毕业设计（论文）-某公司网络构建及路由协议在构建中的应用.doc

目 录论 文 摘 要1引言1一、理论基础1（一）路由协议介绍1（二）生成树协议3二、需求分析3（一）环境需求4（二）技术需求4（三）客户需求5三、设计概要6（一）硬件介绍6（二）软件介绍6（三）实验拓扑图6（四）IP地址划分7四、详细设计8（一）VLAN的创建8（二）路由命令8（三）交换机命令12（四）路由重分布的意义19五、测试19（一）总公司的RIP路由协议及生成树20（二）分公司一的OSPF路由协议及DHCP配置21（三）分公司二的静态路由及生成树22（四）分公司三的EIGRP路由协议及单臂路由23（五）公司PC间Ping通结果24结论24参考文献1论 文 摘 要近年来，随着计算机网络规模的不断扩大，大型互联网络（如Internet）的迅猛发展，路由技术在网络技术中已逐渐成为关键部分，路由器也随之成为最重要的网络设备。本文重点介绍了路由的各种协议，以及协议之间使用重分布使彼此之间可以互相通信。简单的说，路由重分布就是把路由更新信息从一种协议发送到另一种协议，是路由表更加完整，实现通信的目的。针对路由的设置，就是保证各个路由不同协议之间的通信，就是路由重分布的意义所在。此次设计主要针对某公司网络构建及路由协议在构建中的应用，做出一系列的设计及规划。总公司与分公司在同一城市的不同地方，根据自身需求使用了不同的路由协议，然而公司之间要进行通信，在总公司的路由器上也就是中心路由器使用路由重分布，把各个公司的路由协议分别重分布其他的路由协议里。使各个公司的路由器都能查看到其他路由器的路由信息，保证各公司内部的PC互相通信。根据需要选择二层、三层交换机，并设置冗余，保障网络的稳定性、安全性、实用性等。冗余的交换机之间使用生成树协议，并设置优先级，实现负载分担。这样网络在使用中既能保证冗余链路以提供链路备份，又能避免环路、广播风暴等问题。此次设计通过使用Packet Tracer 5.3.2模拟虚拟的设备环境，从而实现内部网络生成树协议、路由协议及路由重分布的操作过程，实现最初的设计目的即PC间的通信。关键词：路由器 路由协议 重分布 生成树某公司网络构建及路由协议在构建中的应用某某某（某某大学 网络系统管理）引言随着网络的不断扩张与合并，一些问题浮上了水面：不同的网络通过各种联系合并成一个更大的网络，这个更大的网络中运行着不同的路由协议，就会使各路由协议之间的通信受到影响。这就需要在各路由之间做一种机制，一种能够被不同的路由协议所学习并能通信的机制。为了让路由信息顺利传播，因此每一种路由协议必须采用这种机制能够把自己学习到的路由信息分享给其他的路由协议，这种分享的机制被称为路由重分布。通过使用路由重分布可以使各路由协议之间互相学习，并能够顺利进行通信，也就解决了大的网络不同路由协议不能通信的问题。公司扩展也使得内部网络的壮大变得刻不容缓，冗余备份等技术在内网中也就变的至关重要。为了防止冗余时产生环路，广播风暴，生成树协议也就凸显其重要性，随之产生的问题也就得到了解决，保证了网络的稳定性、安全性及实用性。一、理论基础（一）路由协议介绍1.RIP路由协议路由信息协议也就是RIP路由协议，是在网关与主机之间交互路由选择信息，是内部的网关协议。RIP的工作原理大致分为五个部分，分别是：初始化、接受请求、接受到响应、常规路由更新和定时、出发路由更新。RIP通过广播UDP保温来交换路由信息，每30秒发送一次路由更新信息。RIP也称距离矢量协议，用信息包所经过的网关来做距离的单位，超过15跳便无法到达。配置命令为：Router(config)#router rip/激活RIP协议Router (config-router)#network network-number/选择需要激活的接口所在的网段2.OSPF介绍OSPF是一个内部网关协议，适用于规模较大的网络，还能够快速收敛，并且还有无子环、区域划分等价路由、路由分级、支持验证、组播发送等特性。OSPF还有5种网络类型，分别是：点到点网络、广播型网络（广播地址）、非广播多址网络、点到多点网络、虚链路。OSPF路由协议提出区域划分的概念，将自治系统划分为不同区域后，通过区域之间的对路由信息的摘要，大大减少了需传递的路由信息数量。也使得路由信息不会随网络规模的扩大而急剧膨胀。在宣告哪些网段是OSPF网络时，注意掩码并表明区域号，配置命令为：Router(config)#router ospf本地OSPF进程号 Router (config-router)#network 网络地址 子网掩码反码 area 区域号在配置单区域的时候，所在区域一律为骨干区域03.EIGRP介绍EIGRP即增强网关内部路由线路协议，是思科的私有路由协议，是IGRP的增强版本。它综合了距离矢量和链路状态2者的优点，它的特点包括：快速收敛、减少带宽占用、支持多种网络层协议、无缝连接数据链路层协议和拓扑结构。还有精确路由计算和多路由支持、较少宽带占用、快速收敛、MD5认证、路由聚合、实现负载分担、配置简单的优点配置EIGRPRouter(config)#router eigrp as-number/启动EIGRPRouter (config-router)#network network-number/宣告直连主类网络号4.静态路由介绍静态路由是指由网络管理员手工配置的路由信息。使用静态路由的好处是网络安全保密性高。动态路由因为需要路由器之间频繁地交换各自的路由表，而对路由表的分析可以揭示网络的拓扑结构和网络地址等信息。使用静态路由时，必须要进行双向配置，以做到数据包双向可寻址。静态路由一般适用于比较简单的网络环境，在这样的环境中，网络管理员易于清楚地了解网络拓扑结构，便于设置正确的路由信息。配置静态路由使用如下命令Router(config)#ip route 目的网络地址 网络掩码 下一跳地址5.路由重分布路由重分布是指连接到不同路由选择域的边界路由器，在不同路由选择域（自主系统）之间交换和通告路由选择信息的能力。应当注意在配置路由重分布使，要遵循几个步骤：找到边界路由器，选定核心路由协议，选定边缘路由协议，进入核心选择路由协议的路由进程，配置redistribute重分布边缘路由协议，指定度量值。在向RIP、EIGRP区域重分布路由的时候，必须指定度量值，或者通过“default-metric”命令设置默认种子度量值。RIP、EIGRP默认种子度量值为无限大，只有重分布静态（包括直连和默认）特殊，可以不指定种子度量值。（二）生成树协议生成树协议是为了避免环路产生的广播风暴，并提供链路冗余备份的协议。当网络中存在环路时，通过一定的算法将交换机的某些端口进行阻塞，从而网络形成一个无环路的树状结构。通过一定的算法，生成树协议是任意两个节点间有且只有一条路径连接，而其他的冗余链路则自动阻塞，作为备份链路。只有当活动链路失败时，备份链路才会被激活，从而恢复设备之间的连接，保证网络的畅通。二、需求分析（一）环境需求随着公司的发展壮大，需要对网络的重新规划。总公司下还有三个分公司，分别在同一城市的不同地方，暂时命名为分公司一、分公司二、分公司三。总公司及分公司根据需要分别采用不同的路由协议，随着网络的扩张与合并，一些问题也浮上了水面：不同的网络通过各种联系合并成一个更大的网络，这个更大的网络中运行着不同的路由协议，这就使得各路由协议之间的通信受到影响， 所决定在路由之间做路由重分布。总公司的路由器作为中心路由，使用RIP路由协议。在总公司里面有两个三层交换机作为核心交换机，其中一台的作用是冗余备份，三层交换机下边是二层交换机，在交换机之间需要生成树协议避免产生环路。分公司一没有太高的要求，使用的是OSPF路由协议，公司内部的PC机从路由器自动获取IP地址；分公司二使用静态路由协议，二层交换机做冗余，中间使用生成树协议，保证网络的稳定性；分公司三的路由器使用EIGRP路由协议，并做单臂路由。在路由器下连一台二层交换机，交换机下的PC划分不同的VLAN，分别配置IP。（二）技术需求路由协议主要运行于路由器上，路由协议是用来确定到达路径的，起到一个地图导航，负责找路的作用。它工作在网络层。路由协议分为两个部分:静态路由和动态路由。使用动态路由协议路由器可以自动的学习到达远端网络的路径信息。而静态路由则不然，它需要网络管理者手动的将到达目的网络的路径添加到路由表中。通常动态路由在网络作为静态路由的补充，当一个分组在路由器中进行寻找路径时，路由器首先查找静态路由，如果查到则根据相应的静态路由转发分组，否则再查找动态路由。总公司的路由器使用RIP路由协议，在配置的时候要先知道一共有多少个网段要使用这个路由协议，然后一一进行配置。总共公司使用的RIP路由协议是版本2的，所以在配置网段后要加一条命令就是“version 2”，这样就宣告所使用的路由协议是版本2 的了。为了防止路由协议自动汇总功能，还需要输入“no auto-summary”命令。总公司下的交换机之间要做生成树协议，就要设置优先级，以便信息选择合适的交换机通过，而不会造成传播速度慢，信息拥挤、阻塞。分公司一由于结构简单只有一台路由器和一台二层交换机，采用DHCP使公司里的PC能够自动获取IP，而减少了手动配置的麻烦。在路由器上建立一个地址池并命名，然后需要配置DHCP要分配的网络和掩码，继而就是域名、默认网关，默认网关的地址要和相应的网络所连接的路由器的以太口地址相同。有必要的话还可以配置WINS服务器、DNS服务器、TFTP服务器等，最后是排除不分配的地址段，也可以不排除。路由器使用的是OSPF路由协议，配置OSPF比较简单，找准网段，再输入掩码的反码，然后划分区域就行了。分公司里只有一个区域，就是用主干区域0。分公司二稍复杂一点，有生成树有路由协议，不过生成树基本和总公司的一样，只是交换机的数量和连接有些不同。公司路由器使用的是静态路由协议，需要全面手动配置。在交换机上设置VTP，三层交换机的模式为server，二层交换机的模式为client，方便配置。分公司三因为只有一台路由器和一台二层交换机，但是要有不同的VLAN区域，所以最适合使用单臂路由。在路由器上设置逻辑接口，虽不是实际的物理接口，但是功能和物理接口是一样的。配置逻辑接口IP的时候需要注意的是要为接口配置802.1Q协议，后边还要跟VLAN所属的VLAN号，例如r7 (config-subif) # encapsulation dot1Q 60，60就是端口所属的VLAN号。路由器使用的是EIGRP路由协议，没有版本，只是注意防止路由协议自动汇总功能就行了。路由重分布是为了让路由信息顺利传播，每一种路由协议必须能够把自己学习到的路由信息分享给其他的路由协议。通过使用路由重分布可以使各路由协议之间互相学习，并能够顺利进行通信，也就解决了大的网络不通的路由协议不能通信的问题。需要考虑的是路由环路、路由信息兼容和不一致时间等问题。（三）客户需求公司内部员工工作时需要计算机应用系统能处理大信息量的传输和计算；要求易于用户管理、界面简单、逻辑清晰；满足使用网络系统的运行质量，提高网络运行速度；所以公司决定采用千兆以太网作为主干的网络技术，提供标准化的高速度主干网连接，可以在同一个网络中支持多种服务质量，以支持目前和未来的应用和服务为标准。网络中使用的设备、技术和协议完全符合国际通用的标准，兼容现有的网络环境，提供良好的互联性；要求网络提供足够的带宽，丰富的接口形式，满足用户对应用带宽的基本要求，并保留一定的余量供扩展使用，最大可能地降低网络传输延迟；要求网络有很高的可靠性、稳定性及冗余，网络能够提供良好的安全性策略，能避免内部操作失误造成的损害和来自外部的恶意攻击。三、设计概要（一）硬件介绍本实验为中型模拟实验一共需要12台PC机，6台二层交换机，3台三层交换机，4台路由器。（二）软件介绍使用Packer Tracer 5.32模拟器进行模拟实验的环境搭建。Packet Tracer 是由Cisco公司发布的一个辅助学习工具，为学习思科网络课程的初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境。用户可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑，并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况。可以学习IOS的配置、锻炼故障排查能力。软件还附带4个学期的多个已经建立好的演示环境、任务挑战，目前最新的版本是 Packet Tracer 5.7。它支持VPN,AAA认证等高级配置。（三）实验拓扑图这个拓扑图是一个模拟图，拓扑图中总公司路由下的拓扑结构是总公司的内部网络，划分vlan，并做使用生成树完成冗余，保证其稳定性。分公司一路由下是分公司一的内部网络，使用dhcp保障通信。分公司二里使用二层冗余保障各vlan间通信。分公司三使用单臂路由技术使网络畅通。根据公司网络构建的需求，设计网络拓扑图如图1图1网络拓扑图（四）IP地址划分根据实验拓扑图，IP分配表如表1所示 表1 PC机IP表IP地址子网掩码网关所属VLANPC10VLAN 10CopyPC10VLAN 11PC20VLAN 20CopyPC20VLAN 21PC30PC40VLAN 40CopyPC40VLAN 41PC50VLAN 50CopyPC50VLAN 51PC60VLAN 60CopyPC60VLAN 61Copy CopyPC60VLAN 62四、详细设计（一）VLAN的创建根据拓扑图中的需求，划分VLAN如表2所示表2 VLAN地址表VLANIP端口掩码VLANIP端口掩码Vlan 10F0/1/24Vlan 50F0/1/24Vlan 11F0/4/24Vlan 51F0/2/24Vlan 20F0/1/24Vlan 60F0/1/24Vlan 21F0/4/24Vlan 61F0/2/24Vlan 40F0/1/24Vlan 62F0/3/24Vlan 41F0/2/24（二）路由命令总公司路由器的主要配置配置OSPF路由协议r1 (config) #router ospf 100r1 (config-router) #net 55 area 0配置EIGRP路由协议r1 (config) #router eigrp 100r1 (config-router) #net r1 (config-router) #no auto-summary配置RIP路由协议r1 (config) #router ripr1 (config-router) #net r1 (config-router) #no auto-summaryr1 (config-router) #version 2配置静态路由协议r1 (config) #ip route r1 (config) #ip route r1 (config) #ip route r1 (config) #ip route r1 (config) #ip route 路由重分布r1 (config) #router ospf 100r1 (config-router) # redistribute rip subnetsr1 (config-router) #redistribute eigrp 100 metric 3 metric-type 1 subnetsr1 (config-router) #redistribute static subnetsr1(config-router)#redistribute connectedr1 (config) #router ripr1 (config-router) #redistribute eigrp 100 metric 3r1 (config-router) #redistribute ospf 100 metric 10 match external 1r1 (config-router) #redistribute staticr1(config-router)#redistribute connectedr1 (config) #router eigrp 100r1 (config-router) #redistribute rip metric 10000 100 255 1 1500r1 (config-router) #redistribute ospf 100 metric 1000 100 255 1 1500r1 (config-router) #redistribute static metric 1000 100 255 1 1500r1 (config-router) #redistribute connected分公司一路由器的主要配置r3 (config) #int s2/0r3 (config-if) #ip add r3 (config-if) #clock rate 64000r3 (config-if) #no shutdown配置OSPF路由协议r3 (config) #router ospf 100r3 (config-router) #net 55 area 0r3 (config-router) #net 55 area 0配置DHCP服务r3 (config) #ip dhcp pool aaar3 (dhcp-config) #network r3 (dhcp-config) #default-router r3 (dhcp-config) #ip dhcp excluded-address 分公司二路由器的主要配置r5 (config) #int s3/0r5 (config-if) #ip add r5 (config-if) #clock rate 64000r5 (config-if) #no shutdown配置静态路由协议r5 (config) #ip route r5 (config) #ip route r5 (config) #ip route r5 (config) #ip route r5 (config) #ip route 分公司三路由器的主要配置为单臂路由配置网关r7 (config) #int f0/0.1r7 (config-subif) # encapsulation dot1Q 60r7 (config-subif) #ip add r7 (config-subif) #no shutdownr7 (config) #int f0/0.2r7 (config-subif) # encapsulation dot1Q 61r7 (config-subif) #ip add r7 (config-subif) #no shutdownr7 (config) #int f0/0.3r7 (config-subif) # encapsulation dot1Q 62r7 (config-subif) #ip add r7 (config-subif) #no shutdown设置端口时钟频率r7 (config) #int s6/0r7 (config-if) #ip add r7 (config-if) #clock rate 64000r7 (config-if) #no shutdown配置EIGRP路由协议r7 (config) #router eigrp 100r7 (config-router) #network r7 (config-router) # network r7 (config-router) # network r7 (config-router) # network r7 (config-router) #no auto-summary（三）交换机命令交换机Switch 1的主要配置Switch (config) #int rang f0/2-3Switch(config-if-range) #switchport mode trunkSwitch (config-if-range) #no shutdownSwitch (config-if-range) #int rang f0/5-24Switch (config-if-range) #spanning-tree portfastSwitch (config-if-range) #no shutdownSwitch (config) #int rang f0/23-24Switch (config-if-range) #channel-group 1 mode on把端口划分给VLANSwitch (config) #int f0/1Switch (config-if) # switchport mode accessSwitch (config-if) # switchport access vlan 10Switch (config-if) #no shutdownSwitch (config-if) #int f0/4Switch (config-if) # switchport mode accessSwitch (config-if) # switchport access vlan 11Switch (config-if) #no shutdown交换机Switch 2的主要配置把端口划分给VLANSwitch (config) #int f0/1Switch (config-if) # switchport mode accessSwitch (config-if) # switchport access vlan 20Switch (config-if) #no shutdownSwitch (config-if) #int f0/4Switch (config-if) # switchport mode accessSwitch (config-if) # switchport access vlan 21Switch (config-if) #no shutdown交换机Switch 3的主要配置Switch (config) #int f0/1Switch (config-if) #switchport mode trunkSwitch (config-if) #no shutdown交换机Switch 4的主要配置配置交换机的VTPSwitch (config) #vtp domain bbbChanging VTP domain name from NULL to bbbSwitch (config) #vtp mode clientSetting device to VTP CLIENT mode设置端口TRUNKSwitch (config) #int f0/23Switch (config-if) # switchport mode trunkSwitch (config-if) #no shutdownSwitch (config-if) #int f0/10Switch (config-if) # switchport mode trunkSwitch (config-if) #no shutdown把端口划分给VLANSwitch (config) #int f0/1Switch (config-if) # switchport mode accessSwitch (config-if) # switchport access vlan 40Switch (config-if) #no shutdownSwitch (config-if) #int f0/2Switch (config-if) # switchport mode accessSwitch (config-if) # switchport access vlan 41Switch (config-if) #no shutdown交换机Switch 5的主要配置配置交换机的VTPSwitch (config) #vtp domain bbbChanging VTP domain name from NULL to bbbSwitch (config) #vtp mode clientSetting device to VTP CLIENT mode设置交换机TRUNKSwitch (config) #int f0/24Switch (config-if) # switchport mode trunkSwitch (config-if) #no shutdownSwitch (config-if) #int f0/10Switch (config-if) # switchport mode trunkSwitch (config-if) #no shutdown把端口划分给VLANSwitch (config) #int f0/1Switch (config-if) # switchport mode accessSwitch (config-if) # switchport access vlan 50Switch (config-if) #no shutdownSwitch (config-if) #int f0/2Switch (config-if) # switchport mode accessSwitch (config-if) # switchport access vlan 51Switch (config-if) #no shutdown交换机Switch 6的主要配置把交换机端口划分给VLANSwitch (config) #int f0/1Switch (config-if) # switchport mode accessSwitch (config-if) # switchport access vlan 60Switch (config-if) #no shutdownSwitch (config-if) #int f0/2Switch (config-if) # switchport mode accessSwitch (config-if) # switchport access vlan 61Switch (config-if) #no shutdownSwitch (config-if) #int f0/3Switch (config-if) # switchport mode accessSwitch (config-if) # switchport access vlan 62Switch (config-if) #no shutdown配置交换机TRUNKSwitch (config-if) #int f0/24 Switch (config-if) # switchport mode trunkSwitch (config-if) #no shutdown三层交换机 Switch 1的主要配置配置交换机生成树协议Switch (config) # spanning-tree vlan 20 priority 4096Switch (config) # spanning-tree vlan 21 priority 4096设置端口通道Switch (config) #int rang f0/23-24Switch (config-if-range) #channel-group 1 mode on启动交换机路由功能Switch (config) #ip routing给交换机端口分配IPSwitch (config) #int f0/1Switch (config-if) #no switchportSwitch (config-if) #ip route 配置交换机RIP路由协议Switch (config) #router ripSwitch (config-router) #network Switch (config-router) # network Switch (config-router) # network Switch (config-router) # network Switch (config-router) # network Switch (config-router) #no auto-summarySwitch (config-router) #version 2三层交换机 Switch 3的主要配置Switch (config) #vtp domain bbbDomain name already set to bbb.Switch (config) #vtp mode serverDevice mode already VTP SERVER.设置交换机TRUNKSwitch (config-if) #int f0/23Switch (config-if) # switchport trunk encapsulation dot1qSwitch (config-if) # switchport mode trunkSwitch (config-if) #no shutdownSwitch (config-if) #int f0/24Switch (config-if) # switchport trunk encapsulation dot1qSwitch (config-if) # switchport mode trunkSwitch (config-if) #no shutdown设置交换机静态路由协议Switch (