《计算机网络》实验指导书
实验3 简单的网络互联
3.1 实验目的
了解网络互联的原理，以及利用网络设备组建计算机网络的方法。掌握简单的网络设备配置命令。
3.2 实验原理
交换式以太网是以交换机为核心交换结点所组建的计算机局域网。它保留了传统的共享式以太网所使用的数据帧结构，这使得它可以同共享式以太网兼容工作。同时，以交换机为核心的以太网采用依端口转发数据的方式，可以有效隔离冲突域，极大地提升网络性能，但是整个以太网仍然属于一个冲突域。传统的交换机是一种二层网络设备，工作在数据链路层。
路由器是进行网络互联的关键设备，用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。路由器通过搜集互联网内的各种拓扑和路径信息，依照一定的路由策略建立“路由表”作为数据转发的依据。因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种计算机网络。路由器属于一种网络层互联设备，它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件。
交换机在进行数据转发时，处理的是链路层地址，是依照“目的主机”进行数据投递的；而路由器在进行数据转发时，处理的是网络层地址，是依照“目的网络”进行数据投递的。路由器的每个端口各自连接了一个网络，这些网络可能采用了不同的链路层和物理层技术，并且它们各自处理的信息格式也不尽相同，但是它们通过路由器在网络层实现了互联。
网络层的互联涉及到选路的工作，而这一工作主要由路由器通过建立和维护路由转发表来完成。路由表的基本组成为：
目的网络
转发端口 下一跳地址 链路度量（Metric） 互联网中的每一个路由器根据数据中携带的目的地址，按照自己的路由表决定将从哪个（或哪些）端口转发此数据。路由表中的信息，可以由人工静态指配，也
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可以由一定的机制动态生成。其中静态路由信息中可以指定默认路由（Default Route），当IP分组的目的网络没有出现在路由表中时，就把此IP分组送往默认路由所指定的路由器。
3.3 实验环境
工作在Windows操作系统下的PC机，Packet Tracer 4.11模拟器软件。其中型号为Generic Router-PT的路由器两台，型号为Generic Switch-PT的交换机两台，普通PC机八台。
3.4 实验内容
3.4.1 实验场景
利用路由器和交换机搭建简单的互联网。 3.4.2 实验步骤
(1) 启动模拟器Packet Tracer 4.11。
(2) 按照图3-1的拓扑结构搭建一个局域网，并对其中的PC机进行如图所示
的配置。
Switch0PC0: IP=192.168.0.2/24 Dg=192.168.0.1PC1: IP=192.168.0.3/24 Dg=192.168.0.1PC2: IP=192.168.0.4/24 Dg=192.168.0.1PC3: IP=192.168.0.5/24 Dg=192.168.0.1
Fa0/1Fa1/1Fa2/1Fa3/1PC0PC1PC2PC3图3-1 交换机组建局域网
(3) 利用ping命令验证各PC机之间的连通性。
(4) 在图3-1的基础上，按照图3-2的拓扑结构搭建网络。
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Fa0/0: 192.168.0.1/24Fa1/0: 192.168.1.1/24Switch0Fa0/0Fa9/1Fa0/1Fa1/1Fa2/1Fa3/1Router0PC4: IP=192.168.1.2/24 Dg=192.168.1.1PC5: IP=192.168.1.3/24 Dg=192.168.1.1PC6: IP=192.168.1.4/24 Dg=192.168.1.1Fa1/0Fa9/1Switch1PC7: IP=192.168.1.5/24Fa0/1Fa1/1Fa2/1Fa3/1 Dg=192.168.1.1PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7
图3-2 路由器互连局域网
(5) 对图3-2中的路由器和PC机进行相应的配置，路由器配置参考下表。
Router>enable <=进入特权模式 Router#config terminal <=进入全局配置模式 Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#hostname R0 <=指定主机名 R0(config)#interface fa0/0 <=指定要配置的端口 R0(config-if)#ip address 192.168.0.1 255.255.255.0 <=为端口配置IP地址 R0(config-if)#no shut <=使配置生效 R0(config)#interface fa1/0 R0(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 R0(config-if)#no shut R0(config-if)#end <=退出全局配置模式 R0#copy run start
(6) 验证各PC机之间的连通性。在路由器Router0的CLI中执行show ip route
命令，记录结果。
(7) 进一步修改图3-2的拓扑，组建如图3-3所示的网络。
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Fa0/0: 192.168.0.1/24Fa1/0: 192.168.3.2/24Fa1/0Fa1/0Fa0/0Router0Fa0/0: 192.168.1.1/24Fa1/0: 192.168.3.3/24Fa0/0Router1Fa9/1Switch0Fa0/1Fa1/1Fa2/1Fa3/1Fa9/1Switch1Fa0/1Fa1/1Fa2/1Fa3/1PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7
图3-3 路由器间的互连
(8) 对图3-3中的两个路由器分别进行如下配置。
对Router0的配置： Router>enable Router#conf t Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#host R0 R0(config)#interface fa0/0 R0(config-if)#ip address 192.168.0.1 255.255.255.0 R0(config-if)#no shut R0(config-if)#interface fa1/0 R0(config-if)#ip address 192.168.3.2 255.255.255.0 R0(config-if)#no shut R0(config-if)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.3.3 <=指派静态路由 R0(config)#end R0#copy run start
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