公务员期刊网 精选范文 rip协议范文

rip协议精选(九篇)

rip协议

第1篇:rip协议范文

关键词:卫星通信;动态路由协议;RIP

1.动态路由研究背景

传统的卫星网中常使用静态路由来实现IP业务通信。静态路由需人工干预配置的路由信息。在网络结构或者链路流量发生变化时,操作人员需重新配置相关路由器的路由信息。静态路由的特点决定了它使用时会有局限性。

动态路由则由路由器动态更新路由表,能够根据网络运行情况的实际变化智能地进行调整。动态路由依靠路由器对路由表的维护及路由器之间适时的路由信息交换来动态获得路由信息。因此动态路由技术在卫星通信IP业务中能够提供更佳的解决方案。

2.RIP协议简述和IP业务模型

RIP是基于距离矢量算法得出最佳路径的动态理由协议。大部分厂商路由器都支持RIP动态路由协议,其配置简单,适用于小型网络(小于15跳)等特点。RIP有两个版本:RIPvl和RIPv2。RIPvl不支持变长子网掩码和无分类域间路由,RIPv2则都支持。

RIP通过UDP数据包对RIP分组信息进行接收和发送。RIP规定,网关以30s为间隔通过广播方式发送一次报文。为了防止出现网络拥塞,发送后续的分组时会增加随机延时,如果在180s内未收到相邻路由器RIP信息,则认为该路由器的路径无效,会从路由表中删除该路由器路由信息。

如图1所示,IP业务模型,宽带MODEM,IP加速器和以太网交换机在卫星通信IP业务中不具备IP报文的寻路工作,只做比特流的透传和差错控制。可以将地面站IP业务模式进行简化,简化为通过两个路由器wAN口冗余备份互联的两个网络。IP双链路互为备份,两个链路正常工作,均衡分载IP数据流量。其中一个链路发生故障时,另外一个链路仍然有效,从而提高IP业务传输的可靠性。路由aWAN口之间依靠动B路由协议交互路由信息。

3.模型规划和动态路由协议的应用

路由器的WAN口实现与对端路由器wAN口互联,本地划分多个vLAN,实现与本地面站IP业务互联。这里划分3个VLAN,VLAN100为video视频网络,VLAN200为IP话音网络,VLAN300为IP数据的局域网。

如图1所示,将模型划分为两个自治逻辑区域。两个逻辑区域通过卫星通信链路进行连接。两个逻辑区域自己的路由器均使用RIP协议。RIP协议使用V2版本,支持变长子网掩码和无分类域间路由,使用组播uDP协议传递路由信息,能节约网络资源。

卫星地球站A和卫星地球站B中对路由器RIP动态路由配置和路由表的显示(以卫星地球站A为例)如下.

ROUTER 1路由配置和路由显示

Router RIP(启动RIP协议)version 2(运用RIP V2协议)

network201.201.1.0 network 201.201.2.0

(网络互联KIF0/0,F0/1的网段)

Network201.201.11.onetwork201.201.12.0network201.201.13.0

路由表中c代表本地直连的网段。Rf代表通过RIP获得的网段,[120/1]表示路由管理距离为120,路由的度量数值即跳数是1,第四部分表示下一路由IP地址,第五部分表示经路由器wAN口的接口。

由此路由表可以得到,Routerl通过RIP动态路由协议得知了与Router2直连的3个网段,除此之外,还有5个直连网段。Router2与Routerl的路由表类似。卫星地面站A与B所连接IP网段都可以通过路由表找到相应的路由信息,从而实现IP业务的通信。

第2篇:rip协议范文

关键词:RIP;OSPF;BGP;Netsim;Dynamips;zebra

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2009)15-3878-03

Actual Situation Combining Studying Routing Protocol

LI Wan-gao, HU Yao-dong

(Network Management Center, Henan Institute of Engineering, Zhengzhou 451191,China)

Abstract: Routing protocols is a important member of the TCP/IP protocol family, Is the cornerstone of the current Internet, First, this paper introduce several going routing protocols for the current Internet applications,analyzes the characteristics of the three most important routing protocols( RIP,OSPF,BGP). Then combine the network teaching and network training, Introduce several virtual or simulation methods, Study, configure, analysis the related routing protocols.We realize to study ,configure, analysis routing protocol and to capture, analysis the protocols at the lower of teaching, training costs.

Key words: RIP; OSPF; BGP; netsim; dynamips; zebra

1 引言

由于当前社会信息化的不断推进,人们对数据通信的需求日益增加。自TCP/IP协议簇于七十年代中期推出以来,现已发展成为网络层通信协议的事实标准,基于TCP/IP的互联网络也成为了最大、最重要的网络。路由器作为IP网络的核心设备已经得到空前广泛的应用。

2 路由器的概念及工作原理

路由器是工作在OSI参考模型第三层--网络层的数据包转发设备,它通过路由表决定数据的转发,转发策略称为路由选择(routing),这就是路由器名称的由来(router,转发者)。路由器通过转发数据包来实现网络互连,所以路由器是Internet网络的主要节点设备。

虽然路由器可以支持多种协议(如TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk等协议),但大多数路由器运行TCP/IP协议。路由器通常连接两个或多个由IP子网或点到点协议标识的逻辑端口,至少拥有1个物理端口。路由器根据收到数据包中的网络层地址以及路由器内部维护的路由表决定输出端口以及下一跳地址,并且重写链路层数据包头实现转发数据包。路由器通过路由表来反映当前的网络拓扑,并通过与网络上其他路由器交换路由和链路信息来维护路由表。

3 主流路由协议及特点

决定路由器转发数据的方法可以是人为指定,即采用静态路由,但人为指定工作量大,而且不能采取灵活的策略,于是动态路由协议应运而生,动态路由协议通过传播、分析、计算、挑选路由,来实现路由发现、路由选择、路由切换和负载分担等功能。

Internet上现在大量运行的路由协议有RIP、OSPF和BGP。RIP、OSPF是内部网关协议(Interior Gateway Protocol,简称IGP),适用于单个ISP的网络。由一个ISP运营和管

理的网络称为一个自治系统(AS),BGP是自治系统间的路由协议,是一种外部网关协议。

RIP协议(Routing Information Protocol)是推出时间最长的路由协议,也是最简单的路由协议。它是“路由信息协议”的缩写,主要传递路由信息(路由表)来广播路由:每隔30秒,广播一次路由表,维护相邻路由器的关系,同时根据收到的路由表计算自己的路由表。RIP运行简单,适用于小型网络,Internet上还在部分使用着RIP。

OSPF(Open Shortest Path First)协议是“开放最短路由优先”的缩写。“开放”是针对当时某些厂家的“私有”路由协议而言,而正是因为协议开放性,才造成OSPF今天强大的生命力和广泛的用途。它通过传递链路状态(连接信息)来得到网络信息,维护一张网络有向拓扑图,利用最小生成树算法(SPF算法)得到路由表。OSPF是一种相对复杂的路由协议。

总的来说,OSPF、RIP都是自治系统内部的路由协议,适合于单一的ISP使用。一般说来,整个Internet并不适合使用单一的路由协议,因为各ISP有自己的利益,不愿意提供自身网络详细的路由信息。为了保证各ISP利益,标准化组织制定了ISP间的路由协议BGP。

BGP(Border Gateway Protocol)是“边界网关协议”的缩写,处理各ISP之间的路由传递。其特点是有丰富的路由策略,这是RIP、OSPF等协议无法做到的,因为它们需要全局的信息计算路由表。BGP通过ISP边界的路由器加上一定的策略,选择过滤路由,把RIP、OSPF、BGP等的路由发送到对方。BGP的出现,引起了Internet的重大变革,它把多个ISP有机的连接起来,真正成为全球范围内的网络。

4 学习路由协议的方法

动态、健壮的路由对于 Internet 网络来说极其重要,因此任何一个初涉此领域的网络工程师不仅需要理解路由的概念,而且要有能力在复杂的的网络环境下正确使用各种路由协议。但是,对于大多数人来说,只有在学校或者网络实验室环境中才有条件学习路由,而且还要一直受到实践时间和实践条件的困扰。如何克服这些不利的条件快速、高效地学习并掌握路由器的配置?掌握动态路由的交互过程?下面结合作者的体会,给出了三种虚实结合的学习路由协议的方法。

4.1 使用模拟软件

这种方法被网络培训机构广泛的使用,通常培训机构的做法是购买一到两台低端的路由器,让学员熟悉硬件基本结构及软件的配置管理后,大量使用模拟软件来代替真实的实验。例如,思科的认证大量使用Boson Netsim for CCNA(CCNP)等软件,华为的认证采用HW-RouteSim等软件。

这些软件共同的特征是通过经典的实验,让学员快速掌握设备配置的能力,但这些实验的共同特征是受到设备数量的限制,通常不会多于3台,很难进行对动态路由的配置及检验,即使使用自定义实验,也很难有改观,基本无法使用抓包工具进行协议分析。这样的实验基本是以单个设备为出发点的,对深入了解路由协议的交互作用不大。

4.2 使用Dynamips加真实的IOS

Dynamips是Christophe Fillot编写的一个Cisco7200模拟器。它模拟了Cisco7206的硬件平台,而且运行了标准的7200 IOS文件,目前的版本(0.2.8RC2,20071014)已经可以模拟出Cisco 7200 (NPE-100 to NPE-400),Cisco 3600 (3620, 3640 and 3660),Cisco 2691,Cisco 3725, Cisco 3745,Cisco 2600 (2610 to 2650XM),Cisco 1700 (1710 to 1760)等路由器。在Web站点,这种模拟器作用如下:

1) 作为一个培训平台,使用真实环境中的软件。Cisco作为网络技术的全球领头人,这款模拟器会让大家更熟悉Cisco的设备。

2) 测试和试验Cisco IOS的特性。

3) 快速检验即将在真实环境中部署的配置

当然,这个模拟器不能替代真实的路由器,对于Cisco网络管理员或者想通过CCNA/CCNP/CCIE考试的人来说,是一个简单补充真实实验室的工具。可以在ipflow.utc.fr/blog/ 网站下载原版的Dynamips,提供的有windows和Linux版本,如果不想深入了解Dynamips的机制,仅仅想用其做试验,推荐使用工大普瑞集成好的软件试验包,可以在/ 下载。

Dynamips的优点是它是开放源代码的系统,并运行了真实的IOS系统,拉近了我们到高端路由的距离。使我们的计算机变成了一台路由器,在目前的主流配置计算机上,运行5个路由器是没什么问题的,可以很方便的熟悉Cisco路由器,检验即将工作的路由器的配置,可以分析路由的交互。Dynamips的不足是对计算机的CPU占用率有点高(通过对参数的修改,可以改变),另外抓取路由间交互的路由信息的不太方便。

4.3 使用Zebra路由软件

Zebra 是一个开源的 TCP/IP 路由软件,同 Cisco Internet 网络操作系统(IOS)类似。它灵活而且具有强大的功能,可以处理路由信息协议(RIP)、开放式最短路径优先协议(OSPF)和边界网关协议(BGP)以及这些协议的所有变体。它的发行遵循 GNU 通用公共许可协议,可以运行于 Linux 以及一些其他的 Unix 变体操作系统上。最新版本的 zebra-0.95a (20050908) 以及文档可以从 GNU Zebra 网站上下载。

Zebra 的设计独特,它采用模块的方法来管理协议。可以根据网络需要启用或者禁用协议。Zebra 最为实用的一点是它的配置形式和 Cisco IOS 极其类似。尽管它的配置与 IOS 相比还是有一些不同,但是对于那些已经熟悉 IOS 的网络工程师来说在这种环境下工作将相当自如。

我们以Fedora Core 4 Linux为例,安装测试zebra-0.95a的功能,可以采用普通的PC机或Vmware虚拟出的客户机,安装两块以上能被系统识别的网卡。首先从下载zebra-0.95a.tar.gz,解压缩后直接按Install文件的过程安装,./configure,make,make check,make install完成安装,安装完成后配置文件位于/usr/local/etc/下,包括bgpd.conf.sample,bgpd.conf.sample2,ospf6d.conf.sample,ospfd.conf.sample,ripd.conf.sample,ripngd.conf.sample,zebra.conf.sample等文件。

基本配置和使用:zebra 守护进程是实际的路由管理者,控制着其他模块;而且用户主要通过它进行交互。最先需要配置Zebra 守护进程,将zebra.conf.sample拷贝为zebra.conf,Zebra.conf 配置文件的内容很简单,除了注释外有效的为以下三行。

hostname Router

password zebra

enable password zebra

hostname 指定了当您进入交互式配置方式时的路由器名。它可以是任何一个标识,不一定要和机器的主机名相同,password 指定了登录进入交互式 Zebra 终端时需要的密码。enable password 指定了当您想要改变配置时以较高级别身份访问 Zebra 所需要的密码。

创建了 /etc/zebra/zebra.conf 文件以后,我们现在可以执行下面的命令来启动 zebra 守护进程:

# zebra Cd

然后通过 telnet 到的机器的 2601 端口,就可以进入 Zebra 交互式会话。

在交互式终端中操作很简单。要获得可用命令的提示,您可以在任何时刻按?键,然后命令的选项就会出现在屏幕上。如果您正在构建您自己的 Zebra 路由器,而且您有配置 Cisco 路由器的经验的话,您会觉得这个配置过程非常熟悉。

到这里为止,只有 Zebra 被配置好并且运行起来了,但是还没有任何其他的协议。接下来将进入配置的实质内容,下面介绍这一过程。

使用 Zebra 安装配置 RIP 路由,我们已经在Linux上安装配置了网络接口,接下来我们再对它进行配置,使之可以与 RIP更新协同工作。正如已经提到过的,Zebra 使用单独的守护进程来实现路由协议,所以必须首先为 RIP 守护进程在/usr/local/etc/目录下创建一个简单的配置文件ripd.conf,可以直接将ripd.conf.sample拷贝而得到。一个基本的 /usr/local/etc/ripd.conf 文件内容如下:

hostname ripd

password zebra

然后我们启动 ripd 守护进程 :

# ripd -d

完成后,我们可以 telnet 到Zebra 路由器的 2602 端口来配置 RIP 守护进程。

OSPF路由,BGP路由也和RIP路由的配置类似。

Zebra是这三种软件中最为强大的一个软件,它可以将一个普通的PC机,变为一个功能强大的路由器,通过和相关的网卡连接,可以和真实的路由器交换路由信息,可以通过Sniffer等工具抓取相应的路由会话,了解动态路由的交互。

5 结束语

Boson Netsim for CCNA(CCNP),HW-RouteSim等软件,给我们提供了一些经典的网络配置案例;Dynamips让我们运行了真实Cisco的IOS;Zebra将普通的PC变为了路由器。通过对真实路由器的了解,结合模拟或仿真的路由环境,可以让即将步入岗位的网络工程师快速地了解、掌握动态路由的配置,同时也能给网络知识的教学或培训提供一种很好的帮助。

参考文献:

[1] Christophe Fillot, Help for Cisco router simulator.[R] ipflow.utc.fr/blog/.

[2] Steve6309. Dynamips使用指南.[R] /.

第3篇:rip协议范文

【关键词】TCP/IP 网络安全

1 TCP/IP的弱点

TCP负责发现传输的问题,一有问题就发出信号,要求重新传输,直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台电脑规定一个地址。TCP/IP协议数据流采用明文传输。TCP/IP 协议组本身存在很多安全性方面的漏洞。这些弱点正导致了攻击者的拒绝服务(DOS)、Connection Hijacking 以及其它一系列攻击行为。

TCP/IP 主要存在以下几个方面的安全问题:

(1)源地址欺骗(Source address spoofing)或IP欺骗(IP spoofing)。

(2)源路由选择欺骗(Source Routing spoofing)。

(3)路由选择信息协议攻击(RIP Attacks)。

(4)鉴别攻击(Authentication Attacks)。

(5)TCP序列号欺骗(TCP Sequence number spoofing)。

(6)TCP序列号轰炸攻击(TCP SYN Flooding Attack),简称SYN攻击。

(7)易欺骗性(Ease of spoofing)等等。

2 对TCP/IP所受的攻击类型

2.1 TCP SYN attacks 或 SYN Flooding

TCP 利用序列号以确保数据以正确顺序对应特定的用户。在三向握手(Three-Way Handshake)方式的连接打开阶段,序列号就 已经建立好。TCP SYN 攻击者利用大多数主机执行三次握手中存在的漏洞展开攻击行为。当主机 B 接收到来自 A 的 SYN 请求,那么它必须以“Listen Queue”跟踪那部分打开的连接,时间至少维持75秒钟,并且一台主机可以只跟踪有限数量的连接。一台非法主机通过向其它主机发送 SYN 请求,但不答复 SYN & ACK,从而形成一个小型的 Listen Queue,而另一台主机则发送返回。这样,另一台主机的 Listen Queue 迅速被排满,并且它将停止接收新连接,直到队列中打开的连接全部完成或超出时间。至少在75秒内将主机撤离网络的行为即属于拒绝服务(Denial-of-Service)攻击,而在其它攻击中也常发生这样的行为,如伪 IP。

IP Spoofing ――伪 IP 技术是指一种获取对计算机未经许可的访问的技术,即攻击者通过伪 IP 地址向计算机发送信息,并显示该信息来自于真实主机。IP 层假设它所接收到的任何 IP 数据包上的源地址都与实际发送数据包的系统 IP 地址(没有经过认证)相同。很多高层协议和应用程序也会作这样的假设,所以似乎每个伪造 IP 数据包源地址的人都可以获得非认证特免。伪IP技术包含多种数据类型,如 Blind 和 Non-Blind Spoofing、Man-in-the-Middle-Attack (Connection Hijacking)等。

2.2 Routing Attacks

该攻击利用路由选择信息协议(RIP:TCP/IP 网络中的基本组成)。RIP 主要用来为网络分配路由选择信息(如最短路径)并将线路传播出局域网络。与 TCP/IP 一样,RIP 没有建立认证机制,所以在无需校验的情况下就可以使用 RIP 数据包中的信息。RIP 攻击会改变数据发送目的地,而不能改变数据源位置。例如,攻击者可以伪造一个 RIP 数据包,并声称他的主机“X”具有最快网外路径。所有从网络中发送出去的数据包可以通过“X”发送,并且进行修改或检查。攻击者还可以通过 RIP 高效模仿任何主机,并导致所有将要发送到那台主机上的通信流量全部发送到了攻击者机器上。

2.3 ICMP Attacks

IP 层通常使用 Internet 控制信息协议(ICMP:Internet Control Message Protocol)向主机发送单行道信息,如“ping”信息。ICMP 中不提供认证,这使得攻击者有机会利用 ICMP 漏洞攻击通信网络,从而导致拒绝服务(Denial of Service)或数据包被截取等攻击。拒绝服务基本上利用 ICMP Time Exceeded 或 Destination Unreachable 信息,使得主机立即放弃连接。攻击者可以伪造其中一个 ICMP 信息,然后将它发送给通信主机双方或其中一方,以取消通信双方之间的连接。

2.4 ARP欺骗

在局域网中,是通过ARP协议来完成IP地址转换为第二层物理地址(即MAC地址)的。ARP协议对网络安全具有极其重要的意义。通过伪造IP地址和MAC地址实现ARP欺骗,能够在网络中产生大量的ARP通信量使网络阻塞。

ARP协议是“Address Resolution Protocol”(地址解析协议)的缩写。在局域网中,网络中实际传输的是“帧”,帧里面是有目标主机的MAC地址的。在以太网中,一个主机要和另一个主机进行直接通信,必须要知道目标主机的MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢?它就是通过地址解析协议获得的。所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。

3 总结

TCP/IP协议常见的攻击方法利用了协议中存在的安全缺口来实施攻击技术强、难度大,但突破率高、危害性极大。目前,致力于该问题的研究已取得了显著的成效,针对协议本身做了很多改进。相信随着网络的发展和安全技术应用的深入,TCP/IP将不断的改进和完善。

第4篇:rip协议范文

关键词:互联网;路由器;交换机

1 计算机网络概述以及相关的简单信息

计算机网络,是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。网络通信协议为连接不同操作系统和不同硬件体系结构的互联网络提供通信支持,是一种网络通用语言。常用的三个网络协议:NetBEUI协议,IPX/SPX及其兼容协议,TCP/IP协议。

2 网络故障的分类

所谓的网络故障,通常表现为:电脑无法通过局域网接入Internet;其运行速度异常的缓慢等。而网络故障诊断应从以下两方面着手:确定网络的故障点,恢复网络的正常运行,发现网络规划和配置中欠佳之处,改善和优化网络的性能。网络故障的原因:物理层中物理设备相互连接失败或者硬件及线路本身的问题,数据链路层的网络设备的接口配置问题,网络层网络协议配置或操作错误,传输层的设备性能或通信拥塞问题。

3 解决故障的工作步骤

3.1 硬件诊断

⑴以太接口故障排除。以太接口的典型故障问题是:带宽的过分利用;碰撞冲突次数频繁;使用不兼容的帧类型。使用showinterface ethernet命令可以查看该接口的吞吐量、碰冲突、信息包丢失和帧类型的有关内容等。

⑵串口故障排除。串口出现连通性问题时,为了排除串口故障,一般是从show interface serial命令开始,分析它的屏幕输出报告内容,找出问题之所在。接口和线路协议都运行的状况下,虽然串口链路的基本通信建立起来了,但仍然可能由于信息包丢失和信息包错误时会出现许多潜在的故障问题。正常通信时接口输入或输出信息包不应该丢失,或者丢失的量非常小,而且不会增加。如果信息包丢失有规律性增加,表明通过该接口传输的通信量超过接口所能处理的通信量,解决的办法是增加线路容量。查找其他原因发生的信息包丢失,查看show interface serial命令的输出报告中的输入输出保持队列的状态。当发现保持队列中信息包数量达到了信息的最大允许值,可以增加保持队列设置的大小。

3.2 网络故障分层诊断技术

3.2.1 网络层及其故障诊断

⑴检查从源到目的间的所有路由设备的路由表,看是否丢失路由表项。

⑵当发生路由表项丢失或其它问题时,检查路由器的RIP基本配置:用display rip命令察看RIP的各种参数设置,看RIP是否启动,相关的接口是否已经使用,network命令设置的网段是否正确;用debuggingrip系列命令看RIP的调试信息。通过 debugging信息可能很清楚的看出RIP报文是否被正确的收发,如果收发有问题,也可以从debugging信息中看到是什么原因导致收发报文失败。

4 故障实例

4.1 故障现象:五楼计算机上网速度非常慢

处理办法:先用“ping”命令“ping”网关,结果显示时延非常大,有时还有丢包,于是把上端汇聚交换机上除了主线外的其它网线都拔掉,然后用网线把笔记本连接到交换机上,这时显示正常,说明交换机及以上设备、线路都正常,把所有的线都接上,把笔记本串口与汇聚交换机的CONSLE口用专用数据线连好,登陆到交换机,进入“config”模式,输入“display inteth”,发现有一个端口的数据流量非常大,于是把这根线拔掉后网络正常,经过检查,发现这根网线连接了一个HUB,而这个HUB上又有网线通过其它路径又连接到了原汇聚交换机,形成了回路,因此造成网络故障。

4.2 故障现象:公司很多机器都不能正常上网

处理办法:由于是公司部分机器不能上网,因此先判断故障范围,经调查,发现是公司的一个3552交换机下的机器全部不能上网。所以想通过远程TELNET登陆到该交换机上,但发现不能登陆,然后再用PING命令来测试到该交换机的网络联通性,结果显示网络不通。然后用笔记本连接交换机的CONSLE口进行登陆,结果显示如下:

EXEC Session Initialize failed!

由此判断交换机已DOWN机了,对交换机进行掉加电操作,交换机进行重新启动,然后交换机下的用户可以正常连接网络。

5 结语

网络发生故障是不可避免的。网络建成运行后,网络故障诊断是网络管理的重要技术工作。搞好网络的运行管理和故障诊断工作,提高故障诊断水平需要注意以下几方面的问题:认真学习有关网络技术理论;清楚网络的结构设计,包括网络拓朴、设备连接、系统参数设置及软件使用;了解网络正常运行状况、注意收集网络正常运行时的各种状态和报告输出参数;熟悉常用的诊断工具,准确地描述故障现象。

[参考文献]

[1]钟志永,姚.大学计算机应用基础[M].重庆:重庆大学出版社,2012:144-146.

第5篇:rip协议范文

1.1活动向导作用简介为了方便教学活动的开展,PacketTracer特意为学生和教师添加了一个有用的工具:活动向导。通过活动向导可以使教师非常方便地为学生创建一个非常具体的网络环境,然后让学生完成这个网络的搭建与配置。通过活动向导可以对考题进行分数的设置,一般情况下每设置一个知识点系统就会给这个点设置1分,而该考试题的总分要视该试题所包含的知识点的数量来决定[1]。当我们进入如图1所示的活动向导对话框以后,可以看到左边有10个按钮,它们分别对应10种不同的功能。⑴【Welcome】是欢迎界面,这个界面对活动向导的功能进行了比较系统的介绍。⑵【VariableManager】是变量管理器。⑶【Instructions】是文字编辑器,教师命题的文字和图片部分就在这里进行编辑。⑷【AnswerNetwork】按钮可以打开一个的窗口,在这个窗口中教师可以为自己设计的网络给出答案。⑸【InitialNetwork】按钮可以打开一个界面,通过这个界面可以设置一个网络让学生来完成搭建和设置。⑹【Password】按钮可以为我们设计的网络问题添加密码。⑺【TestActivity】按钮可以打开PacketTracerActivity窗口,在这个窗口中有我们为问题网络编写的说明,也有测试该网络是否正确的按钮和重置网络的按钮。⑻【CheckActivity】按钮的功能与【TestActivity】按钮基本一样。⑼【Save】按钮的功能是将编写好的网络问题保存在磁盘中,文件的扩展名是pka。⑽【Exit】按钮是当我们结束问题的编辑工作时用来退出活动向导界面返回PacketTracer的界面。

1.2HTML基本使用介绍在活动向导中操作指南是设计网络评估测试题的一个重要环节,通过操作指南用户可以知道应该怎样搭建和设置网络。在操作指南的图文编辑中,有不少HTML语言的标签,这些标签写在尖括号中,在文字的前后各有一个,成对出现,这就是我们所说的HTML语言的标签。与此同时,活动向导为网络试题提供试题答案管理器这项功能。在将设计的网络连通后,会出现一个树状结构,在这个结构中,我们可以为这道网络测试题添加所需测试的内容,也会为每一个内容设置分值。在树形结构列表中FeedbackWhenIncorrect栏是错误操作信息反馈栏,教师可以在这一栏中编写一些反馈信息,如果学生在这项操作中出现了错误,那么系统会把教师所编辑的反馈内容显示出来,这样可以给学生一些提示[2]。

2PacketTracer具体实验案例

PacketTracer模拟器中现有21个实验的学习练习题以及对应的测试题,可供教师在教学、作业、测验中随意使用。每个实验,模拟器都会提供相关的知识、实验拓扑中的路由器IP地址方案以及实验任务和配置过程。根据要求,学生可以进行连线,当完成连线后,学生可以知道自己的完成情况,也可知道所得的分数。以下是其中两个实验案例。

2.1RIP路由协议相关实验设计实验设计思路及背景:RIP是路由信息协议,是使用最广泛的距离矢量路由协议。和其他的距离矢量选择协议一样,它也是遵循距离矢量选择协议的规律,RIP每隔30秒就发送自己完整的路由表到所有激活的接口[3]。为了加强对该协议的学习,本次设计考虑到了RIP协议一些重要的特性,如版本1不支持不连续的网络;版本2默认时不接受版本1的更新信息等等[4]。根据这些特性,本次设计的理念是想办法解决这些问题,使这些功能能够实现。实验设计拓扑:根据实验需解决的问题,RIPv1与RIPv2之间路由选择的解决方案如图2所示。实验设计要点:⑴掌握RIPv1和RIPv2的基本配置。⑵掌握如何让RIPv1和RIPv2兼容。在属于RIPv2网络并连接RIPv1网络的接口上执行命令,可以使得RIPv2网络接收版本1的路由信息,从而实现RIPv1和RIPv2网络的兼容。实验需达到的效果:希望通过两个实验设计的全过程让学生更加熟悉RIPv1和RIPv2的差异性和统一性,在今后路由协议的运用中做到游刃有余。实验主要涉及协议:路由信息协议是一种使用最广泛的内部网关协议,是在内部网络上使用的路由协议(在少数情形下,也可以用于连接到因特网的网络),它可以通过不断地交换信息让路由器动态地适应网络连接的变化,这些信息包括每个路由器可以到达哪些网络,这些网络有多远等[5]。RIP是由“网关信息协议”发展过来的,可以说网关信息协议是RIP的最早版本。后来的一个版本才被命名为“路由信息协议”,是Xerox网络服务协议簇的一部分[6]。

2.2OSPF协议相关实验设计本次实验设计思路及背景:OSPF协议是一个链路状态协议,其分层次的概念深受许多企业的青睐,在许多企业网络、校园网络中OSPF都是网络规划师优先考虑使用的路由协议。基于该协议使用的广泛性和实用性,就有了本次实验设计的构想。实验设计拓扑如图3所示。实验设计要点:希望学生深刻理解区域的概念。OSPF提出了“区域”的概念,一个网络可以由单一区域或者多个区域组成。其中一个特别的区域被称为骨干区域,该区域是整个OSPF网络的核心区域,并且所有其他的区域都与之直接连接[7]。⑴掌握OSPF基本配置。⑵理解DR和BDR的选举过程并控制选举。同一个广播域的路由器或者一个点对点连接的两端的路由器,在发现彼此的时候,建立邻接[8]。OSPF协议同时使用单播和组播来发送Hello包和链路状态更新,使用的组播地址为224.0.0.5和224.0.0.6。与RIP和BGP不同的是,OSPF协议不使用TCP或者UDP协议而是承载在IP协议之上,IP协议号为89,工作在OSI模型的传输层[9]。⑶多路访问网络以及非广播多路访问网络的路由器会选举指定路由器(DR)和备份指定路由器(BDR),DR和BDR作为网络的中心负责路由器之间的信息交换从而降低了网络中的信息流量。OSPF协议同时使用单播和组播来发送Hello包和链路状态更新,使用的组播地址为224.0.0.5和224.0.0.6[10]。

3实验结果归纳及问题分析

3.1设计结果归纳本次设计实现了两方面的功能,一方面是教师编写基于PacketTracer的路由器配置的测试题目,设置分值,设置测试时间及管理密码等,并且可以跟踪检查学生对于路由器配置的掌握程度,方便辅导学生;另一方面,学生通过这样的测试系统可以在做题的过程中了解自己配置的进程,还可以一边配置,一边检查,方便自测,查找配置缺陷、网络连通障碍等等。尽管在时间以及操作上对考生做了限制,采用PacketTracer来进行实验反倒能加快学生对知识的掌握速度,避免了将很多时间浪费在物理硬件设备的连接和调试上。

3.2设计中所遇问题分析本次设计中主要做的就是展现PacketTracer相对于其他网络模拟器的优势方面,从而为将PacketTracer应用于计算机网络实验课程的教学做适当的铺垫。系统设计还存在欠缺,有很多模块操作还不够人性化,对很多错误信息的处理还不够全面。所开发的PacketTracer软件也有一定的限制,比如说在实现控制列表方面,不能够使用自反控制列表等。

4结束语

第6篇:rip协议范文

一、路由器综述

路由器是互联网的主要节点设备。路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择(routing),这也是路由器名称的由来(router,转发者)。

路由器通常用于节点众多的大型网络环境,它处于ISO/OSI模型的网络层。与交换机和网桥相比,在实现骨干网的互联方面,路由器、特别是高端路由器有着明显的优势。路由器高度的智能化,对各种路由协议、网络协议和网络接口的广泛支持,还有其独具的安全性和访问控制等功能和特点是网桥和交换机等其他互联设备所不具备的。路由器的中低端产品可以用于连接骨干网设备和小规模端点的接入,高端产品可以用于骨干网之问的互联以及骨干网与互联网的连接。特别是对于骨干网的互联和骨干网与互联网的互联互通。不但技术复杂,涉及通信协议、路由协议和众多接口,信息传输速度要求高,而且对网络安全性的要求也比其他场合高得多。因此,采用高端路由器作为互联设备,有着其他互联设备不可比拟的优势。

二、路由器的作用

路由器的一个作用是连通不同的网络,另一个作用是选择信息传送的线路。选择通畅快捷的近路,能大大提高通信速度,减轻网络系统通信负荷,节约网络系统资源,提高网络系统畅通率,从而让网络系统发挥出更大的作用来。

从过滤网络流量的角度来看,路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络物理层,从物理上划分网段的交换机不同,路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。例如:一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段。只有指向特殊IP地址的数据信息才可以通过路由器。对于每一个接收到的数据包,路由器都会重新计算其校验值,并写入新的物理地址。因此,使用路由器转发和过滤数据的速度往往要比只查看数据包物理地址的交换机慢。但是,对于那些结构复杂的网络,使用路由器可以提高网络的整体效率。路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播。从总体上说,在网络中添加路由器的整个安装过程要比即插即用的交换机复杂很多。

三、路由器的类型及特点

互联网各种级别的网络中随处都可见到路由器。接入网络使得家庭和小型企业可以连接到某个互联网服务提供商;企业网中的路由器连接一个校园或企业内成千上万台计算机;骨干网上的路由器终端系统通常是不能直接访问的,它们连接长距离骨干网上的ISP和企业网络。互联网的快速发展无论是对骨干网、企业网还是接入网都带来了不同的挑战。骨干网要求路由器能对少数链路进行高速路由转发。企业级路由器不但要求端口数目多、价格低廉,而且要求配置起来简单方便,并提供QoS。

1 接入路由器

接入路由器连接家庭或ISP内的小型企业客户。接入路由器已经开始不只是提供SLIP或PPP连接,还支持诸如PPTP和IPSec等虚拟私有网络协议。这些协议要能在每个端口上运行。诸如ADSL等技术将很快提高各家庭的可用带宽,这将进一步增加接八路由器的负担。由于这些趋势,接八路由器将来会支持许多异构和高速端口,并在各个端口能够运行多种协议,同时还要避开电话交换网。

2 企业级路由器

企业或校园级路由器连接许多终端系统,其主要目标是以尽量便宜的方法实现尽可能多的端点互联,并且进一步要求支持不同的服务质量。许多现有的企业网络都是由Hub或网桥连接起来的以太网段。尽管这些设备价格便宜、易于安装、无需配置,但是它们不支持服务等级。相反,有路由器参与的网络能够将机器分成多个碰撞域,并因此能够控制一个网络的大小。此外,路由器还支持一定的服务等级,至少允许分成多个优先级别。但是路由器的每端口造价要贵些,并且在能够使用之前要进行大量的配置工作。因此,企业路由器的成败就在于是否提供大量端口且每个端口的造价很低,是否容易配置,是否支持QoS。另外,还要求企业级路由器有效地支持广播和组播。企业网络还要处理历史遗留的各种LAN技术,支持多种协议。它们还要支持防火墙、包过滤以及大量的管理和安全策略以及VLAN。

3 骨干级路由器

骨干级路由器实现企业级网络的互联。对它的要求是速度和可靠性,而代价则处于次要地位。硬件可靠性可以采用电话交换网中使用的技术,如热备份、双电源、双数据通路等来获得。这些技术对所有骨干路由器而言差不多是标准的。骨干IP路由器的主要性能瓶颈是在转发表中查找某个路由所耗的时间。当收到一个包时,输入端口在转发表中查找该包的目的地址以确定其目的端口,当包越短或者当包要发往许多目的端口时,势必增加路由查找的代价。因此,将一些常访问的目的端口放到缓存中能够提高路由查找的效率。不管是输入缓冲还是输出缓冲路由器,都存在路由查找的瓶颈问题。除了性能瓶颈问题,路由器的稳定性也是一个常被忽视的问题。

4 太比特路由器

在未来核心互联网使用的三种主要技术中,光纤和DWDM都已经是很成熟的并且是现成的。如果没有与现有的光纤技术和DWDM技术提供的原始带宽对应的路由器,新的网络基础设施将无法从根本上得到性能的改善,因此,开发高性能的骨干交换/路由器(太比特路由器)已经成为一项迫切的要求。太比特路由器技术现在还主要处于开发实验阶段。

四、路由器技术

1 路由器的体系结构

从体系结构上看,路由器可以分为第一代单总线单CPU结构路由器、第二代单总线主从CPU结构路由器、第三代单总线对称式多CPU结构路由器、第四代多总线多CPU结构路由器、第五代共享内存式结构路由器、第六代交叉开关体系结构路由器和基于机群系统的路由器等多类。

2 路由器的构成

路由器具有四个要素:输入端口、输出端口、交换开关和路由处理器。

输入端口是物理链路和输入包的进口处。端口通常由线卡提供,一块线卡一般支持4个、8个或16个端口,一个输入端口具有许多功能。第一个功能是进行数据链路层的封装和解封装。第二个功能是在转发表中查找输入包目的地址从而决定目的端口(称为路由查找),路由查找可以使用一般的硬件来实现,或者通过在每块线卡上嵌入一个微处理器来完成。第三。为了提供QoS(服务质量),端口要对收到的包分成几个预定义的服务级别。第四,端口可能需要运行诸如SLIP(串行线网际协议)和PPP(点对点协议)这样的数据链路级协议或者诸如PPTP(点对点隧道协议)这样的网络级协议。一旦路由查找完成,必须用交换开关将包送到其输出端口。如果路由器是输入端加队列的,则由几个输入端共享同一个交换开关。这样输入端口的最后一项功能是参加对公共资源(如交换开关)的仲裁协议。

交换开关可以使用多种不同的技术来实现。迄今为止使用最多的 交换开关技术是总线、交叉点开关和共享存储器。最简单的开关使用一条总线来连接所有输八和输出端口,总线开关的缺点是其交换容量受限于总线的容量以及为共享总线仲裁所带来的额外开销。交叉开关通过开关提供多条数据通路,具有NxN个交叉点的交叉开关可以被认为具有2N条总线。如果一个交叉点是闭合的,输入总线上的数据在输出总线上可用,否则不可用。交叉点的闭合与打开由调度器来控制,因此,调度器限制了交换开关的速度。在共享存储器路由器中,进来的包被存储在共享存储器中,所交换的仅是包的指针,这提高了交换容基,但是,开关的速度受限于存储器的存取速度。尽管存储器容量每18个月能够翻一番,但存储器的存取时间每年仅降低5%,这是共享存储器交换开关的一个固有限制。

输出端口在包被发送到输出链路之前对包存储,可以实现复杂的调度算法以支持优先级等要求。与输入端口一样,输出端口同样要能支持数据链路层的封装和解封装,以及许多较高级协议。

路由处理器计算转发表实现路由协议,并运行对路由器进行配置和管理的软件。同时,它还处理那些目的地址不在线卡转发表中的包。

VPN

VPN(Virtual Private Network-虚拟专用网)解决方案是路由器具有的重要功能之一。其解决方案大致如下:

(1)访问控制

一般分为PAP(口令认证协议)和CHAP(高级口令认证协议)两种协议。PAP要求登录者向目标路由器提供用户名和口令,与其访问列表(Access List)中的信息相符才允许其登录。它虽然提供了一定的安全保障,但用户登录信息在网上无加密传递,易被人窃取。CHAP便应运而生,它把一随机初始值与用户原始登录信息(用户名和口令)经Hash算法翻译后形成新的登录信息。这样在网上传递的用户登录信息对黑客来说是不透明的,且由于随机初始值每次不同,用户每次的最终登录信息也会不同,即使某一次用户登录信息被窃取,黑客也不能重复使用。需要注意的是,由于各厂商采取各自不同的Hash算法,所以CHAP无互操作性可言。要建立VPN,需要VPN两端放置相同品牌路由器。

(2)数据加密

在加密过程中加密位数是一个很重要的参数,它直接关系到解密的难易程度,其中Intel 9000系列路由器表现最为优异,为100多位加密。

(3)NAT(Network Address Translation-网络地址转换协议)

如同用户登录信息一样,IP和MAC地址在网上无加密传递也很不安全。NAT可把合法IP地址和MAC地址翻译成非法IP地址和MAC地址在网上传递,到达目标路由器后反翻译成合法IP与MAC地址,这一过程有点像CHAP,翻译算法厂商各自有不同标准,不能实现互操作。

QoS

QoS(Quality of Service-服务质量)本来是ATM(Asynchronous Traesmit Mode)中的专用术语,在IP上原来是不谈QoS的,但利用IP传VOD等多媒体信息的应用越来越多,IP作为一个打包的协议显得有点力不从心:延迟长且不为定值,丢包造成信号不连续且失真大。为解决这些问题,厂商提供了若干解决方案:第一种方案是基于不同对象的优先级,某些设备(多为多媒体应用)发送的数据包可以后到先传。第二种方案是基于协议的优先级,用户可定义哪种协议优先级高,可后到先传,Intel和Cisco都支持。第三种方案是做链路整合MLPPP(Multi Link Point to Point Protocol),Cisco支持将连接两点的多条线路做带宽汇聚,从而提高带宽。第四种方案是做资源预留RSVP(Re-source Reservation Protocol),它将一部分带宽固定地分给多媒体信号,其他协议无论如何拥挤,也不得占用这部分带宽。这几种解决方案都能有效地提高传输质量。

RIP、OSPF和BGP协议

互联网上现在大量运行的路由协议有RIP(Routing Information Protocol-路由信息协议)、OSPF(Open Shortest Path First-开放式最短路优先)和BGP(Border Gateway Protocol-边界网关协议)。RIP、OSPF是内部网关协议,适用于单个ISP的统一路由协议的运行,由一个ISP运营的网络称为一个自治系统。BGP是自治系统间的路由协议,是一种外部网关协议。

RIP是推出时间最长的路由协议。也是最简单的路由协议。它主要传递路由信息(路由表)来广播路由。每隔30秒,广播一次路由表,维护相邻路由器的关系,同时根据收到的路由表计算自己的路由表。RIP运行简单,适用于小型网络,互联网上还在部分使用着RIP。

OSPF协议是“开放式最短路优先”的缩写。“开放”是针对当时某些厂家的“私有”路由协议而言,而正是因为协议开放性,才使得OSPF具有强大的生命力和广泛的用途。它通过传递链路状态(连接信息)来得到网络信息,维护一个网络有向拓扑图,利用最小生成树算法得到路由表。OSPF是一种相对复杂的路由协议。

总的来说,OSPF、RIP都是自治系统内部的路由协议,适合于单一的ISP(自治系统)使用。一般说来,整个互联网并不适合跑单一的路由协议,因为各ISP有自己的利益,不愿意提供自身网络详细的路由信息。为了保证各ISP利益,标准化组织制定了ISP间的路由协议BGP。

BGP处理各ISP之间的路由传递。其特点是有丰富的路由策略,这是RiP、OSPF等协议无法做到的,因为它们需要全局的信息计算路由表。BGP通过ISP边界的路由器加上一定的策略。选择过滤路由,把RIP、OSPF、BGP等的路由发送到对方。全局范围的、广泛的互联网是BGP处理多个ISP间的路由的实例。

BGP的出现,引起了互联网的重大变革,它把多个ISP有机地连接起来,真正成为全球范围内的网络。带来的副作用是互联网的路由“爆炸”,现在互联网的路由大概是6万条,这还是经过“聚合”后的数字。配置BGP需要对用户需求、网络现状和BGP协议非常了解,还需要非常小心,BGP运行在相对核心的地位,一旦出错。其造成的损失可能会很大!

IPv6技术

迅速发展中的互联网将不再是仅仅连接计算机的网络,它将发展成能同电话网、有线电视网类似的信息通信基础设施。因此,正在使用的IP(互联网协议)已经难以胜任,人们迫切希望下一代IP即IPv6的出现。

IPv6是IP的一种版本,在互联网通信协议TCP/IP中,是OSI模型第3层(网络层)的传输协议。它同目前广泛使用的、1974年便提出的IPv4相比,地址由32位扩充到128位。从理论上说,地址的数量由原先的4.3×109个增加到4.3×1038个。之所以必须从现行的IPv4改用IPv6,主要有2个原因。

(1)由于互联网迅速发展,地址数量已经不够用,这使得网络管理花费的精力和费用令人难以承受。地址的枯竭是促使向拥有128位地址空间过渡的首要原因。

(2)随着主机数目的增加,决定数据传输路由的路由表在不断加大。路由器的处理性能跟不上这种增长速度。长此以往,互联网连接将难以提供稳定的服务。经由IPv6,路由数可以减少一个数量级。

第7篇:rip协议范文

1路由选择网络协议

路由选择网络协议一般指的是可以在众多的路径中来进行选择和交换并且可以分为内部路由协议和外部路由协议的一种计算机网络协议。在路由选择协议中,一般还有几种分类,分别为RIP、EGP和OSPF的路由协议。在RIP路由协议中,其一般是属于内部路由的协议,且开发的时间一般较其他的路由协议时间要早,并且使用的范围比较广泛。RIP协议在通常情况下比较适合使用在一些小型的网络系统中,其运行过程简单且会聚的时间慢,在使用和配置等方面都比较方便。EGP协议属于一种距离定向的协议,属于第一个进行的外部性的路由协议。在进行相关的EGP协议之中,一般要引入一些自治的系统,但是这个协议只是在这个字体之内来负责一些网络中的信息的广播,从而对网络上巨大的信息量进行优化。在OSPF路由协议中,一般是把外部的患者是内部的一些自治系统来进行集成化的一种协议,这种协议不仅是对于网络主干中的信息进行相关的访问和交换,还能够对于每个自治系统之内的信息进行妥善的处理。一般OSPF路由协议会相对比较复杂,而且适合使用在一些比较复杂的网络中,并能够取得比较好的效果。

2局域网络协议局

域网协议指的是对于局域网内的信息交流所制定的相关性标准。局域网协议中包含着NetBEUI、IPX/SPX和其兼容协议和TCP/IP。NetBEUI协议在这些协议中属于开发时间比较早的一种协议,其比较适合于使用在一些微软的早期的操作系统之中。该协议一般占用的内存量比较少,操作较为简单且运行的速度比较快。另外,这个协议并没有路由的功能,它一般使用的标准都针对一些小型的网络来展开的,例如一些小型的网吧和办公室之中,一般十几个电脑所组成的小型的网络系统比较适合。IPX/SPX的协议中,IPX一般是针对一些互联网分组进行交换的,但是SPX主要是进行一些顺序分组交换的。IPX一般能够有效保障信息能够在互联网上的传输工作具有一定的一致性和透明性,还能够进行路由选址和分组选址。该协议的优点是能够在低开销的前提下并得到高效能的结果,但是它在进行信息传递的过程中,具有不可靠性,不能够保证信息的传递是否成功进行。IPX/SPX的协议在目前的情况来看属于计算机网络系统之中使用范围比较广的一种协议,能够对于路由进行相关性的选择,并且具有高标准化。另外,TCP/IP从一定意义上来说并不是指特定的两个不同的协议,他是有一个或者是多个的协议所组成的一种大型的协议类族,而TCP和IP在其中的属于比较重要的协议类型。TCP主要负责的是传输和控制的相关性协议,主要目标是保障在运输过程中字节能够成功进行投递服务,而IP属于一种网间网的协议,主要的目标是保障网络层中无连接的一种分组投递系统运行稳定。

3广域网络协议

广域网络协议一般是针对一些在不同的广域网内的通信进行相关性定义。广域网络协议内包含的协议种类很多,但是其中ISDN和DDN协议属于比较重要的方面。ISDN协议属于比较综合性的业务数字网,其主要的速率的接口一般是具有两个B信道以及一个D信道。在这里面,B信道主要的作用是对于信息和数据进行传输,但是D信道一般是使用在传输控制信号中。ISDN协议一般是能够为进行端和端之间信息的传递来提供一种数字化的通道,所以其信息传递的速度很快且传递的效率比较高。另外,该协议还可以对于数据或者是语音消息等各种信息方式都进行传输。DDN协议称为数字数据网,可以使用数字信道来对于网络信息进行传递,传输过程比较方便且快捷。

二.结语

第8篇:rip协议范文

关键词:网络互连技术;Packet Tracer;仿真实验平台

中图分类号:TP393 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)17-4209-04

Packet Tracer Simulation-based Technology to Build the Network Interconnect Technology Experiment Platform

WAN Tao1, WAN Shi-ming2

(1.Machinery Manufacturing Engineering Department, Wuhan Vocational College of Software Engineering, Wuhan 430205, China; puter and Software Institute, Wuhan Vocational College of Software Engineering, Wuhan 430205, China)

Abstract: Simulation testing and analysis is performed on Packet Tracer through specific experiments, and network interconnection on in the real experiments were compared.Achieved Telnet, VLAN, STP, RIP, OSPF, PPP, Frame Relay, NAT, ACL, WLAN, VPN, DHCP, HTTP, DNS, Emai, etc. Communication network interconnection and simulation experiments. Packet Tracer-based simulation technology to build a network interconnection technologies open experimental platform, can improve the practice environment, expand the practice means, optimize the practice process, improve the efficiency of the experiment, solvethe problem when students don’t know what to do without lab environment, students will have more opportunities to participate in experimental learning and practical experience, and aroused the enthusiasm of students in independent study. At the same time, it can save the cost of laboratory equipment, reduce the difficulties of laboratory management.

Key words: interconnection technology; Packet Tracer; simulation platform

网络互连技术是计算机网络的核心技术之一,具有很强的实践性。而在各高校中网络互连实践教学环境未能满足实际教学需要的状况极为普遍,尽管不少高校不断地投入资金,但由于计算机网络技术的高速发展,计划总是赶不上变化。

虽然,用真实网络互连设备去组建网络互连技术实验室是必需的,但仅靠有限的网络设备难以解决产品种类多、更新换代快和实践教学环境滞后的问题,这是其一。其二:实验室运行成本高。操作过程中连线的反复拔插容易对网络设备的接口造成一定的损坏或缩短部件使用寿命,维护费用大幅上升。其三:受到教学时间和空间的限制。由于学生的学习能力有所不同,必然有部分学生在指定的教学时间内没能按教学要求完成学习任务,而学生离开了实验室环境就变得束手无策[1,4]。

基于Packet Tracer的仿真技术构建具有开放式的网络互连技术实验平台,能够较好的解决上述问题。笔者基于Packet Tracer仿真软件搭建了各种虚拟通信网络,对各种网络拓扑进行了设备配置、仿真测试和分析研究,并在真实的网络设备上通过了对比实验验证。

1 Packet Tracer 简介

Packet Tracer是Cisco公司开发的一款计算机网络数据包跟踪器仿真软件,是一个为计算机网络学习者设计的用于设计、配置和解决复杂计算网络问题的学习平台。

该软件利用一组简化网络设备和协议模型,通过可视化的仿真界面和灵活方便的配置窗口为学习者提供个性化仿真实验环境。利用该环境,学习者可以重复再现网络运行的参数代码,帮助学习者有效地学习网络协议、分析网络性能,更加深入地理解网络中的复杂行为。

使用者可以选择所需要的网络设备、通信协议及其参数,建立仿真的网络模型,搭建虚拟的网络实验环境。可在实际的计算机网络工程建设中,进行开放性的预期规划、方案设计、用户沟通和性能测试。

该软件的技术性能[2]:

1)支持多协议模型。如:支持ACL Filter、ARP、BGP、CDP、DHCP、DNS、EIGRP、FTP、Frame Relay、HTTP、IP、OSPF 、POP3、RIP、STP、SMTP、TCP、Telnet、UDP、VTP等协议模型。

2)支持大量基于CISCO公司各种档次的各种设备的仿真模型:路由器、交换机、无线网络设备、服务器、连接电缆、终端、可置入模块。对设备参数配置提供有配置窗口和命令行两种方式,各设备模型均有可视化的外观仿真。

3)支持逻辑空间和物理空间的设计模式。逻辑空间模式用于进行逻辑拓扑结构的实现,物理空间模式支持构建网络、城市、楼宇、办公室、配线间等虚拟设置。

第9篇:rip协议范文

关键词:计算机网络;实验;教学

计算机网络是计算机技术与通信技术紧密结合的产物,网络技术对信息产业的发展产生了深远的影响。计算机网络是一门理论性和实践性都很强的课程,它的基本概念、技术设计以及大量的理论知识和网络协议,都让初学者感到生涩难懂。作为理论教学的重要补充,实验教学是知识内化的有效途径,有助于学生逐步深化对理论知识的理解和掌握,使认知结构不断优化,从而能够熟练地应用所学知识进行创造性活动。因此,为了更好地理解并掌握计算机网络知识,做好计算机网络课程的实验教学环节是非常重要的。

1 计算机网络课程实验教学现状

1.1 实验内容过于简单、陈旧

当前大部分高校的计算机网络实验课中存在着大量简单、陈旧的实验内容,如Windows2000操作系统的安装和配置、Internet的访问、FTP站点的访问、下载工具、文件压缩工具、电子邮箱的使用等。现在,一般计算机、通信或电子等专业的同学在大一就已经能够很熟练地使用因特网上的各种工具来查找资料或做其他应用。因而,这些实验对他们来说显得过于简单,没有创造性,也造成了大部分人认为网络的实验教学没有什么实际意义。这种实验教学最大的缺点是,缺少协议分析实验,不能很好地配合计算机网络原理课程的教学重点,学生难以理解网络协议工作过程。这样,实验教学就起不到应有的作用,理论教学结束后,学生不能真正明白所学内容,更难以与实际应用建立联系。

1.2 理论课与实验课缺少关联性

现在的计算机网络课程教学活动中,改进了以往多以OSI参考模型为基础,讲述网络层次结构、协议和计算机网络原理的架构,引入了目前广泛应用的TCP/IP网络协议,但即便如此,学生在学习过程中仍然很难将学到的抽象理论知识与实际网络应用联系起来。虽然层次结构模型和协议的内容是非常枯燥且不易理解的,但如果能在理论课中穿插相关的实验,使学生知道实际使用的网络是如何工作的,学生就能更好地理解网络的工作原理,提高其解决实际网络问题的能力。

1.3 专业网络实验室硬件要求高,实验指导难度大

专业的网络实验室硬件要求比较高,需要配置的设备价格都比较高,比如服务器、交换机、路由器、中继器、网桥等,并且设备的更新要求也很高,以至于有的学校不能承受。有的实验要求学生更改实验所用PC机或服务器的操作系统设置,这给实验室的管理以及后续实验带来了不便。有些实验要求使用交换机、路由器、PC机搭建网络并进行配置管理,在实际教学中却难以做到每个人都亲自配置一次,以至于达不到实验的预期目标。并且,由于实验设备复杂,使得实验环境的准备工作难度加大,对于不太熟练的学生来说实验中出现的问题会比较多,成功率低,造成学生的学习积极性不高。

1.4 操作性强的实验指导教材比较少

当前的计算机网络实验指导教材中,要么内容中包含了大量的编程实验,如网页程序设计、网络通信程序设计、异步串行通信编程实验、网络协议编程实验等;要么内容与计算机公共课教材实验重复,实际上无需再将其列入专门的网络实验内容。总的说来,操作性强的实验指导教材比较少。

2 实验教学的改进

在计算机网络精品课程建设过程中,我们针对上述问题对计算机网络的实验教学做了一些改进。

2.1 将网络仿真软件应用于实验教学

大多数的网络实验需要很多硬件设备的支持,而学校现有的条件难以配合课堂理论教学。由于网络实验本身涉及到系统底层实现,在真实环境中进行模拟实验具有很大困难。例如学生在TCP协议实验中所写的测试程序发送的数据包经常会作系统处理或者丢弃,因为现有的操作系统内核已经实现了TCP协议栈。再者主机和路由器等网络节点的协议栈实现有所不同,各个协议的原理、功能和实现也不相同。还有在实际应用中,都有上百台的路由器互联组成网络,这些是实验室的硬件无法实现的。因此我们需要网络仿真软件配置出与实际网络工程类似的实验环境,帮助学生深入理解网络协议的原理。

目前使用比较多的网络仿真实验软件有NetRiver实验系统、NS2仿真软件和OPNET网络仿真软件。

NetRiver实验系统是辅助清华大学计算机网络课程教学实验开发的一套网络实验平台系统,由一台或多台测试服务器、一套客户端软件和一套实验管理软件构成。经过两年的测试使用,受到了好评。

NS2(Network Simulator)是UNIX/linux环境下以IP网络为主的仿真软件,是面向对象的、离散事件驱动的网络环境模拟器。它能够执行多种网络协议和路由算法,对固定、无线和混合等多种网络进行仿真,是一个应用广泛的网络层仿真工具,主要用于解决网络研究方面的问题。NS2使用了一套整C++类库,实现了绝大多数常见的网络协议以及链路层的模型。利用这些类的实例,我们可以很轻松地搭建实验网络模型,而且包括详尽的细节设计。NS2是一个免费的、开源的多协议网络仿真软件,学生完全可以在单机环境中模拟整个网络的各个元素。

OPNET也是通信协议建模和仿真工具,可以进行网络结构、设备和应用的设计、分析和建设、管理。OPNET提供三层建模机制,全面反映网络的相关特性,最底层是Process模型,以状态机来描述协议,其次为Node模型,主要是对应的协议模型,反映设备的特性,最上层是网络模型;提供了一个包含路由器、交换机、服务器、客户机、ATM设备、DSL设备等比较齐全的基本模型库;采用离散事件驱动的模拟机制,计算效率与时间驱动相比得到了很大的提高;采用混合建模机制,仿真中各个模块之间通过事件中断方式传递事件信息;具有丰富的统计量收集和分析功能,可以直接收集各网络层次的性能统计参数。

2.2 理论课上合理利用协议分析实验帮助学生理解分层理论

网络协议分析十分抽象,是计算机网络课程的重点和难点,现有的教材一般都是针对每个层次比如物理层、网络层、传输层等独立成章,可见协议在网络中的重要性。传统的教学方法是通过类比实际的事例和配合使用多媒体的动画演示帮助学生理解,如分析信件邮递的过程等,但实际效果不是很理想。协议分析类实验主要是使用协议分析工具(如Ethereal、Sniffer、Natxray、Iris等),或专门的协议分析仪(如Optiview),对TCP/IP层次结构中应用层、传输层、网络层、链路层的重要网络协议进行分析,如HTTP协议、DNS协议、IP协议、RIP协议。在学习完协议栈的每个层次之后,进行相应的协议分析实验,对截 获的数据报进行分析,加深学生对各层主要协议基本原理和实现过程的理解。

在实验预习时教师可以给出明确的实验目标,要求具体分析协议的哪些方面,学生通过协议分析理解和掌握什么内容等。例如针对TCP协议的实验,通过对捕获到数据包中TCP分组的分析,学生可以逐一清楚看到TCP协议的三次握手过程和报文分段的工作原理,可以和应用程的HTTP协议相比较,还可以通过观察重传时TCP连接的跟踪记录,加深学生对TCP的可靠数据传输特性的理解。有了类似的指导,学生就能够做到条理清晰、全面地分析各个协议,进一步掌握网络分层和协议族的原理。

2.3 合理应用现有设备

工程类实验有制作网线实验、组建局域网实验、VLAN实验、路由器的使用实验等。这类实验使学生了解计算机网络是怎样搭建的,需要使用到哪些设备和技术,各种网络设备有什么功能,是如何配置的。工程类实验需要相关的硬件和设备支持,需要充分利用实验室的具体条件,突出工程化的特点,使学生能真正以网络管理者的身份介入网络,理解协议的实际运用,积累一定的实际工程经验,提高理论应用于实际的能力,缩短所学与所用的距离。由于学院设备数量的限制,建议在这种工程类实验教学当中,分小组进行实验,力求让每个同学都有动手实践的机会,改变过去那种教师演示,学生参观的实验现象。

2.4 开展创新型课程实验

目前提倡的创新型实验一般是综合性实验,需要在充分掌握计算机网络原理的基础上对知识进行综合运用,一个实验往往是多个知识点的融合,要求学生对于网络的相关协议有较深入的理解,无法在短短几个课时内完成,因此可以将创新型实验作为计算机网络课程的配套课程设计。

在具体操作上,可由教师给出多个不同的课题,由学生根据自己的兴趣爱好选择相关课题。这类实验包括网卡的驱动程序、网络流量的分析、R/P协议的仿真、简单的端口扫描、电子邮件用户的编程实现、滑动窗口协议的模拟等。以设计RIP协议仿真实验为例,以往的路由仿真实验大部分是事先设定简单的网络拓扑图(如1~2台路由器连接2~3个网络),在单机环境中模拟实现路由表的更新。在设计RIP协议的仿真综合实验时,教师可以要求每4~5名同学为一组,每台计算机模拟一个路由器,RIP协议仿真程序需要根据加入网络的路由器数量实时调整网络拓扑结构图,并且根据虚拟设定线路时延来自动更新各个仿真路由器的路由表。实验小组的主机同时运行,通过每台主机的运行验证各自的路由表更新和路由选择功能。最后根据实验小组的方案设计、编程调试和实验结果得出结论,形成小组的实验报告。由于这些课题具有一定的难度和较大的工作量,对学生的动手能力和自学能力是一个考验,可培养学生综合运用知识解决问题的能力,让他们把网络知识融会贯通到实验中。通过实践,学生就对网络传输中的任何一个环节都知道如何着手,并且能顺利编程实现,为后继的网络程序设计课程打下坚实的基础。作为鼓励,学生完成这些实验后可修得相应的学分。

精选范文推荐