一、實驗目的：
　　通過本實驗，進一步熟悉PacketTracer的使用，學習路由器與交換機的基本配置，加深對網路層與鏈路層協議的理解。
二、實驗內容：

4.1 路由器交換機的基本配置

開啟下面的實驗檔案，按提示完成實驗。

——路由器的一些基本配置

R1>show version

此命令結果包含有IOS版本，IOS映像檔案，

儲存器大小，介面型別及配置登記值等資訊。

Router>enable

Router#configure terminal

Router(config)#hostname R1

R1(config)#no ip domain-lookup

關閉域名解釋

R1(config)#line console 0

R1(config-line)#loggingsynchronous

設定輸入同步

R1(config-line)#exec-timeout 2000

設定執行會話時間

R1(config-line)#end

——靜態路由

實驗內容：

轉發資料包是路由器的最主要功能。

路由器轉發資料包時需要查詢路由表，

管理員可以通過手工的方法在路由器中直接配置路由表，

這就是靜態路由。雖然靜態路由不適合於在大的網路中使用，

但是由於靜態路由簡單、路由器負載小、可控性強等原因，

在許多場合中還經常被使用。

路由器在轉發資料時，要先在路由表（routing table）中查詢相應的路由。

路由器有這麼三種途徑建立路由：

（1）直連網路：路由器自動新增和自己直接連線的網路的路由

（2）靜態路由：管理員手動輸入到路由器的路由

（3）動態路由：由路由協議（routing protocol）動態建立的路由

靜態路由的缺點是不能動態反映網路拓撲，當網路拓撲發生變化時，

管理員就必須手工改變路由表；

然而靜態路不會佔用路由器太多的CPU 和RAM 資源，也不佔用線路的頻寬

配置靜態路由的命令為“ip route”，命令的格式如下：

ip route 目的網路掩碼 { 閘道器地址 | 介面 }

例子：ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 s0/0

例子：ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 12.12.12.2

在寫靜態路由時，如果鏈路是點到點的鏈路（例如

採用閘道器地址和介面都是可以的；

然而如果鏈路是多路訪問的鏈路（例如乙太網），則只能採用閘道器地址，

即不能：ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 f0/0 。

對路由器0進行配置：

Router(config)#hostname R1

R1(config)#int loopback0

R1(config-if)#ip address 1.1.1.1 255.255.255.0

R1(config-if)#exit

R1(config)#int s2/0

R1(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

R1(config-if)#no shutdown

R1(config-if)#clock rate 64000

R1(config)#iproute 2.2.2.0 255.255.255.0 s2/0

下一跳為介面形式，s2/0是點對點的鏈路，注意應該是R1上的s2/0介面

R1(config)#ip route 3.3.3.0 255.255.255.0192.168.1.2

下一跳為IP地址形式，192.168.1.2 是R2上的IP地址

R1#showip route

R1#ping

Protocol [ip]:

Target IP address: 2.2.2.2

Repeat count [5]:

Datagram size [100]:

Timeout in seconds [2]:

Extended commands [n]: y

Source address or interface: 1.1.1.1

Type of service [0]:

Set DF bit in IP header? [no]:

Validate reply data? [no]:

Data pattern [0xABCD]:

Loose, Strict, Record, Timestamp, Verbose[none]:

Sweep range of sizes [n]:

Type escape sequence to abort.

Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 2.2.2.2, timeoutis 2 seconds:

Packet sent with a source address of 1.1.1.1

!!!!!

對路由器1進行配置：

Router(config)#hostname R2

R2(config)#int loopback0

R2(config-if)#ip address 2.2.2.2 255.255.255.0

R2(config-if)#exit

R2(config)#int s2/0

R2(config-if)#ip address 192.168.1.2 255.255.255.0

R2(config-if)#no shutdown

R2(config-if)#exit

R2(config)#int s3/0

R2(config-if)#ip address 192.168.100.1 255.255.255.0

R2(config-if)#no shutdown

R2(config-if)#clock rate 64000

R2(config)#ip route 1.1.1.0 255.255.255.0 s2/0

R2(config)#ip route 3.3.3.0 255.255.255.0 s3/0

R2#showip route

對路由器2進行配置：

Router(config)#hostname R3

R3(config)#int loopback0

R3(config-if)#ip address 3.3.3.3 255.255.255.0

R3(config-if)#exit

R3(config)#int s2/0

R3(config-if)#ip address 192.168.100.2 255.255.255.0

R3(config-if)#no shutdown

R3(config)#ip route 1.1.1.0 255.255.255.0 s2/0

R3(config)#ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 s2/0

R3#showip route

——子網劃分

劃分子網的一些公式：

1.你所選擇的子網掩碼將會產生多少個子網：2的x次方（x代表被借走的主機位數）。

2.每個子網有多少主機：2的y次方-2（y代表被借走之後剩餘的主機位數）。

3.有效子網是：有效子網號=256-十進位制的子網掩碼（結果叫做block size）。

4.每個子網的廣播地址是：廣播地址=下個子網號-1

5.每個子網的有效主機分別是：忽略子網內全為0和全為1的地址剩下的就是有效主機地址。

最後有效的1個主機地址=下個子網號-2（即廣播地址-1）

舉例說明：

網路地址192.168.10.0 子網掩碼255.255.255.192

1.子網數=2的2次方=4。

2.每個子網的主機數=2的6次方-2=62。

3.有效子網：block size=256-192=64，第一個子網為192.168.10.0，第二個子網為192.168.10.64，第三個子網為192.168.10.128，最後一個為192.168.10.192。

4.廣播地址：下個子網-1，第一個子網的廣播地址是192.168.10.63，第二個是192.168.10.127，第三個是192.168.10.191，最後一個是192.168.10.255。

5.有效主機範圍是：第一個子網的主機地址是192.168.10.1到192.168.10.62，第二個是192.168.10.65到192.168.10.126，第三個是192.168.10.129到192.168.10.190，最後一個是192.168.10.193到192.168.10.254。

——配置RIP

路由選擇資訊協議（RIP/RIP2/RIPng：RoutingInformation Protocol）

路由協議預設管理距離

直連網路              0                  

靜態路由              1

EIGRP(internal)        90

    IGRP               100

    OSPF               110

RIPv1/RIPv2            120

管理距離越小，可信度越高，優先採用可信度高的路由協議。

對路由器13的配置：

R1#showip protocols

R1(config)#routerrip

R1(config-router)#network192.168.1.0

R1(config-router)#end

R1#showip route

R1#clearip route *

R1#show ip route

對路由器14的配置：

R2(config)#routerrip

R2(config-router)#network192.168.1.0

R2(config-router)#network172.16.0.0

R2(config-router)#end

R2#showip route

R2#clearip route *

R2#show ip route

對路由器15的配置：

R3(config)#routerrip

R3(config-router)#network172.16.0.0

R3(config-router)#network10.0.0.0

R3(config-router)#end

R3#show ip route

——交換機的基本配置

實驗內容：

交換機是區域網中最重要的裝置，交換機是基於MAC 來進行工作的。和路由器類似，交換機也有IOS，IOS 的基本使用方法是一樣的。

交換機是第二層的裝置，可以隔離衝突域。交換機是基於收到的資料幀中的源MAC 地址和目的MAC 地址來進行工作。交換機的作用主要有這麼兩個：一個是維護CAM（Context

Address Memory）表，該表是MAC地址和交換機埠的對映表；另一個是根據CAM 來進行資料幀的轉發。交換機對幀的處理有三種：交換機收到幀後，查詢CAM 表，如果能查詢到目的計算機所在的埠，並且目的計算機所在的埠不是交換機接收幀的源埠，交

換機將把幀從這一埠轉發出去（Forward）；如果該計算機所在的埠和交換機接收幀的源埠是同一埠，交換機將過濾掉該幀（Filter）；如果交換機不能查詢到目的計算機所在的埠，交換機將把幀從源埠以外的其他所有埠上傳送出去，這稱為泛洪（Flood），當交換機接收到的是幀是廣播幀或者多播幀，交換機也會泛洪幀。

乙太網交換機轉發資料幀有三種交換方式，如圖12-1：

（1）儲存轉發（Store-and-Forward）

儲存轉發方式是先儲存後轉發的方式。它把從埠輸入的資料幀先全部接收並存儲起來；然後進行CRC（迴圈冗餘碼校驗）檢查，把錯誤幀丟棄；最後才取出資料幀目的地址，查詢地址表後進行過濾和轉發。儲存轉發方式延遲大；但是它可以對進入交換機的資料包進行高級別的錯誤檢測。這種方式可以支援不同速度的埠間的轉發。

（2）直接轉發（Cut-Through）

交換機在輸入埠檢測到一個數據幀時，檢查該幀的幀頭，只要獲取了幀的目的地址，就開始轉發幀。它的優點是：開始轉發前不需要讀取整個完整的幀，延遲非常小。它的缺點是：不能提供錯誤檢測能力。

（3）無碎片（Fragment-Free）

這是改進後的直接轉發，是介於前兩者之間的一種解決方法。無碎片方法在讀取資料幀的長前64個位元組後，就開始轉發該幀。這種方式雖然也不提供資料校驗，但是能夠避免大多數的錯誤。它的資料處理速度比直接轉發方式慢，但比儲存轉發方式快許多。

CISCO 交換機和路由器一樣，本質上也是一臺特殊的計算機，也有CPU、RAM 等部件。也採用IOS，所以交換機的很多基本配置（例如密碼、主機名等）和路由器是類似的。

配置交換機2：

Switch>enable    

Switch#config terminal

Switch(config)#hostname SW1

配置主機名

SW1(config)#enable secret cisco

配置密碼

SW1(config)#line vty 0 15

SW1(config-line)#password cisco

SW1(config-line)#login

預設時交換機的乙太網介面是開啟的。對於交換機的乙太網口可以配置其雙工模式、速率等。

SW1(config)#interface f0/1

SW1(config-if)#duplex auto

duplex 用來配置介面的雙工模式，full——全雙工、half——半雙工、auto——自動檢測雙工的模式

SW1(config-if)#speed auto

speed 命令用來配置交換機的介面速度，10——10M、100——100M、1000——1000M、auto——自動檢測介面速度。

SW1(config)#int vlan 1

SW1(config-if)#ip add 192.168.1.254 255.255.255.0

SW1(config-if)#no shutdown

SW1(config)#ip default-gateway 192.168.1.100

交換機也允許被telnet，這時需要在交換機上配置一個IP地址,這個地址是在VLAN 介面上配置的以上在VLAN 1 介面上配置了管理地址，接在VLAN 1上的計算機可以直接進行telnet該地址。為了其他網段的計算機也可以telnet 交換機，我們在交換機上配置了預設閘道器。

SW1#copyrunning-config startup-config  儲存配置

配置交換機3：

交換機的商品安全：

交換機埠安全特性，可以讓我們配置交換機埠，使得非法的MAC 地址的裝置接入時，交換機自動關閉介面或者拒絕非法裝置接入，也可以限制某個埠上最大的MAC 地址數。我們這裡限制f0/1 介面只允許R1 接入。

SW1(config)#intf0/1

SW1(config-if)#switchmode access

以上命令把埠改為訪問模式，即用來接入計算機

SW1(config-if)#switchport-security

開啟交換機的埠安全功能。

SW1(config-if)#switchport-security maximum 1

只允許該埠下的MAC 條目最大數量為1，即只允許一個裝置接入

SW1(config-if)#switchport-security violation shutdown

S1(config-if)#switchport-securitiy violation { protect | shutdown | restrict }

   protect:當新的計算機接入時，如果該介面的MAC 條目超過最大數量，則這個新的計算

機將無法接入，而原有的計算機不受影響

shutdown:當新的計算機接入時，如果該介面的MAC 條目超過最大數量，則該介面將會

被關閉，則這個新的計算機和原有的計算機都無法接入，需要管理員使用“no shutdown”

命令重新開啟。

restrict:當新的計算機接入時，如果該介面的MAC 條目超過最大數量，則這個新的計

算機可以接入，然而交換機將向傳送警告資訊。

SW1(config-if)#switchportport-security mac-address 0001.63e1.9702

允許R1路由器從F0/1介面接入

SW1(config-if)#shutdown

SW1(config-if)#noshutdown

SW1(config)#intvlan 1

SW1(config-if)#no shut

SW1(config-if)#ipadd 172.16.0.1 255.255.0.0

配置交換機的管理地址

SW1#showmac-address-table

          Mac Address Table

-------------------------------------------

Vlan    Mac Address       Type        Ports

----    -----------       --------    -----

   1   0001.63e1.9702    STATIC      Fa0/1

R1的MAC已經被登記在f0/1介面，並且表明是靜態加入的

SW1#showint f0/1

FastEthernet0/1is down, line protocol is down (err-disabled)

  Hardware is Lance, address is 00e0.f714.de01(bia 00e0.f714.de01)

  MTU 1500 bytes, BW 100000 Kbit, DLY 1000usec,

     reliability 255/255, txload 1/255, rxload1/255

以上表明F0/1介面因為錯誤而被關閉。非法裝置移除後，在F0/1介面下，執行“shutdown”

和“no shutdown”命令可以重新開啟該介面。

SW1#showport-security

可以檢視埠安全的設定情況

配置路由器0：

R1(config)#int f0/1

R1(config-if)#no shutdown

R1(config-if)#ip add 172.16.0.2 255.255.0.0

R1#show int f0/1

FastEthernet0/1 is up, line protocol is up(connected)

  Hardware isLance, address is 0001.63e1.9702 (bia 0001.63e1.9702)

檢查F0/1介面的MAC地址

  Internetaddress is 172.16.0.2/16

  MTU 1500 bytes, BW 100000 Kbit, DLY 100 usec,rely 255/255, load 1/255

R1#ping 172.16.0.1

R1(config)#int f0/1

R1(config-if)#mac-address 1234.5678.abcd

在R1上修改F0/1的MAC地址為另一個地址，模擬是另外一臺裝置接入。

%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/1, changedstate to administratively down

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on InterfaceFastEthernet0/1, changed state to down

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on InterfaceVlan1, changed state to down

這些資訊為SW1在R1的F0/1介面更改MAC地址後出現的資訊

以上提示F0/1介面被關閉

4.2 瞭解ICMP 資料包的格式

使用Packet Tracer 捕獲並研究 ICMP 報文

1、ICMP協議簡介：

ICMP是（Internet Control Message Protocol）Internet控制報文協議。它是TCP/IP協議族的一個子協議，用於在IP主機、路由器之間傳遞控制訊息。控制訊息是指網路通不通、主機是否可達、路由是否可用等網路本身的訊息。這些控制訊息雖然並不傳輸使用者資料，但是對於使用者資料的傳遞起著重要的作用。ICMP與我們息息相關。在網路體系結構的各層次中，都需要控制，而不同的層次有不同的分工和控制內容，IP層的控制功能是最複雜的，主要負責差錯控制、擁塞控制等，任何控制都是建立在資訊的基礎之上的，在基於IP資料報的網路體系中，閘道器必須自己處理資料報的傳輸工作，而IP協議自身沒有內在機制來獲取差