网络综合实训
指导书
课程名称 网络综合实训
课题名称 IPV4/IPV6校园网系统集成
专 业
班 级
学 号
姓 名
指导教师
20##年 12月 10 日
湖南工程学院
课 程 实 训 任 务 书
课程名称 网络综合实训
课 题 IPV4/IPV6校园网系统集成
专业班级
学生姓名
学 号
指导老师
审 批
任务书下达日期 20##年12月10 日
任务完成日期 20##年 12 月 19 日
目 录
1、课程设计的目的........................................................................... 4
1.1 校园网的IPv6 的需求分析.................................................. 5
1.2 校园网的IPv6 演进策略..................................................... 6
1.3 校园网的IPv6解决方案实例............................................... 7
2、总体方案的实现过程.................................................................... 9
3、网络实训的收获及体会.............................................................. 12
4、课程设计的相关知识.................................................................. 12
5、评分表......................................................................................... 13
计算机科学与技术系课程设计评分表....................................... 13
1、课程设计的目的
某大学校园网规模不断扩大，原有的IPV4地址已经远远不够使用，加上部分专业人员需要IPV6网络环境开展应用研究，因此该大学又提出了部署IPV6网络的需求，即在IPV4校园网上部署IPV4/IPV6网络，并建立一个纯IPV6网络。IPV6网络提供WWW,DNS等服务，允许IPV4用户访问IPV6网络及CERNET2。
随着互联网的继续发展，基于IPv4 的互联网在产生了巨大的经济效益和社会效益的同时也暴露出如有限地址空间难以满足未来应用的需求，路由效率不高妨碍进一步提高路由器的数据吞吐率，缺乏对新业务类型的有效支持等不足之处。在这些不足之处中，地址空间有限尤其显得突出和紧迫。基于IPv4 的互联网地址空间的缺乏是两方面的。一方面是地址空间的绝对数量的不足。IPv4 协议中每一个网络接口由长度为32 位IP 地址标识，从理论上讲IPv4 的地址空间可以容纳4,294,967,296（约42亿）个主机。这个地址空间只能在目前勉强满足互联网对IP 地址的需求，但随着互联网的进一步高速发展及未来移动设备和消费类电子设备对IP 地址的巨大需求，IPv4 的IP 地址空间是无论如何不能满足需求的。
另一方面，由于历史的原因，IPv4 地址资源在全球分布也很不均衡。美国是IPv4 的发源地和核心技术的掌握者，在IPv4 地址资源和商业应用上占有先天优势。以全球4.5%人口却拥有超过一半的IPv4 地址。例如IBM 公司拥有3 千3 百万个IPv4 地址而中国却只拥有2 千9 百万个IPv4 地址。在IP 地址供求上严重失衡。
IPv6 协议的研究起源于20 世纪90 年代初，该协议是IETF 在比较多种Ipng 方案的基础上，最后以“简单互联网协议增强（SIPP）”为基础加以改进而形成的。在IPv6 中，地址数由64 位增加到128 位，可以提供极大的几乎不受限的IP 地址空间。IPv6 侧重于网络的容量和网络的性能，它继承了IPv4 的优点，摒弃了它的缺点。IPv6 与IPv4 是不兼容的，但它同所有其他的TCP/IP 协议簇中的协议兼容，因此IPv6 完全可以取代IPv4。同IPv4 相比较，IPv6 在地址容量、安全性、网络管理、移动性以及服务质量等方面有明显的改进，是下一代互联网可采用的比较合理的协议。
校园网从IPv4 过渡IPv6 的过程示意图
IPv6 与IPv4 是不兼容的，但互联网不可能从IPv4 一跃进入IPv6，IPv4 与IPv6 必然有一段较长的共存时间。就目前而言，IPv4 和IPv6 的互通主要采用以下一些技术：双协议栈，隧道（Tunnel）及隧道代理（Tunnel Broker）技术，采用翻译机制的技术（包括NAT-PT，无状态IPv4-IPv6 翻译（Stateless IPv4-IPv6Translator，SIIT），传输层中继，SOCKS64 技术，应用层代理网关等等）。其中隧道技术和双协议栈技术发展比较成熟，已经得到广泛的使用。
1.1 校园网的IPv6 的需求分析
IP 地址资源极其有限是在校园网中采用IPv6 的急迫和现实的需求。在我国，校园网所分配的都是C类IP 地址，网络数量和网内IP 地址都很有限。以四川理工学院为例，分配的IP 地址为210.41.120.XXX～210.41.127.XXX。从理论上讲有约2000 个IP 地址，除去保留IP 地址和不可使用IP 地址，实际使用可供使用的IP 地址数还要远低于这个数目。这与拥有2 万余学生，1 千6 百多教职工的办学规模极不相称。
虽然可采用NAT 与PAT（动态的端口转换）相结合的NAPT 技术以及动态分配IP 地址的策略来缓解合法IP 地址紧缺的问题，但不能从根本上解决IP 地址短缺的问题。只有采用IPv6 才能从根本解决校园网IP地址短缺的问题。此外，作为高等学校，积极投入作为下一代互联网核心协议IPv6 的实验和研究，建立IPv6 实验网，开展相关应用和演进机制的研究也是必须的。
未改造前的某校园网示意简
1.2 校园网的IPv6 演进策略
在校园网中采用IPv6，必须考虑如下几个方面：
（1）IPv6 与IPv4 虽然是功能相近的网络层协议，加载于其上的传输层协议TCP和UDP没有任何区别，但IPv6 毕竟是全新的协议，IPv6 与IPv4 是不兼容的。
（2）IPv6 技术虽然以逐渐发展成熟，但就目前而言，IPv6 的应用尚处于起步和实验阶段，IPv6 的业务尚不丰富，我们必须考虑IPv6 用户与IPv4 网络的通信的问题。
（3）校园网IPv6 数据量增长是一个渐进的过程，而现在的网络设备大部分都是基于IPv4 的，不可能将它在短时间内都过渡到基于IPv6 的设备。因此校园网中应用IPv6 也是一个渐进的过程，在较长时间内IPv4/IPv6 将共存。基于以上因素，参考了IETF 下属的Ngtrans（下一代网络演进）工作组相关技术和策略的基础上，我们提出在校园网中渐进应用IPv6 的策略。
（1）在过渡初期IPv6 数据流量较小情况下，在运行IPv4 的“海洋”中建立运行IPv6 的“岛屿”。在这个阶段主要解决IPv6“小岛”之间通讯的问题和IPv6“小岛”与IPv4“海洋”相互通信的问题。由于校园网主体为IPv4“海洋”，所以与外部IPv4 网络的通信尚不存在问题，校园网IPv6“小岛”与外部IPv6“岛”之间可通过隧道技术解决。
（2）随着IPv6 数据流量的增大，逐步扩大为IPv6“岛屿”，演变为IPv4“岛屿”位于IPv6“海洋”的模式；在这个阶段主要是将网络中的主要设备逐步替换为支持IPv6 的设备。这一阶段主要解决的问题是IPv6“海洋”中IPv4“岛屿”之间的通讯问题以及以IPv6“海洋”为主体的校园网与外部IPv4 网络通讯的问题。对于这两个问题，可采用NAT-PT或其扩展NAPT-PT解决。
（3）随着IPv6业务的增长，逐步缩小IPv4“岛屿”，最终演变为单一的IPv6 网络。
1.3 校园网的IPv6解决方案实例
下面介绍以上述策略为基础的某校园网IPv6 升级解决方案实例。
图3 为校园网第一阶段的IPv6 改造示意图。校园网中IPv6 改造区的汇聚层交换机升级为支持IPv6的交换机。核心层除了交换机升级外，还增加一个IPv6 core，以增加对数据中心的IPv6 数据流的支持。在设置上，考虑到此时的校园网主体仍是IPv4 海洋，为了保证对IPv4 的兼容，在IPv6 改造区的交换机和主机上设置双协议栈，在不同的IPv6 改造区之间则架设隧道。在第一阶段中，如在校园网中增加纯IPv6 网（如IPv6 试验床），若要实现该纯IPv6 网与校园网其他部分的通讯，可在该网与其他改造IPv6 网之间架设隧道.
IPv6 改造的某校园网示意图
第一阶段的改造特点是，PC 终端与服务器可同时访问IPv6 与IPv4 网络，IPv4 与IPv6 兼容程度高；IPv4 与IPv6 并行，方便逐步升级；交换机可随网络的IPv6 流量而逐步升级, 保障投资，投入成本低。随着IPv6 的数据量的增长和越来越多IPv4 子网改造为IPv6 以及新的IPv6 子网的接入，校园的IPv6改造进入第二阶段，图5 为其示意图。其升级特点是，汇聚层与核心层的交换机均为支持IPv6 的交换机，并且IPv6 线数配置, 可应负大量IPv6 数据, 为全网IPv6 作准备。此时网络已过渡IPv6 海洋和IPv4 岛屿，网络中主要需解决的问题IPv4 岛屿与外界通讯的问题，这个问题，可以通过对IPv4 岛屿中主机设置双协议栈来比较容易解决。
2、总体方案的实现过程
基于IPV4和IPv6双协议栈互访的校园网的实施
2.1实施关键点分析
在本课题实施过程中，首先要保证原有校园网中IPv4网络的正常使用。对于新部署的小型IPv6网络，实现其内部IPv6网络之间互通；IPv6网络与校园网内部IPv4网络互通；IPv6网络与IPv4Internet互通；IPv6网络与IPv6主干网的互通。从网络拓扑中可知，校园网内部的IPv6网络分布于各个系部下联网络，因此各个系部的中心交换机可以采用双栈节点设计，而这些边缘的IPv6网络之间的互访则使用6to4隧道完成，下面将就这两个技术进行探讨。
2.2双协议栈技术
2.2.1双协议栈技术简述
双协议栈技术是指在同一个网络结点同时支持IPv4和IPv6协议栈。IPv6是IPv4的升级版，他们同属于网络层协议，基于相同的物理平台，因此，能够支持双协议栈的结点能同时支持IPv4协议的结点通信与IPv6协议的结点通信。
双协议栈是一种比较直观的解决Ipv4/IPv6共存问题的方式。能彻底解决IPv4和IPv6共存问题，相比较其他过渡技术，其比较成熟，实现简单，应用前景广，是目前各大运营商主推的技术。
应用层
TCP/UDP协议
IPv4协议栈 IPv6协议栈
应用网络
61.154.22.41的十六进制格式为：3d9a:1629
192.88.99.1的十六进制格式为：c058:6301
下面给出两个路由器的配置命令：
2.4.2IT—CORE的关键配置
连接IPv4网络的接口
#配置6to4隧道接口
interfaceTunnel1
tunnelmodeipv6ip6to4
ipv6enable
tunnelsourceFastEthernet0/1
#配置进隧道的路由
ipv6route2002::/16Tunnel1
#配置到6to4中继路由器的路由，以便可以访问智能家居网络。
ipv6route::/02002:c058:6301::1
2.4.3E—CORE的配置
#配置6to4隧道接口
interfaceTunnel1
tunnelmodeipv6ip6to4
ipv6enable
tunnelsourceFastEthernet0/1
#配置进隧道的路由
3、网络实训的收获及体会
通过这次的课程设计，我熟练的掌握了TCP/IP协议的工作原理，报文格式，以及通过debug命令查看路由更新的过程；掌握了如何配置ipv4/ipv6路由协议，以及这两种路由协议的混合的使用。在整个实验过程中，难免遇上问题，不过都是由于粗心或者原理掌握不透彻导致的，经过仔细的分析、向同学请教和同学们的帮助，问题也解决了。同时，我对计算机网络这门课有了更深一步的了解，对我以后的学习和工作提供了宝贵的经验。
4、课程设计的相关知识
《计算机网络》和《网络工程设计与系统集成》
5、评分表
计算机科学与技术系课程设计评分表
课题名称：
教师签名：
日 期：
第二篇：_10_20New网络实用技术实训报告模板2
网络实用技术课程 班 级：
姓 名：
学 号：
指导教师
实训时间：
上交日期：实训报告 20xx年 月 日至 月 日 20xx年 月 日
郑州大学 信息工程学院 网络实用技术实训报告
第一部分
实训项目报告
【实训要求】
? 按照参考文档中的实验拓扑图实现计算机的互联互通，完成相关实
验内容
? 在实训报告中要求画出实验拓扑图、记录设备配置的详细步骤及命
令
? 在实训报告中记录设备最终的配置信息
? 记录设备连通性测试结果
【郑州大学实验室网络拓扑结构图】
2
郑州大学 信息工程学院 网络实用技术实训报告
实训项目三 路由器的基本配置
【实训要求】
?
?
?
?
掌握路由器命令行各种操作模式的区别，以及模式之间的切换。 掌握路由器的全局的基本配置。 掌握路由器端口的常用配置参数。 查看路由器系统和配置信息，掌握当前路由器的工作状态。
【方法及步骤】
实验简化拓扑结构图
? 在路由器上配置fastethernet 0/1端口的IP地址
Red-Giant>enable ！进入特权模式
Red-Giant # configure terminal ！进入全局配置模式
Red-Giant (config)# interface fastethernet 0/1 ！进入路由器接口配置模式
Red-Giant (config)# ip address 192.168.11.138 255.255.255.0 ！配置路由器管理接口IP地址
Red-Giant (config)# no shutdown ！开启路由器fastethernet 0/1接口
验证测试：验证路由器接口fastethernet0的IP地址已经配置和开启 Red-Giant #show ip interface fastethernet0 ！验证接口fastethernet0的IP地址已经配置和开启
? 路由器A端口参数的配置
Red-Giant (config)# hostname RouterA ！配置路由器名称为 “RouterA”
3
郑州大学 信息工程学院 网络实用技术实训报告
RouterA(config)# interface serial 2/0 进入s2/0的端口模式 RouterA(config-if)# ip address 1.1.1.1 255.255.255.0 配置端口的IP
RouterA(config-if)#clock rate 64000 DCE接口置时钟频率为64000 RouterA(config-if)# bandwidth 512 配置端口的带宽速率为512KB RouterA(config-if)# no shutdown 开启该端口，使端口转发数据 ? 查看路由器端口配置的参数
RouterA# show interface serial 2/0
? 查看交换机各项信息
RouterA# show version 查看路由器的版本信息
RouterA# show ip router 查看路由器路由表信息
RouterA# show running-config 查看路由器当前生效的配置信息
【测试验证结果】
通过show命令显示路由器段都配置的各项信息
4
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【出现的问题及处理方法】
特别是实训操作过程中出现的异常情况，请同学们详细记录 5
郑州大学 信息工程学院 网络实用技术实训报告
实训项目四 用静态路由实现网络间互联
【实训要求】
1. 掌握通过静态路由方式实现网络的连通性。
2. 掌握通过默认路由方式实现网络的连通性。
【方法及步骤】
要求使用交换机配置命令将交换机的配置信息记录在实训报告中
注：
如果两台路由器通过串口直接互连，则必须在其中一端设置时钟频率（DCE）。 配置缺省路由用如下命令：
router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 [转发路由器的IP地址/本地接口]
eg: Router1(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.2.2
简化的项目拓扑
步骤1：在路由器router1 上配置接口的ip地址和串口上的时钟频率 Router1（config）# interface fastethernet 1/0
Router1（config-if）#ip address 172.16.1.1 255.255.255.0 Router1（config-if）# no shutdown
Router1（config）# interface serial 1/2
Router1（config-if）#ip address 172.16.2.1 255.255.255.0 Router1（config-if）#clock rate 64000
Router1（config-if）#no shutdown
验证路由器接口配置信息
Router1# show ip interface brief
查看接口状态
Router1# show interface serial 1/2
步骤2：在路由器router1上配置静态路由
Router 1（config）# ip router 172.16.3.0 255.255.255.0 serial 1/2
6
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验证router1上的静态路由配置
Router1#show ip router??
步骤3：在路由器router2上配置接口的ip地址和串口上的时钟频率 Router2（config）#interface fastethernet 1/0
Router2（config-if）#ip address 172.16.3.2 255.255.255.0 Router2（config-if）#no shutdown
Router2（config）# interface serial 1/2
Router2（config-if）#ip address 172.16.2.2 255.255.255.0 Router2（config-if）#no shutdown
验证测试：验证路由器的ip地址和串口上的时钟频率
Router2#show ip interface brief
Router2# show interface serial 1/2
步骤4：在路由器router2上配置静态路由
Router2（config）# ip router 172.16.1.0 255.255.255.0 serial 1/2 验证测试：验证router2上的静态路由配置
Router 2# show ip route??
步骤5 ：测试网络的连通性：
从pc1 ping pc2
从pc2 ping pc1
??
【测试验证结果】将两台计算机的相互连通性测试结果记录在报告中，并分析原因。 7
【出现的问题及处理方法】
特别是实训操作过程中出现的异常情况，请同学们详细记录
实训项目五
【实训要求】 动态路由的配置与实现
1. 掌握在路由器上配置动态路由协议RIP和OSPF的方法
2. 理解默认网关、默认路由的意义
3. 理解路由表和端口中各内容的含义
【方法及步骤】
注：
1、在串口上配置时钟频率时，一定要在电缆DCE端的路由器上配置，
否则链路不通。
2、No auto-summary功能只有在RIPv2支持。
3、S3550-24没有no auto-summary命令。
4、PC主机网关一定要指向直连接口IP地址，例如PC1网关指向三层
交换机VLAN50的IP地址。
简化网络拓扑结构
? RIP配置：
? 基本配置：
? 三层交换机基本配置
? switch#configure terminal
? switch(config)#hostname S3550
? S3550(config)#vlan 10
? S3550(config-vlan)#exit
? S3550(config)#interface f0/1
? S3550(config-if)#switchport access vlan 10
?
S3550(config-if)#exit
郑州大学 信息工程学院 网络实用技术实训报告
?
?
?
? S3550(config)#interface f0/5 S3550(config-if)#no switchport S3550(config-if)#ip address 172.16.2.1 255.255.255.0 S3550(config-if)#exit S3550(config)#interface vlan 10 !创建VLAN虚接口，并配置IP ? S3550(config-if)#ip address 172.16.1.1 255.255.255.0 ? S3550(config-if)#no shutdown 路由器基本配置 ? Ra(config)# interface fastethernet 1/0 ? Ra(config-if)# ipaddress 172.16.2.2 255.255.255.0 ? Ra(config-if)# no shutdown ? Ra(config-if)#exit ? Ra(config)# interface fastethernet 1/1 ? Ra(config-if)# ipaddress 172.16.3.1 255.255.255.0 ? Ra(config-if)# no shutdown ? Rb(config)# interface fastethernet 1/1 ? Rb(config-if)# ipaddress 172.16.4.1 255.255.255.0 ? Rb(config-if)# no shutdown ? Rb(config-if)#exit ? Rb(config)# interface fastethernet 1/0 ? Rb(config-if)# ipaddress 172.16.3.2 255.255.255.0 ? Rb(config-if)# no shutdown 配置RIP v2路由协议。 S3550配置RIP协议 ? S3550(config)#router rip !开启RIP协议进程 ? S3550(config-router)#network 172.16.1.0 !申明本设备的直连网段 ? S3550(config-router)#network 172.16.2.0 ? S3550(config-router)#version 2 ? Ra配置RIPv2协议 ? Ra(config)# router rip ? Ra(config-router)#network 172.16.2.0 ? Ra(config-router)#network 172.16.3.0 ? Ra(config-router)#version2 !定义RIP协议v2 ? Ra(config-router)#no auto-summary !关闭路由信息的自动汇总功能 Rb配置RIP协议
? Rb(config)# router rip
? Rb(config-router)#network 172.16.3.0 ? Rb(config-router)#network 172.16.4.0 ? Rb(config-router)#version2
10 ? ? ? ? ?
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? Rb(config-router)#no auto-summary
OSPF配置：
注：
1、在串口上配置时钟频率时，一定要在电缆DCE端的路由器上配置，否则链路不通。
2、在申明直连网段时，注意要写该网段的反掩码。
3、在申明直连网段时，必须指明所属的区域。
? 基本配置：
? 1、三层交换机基本配置
? switch#configure terminal
? switch(config)#hostname s3550
? S3550(config)#vlan 10
? S3550(config-vlan)#exit
? S3550(config)#interface f0/1
? S3550(config-if)#switchport access vlan 10
? S3550(config-if)#exit
? S3550(config)#interface f0/2
? S3550(config-if)#no switchport
? S3550(config-if)# ipaddress 172.16.1.1 255.255.255.0
? S3550(config-if)#no shutdown
? S3550(config)#interface vlan 10 !创建VLAN虚接
口，并配置IP
? S3550(config-if)#ipaddress 172.16.2.1 255.255.255.0
? S3550(config-if)#no shutdown ！激活端口
? S3550(config-if)#exit
? 路由器基本配置
? Ra(config)# interface fastethernet 0/1
? Ra(config-if)# ipaddress 172.16.2.2 255.255.255.0
? Ra(config-if)# no shutdown
? Ra(config-if)#exit
? Ra(config)# interface serial 1/2
? Ra(config-if)# ipaddress 172.16.3.1 255.255.255.0
? Ra(config-if)# clock rate 64000
? Ra(config-if)# no shutdown
? Rb(config)# interface fastethernet 0/1
? Rb(config-if)# ipaddress 172.16.4.1 255.255.255.0
? Rb(config-if)# no shutdown
? Rb(config-if)#exit
? Rb(config)# interface serial 1/2
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郑州大学 信息工程学院 网络实用技术实训报告
? Rb(config-if)# ipaddress 172.16.3.2 255.255.255.0
? Rb(config-if)# no shutdown
? 配置OSPF路由协议。
? S3550配置OSPF
? S3550(config)#router ospf !开启OSPF路由协议进
程
? S3550(config-router)#network 172.16.1.0 0.0.0.255 area 0
! 申请直连网段信息，并分配区域号
? S3550(config-router)#network 172.16.2.0 0.0.0.255 area 0
? S3550(config-router)#end
? Ra配置OSPF
? Ra(config)# router ospf
? Ra(config-router)#network 172.16.2.0 0.0.0.255 area 0
? Ra(config-router)#network 172.16.3.0 0.0.0.255 area 0
? Ra(config-router)#end
? Rb配置OSPF
? Rb(config)#router ospf
? Rb(config-router)#network 172.16.4.0 0.0.0.255 area 0
? Rb(config-router)#network 172.16.5.0 0.0.0.255 area 0
? Rb(config-router)#end
验证测试：
12
【测试验证结果】 将实验中的测试结果记录在报告中，并分析原因。
【出现的问题及处理方法】
特别是实训操作过程中出现的异常情况，请同学们详细记录
第二部分 实训个人总结
一、实训内容总结
此部分包括实训对本人在《网络实用技术》课程的学习方面有怎样的帮助和提高、从实训小组合作的情况谈对将来就业后团队看法以及本人对此实训安排的看法。
二、实训心得体会
此部分请大家结合自己在此次实训中承担的任务、学到的技能、与同学的合作、与指导老师的交流等方面谈一下心得体会，并请填写下面的调查问卷。 （此环节报告字数不少于500字。）