计算机网络实验--Cisco Packet Tracer 实验
直接连接两台 PC 构建 LAN用交换机构建 LAN交换机接口地址列表生成树协议（Spanning Tree Protocol）路由器配置初步静态路由动态路由 RIP动态路由 OSPF基于端口的网络地址翻译 PAT虚拟局域网 VLAN虚拟局域网管理 VTPDHCP、DNS、Web服务器简单配置WLAN初步配置直接连接两台 PC 构建 LAN
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。
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。
第一台主机pc0网络配置
第一台主机pc1网络配置
PC0 ping PC1
PC1 ping PC0
互ping成功！
用交换机构建 LAN
构建如下拓扑结构的局域网：
各PC的基本网络配置如下表：
主机配置
拓扑结构
✎ 问题
1、PC0 能否 ping 通 PC1、PC2、PC3 ？
答：PC0只可以ping到PC1，不能ping PC2，PC3
2、PC2 能否 ping 通 PC0、PC1、PC3 ？为什么？
答：PC2只可以ping到PC3，不能ping PC0，PC1
ping PC2
ping PC1或者PC0
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？
使用PC0成功ping到PC3
答：可以相互能 ping 通，因为处于同一子网
4、使用二层交换机连接的网络需要配置网关吗？为什么？
答：交换机设置网关目的是用于数据能够走出去，跟路由器上的默认路由是一个意思。交换机当做二层设备时是不需要设置网关的，当划分了多VLAN，并配置了相关VLAN接口的IP地址，设备有上联时，各VLAN要想出去就需要配置网关。
交换机接口地址列表
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！
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！
📬 秘籍
你还可以使用 CPT 的 Simulation 模式即模拟方式进一步看清楚这个过程！
生成树协议（Spanning Tree Protocol）
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。
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 Switch7 与 Switch5 之间的物理连接出现问题（将 Switch7 与 Switch5 的连线剪掉），则该生成树将自动发生变化。
路由器配置初步
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：
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
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
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。
添加结果：
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。
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：
重庆交通大学以太网口：
重庆交通大学广域网口：
重庆大学以太网口：
重庆大学广域网口：
四台主机配置
✎ 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：未配置静态路由，路由表尚未构建。
静态路由
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：
重庆交通大学路由器静态路由匹配：
重庆大学路由器静态路由匹配：
互ping成功
动态路由 RIP
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：
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）；
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。
重庆交通大学路由器 RIP 路由配置：
重庆大学路由器 RIP 路由配置：
互ping成功
动态路由 OSPF
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：
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
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
重庆交通大学配置OSPF
重庆大学配置OSPF
互ping
基于端口的网络地址翻译 PAT
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：
静态转换： Static NAT
动态转换： Dynamic NAT
端口多路复用： OverLoad
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。
重庆交通大学配置
重庆大学配置
重庆交通大学OSPF配置
重庆大学OSPF配置
使用PC1 ping PC0 PC2成功
下面我们将重庆大学的路由器看着 Internet 中的骨干路由器，那么这些路由器将不会转发内部/私有 IP 地址的包（直接丢弃）。我们通过在重庆大学路由器上实施访问控制 ACL ，即丢弃来自交通大学（私有 IP 地址）的包来模拟这个丢包的过程。
使用PC0访问PC2
此时，再使用交通大学内部的 PC0（192.168.1.2）来 ping 重庆大学的 PC2（8.8.8.2）就不成功了，会显示目的主机不可到达（Destination host unreachable）信息
下面，我们就开始实施 PAT。即：我们将会在交通大学路由器的出口上将内部/私有 IP 地址转换为外部/公开 IP，从而包的源 IP 发生了改变，就不会被重庆大学路由器丢弃，因此网络连通。
交通大学路由器 PAT 配置：
现在，再次使用交通大学内部的 PC0（192.168.1.2）来 ping 重庆大学的PC2（8.8.8.2）则OK。
ping 成功后，在交通大学路由器特权配置模式下使用show ip nat translations可查看这个翻译的过程！
虚拟局域网 VLAN
前面我们分析过，交换机连接的是同一个子网！ 显然，在这样一个大型规模的子网中进行广播甚至产生广播风暴将严重影响网络性能甚至瘫痪。
另外我们也已经知道，其实学校是划分了 N 多个子网的，那么这些交换机连接的就绝不是一个子网！这样矛盾的事情该如何解释呢？我们实际上使用了支持 VLAN 的交换机！而前述的交换机只是普通的 2 层交换机（或者我们把它当作 2 层交换机在使用。VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网。通过划分 VLAN，我们可以把一个物理网络划分为多个逻辑网段即多个子网。划分 VLAN 后可以杜绝网络广播风暴，增强网络的安全性，便于进行统一管理等。
在 CPT 中构建如下图所示拓扑：
主机以及VLAN配置
Switch>enSwitch#conf tSwitch(config)#vlan 10 // 创建 id 为 10 的 VLAN（缺省的，交换机所有接口都属于VLAN 1，不能使用）Switch(config-vlan)#name computer // 设置 VLAN 的别名Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#int vlan 10 // 该 VLAN 为一个子网，设置其 IP，作为该子网网关Switch(config-if)#ip address 192.168.0.1 255.255.255.0Switch(config-if)#exitSwitch(config)#vlan 20 // 创建 id 为 20 的 VLANSwitch(config-vlan)#name communication //设置别名Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#int vlan 20Switch(config-if)#ip addr 192.168.1.1 255.255.255.0Switch(config-if)#exitSwitch(config)#vlan 30 // 创建 id 为 20 的 VLANSwitch(config-vlan)#name electronic // 设置别名Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#int vlan 30Switch(config-if)#ip add 192.168.2.1 255.255.255.0Switch(config-if)#exitSwitch(config)#int range f0/1-8 // 成组配置接口（1-8）Switch(config-if-range)#switchport mode access // 设置为存取模式Switch(config-if-range)#switchport access vlan 10 // 划归到 VLAN 10 中Switch(config-if-range)#exitSwitch(config)#int range f0/9-16Switch(config-if-range)#switchport mode accessSwitch(config-if-range)#switchport access vlan 20Switch(config-if-range)#exitSwitch(config)#int range f0/17-24Switch(config-if-range)#switchport mode accessSwitch(config-if-range)#switchport access vlan 30Switch(config-if-range)#^ZSwitch#show vlan // 查看 VLAN 的划分情况
交换机VLAN配置结果
测试使用PC1访问PC0和PC3
此时可以使用 ping 命令进行测试，你会发现只有在同一 VLAN 中的 PC 才能通信，且广播也局限于该 VLAN。
虚拟局域网管理 VTP
前一个实验我们在交换机上进行了 VLAN 的规划和划分。但在实际应用中，我们绝不允许在这些支持VLAN的交换机上进行随意的 VLAN 划分，如此将造成管理混乱！VLAN的划分必须得到统一的规划和管理，这就需要 VTP 协议。
VTP（VLAN Trunk Protocol）即 VLAN 中继协议。VTP 通过 ISL 帧或 Cisco 私有 DTP 帧（可查阅相关资料了解）保持 VLAN 配置统一性，也被称为虚拟局域网干道协议，它是思科私有协议。 VTP 统一管理、增加、删除、调整VLAN，自动地将信息向网络中其它的交换机广播。此外，VTP 减小了那些可能导致安全问题的配置，只要在 VTP Server 做相应设置，VTP Client 会自动学习 VTP Server 上的 VLAN 信息。
为演示 VTP，重新构建如下拓扑结构：
2560VTP Server 配置
Switch0(左边) VTP Client配置
Switch1(右边) VTP Client配置
Switch>enSwitch#conf tSwitch(config)#hostname 2960B // 更改交换机名称（可选）2960B(config)#vtp domain cqjtu // 加入名为 cqjtu 的 VTP 域2960B(config)#vtp mode client // 设置模式为 VTP 客户2960B(config)#int g0/1 // 配置与核心交换机 3560 连接的 g0/1 千兆接口2960B(config-if)#switchport mode trunk // 设置该接口为中继（trunk）模式2960B(config-if)#switchport trunk allowed vlan all // 允许为所有的 VLAN 中继2960B(config-if)#exit2960B(config)#int f0/1 // 配置接口 12960B(config-if)#switchport mode access // 设置该接口为正常访问模式2960B(config-if)#switchport access vlan 2 // 将接口划分到 VLAN 22960B(config-if)#exit2960B(config)#int f0/2 // 配置接口 22960B(config-if)#switchport mode access // 设置该接口为正常访问模式2960B(config-if)#switchport access vlan 3 // 将接口划分到 VLAN 3
📬 秘籍
此时在 3 个交换机的特权模式下，都可使用show vtp status命令查看 VTP 状态，使用show vlan命令查看 VLAN 状态
show vtp status
show vlan
DHCP、DNS、Web服务器简单配置
动态主机配置 DHCP、域名解析 DNS 以及 Web 服务在日常应用中作用巨大，我们构建如下简单的拓扑来进行练习。
该拓扑中，服务器及客户机都连在同一交换机上。为简单起见，服务器 Server-PT 同时作为 DHCP、DNS 以及 Web 服务器，各客户机无需配置，将自动获取网络配置。
点击 CPT 拓扑图中的 Server 图标，设置其静态 IP 地址为 19.89.6.4/24，然后选择 Service 进行如下相关配置：
Server
PC0
PC1
配置完成
访问19.89.6.4
访问
WLAN初步配置
WLAN 即 WiFi 当前也是广泛的应用在各种场景。
我们通过构建如下拓扑的一个家庭 WLAN 来练习一下其相关的配置：
📬 秘籍
笔记本及台式机默认只有有线网卡，请先关机，在关机状态下删除有线网卡，添加无线网卡，然后再开机。
PC0更换网卡
笔记本更换网卡
无线连接成功
无线网络配置
电脑连接
笔记本连接
