简介东北大学计算机网络课程的这份实验报告围绕小型校园网的设计与组建完整呈现了从需求分析到网络调试的实践流程适合计算机网络专业学生及正在完成同类实验的初学者参考。压缩包内仅含1个doc文档大小约1.21MB内容覆盖实验目的、环境设备说明、基于C类网段210.100.10.0的IP地址分配方案以及总校与分校两个局域网的静态路由配置要点。报告还给出了详细的子网划分实例包括在交换机上创建VLAN、分配端口、设置Trunk模式以及路由器接口IP配置与启用命令等关键步骤并附有网络拓扑图与节点IP配置示意。读者可据此快速掌握校园网的拓扑设计、IP规划与设备调试方法也能借此梳理实验报告的撰写思路与格式。已有87人学习下载适合作为实验预习、报告写作及备考复习的参考资料。1. 小型校园网设计与组建实验从拓扑规划到设备调试的完整复现网络工程专业的学生做课程设计十有八九会碰到校园网组网实验而这台用了两台路由器、两台交换机加三台PC的实验环境几乎是国内高校出镜率最高的组合。这份东北大学计算机网络实验报告最核心的价值在于它把C类地址子网划分、VLAN隔离、单臂路由和静态路由串成了一条完整的落地链路而不是孤立地讲某个命令。很多初学者做完实验把配置一抄就交差但实际工作中90%的网络故障都出在IP地址规划不合理和VLAN与路由没有对上。本文会按实验报告的真实步骤走一遍把每个命令为什么这么敲、参数怎么推出来的讲清楚适合正在做课程设计的学生也适合刚接触思科模拟器想系统练一遍组网的人。2. 场景与IP规划一个C类网段如何切成四个可用子网2.1 校园网需求拆解总校与分校的拓扑约束实验描述里的场景在真实院校中很常见总校一个局域网有20台计算机分校由VLAN划分为两个局域网每个各有10台计算机学校被分配了一个C类网段210.100.10.0。C类地址默认子网掩码是255.255.255.0理论上有254个可用主机地址但如果直接不划分子网总校和分校之间的广播域就无法隔离而且分校需要用VLAN做二层隔离这就要求把不同部门或不同校区的流量放到不同的三层网段里。设备约束是两台路由器、两台交换机。也就是总校一台路由器接一台交换机分校一台路由器接一台交换机两台路由器之间用串行链路Serial互联。总校的交换机不需要划分多个VLAN因为总校只有一个局域网所有PC都在同一个网段分校的交换机必须划分两个VLAN分别对应分校局域网1和局域网2。这种拓扑下路由器与交换机之间要跑Trunk链路用单臂路由Router-on-a-Stick实现VLAN间路由这也是实验报告中分校路由器配置子接口的原因。2.2 地址表推导借3位掩码与子网号的计算逻辑实验报告的IP地址分派表直接给出了四个网段总校210.100.10.32/27、路由器之间210.100.10.64/27、分校局域网1为210.100.10.96/27、分校局域网2为210.100.10.128/27。这个划分不是随便拍的它基于子网掩码255.255.255.224换算成二进制就是11111111.11111111.11111111.11100000从主机位借了3位作为子网位。借3位意味着可以产生2的3次方等于8个子网每个子网有2的5次方减2等于30个可用主机地址。C类网段210.100.10.0的第三个八位组是0子网号按块大小32递增依次是0、32、64、96、128、160、192、224。实验用了前四个从第五个子网160开始留作扩展。210.100.10.32这个网段网络号是210.100.10.32广播地址是210.100.10.63可用地址从.33到.62共30个满足总校20台主机的需求。提示子网掩码255.255.255.224的另一种写法就是/27Cisco设备里两种写法都支持但show命令输出会统一显示成/27形式。如果分配表里出现210.100.10.33这样的起始IP说明网络号.32本身不能被分配给主机这是网络地址保留的规则。配置PC机IP时网关要指向路由器子接口的IP。总校PC3的IP是210.100.10.33网关210.100.10.35是子接口F1/0.10的地址分校PC1的IP是210.100.10.98网关210.100.10.97是子接口F0/0.10的地址。这里网关并不是网络号或广播地址而是路由器在该VLAN中的三层接口IP通常取可用地址的第一个或某个固定值。路由器的子接口IP与PC的IP必须在同一个/27网段内否则PC发出去的帧找不到网关VLAN间通信直接失败。3. 交换机VLAN配置创建、划分端口与Trunk链路3.1 分校交换机SwitchB配置两个VLAN与端口分组分校交换机SwitchB需要创建两个VLAN并把端口分配到对应VLAN中这是整个实验中二层配置的核心步骤。Cisco交换机的配置模式是先进入特权模式enable再进入全局配置模式configure terminal然后通过vlan命令创建VLAN并命名。实验配置中把fastethernet 0/1到0/10划分给VLAN 100/11到0/20划分给VLAN 200/24配置为Trunk端口用于上联路由器。具体命令如下Switchenable 14 Password: star Switch#configure terminal Switch(config)#hostname SwitchB SwitchB(config)#vlan 10 SwitchB(config-vlan)#name test10 SwitchB(config-vlan)#exit SwitchB(config)#vlan 20 SwitchB(config-vlan)#name test20 SwitchB(config-vlan)#exit SwitchB(config)#interface range fastethernet 0/1-10 SwitchB(config-if)#switchport access vlan 10 SwitchB(config-if)#exit SwitchB(config)#interface range fastethernet 0/11-20 SwitchB(config-if)#switchport access vlan 20 SwitchB(config-if)#exit SwitchB(config)#interface fastethernet 0/24 SwitchB(config-if)#switchport mode trunk SwitchB(config-if)#end这段配置的逻辑很清晰先定义VLAN编号与名称再把物理端口划入对应VLAN最后将上联口设为Trunk。vlan 10和vlan 20是VLAN IDname test10只是给VLAN一个可读的名字不影响通信。interface range命令一次配置多个端口提高效率0/1-10表示从1到10连续端口。switchport access vlan 10把端口设为access模式并加入VLAN 10这样PC接入这些端口后就只能与同VLAN的主机二层互通。0/24口设为trunk是因为它连接路由器RouterB的F0/0口Trunk链路允许VLAN 10和VLAN 20的流量都通过这条物理链路到达路由器。如果不配trunk而保持默认的access模式交换机只会让一个VLAN的流量通过另一个VLAN就如同断网。配置完成后用show vlan验证输出中FA0/24同时出现在VLAN 10和VLAN 20的端口列表里这正是Trunk端口的行为特征普通access端口不可能同时属于两个VLAN。3.2 总校交换机SwitchA配置单VLAN与Trunk上联总校交换机SwitchA的配置逻辑和SwitchB基本一致但场景不同只有一个局域网所以只需要创建一个VLAN 30把20个端口划进去再把0/24设为Trunk上联路由器RouterA。命令结构如下Switchenable 14 Password: star Switch#configure terminal Switch(config)#hostname SwitchA SwitchA(config)#vlan 30 SwitchA(config-vlan)#name test30 SwitchA(config-vlan)#exit SwitchA(config)#interface range fastethernet 0/1-20 SwitchA(config-if)#switchport access vlan 30 SwitchA(config-if)#exit SwitchA(config)#interface fastethernet 0/24 SwitchA(config-if)#switchport mode trunk SwitchA(config-if)#end有人会问总校只有一个VLAN为什么还要配Trunk因为路由器RouterA的F1/0接口要终结VLAN 30的流量必须用Trunk封装802.1Q标签交换机才能把带VLAN 30标签的帧送到路由器。如果不配trunk路由器接口收到的帧不带VLAN标签子接口划不出来对应的VLAN主校PC3的网关就无法生效。提示实验报告里Password是star这是模拟器环境的默认enable密码实际设备或Packet Tracer中如果没有配置enable密码enable命令不需要输密码。注意switch access vlan命令只在二层交换机端口上有效如果端口被配置成三层口no switchport这条命令会报错。4. 路由器配置广域网互联、子接口与单臂路由4.1 RouterB配置串行口IP、时钟频率与F0/0子接口分校路由器RouterB承担了两个任务一是通过Serial 2/0口与总校路由器RouterA互联二是通过F0/0口的两个子接口分别终结VLAN 10和VLAN 20的流量。Serial口配置IP地址210.100.10.66/27这个地址在210.100.10.64/27网段内是两台路由器之间点对点链路的地址同时需要设置clock rate 64000。Cisco路由器串行口在模拟器环境中一般连接DCE的一端需要配置时钟频率实验里RouterB的Serial 2/0配置了clock rate 64000说明它被当作DCE端。如果不配串行口会一直是down状态两台路由器之间无法建立三层连通性。no shutdown命令用于激活接口这一点经常被忽略默认所有接口都是shutdown状态不执行这条命令物理层永远起不来。RouterB(config)#interface serial 2/0 RouterB(config-if)#ip address 210.100.10.66 255.255.255.224 RouterB(config-if)#clock rate 64000 RouterB(config-if)#no shutdown RouterB(config-if)#exit接着是核心部分在F0/0物理接口上创建两个子接口F0/0.10和F0/0.20分别封装802.1Q并指定VLAN号。子接口的逻辑是物理接口F0/0连接交换机的Trunk口收到的帧带有VLAN标签子接口根据标签号把流量分流到不同的三层网段。RouterB(config)#interface fastethernet 0/0 RouterB(config-if)#no ip address RouterB(config-if)#no shutdown RouterB(config-if)#exit RouterB(config)#interface fastethernet 0/0.10 RouterB(config-subif)#encapsulation dot1q 10 RouterB(config-subif)#ip address 210.100.10.97 255.255.255.224 RouterB(config-subif)#exit RouterB(config)#interface fastethernet 0/0.20 RouterB(config-subif)#encapsulation dot1q 20 RouterB(config-subif)#ip address 210.100.10.130 255.255.255.224 RouterB(config-subif)#endencapsulation dot1q 10是单臂路由的钥匙它告诉路由器这个子接口只处理VLAN 10的802.1Q帧。encapsulation后面的编号必须与交换机上VLAN ID严格一致一旦写错该子接口收不到任何帧。ip address则是该VLAN的网关地址VLAN 10的PC网关设为210.100.10.97VLAN 20的PC网关设为210.100.10.130。F0/0物理接口本身不配IP因为子接口已经承担了三层转发功能物理接口只做二层透传。配置完成后用show ip interface brief检查可以看到F0/0.10和F0/0.20的Status和Protocol都是up而F0/0物理接口是down这属于正常现象因为子接口没有实际物理连接up状态取决于物理接口是否有载波信号子接口up则代表协议状态正常。4.2 RouterA配置单子接口、广域网口互联与网关地址总校路由器RouterA的配置相对简单因为总校只有一个VLAN 30只需要一个子接口F1/0.10来终结该VLAN的流量封装dot1q 30IP地址是210.100.10.33/27即总校PC3的网关。Serial 2/0口配置IP地址210.100.10.65/27与RouterB的Serial 2/0地址210.100.10.66在同一个/27网段形成点对点链路。RouterA(config)#interface fastethernet 1/0 RouterA(config-if)#no ip address RouterA(config-if)#no shutdown RouterA(config-if)#exit RouterA(config)#interface fastethernet 1/0.10 RouterA(config-subif)#encapsulation dot1q 30 RouterA(config-subif)#ip address 210.100.10.33 255.255.255.224 RouterA(config-subif)#end RouterA(config)#interface serial 2/0 RouterA(config-if)#ip address 210.100.10.65 255.255.255.224 RouterA(config-if)#clock rate 64000 RouterA(config-if)#no shutdown RouterA(config-if)#end需要特别注意的是RouterA的子接口编号是F1/0.10VLAN号是30子接口编号可以与VLAN号不一致关键在encapsulation dot1q后面的数字。很多人初次做实验会以为子接口编号必须等于VLAN号实际上子接口只是本地标识不同路由器上的子接口编号可以完全不同只要encapsulation指定的VLAN ID正确即可。Serial口两边都配了clock rate 64000在实际物理环境中只需要DCE端配置两边都配会有一个被忽略。模拟器环境对这种细节容错度较高但面试或考试时被问到DCE和DTE的区别要能说清楚背靠背连接中DCE提供时钟DTE接收时钟配错方向链路起不来。4.3 静态路由配置总校到分校两个网段的路由指向静态路由是本实验连通性的最后一公里。分校RouterB知道总校网段210.100.10.32/27需要经过Serial 2/0到达下一跳210.100.10.65总校RouterA知道分校两个网段210.100.10.96/27和210.100.10.128/27需要经过Serial 2/0到达下一跳210.100.10.66。配置命令如下RouterB(config)#ip route 210.100.10.32 255.255.255.224 210.100.10.65 RouterA(config)#ip route 210.100.10.96 255.255.255.224 210.100.10.66 RouterA(config)#ip route 210.100.10.128 255.255.255.224 210.100.10.66这条命令的格式是ip route 目标网络地址 目标子网掩码 下一跳地址。RouterB要到达总校网段下一跳是210.100.10.65这个地址是自己Serial 2/0口对端RouterA的Serial口地址。RouterA要到达分校网段下一跳是210.100.10.66也就是RouterB的Serial口地址。如果下一跳地址写错或写成本端接口地址路由表里会出现无效路由数据包被丢弃。配完后用show ip route验证看到S开头的静态路由条目以及C开头的直连路由就说明路由表完整了。每条静态路由的[1/0]中1是管理距离0是度量值管理距离越小优先级越高直连路由的优先级高于静态路由。提示实验做完记着wr或copy running-config startup-config保存配置不然重启模拟器或真实设备后所有配置全部丢失这个动作很多学生在机试时吃过亏扣分点往往就在这里。5. 连通性验证与避坑指南ping不通时的排查路径5.1 三层ping通但二层不通的常见原因实验做完后需要验证连通性。三台PC之间要能互通分校PC1 ping通分校PC2、分校PC1 ping通总校PC3、总校PC3 ping通分校PC2。如果ping不通第一个要查的是PC机的网关配置和IP地址是否在正确的子网内。以分校PC1为例IP是210.100.10.98掩码255.255.255.224网关210.100.10.97如果网关误填成210.100.10.97的掩码写法或写成了210.100.10.126这个广播地址数据包根本出不了本网段。第二个高频坑是交换机端口划错VLAN。PC1接到F0/5口但F0/5被划到了VLAN 20PC1的IP却在VLAN 10的网段里帧到达交换机后被标记为VLAN 20路由器子接口F0/0.10收不到这个帧ping自然不通。排查方法是show vlan看端口归属同时用show mac address-table看交换机的MAC地址表确认PC的MAC是否学习到了正确端口上。第三个坑是Trunk端口封装不匹配。Cisco交换机支持dot1q和isl两种封装RouterB子接口上用encapsulation dot1q交换机Trunk口就必须也用dot1q。如果交换机上配了switchport trunk encapsulation isl而路由器配的是dot1q帧格式对不上路由器丢弃所有带标签的帧现象是show ip interface brief端口显示up但ping不通排查命令是show interfaces trunk看Trunk状态和封装类型。5.2 串行链路起不来与时钟频率的坑两台路由器之间的Serial链路如果一直显示down/down大概率是时钟频率没配或配错了端。实验环境里RouterB的Serial 2/0配了clock rate 64000RouterA的Serial 2/0也配了clock rate 64000这在模拟器中能工作但在真实设备或GNS3中通常只需要在DCE端配置。怎么看哪端是DCEshow controllers serial 0/0/0命令会显示DTE或DCE模拟器中也一样。如果链路显示down但协议up通常是keepalive问题或者两端IP不在同一网段。串行链路两端的IP地址必须在同一子网内RouterA的Serial 2/0是210.100.10.65/27RouterB的Serial 2/0是210.100.10.66/27它们都在210.100.10.64/27这个网段里。假如有一端配了210.100.10.129/27链路即使物理up路由协议也无法正常工作。排查方法是ping对端Serial口地址通说明三层可达不通检查IP地址和掩码。5.3 子接口与物理接口状态的玄学问题有学生配置完子接口后用show ip interface brief看到F0/0显示administratively down然后就去no shutdown物理接口但物理接口依然down。原因在于子接口的up/down状态只反映协议状态物理接口的up需要载波信号。在模拟器中如果交换机端口和路由器端口没有连线或者连线用的是交叉线而非直连线物理层就起不来。模拟器一般自动处理线缆类型但真实环境要留意。子接口配置完之后show vlan看到FA0/24出现在VLAN 10和20中这是Trunk端口的正常现象。如果某个VLAN的端口列表中没有FA0/24说明Trunk配置没生效或者该端口被设成了access模式。另一个常见问题是路由器的encapsulation dot1q编号写错了比如VLAN 10写成了VLAN 1或VLAN 100配置不会报错但流量就无法路由。show running-config查看子接口配置把编号和IP地址逐一对照。6. 扩展思考与验证技巧从课程实验到真实组网能力6.1 单臂路由与三层交换的取舍实验里的方案是典型的单臂路由路由器通过一个物理接口的多个子接口来转发多个VLAN的流量。这种方案的优点是节省路由器物理接口配置简单适合小型网络缺点是所有VLAN间流量都要经过同一物理链路带宽成为瓶颈。如果分校局域网从10台主机扩展到20台每个VLAN的流量翻倍单臂路由的链路可能拥塞。假如实验描述里的分校两个局域网分别有20台主机交换机快速以太网口够用吗交换机的24个FastEthernet口划分出20个给VLAN 10、20个给VLAN 20显然不够因为接口总数24如果还保留Trunk口就只剩下23个可用。常见做法是换用更多端口的交换机比如48口交换机或者增加一台交换机做堆叠。真实园区网中更优的方案是三层交换机VLAN间流量在交换机内部通过硬件转发不需要绕到路由器性能和可靠性都比单臂路由好。6.2 用扩展ping和traceroute验证完整转发路径ping通不代表路由转发路径完全正确只能说明ICMP报文能往返。为了确认总校PC3到分校PC1的具体转发路径可以在路由器上做扩展ping指定源地址和目的地址这样能验证路由器是否走对了出口。比如在RouterA上ping 210.100.10.98 source 210.100.10.65如果通说明RouterA到VLAN 10的路由正确。traceroute命令可以看到每一跳的IP地址总校PC3上traceroute 210.100.10.98第一跳应该是网关210.100.10.33第二跳是210.100.10.66第三跳到达210.100.10.98。如果第二跳不是210.100.10.66而是其他地址说明静态路由下一跳配错了。这个排查习惯在真实网络排障中非常有用能快速定位是路由问题还是链路问题。6.3 一个值得养成的排错习惯做完这个实验后我每次配置完网络设备都会强制走一遍检查序列先show ip interface brief确认所有三层接口up且IP正确再show ip route确认路由表完整然后show vlan确认端口VLAN归属最后再用PC做ping和traceroute验证端到端连通性。这套序列能覆盖90%以上的配置错误比对着配置文档来回翻快得多。这个实验最大的收获不是背熟几条命令而是学会用IP地址规划来决定设备配置。拿到一个网段先算子网掩码、可用主机数、网关位置再动手配设备出错概率会大大降低。希望这份复现笔记能帮你在课程设计和实际组网中少走弯路。本文还有配套的精品资源点击获取