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1、-基于OSPF路由协议的网络互连课程设计-第 13 页长治学院课程设计报告 课程名称： 计算机网络 设计题目: 基于OSPF路由协议的网络互连_ 系 别: 计算机系 专 业: 计算机科学与技术（1304班） 组 别: 第 6 组 学生姓名: 史家宁 学 号: 13407429 起止日期: 2016年1月14日2016年1月19日 指导教师: 王文溥 目 录1 引言11.1课程设计目的11.2 课程设计背景11.3 课程设计主要内容12需求分析22.1 实验环境22.2 设计思路22.3 设计要求23概要设计23.1设计的流程图33.2 OSPF路由协议的原理与配置33.2.1 OSPF路由协议
2、的原理33.2.2 OSPF路由协议的配置44 详细设计54.1 子网的划分54.2 网络拓扑图的设计64.3路由器的配置信息74.4交换机的配置125 调试135.1 查看路由135.2 使用Cisco Packet Tracer 调试与模拟156 课程设计总结与体会20致谢20参考文献20附录21课程设计主要内容1 引言1.1课程设计目的 本课程设计是为了让同学们了解学习计算机网络的作用和意义。通过课程设计，掌握路由器接口IP地址配置以及OSPF路由协议的配置。 培养我们在网络实践中的能力，和团队合作的能力。1.2 课程设计背景网络的发展离不开路由协议，OSPF路由协议是一种典型的链路状态
3、的路由协议，一般用于同一个路由域内。在这里，路由域是指一个自治系统，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。在这个自治系统中，所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个自治系统结构的数据库，该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息，OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。作为一种链路状态的路由协议，OSPF将链路状态广播数据包LSA（Link State Advertisement）传送给在某一区域内的所有路由器，这一点与距离矢量路由协议不同。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。OSPF路由协议支持路由验证，只
4、有互相通过路由验证的路由器之间才能交换路由信息。并且OSPF可以对不同的区域定义不同的验证方式，提高网络的安全性，因此，OSPF路由协议应用非常广泛。1.3 课程设计主要内容利用OSPF协议互连5个独立的局域网，具体包括：（1）每个局域网的计算机数量分别为10台、7台、25台、31台、62台，将每个局域网作为一个独立的子网；整个网络可用私有地址段为192.168.0.0/24，利用VLSM技术划分子网；（2）每个子网分别连接一个路由器，5个路由器依次连接成环状，路由器间使用OSPF路由协议选择路径，利用网段剩下未分配的地址作为路由器间互联子网的IP地址，CIDR值为/30。2需求分析2.1 实
5、验环境安装了模拟软件Cisco Packet Tracer的计算机2.2 设计思路利用OSPF协议互连5个单独成立的局域网，将每个局域网划分为一个独立的子网。然后将5个路由器连成环状，由于拓扑为环形，没有层次之分，依次配置每一个路由器，拓扑主干如2-1所示：图2-1拓扑主干图2.3 设计要求利用OSPF协议互连6个独立的局域网，其中有4个局域网属于区域0,2个局域网属于区域1，区域0的计算机数量分别为10台、7台、25台、62台，将每个局域网作为一个独立的子网，网络可用私有地址段为192.168.0.0/24，区域1的计算机数量为31台、62台，网络可用私有地址段为192.168.1.0/24
6、。利用VLSM技术划分子网；每个子网分别连接一个路由器，区域0有5个路由器依次连接成环状，区域1和区域0的一个路由器相连，3个路由器连成环，路由间使用OSPF路由协议选择路径。3概要设计3.1设计的流程图设计流程:（1）根据需求划分子网；（2）构造网络图谱图；（3）配置路由器；（4）查看路由；（5）设计测试；3.2 OSPF路由协议的原理与配置3.2.1 OSPF路由协议的原理OSPF(Open Shortest Path First)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。
7、与RIP相对，OSPF是链路状态路有协议，而RIP是距离向量路由协议。我们通过图3.2来概括网络互联主要的四种抽象模型。图中，抽象模型Model 1表示路由器的一个以太网接口不连接其他路由器，只连接了一个以太网段。此时，对于运行 OSPF的路由器R1，只能识别本身，无法识别该网段上的设备(主机等)；抽象模型Model 2表示路由器R1通过点对点链路(如PPP、HDLC等)连接一台路由器R2；抽象模型Model 3表示路由器R1通过点对多点(如Frame Relay、X.25等)链路连接多台路由器R3、R4等，此时路由器R5、R6之间不进行互联；抽象模型Model 4表示路由器R1通过点对多点(
8、如Frame Relay、X.25等)链路连接多台路由器R5、R6等，此时路由器R5、R6之间互联。以上抽象模型着重于各类链路层协议的特点，而不涉及具体的链路层协议细节。该模型基本表达了当前网络链路的连接种类。 对于抽象模型Model 1(以太网链路)，使用Link ID(连接的网段)、Data(掩码)、Type(类型)和Metric(代价)来描述。此时的Link ID即为路由器R1接口所在网段，Data为所用掩码，Type为3，Metric为代价值。 对于抽象模型Model 2(点对点链路)，先使用Link ID(连接的网段)、Data(掩码)、Type(类型)和Metric(代价)来描述接
9、口路由，以上各参数与Model 1相似。接下来描述对端路由器R2，四个参数名不变，但其含义有所不同。此时Link ID为路由器R2的Router ID，Data为路由器R2的接口地址，Type为1(Router)，Metric仍为代价值。 对于抽象模型Model 3(点对多点链路，不全连通)，先使用Link ID(连接的网段)、Data(掩码)、Type(类型)和Metric(代价)来描述接口路由，以上各参数与Model 1相似。接下来分别描述对端路由器R3、R4的方法，与在Model 2中描述R2类似。 对于抽象模型Model 4(点对多点链路，全连通)，先使用Link ID(网段中DR的接
10、口地址)、Data(本接口的地址)、Type(类型)和Metric(代价)来描述接口路由。此时Type值为2(Transnet)，然后是本网段中DR(指定路由器)描述的连接通告。路由器在通报其获知的链路状态(即上面所述的参数)前，加上LSA头(Link State Advertisement Head)，从而生成LSA(链路状态广播)。到此，路由器通过LSA完成周边网络的拓扑结构描述，并发送给网络中的其他路由器。 图3-2路由协议原理图3.2.2 OSPF路由协议的配置OSPF路由协议配置中的全局设置的有关命令如表3-3：表3-3 全局设置的命令表 任务 命令 指定使用OSPF协议 route
11、r ospf process-id1 指定与该路由器相连的网络network address wildcard-mask area area-id2 指定与该路由器相邻的节点地址neighbor ip-addressOSPF路由进程process-id必须指定范围在1-65535，多个OSPF进程可以在同一个路由器上配置，但最好不这样做。多个OSPF进程需要多个OSPF数据库的副本，必须运行多个最短路径算法的副本。process-id只在路由器内部起作用，不同路由器的process-id可以不同。wildcard-mask 是子网掩码的反码, 网络区域ID area-id在0-42949672
12、95内的十进制数，也可以是带有IP地址格式的x.x.x.x。当网络区域ID为0或0.0.0.0时为主干域。不同网络区域的路由器通过主干域学习路由信息。4 详细设计4.1 子网的划分利用OSPF协议互连6个独立的局域网，由于每个局域网的计算机数量分别为10台、7台、25台、62台、31台、62台，将每个局域网作为一个独立的子网，区域0的网络用私有地址段为192.168.0.0/24，区域1网络用私有地址段为192.168.1.0/24；利用VLSM技术划分子网，划分结果如表：表4-1区域0的子网划分子网名主机数划分子网IP地址子网IP地址范围LAN010台计算机192.168.0.0/28192
13、.168.0.1 192.168.0.14LAN17台计算机192.168.0.16/28192.168.0.17 192.168.0.30LAN225台计算机192.168.0.32/27192.168.0.33 192.168.0.62LAN362台计算机192.168.0.128/26192.168.0.129192.168.0.190表4-2区域1的子网划分子网名主机数划分子网IP地址子网IP地址范围LAN431台计算机192.168.0.64/26192.168.0.65-192.168.0.126LAN562台计算机192.168.0.128/26192.168.0.129-192
14、.168.0.1904.2 网络拓扑图的设计区域0：5个路由器R0、R1、R2、R3、R4连接成一个环，区域1:3个路由器互联成环，每一个路由器的接口IP如表4-3,4-4所示：表4-3区域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IPR0F0/0:192.168.0.14/28S0/0:192.168.0.193/30S0/1:192.168.0.210/30R1F0/0:192.168.0.30/28S0/0:192.168.0.197/30S0/1:192.168.0.194/30R2F0/0:192.168.0.62/27S0/0:192.168.0.20
15、1/30S0/1:192.168.0.198/30R3S0/0:192.168.0.205/30S0/1:192.168.0.202/30R4F0/0:192.168.0.190/26S0/0:192.168.0.209/30S0/1:192.168.0.206/30区域1的路由表：表4-4区域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IPR3F0/0:192.168.1.1/28F0/1:192.168.1.17/28R5F0/0:192.168.1.2/28F0/1:192.168.1.65/26S0/0:192.168.1.33/27R6F0/0:192.1
16、68.1.129/26F0/1:192.168.1.18/28S0/0:192.168.1.34/27利用DNS服务器实现域名解析进而访问web服务器；网络拓扑图如图4-1:图4-1网络拓扑图4.3路由器的配置信息 路由器R0的配置信息：hostname R0 /将路由器命名为R0interface FastEthernet0/0 ip address 192.168.0.14 255.255.255.240 /对接口F0/0分配IP地址duplex auto /双工的协商模式为自动speed auto /速率为协商模式为自动interface FastEthernet0/1 /对接口F0/1
17、分配IP地址no ip address /删除接口F0/1分配IP地址duplex auto /双工的协商模式为自动speed auto /速率为协商模式为自动 shutdown /激活接口interface Serial0/0 /对接口S0/0分配IP地址 ip address 192.168.0.193 255.255.255.252 clock rate 64000 /设置时钟频率interface Serial0/1 /对接口S0/1分配IP地址 ip address 192.168.0.210 255.255.255.252clock rate 64000 /设置时钟频率router
18、 ospf 1 / 启动ospf进程 log-adjacency-changes /宣告192.168.0.0网段,反码为0.0.0.15 ospf区域为骨干区域area0network 192.168.0.0 0.0.0.15 area 0 network 192.168.0.192 0.0.0.3 area 0network 192.168.0.208 0.0.0.3 area 0ip classlessline con 0line vty 0 4 login 路由器R1的配置信息：hostname R1 /将路由器命名为R1interface FastEthernet0/0 /对接口F0
19、/0分配IP地址ip address 192.168.0.30 255.255.255.240duplex auto /双工的协商模式为自动speed auto /速率为协商模式为自动interface FastEthernet0/1 /对接口F0/1分配IP地址no ip address /删除接口F0/1分配IP地址duplex auto /双工的协商模式为自动speed auto /速率为协商模式为自动shutdown /激活接口interface Serial0/0 /对接口S0/0分配IP地址ip address 192.168.0.205 255.255.255.252clock
20、rate 64000interface Serial0/1 /对接口S0/1分配IP地址ip address 192.168.0.210 255.255.255.252router ospf 1 / 启动ospf进程log-adjacency-changesnetwork 192.168.0.208 0.0.0.3 area 0network 192.168.0.204 0.0.0.3 area 0network 192.168.0.16 0.0.0.15 area 0 line con 0 line vty 0 4 login 路由器R2的配置信息：hostname R2 /将路由器命名为R
21、2interface FastEthernet0/0 /对接口F0/0分配IP地址ip address 192.168.0.62 255.255.255.224duplex auto /双工的协商模式为自动speed auto /速率为协商模式为自动interface FastEthernet0/1 /对接口F0/1分配IP地址no ip address /删除接口F0/1分配IP地址duplex auto /双工的协商模式为自动speed auto /速率为协商模式为自动shutdowninterface Serial0/0 /对接口S0/0分配IP地址ip address 192.168.
22、0.206 255.255.255.252clock rate 64000 /设置时钟频率interface Serial0/1 /对接口S0/1分配IP地址 ip address 192.168.0.201 255.255.255.252router ospf 1 / 启动ospf进程 log-adjacency-changes network 192.168.0.204 0.0.0.3 area 0 network 192.168.0.208 0.0.0.3 area 0 network 192.168.0.320.0.0.31 area 0line con 0line vty 0 4 l
23、ogin 路由器R3的配置信息：hostname R3 /对路由器R3进行命名interface FastEthernet0/0 /对接口F0/0分配IP地址 ip address 192.168.1.1 255.255.255.240 duplex auto /双工的协商模式为自动 speed auto /速率为协商模式为自动interface FastEthernet0/1 /对接口F0/1分配IP地址 ip address 192.168.1.17 255.255.255.240 duplex auto /双工的协商模式为自动 speed auto /速率为协商模式为自动interfac
24、e Serial0/0 /对接口S0/0分配IP地址 ip address 192.168.0.197 255.255.255.252interface Serial0/1 /对接口S0/1分配IP地址 ip address 192.168.0.202 255.255.255.252clock rate 64000 /设置时钟频率interface Serial0/1 /对接口S0/1分配IP地址 log-adjacency-changes network 192.168.0.200 0.0.0.3 area 0 network 192.168.0.196 0.0.0.3 area 0 net
25、work 192.168.1.0 0.0.0.15 area 1 network 192.168.1.16 0.0.0.15 area 1ip classlessline con 0line vty 0 4 login 路由器R4的配置信息：hostname R4 /将路由器命名为R4interface FastEthernet0/0 /对接口F0/0分配IP地址 ip address 192.168.0.190 255.255.255.192 duplex auto /双工的协商模式为自动 speed auto /速率为协商模式为自动interface FastEthernet0/1 /对接
26、口F0/1分配IP地址 no ip address duplex auto /双工的协商模式为自动 speed auto /速率为协商模式为自动 shutdowninterface Serial0/0 /对接口S0/0分配IP地址 ip address 192.168.0.194 255.255.255.252interface Serial0/1 /对接口S0/1分配IP地址 ip address 192.168.0.198 255.255.255.252clock rate 64000 /设置时钟频率router ospf 1 / 启动ospf进程 log-adjacency-change
27、s network 192.168.0.128 0.0.0.63 area 0 network 192.168.0.192 0.0.0.3 area 0 network 192.168.0.196 0.0.0.3 area 0line con 0line vty 0 4 Login路由器R11的配置信息：hostname R11 /对R11进行命名interface FastEthernet0/0 ip address 192.168.1.129 255.255.255.192 duplex auto /双工的协商模式为自动 speed auto /速率为协商模式为自动interface Fa
28、stEthernet0/1 ip address 192.168.1.18 255.255.255.240 duplex auto / 双工的协商模式为自动 speed auto /速率为协商模式为自动interface Serial0/0 /对接口S0/0分配IP地址 ip address 192.168.1.34 255.255.255.224interface Serial0/1 /对接口S0/1分配IP地址 no ip address shutdownrouter ospf 1 / 启动ospf进程 log-adjacency-changes network 192.168.1.16
29、0.0.0.15 area 1 network 192.168.1.32 0.0.0.31 area 1 network 192.168.1.128 0.0.0.63 area 1ip classlessline con 0line vty 0 4 login4.4交换机的配置interface FastEthernet0/2 switchport access vlan 2 /划分vlan2 switchport mode trunkinterface FastEthernet0/3 switchport access vlan 3 /划分vlan3 switchport mode trun
30、kinterface FastEthernet0/4 switchport access vlan 4 /划分vlan4 switchport mode trunk5 调试5.1 查看路由利用路由显示命令show ip route，依次查看每一个路由器的路由信息。路由器R3的路由表如图5-1：图5-1 路由器R3的路由表路由器R4的路由表如图5-2：图5-2 路由器R4的路由表路由器R10的路由表如图5-3 图5-3 路由器R10的路由表路由器R11的路由表如图5-4图5-4 路由器R11的路由表5.2 使用Cisco Packet Tracer 调试与模拟 5.2.1故障测试配置故障测试，由
31、于配置错误，导致路由器没有选择最优路径，测试结果，如下图所示： 图5-5配置故障测试图由于R2的ospf的配置错误，导致了路径选择错误，系统没有选择最优路径。人为故障测试图5-6人为故障测试图在修改好ospf配置错误之后，我们测试成功了，在人为的操作下，删除了一条最短路径，系统自动的选择了剩下的唯一的一条路径。5.2.2测试各个PC机是否能Ping通测试PC0是否能Ping通，测试结果如图5-7图5-7测试PC0是否能Ping通测试PC1是否能Ping通，测试结果如图5-8：图5-8测试PC1是否能Ping通测试PC2是否能Ping通，测试结果如图5-9：图5-9 测试PC2是否能Ping通测
32、试PC3是否能Ping通，测试结果如图5-10：图5-10 测试PC3是否能Ping通测试PC4是否能Ping通，测试结果如图5-11：图5-11测试PC4是否能Ping通测试PC5是否能Ping通，测试结果如图5-12：图5-12测试PC4是否能Ping通使用Cisco Packet Tracer进行模拟，如图5-13所示：图5-13模拟发信过程通过利用Cisco Packet Tracer模拟的方法，依次测试每一台计算机之间的通信，测试结果如图5-14：图5-14 利用Cisco Packet Tracer测试结果6 课程设计总结与体会在这次课程设计中，使我们小组更加扎实的掌握了有关Cis
33、co Packet Tracer的使用和理解。团队之间的合作使得我们的课程设计相对的做的还是比较成功的，有许多的地方，大家一起想点子，想办法，是的一切的问题也因此迎刃而解，当然这一些还是与老师平时教诲我们的东西是不可分。在制作拓扑图的时候，我们也明确的分工，将其分为画图，连接，配置，运行，测试，四大部分，一些细节性的工作都是由大家一起来完成的。当然，我们在操作过程中也遇到了许多问题，比如我在制作拓扑图的过程中，串口线与路由器的连接过程中，我忽略了路由器器件的添加导致无法连接；在路由器配置中遇到了一些问题，但我们在查询资料中都完美的解决了这些问题。总之，这次课程设计我收获良多，在此再次感谢我的老
34、师和组员。致谢在这次课程设计的过程中，我得到了许多人的帮助。首先感谢我们的王文溥老师，在课程设计中对我们的帮助和支持，以及平时对我们网络知识的普及，在这次课程设计中我们通过网络寻找资料，再利用平时老师叫我们的知识对一系列的主机，路由，交换机等进行配置，测试，这与平时在实验课中老师叫我们做的知识是紧密相连的，没有老师的教诲，我们不会作出这样的成果。其次，我要感谢我的组员，他们也帮助我明白了一些我不明白的问题。最后再一次感谢所有在设计中曾经帮助过我的良师益友和同学。参考文献1 谢希仁.计算机网络J.第五版.北京:电子工业出版社，2008年1月2 陈国君.计算机网络实验教程J.北京:清华大学出版社，2008年11月指导教师评语： 指导教师签名： 年 月 日成绩评定项 目权重成绩1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.12、设计技术水平0.43、编程风格0.24、设计报告书写及图纸规范程度0.3总 成 绩