(fā)生變化，OSPＦ路由信息也會自動更新，默認時間為30分鐘。觀察IP地址失效時信息的交互刪除與R1直連的R5的s1/１的IP地址。?觀察R1信息的變化（部分截圖）,同理于上,我們發(fā)現來自R5的１２．１.1。2的更新信息。利用各個路由器的OSＰF的鄰居路由器命令行為：ｓｈipospfneigｈｂoｒ.其中，ＮeiｇhbｏrID表示鄰居路由器的路由ID，路由ID是路由器在OSPF網絡中的唯一標識。（是該路由器各IP地址中的一個)Ｐri表示路由器的優(yōu)先級，默認為１。Stａｔｅ表示路由器的狀態(tài),ＦULＬ即開著。DOWN即該端口被shutdown了。DeａdTｉｍe表示最后學習到路由信息的時間。Addrｅｓｓ表示鄰居路由器與本路由器相連的接口的IP地址。Interface表示連接鄰居路由器的本地接口。實驗結果詳細每一步的實驗結果見3。實驗內容和步驟的分析與截圖.RIP協(xié)議通過實驗，我深入理解了RＩＰ協(xié)議的工作原理。RＩP協(xié)議是基于距離矢量算法的內部動態(tài)路由協(xié)議。其基本工作原理是:每一個路由表維護一張路由表,記錄到達該目標網絡的時間開銷或距離開銷,以及對應的輸出接口.所有路由器通過周期性地向外發(fā)送路由刷新報文，在接收到來自各個鄰居路由器的路由表后，根據這些路由表來重新計算自己到達各個網絡的最佳路由。通過對比水平分割關閉前后的交互變化,真切理解到RIP協(xié)議通過水平分割來優(yōu)化,避免路由循環(huán)的產生，提高效率。ＯSPＦ協(xié)議ＯＳPＦ協(xié)議基于鏈路狀態(tài)路由算法.在分層次的網絡結構中,每個區(qū)域內部維持一張唯一的本域拓撲結構圖，各域內部的路由器根據所在域的拓撲圖各自計算路由,域邊界路由器把本域的內部路由總結后向其他域進行擴散.實驗中還著重研究了OSPF的Hellｏ協(xié)議和可靠泛洪機制.Hｅllo協(xié)議用于檢測鄰居并維護鄰接關系,可靠泛洪機制在鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時更新狀態(tài)。我們從鄰居路由表中可以發(fā)現，路由器標識為端口IＰ中最大的IＰ地址。ｄebug時,可以看到OSPＦ協(xié)議中路由器先和鄰居交互鏈路狀態(tài)信息,交互描述信息ＤBD而非具體的路由信息，然后當路由器知道自己沒有哪些信息而對方有時，會啟動Dａt(yī)abａseRequiｒe請求交互，然后再Eｘｃhａnge真正的路由信息,知道達到同步為止.在點到點鏈路中,常選擇IP地址較大的作為主路由,或者通過eleｃt選舉出多個成員中的主路由，其他路由需與主路由進行數據庫同步。實驗中的問題及心得實驗中遇到的問題在實驗中，當完成基礎配置還未配置路由協(xié)議時,我檢測了一下網絡中各個路由器和主機的連通情況.結果發(fā)現Ｒ2－R３,Ｒ2—R４兩條路不通。方法：我檢查了各種配置和路由，都沒有發(fā)現問題,最后返回起點，才發(fā)現原來是。ｎet中的拓撲因為太粗心而寫錯了……實驗中，由于拓撲比較復雜,所以打開了很多窗口。方法：為了防止意外情況并且減少窗口數目,可以在每配置完一部分后就在特權模式下,coｐyｒunstaｒｔ以保存配置。這樣就可以關閉該窗口，下次打開時配置不變。配置時要求從底層向高層配置，先配置物理層的時鐘信息,再配置數據鏈路層協(xié)議,最后配置網絡層的IP協(xié)議.不過我一開始時先配置了IP協(xié)議，之后才配置的時鐘和數據鏈路層協(xié)議.方法：雖然配錯了，但是并沒有明顯問題。不過之后還是重新配置了一番。實驗思考題當配置完實驗一二之后在PＣ１piｎｇＰC４，會出現丟包現象，為什么？解答：在路由器上pinｇ的工作原理與PＣ不太相同，由于Dyｎａmips中采用的是路由器來模擬ＰC，所以PC1發(fā)送piｎg命令按照的是路由器的方式,即不知道目標MＡC地址時會先把本包丟棄，再觸發(fā)ARＰ解析過程，所以每次需要進行ARＰ解析時就會丟棄一個數據包。RIP協(xié)議的交互信息中出現viａ0。０．０。0，這個0．0.0.0表示什么？解答：由于RＩP協(xié)議交互的是距離表,而不是完整的路由表,路由表中的下一跳ＩＰ地址對于鄰居路由表沒有意義,因為如果鄰居路由器采用這條路由,那么鄰居路由器上該路由表項中的下一跳IP地址就是本路由器.因此ｖia后面的下一跳IP地址為0。0.0．０。RＩP協(xié)議的發(fā)送目的地址會有22４.０.0．９的情況出現，這是什么地址？解答:224。0.０．9是組播地址，當RＩＰｖ2協(xié)議發(fā)送一些路由信息的時間，不再采用廣播方式，而是向224。0.０．９這個組播地址發(fā)送路由信息，凡是運行RIP協(xié)議的路由器就會加入這個組播組，來接收RＩP路由信息，而其他路由器則不再處理ＲIＰ路由信息。OSPF協(xié)議實驗中，為什么打開deｂug信息后只能看到hello包，看不到ＯＳPF協(xié)議的其他交互信息？（解答見３.3．4)為什么修改了某條鏈路的狀態(tài)后，仍然看不到交互的鏈路狀態(tài)信息?解答：由于洪泛的信息量太大，默認情況下,會將其禁止掉，而在OＳPF協(xié)議中鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時，是采用洪泛的方式將變化信息向全網發(fā)送，所以要打開洪泛信息的調試，就可以看到鏈路狀態(tài)更新時發(fā)送的信息。實驗思考本次實驗建立在實驗一二的基礎上，通過在仿真環(huán)境下做具體的配置實踐和觀察，很好地復習了上學期計算機網絡課程中所學的距離矢量算法（ＲIＰ）和鏈路狀態(tài)路由算法（OSＰＦ）.通過實驗，我加深了對這兩個協(xié)議的具體工作工程的理解和認識。尤其是自己設置的網絡拓撲圖,克服了我向其他同學請教的惰性,每一步都自己琢磨自己解決.雖然網絡拓撲圖比實驗時做的復雜，但是正是在復雜的繁瑣的操作中，我鞏固了這三次實驗的知識，很多命令行也在多次的輸入中變得異常熟悉。雖然整個實驗花了整整一天的時間，但是并不覺得煩躁，而是在實驗過程中收獲了知識和成就感。附錄.net文件autostａｒｔ=false［ｌocalｈoｓt]port=7２0０uｄp=1０00０ｗoｒkingｄir=．.＼tmp＼［[rouｔｅｒＲ１]］image=。．\ioｓ\uｎzip—c7２00－ｉｓ-mｚ．122-3７.ｂiｎｍodel=72０0ｃｏnｓole=30０1npe=ｎpｅ－400rａm=6４ｃｏnfreg＝0ｘ２1０2ｅxｅc＿area＝６4mmａｐ=fａlｓｅｓlｏｔ0=PA－C７2００—IO-ＦEslｏt１=ＰA－4Ｔｆ0/０＝ＰＣ1f０／0s1/０=Ｒ5s１/2ｓ1/１＝Ｒ３s１/１ｓ１/2＝Ｒ２s1/0[［ｒoutｅｒＲ2］]ｉmagｅ=.。＼ios\unｚｉp－c7200—is—mz．122-37.bｉnmodel=７２０0consｏlｅ=３0０２nｐe＝ｎpe-４０0ｒａｍ=64coｎfrｅg=0x２10２exec＿ａｒea=64mmap=falseｓｌoｔ０＝ＰA—C720０－ＩＯ—ＦＥslｏｔ1=PＡ－4Ｔｆ０/0=PC2f0/0s1／1=R5s1/1ｓ１／2＝R4s1／０s１/3=R3ｓ１/0[［roｕｔｅｒＲ3］］imaｇe＝..\iｏs\uｎｚip－c７2００—ｉｓ—mz.122-37．ｂiｎ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