一.简介

1.本部分实验需使用 Cisco Packet Tracer 软件完成。
下载文件压缩包：
提取地址：Cisco Packet Tracer
提取码：yong
（该压缩包解压之后是英文版的，但解压之后含有一个汉化包，然后将汉化包解压复制到安装目录的language目录下即可完成汉化，之后进入软件按如下图所示进行操作设置将语英文转化为中文即可：在这里插入图片描述

）
2.本次实验之前需要先了解 VLSM、CIDR、RIP、OSPF、VLAN、STP、NAT 及 DHCP 等概念，以能够进行网络规划和配置。
参考视频及其教程链接如下，可以进行深入了解和学习：
Cisco Packet Tracer系列视频
Cisco Packet Tracer实验教程

3.CPT 软件使用简介
请使用上面的参考链接 1 ，了解和熟悉 CPT 软件的使用。

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。

二.Cisco Packet Tracer 实验

1.直接连接两台 PC 构建 LAN

1.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。
2.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。
3.设置IP地址之后我们让PC0发一个包给PC1，可以发现成功发送，并收到，表示ping通：
在这里插入图片描述
也可按如下进行ping：

在这里插入图片描述

2.用交换机构建 LAN

构建如下拓扑结构的局域网（已经在软件上构建好并设置好了IP地址）如下：
在这里插入图片描述

各PC的基本网络配置如下表：
在这里插入图片描述
问题

1.PC0 能否 ping 通 PC1、PC2、PC3 ？
2.PC3 能否 ping 通 PC0、PC1、PC2 ？为什么？
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？
4.使用二层交换机连接的网络需要配置网关吗？为什么？
答：

1.通过实验发现，PC0能够ping通PC1但是无法ping通PC2,PC3。
在这里插入图片描述
2.而PC3只能ping通PC2，不能ping通PC0,PC1，原因是因为PC3与PC0和PC1不在同一个一个子网下所以无法ping通，如上图。

3.将 4 台 PC 的掩码都改为 255.255.0.0后便可以能ping通，因为它们的IP地址与子网掩码相与得到的结果都是192.168.0.0，处于同一子网下。

4.不需要网关，因为这几台主机相互之间的通信没有从此网出去，不通过网关，所以没有必要

3.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。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：
在这里插入图片描述
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！

思考： 交换机的 MAC 表如何得来的？

答：因为当交换机刚开始的时候，MAC地址表是没有baidu的，主机之间谁也不知道谁的MAC地址，当主机A要和主机B通讯时，首先会发送一个ARP广播，想知道B的MAC地址，交换机收到该广播包，把主机A的MAC对应到MAC地址表里，与进入得端口匹配起来，然后转发该广播，主机B响应此广播包告诉主机A自己的MAC地址，交换机也同样纪录B的MAC地址与进入端口对应起来，MAC地址表便建立起来了

4.生成树协议

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。
而交换机中运行的 STP 协议能避免交换机之间发生广播循环风暴。

只使用交换机，构建如下拓扑：
在这里插入图片描述
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：
在这里插入图片描述
在网络运行期间，假设某个时候 Switch4 与 Switch5 之间的物理连接出现问题（将 Switch4 与 Switch5 的连线剪掉），则该生成树将自动发生变化。Switch5 上方先前 Blocking 的那个接口现在活动了（绿色），但下方那个接口仍处于 Blocking 状态（桔色）。如下图所示：
在这里插入图片描述

以上需要注意的是：交换机的 STP 协议即生成树协议始终自动保证交换机之间不会出现回路，从而形成广播风暴。

5.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：
在这里插入图片描述
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：

1.左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
2.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
3.两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。
在这里插入图片描述

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：
在这里插入图片描述

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。这也是上图左上画出笔记本连接的用意。

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

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：广播消息只能在同一个虚拟子网中传播，而无法进行跨子网传播，而重交和重大服务器不在同一个子网中，出子网都需要通过鸽子的网关，所以不能互相ping通。

三.小结

本次Cisco Packet Tracer 实验让我学会了如何使用该软件进行模拟计算机之间的网络通信，以及如何搭建模拟图，在其中ping其他主机，练习在各种设备上构建简单而基础的网络，学会了一些基本的操作，了解了一些新的知识和原理，加深了对计算机网路课程的印象和理解，相信在之后使用该软件的过程中能够发现并学会更多的东西，继续努力吧！