【Cisco Packet Tracer】IP数据包的分组转发与路由实验

⛳️1. Cisco Packet Tracer简介

Cisco Packet Tracer是一款由思科（Cisco）公司开发的网络仿真工具，旨在帮助网络工程师和学生学习和实践网络配置、协议和拓扑设计。它是一种基于图形界面的网络模拟器，使用户能够构建、调试和测试网络，而无需实际的硬件设备。Cisco Packet Tracer的主要特点：

1. 网络仿真和建模： Packet Tracer允许用户创建虚拟网络环境，包括路由器、交换机、终端设备等，以模拟真实网络环境。这对于学习网络原理、协议和配置非常有帮助。
2. 设备模拟： 用户可以在Packet Tracer中模拟多种网络设备，包括思科的路由器、交换机、服务器等。这些设备的模拟行为类似于它们在真实网络中的行为。
3. 协议支持： Packet Tracer支持多种网络协议，包括TCP/IP、UDP、HTTP、FTP等，使用户能够学习和实践网络通信的各个方面。
4. 实验和实践： 学生和网络专业人士可以使用Packet Tracer进行各种实验，测试不同网络配置和方案，以加深对网络技术的理解。
5. 教育用途： Packet Tracer通常用于网络工程和计算机网络课程中，帮助学生通过实践加深对课程内容的理解。它是一种理想的教学工具，可在教室或远程学习环境中使用。
6. 跨平台支持： Packet Tracer可在多个操作系统上运行，包括Windows和Linux，使用户能够在不同的计算机系统上使用它。
7. 社区支持： Packet Tracer有一个活跃的用户社区，用户可以在社区中分享经验、提出问题并获得解答，促进学习和知识交流。

⛳️2. IP数据包的分组转发与路由实验

2.1 实验目的

1. 理解IP数据包的分组与转发流程；

2. 验证默认路由和特定主机路由。

2.2 实验环境

• 基于Cisco Packet Tracer 模拟器

2.3 实验内容

1. 验证IP数据包的分组与转发流程

（1）step1 构造网络拓扑：在逻辑工作空间选择6台主机（此处拖动的为主机）、2台2911路由器（存在三个接口）、3台交换机及连接线（此处拖动的为自动选择连接线类型），构造网络拓扑：

（2）step2 设置网络设备：鼠标左击PC-PT计算机0，选择桌面点击IP地址设置为192.168.16.1，填充子网掩码为255.255.255.128，默认网关为192.168.16.126，MAC地址为00D0.58BC.3933。按照前述设置其他网络设备。

主机0的设置：

配置路由器0的接口0，并打开端口状态，其余接口与其他路由分别按前述标注进行配置。其中路由0的设置：

配置路由0的静态路由：

配置完成各个连接线显示为绿色：

关闭显示所有协议，仅显示ARP与ICMP协议：

（3）step3 验证主机间能否进行通信：打开主机0与主机2的ARP表，其中主机0的ARP表：

打开路由器0的ARP表与路由表：

打开的网络拓扑：

让主机0给主机2在仿真模式下发送简单数据包，

其数据包由主机0发送到交换机1，交换机1将其发送给主机1和路由器0，由于主机1的MAC地址和他不匹配故丢弃该数据包，而路由器0收到该数据包将其单播给原主机，此时主机0的ARP表中MAC地址为路由器的接口MAC地址：

此时主机0已经有路由接口的mac地址，再次将数据包发送给路由0，路由接收后将其广播给主机2与主机3，此时由于主机3的MAC地址和他不匹配故丢弃该数据包，而主机2的MAC地址匹配故接收该数据包并返回一个响应：

若此时主机0再次将数据包发送给主机2，路由0接收后将其单播给主机2，而主机2的MAC地址匹配故接收该数据包并返回一个响应。

（4）step4 验证主机间通信：关闭打开的表格并删除记录，使用主机1 ping主机4，

可以分析发现出现两次超时还有两次响应，说明主机1一共向主机4发送了四个数据包。重新使用主机1 ping 主机4可以发现四次都收到了主机4的响应：

打开路由0的命令提示符输入enable再输入show arp，得到路由0的ARP表响应：

1. 验证默认路由和特定主机路由

（1）step1 构建四个以太网：在逻辑工作空间选择4台终端设备（此处拖动的为主机）、8条连接线（此处拖动的为自动选择连接线类型）以及1台集线器和4台路由器，构造网络拓扑：

其中路由器0的配置：

（2）step2 验证主机间能否进行通信：打开主机0命令提示符，采用ping 服务器的方式验证能否进行通信：

打开主机1命令提示符，采用ping 主机2的方式验证能否进行通信：

2.4 实验体会

1. 通过此次实验，我掌握了IP数据包的发送和转发的流程，在这次实验中出错在于子网掩码会自动生成需要手动修改，否则路由表会缺失或出现错误路由；
2. 通过使用不同主机的命令提示符进行ping操作验证主机间通信问题以及分析超时原因，加深了我对默认路由以及特定主机路由的理解。

📝总结

Cisco网络技术犹如一道激流，引领你勇敢踏入计算机网络的未知领域。学习之路并非平凡旅程，从初级概念、实验环境设置开始，逐步揭示更深层次的网络协议、编程魔法和系统设计的奥秘。