计算机网络综合实验报告:VLAN、单臂路由、OSPF多区域与NAT配置详解 简介这份华北电力大学计算机网络综合实验报告配套资料面向计算机、网络工程等专业学生及需要完成组网与协议分析实践的读者帮助解决从设备配置到综合设计全流程的参考需求。资源包共1个doc文件约21.91MB内容以实验报告正文与主要代码为主涵盖网络设备认知、交换机与路由器基本配置、OSPF与RIP v2及静态路由、跨交换机VLAN与单臂路由、三层交换机VLAN间路由、静态NAT与NAT地址复用及动态NAT等实验模块。报告还包含互联网综合设计与协议分析部分涉及不少于三个区域的OSPF配置、DHCP分配、动态NAT访问互联网、数据帧捕获与TCP首部分析以及ACL安全配置选做内容。文中给出设计思路、网络拓扑图、问题与解决方案并附进度计划与考核方式便于对照复现实验、理解配置逻辑与排错思路。目前已有155人学习下载适合作为课程设计参考与网络实验查漏补缺之用。1. 从一份计网实验报告说起为什么“能ping通”不等于“真懂了”很多人做计算机网络实验验收时盯着屏幕等一个Reply from 192.168.x.xping 通了就截图交差。但真到了面试或者上手配一台设备被问一句“你这个 OSPF 为什么这么划区域”“单臂路由的封装到底封了什么”立马卡壳。这份《计算机网络综合实验报告主要代码》就是冲着这个痛点来的——它不是一份只贴拓扑图和结论的“水报告”而是把 VLAN 划分、单臂路由、OSPF 多区域、NAT 地址复用、Wireshark 抓包分析这一整条链路从设计思路到配置命令再到踩坑记录都摊开了写。整套实验基于一个包含四台主机、两台二层交换机、一台三层交换机、四台路由器的模拟环境最终要完成 VLAN 间通信、跨四个路由器的 OSPF 全网互通、NAPT 访问外部、以及 TCP 三次握手四次挥手的抓包验证。适合正在做课程设计的学生、准备网络方向面试的求职者以及需要一份可复现配置模板的初级网络工程师。下面我按“资源能给你什么 → 怎么照着配 → 哪里容易翻车”的顺序拆一遍。2. 拓扑与地址规划先把这张“地图”画对2.1 设备角色与接口分配逻辑这份报告最值得先看的是它的拓扑设计部分因为后面所有配置命令都依赖这张图。整个环境的核心思路是二层交换机负责接入和 VLAN 划分三层交换机或路由器的子接口负责 VLAN 间路由四台路由器串成一条链跑 OSPF其中一台兼做 NAT 出口。四台主机的地址规划是这样的主机IP 地址掩码默认网关所属 VLANPC121192.168.4.2255.255.255.0192.168.4.1VLAN 20PC122192.168.3.2255.255.255.0192.168.3.1VLAN 10PC123192.168.5.2255.255.255.0192.168.5.1独立网段PC124192.168.3.3255.255.255.0192.168.3.1VLAN 10四台路由器的接口地址构成了骨干链路RSR20-12-1 的 ge0/0 为 192.168.8.1、ge0/1 为 192.168.7.2RSR20-12-2 的 ge0/0 为 192.168.7.1、ge0/1 为 192.168.10.1RSR20-12-3 的 ge0/1 为 192.168.10.2ge0/0 下挂两个子接口做单臂路由RSR20-12-4 的 ge0/0 为 192.168.5.1、ge0/1 为 192.168.8.2。这里有个容易忽略的点PC122 和 PC124 虽然都在 VLAN 10但它们的网关是 192.168.3.1这个地址落在 RSR20-12-3 的 ge0/0.1 子接口上。也就是说VLAN 10 的流量要先经过二层交换机中继到 RSR20-12-3再由子接口做路由。理解这条路径后面排查“为什么同 VLAN 能通、跨 VLAN 不通”才有方向。2.2 区域划分与 OSPF 骨干区域的位置OSPF 区域划分是这份报告里第二个关键设计。整个自治系统被切成三个区域RSR20-12-3 左侧下挂 VLAN 的那一侧为 area1四台路由器中间的互联链路为 area0RSR20-12-4 右侧为 area2报告中有一处写 area3实际配置以 area0 互联为准。这里必须强调一个硬性规则OSPF 的所有非骨干区域必须与骨干区域 area0 直接相连。报告里明确记录了一个翻车经历——第一次把 area1 放在了中间位置结果每台路由器的路由表都不全跨路由通信失败。改成 area0 居中后六条网段的路由才在所有路由器上完整出现。提示如果你在模拟器里做多区域 OSPF先确认 area0 是否连续。area0 被切断是路由学不全的最常见原因没有之一。3. VLAN 划分与单臂路由从 access 口到 dot1q 子接口3.1 二层交换机的 VLAN 创建与端口划分先看两台二层交换机的配置。S2628-12-2 上创建 VLAN 10 和 VLAN 20把 fa0/1 划给 VLAN 10S2628-12-1 上同样创建两个 VLANfa0/2 划给 VLAN 20、fa0/3 划给 VLAN 10。命令如下# 在 S2628-12-2 上执行 vlan 10 name work1 vlan 20 name work2 interface fa0/1 switchport mode access switchport access vlan 10# 在 S2628-12-1 上执行 vlan 10 name work1 vlan 20 name work2 interface fa0/2 switchport mode access switchport access vlan 20 interface fa0/3 switchport mode access switchport access vlan 10switchport mode access把端口设为接入模式switchport access vlan 10把该端口划入指定 VLAN。这两条命令的顺序不能反先设模式再划 VLAN否则某些模拟器会报错。VLAN 名称work1、work2只是本地标识不影响转发但建议养成命名的习惯后面show vlan排查时一眼能认出来。3.2 Trunk 中继与单臂路由子接口配置跨交换机传递 VLAN 流量需要配 Trunk。S2628-12-2 的 fa0/2 和 fa0/13 强制为 TrunkS2628-12-1 的 fa0/1 也设为 Trunk# S2628-12-2 interface fa0/2 switchport mode trunk interface fa0/13 switchport mode trunk # S2628-12-1 interface fa0/1 switchport mode trunkTrunk 口默认会放行所有 VLAN所以这里不需要额外配switchport trunk allowed vlan。但生产环境里我一般会显式限制允许的 VLAN 列表减少广播域泄漏的风险。接下来是单臂路由的核心——在 RSR20-12-3 的 ge0/0 上创建两个子接口分别对应 VLAN 10 和 VLAN 20interface gi0/0 no shutdown interface gi0/0.1 encapsulation dot1q 10 ip address 192.168.3.1 255.255.255.0 interface gi0/0.2 encapsulation dot1q 20 ip address 192.168.4.1 255.255.255.0encapsulation dot1q 10表示该子接口处理带 VLAN 10 标签的帧收到后剥离标签交给三层处理发出时再打上对应标签。子接口编号.1、.2只是逻辑标识真正决定归属的是dot1q后面的 VLAN ID。配完后在 PC122 上 ping PC121通了就说明 VLAN 划分和单臂路由都生效了。注意子接口的物理父接口gi0/0不需要配 IP但必须no shutdown。很多人只激活子接口忘了父接口结果怎么都不通。4. OSPF 多区域配置network 命令与 area 的对应关系4.1 四台路由器的 OSPF 宣告OSPF 配置的关键是network命令后的反掩码和 area 编号要对应正确。报告里四台路由器的配置如下# RSR20-12-2 router ospf 10 network 192.168.3.1 0.0.0.255 area 1 network 192.168.4.1 0.0.0.255 area 1 network 192.168.10.2 0.0.0.255 area 0# RSR20-12-3 router ospf 10 network 192.168.10.1 0.0.0.255 area 0 network 192.168.7.1 0.0.0.255 area 0# RSR20-12-1 router ospf 10 network 192.168.7.2 0.0.0.255 area 0 network 192.168.8.1 0.0.0.255 area 0# RSR20-12-4 router ospf 10 network 192.168.8.2 0.0.0.255 area 0 network 192.168.5.1 0.0.0.255 area 3进程号10只是本地标识不同路由器可以用不同进程号不影响邻居建立。反掩码0.0.0.255对应 /24 网段。这里有个细节RSR20-12-2 上宣告了 192.168.3.1 和 192.168.4.1 到 area1但这两个地址实际是 RSR20-12-3 的子接口地址——这是因为在 OSPF 中network命令匹配的是本地接口所在网段RSR20-12-2 上如果有接口落在这些网段才会宣告。报告中这一段的对应关系需要结合拓扑仔细核对配置时以实际接口地址为准。4.2 验证路由表与链路状态数据库配完 OSPF 后在每个路由器上执行show ip route应该能看到全部六个网段的路由条目。从 PC121 ping PC123流量要跨越四台路由器能通就说明 OSPF 邻居关系建立、LSA 泛洪、SPF 计算都正常。报告里还提到通过改变 cost 值观察路由变化。OSPF 默认以带宽计算 cost在接口下用ip ospf cost可以手动指定。改完之后show ip ospf database看链路状态数据库的更新再show ip route看最优路径是否切换。这个操作在模拟器里做最直观因为真实设备上改 cost 可能影响现网流量。提示show ip ospf neighbor看邻居状态FULL 才算正常。如果卡在 EXSTART 或 EXCHANGE多半是 MTU 不匹配或接口认证配置不一致。5. NAT 与抓包分析从地址池到三次握手5.1 NAPT 配置与地址池设置NAT 实验在 RSR20-12-3 上做目标是让内网主机通过该路由器访问外部时进行地址转换。报告里用的是 NAPT地址复用配置如下ip nat pool abc 192.168.10.5 192.168.10.5 netmask 255.255.255.0 access-list 10 permit 192.168.0.0 0.0.255.255 ip nat inside source list 10 pool abc overload interface gi0/1 ip nat outside interface gi0/0.1 ip nat inside interface gi0/0.2 ip nat insideip nat pool定义了一个只含单个地址的地址池overload关键字启用端口复用让多台内网主机共用一个公网地址。ACL 10 匹配 192.168.0.0/16 的流量。ip nat inside和ip nat outside分别标记内外接口方向不能搞反。报告里记录了一个典型翻车地址池里的 IP 一开始设错了没有根据路由器接口 IP 来设导致内网出不去。地址池的地址必须和ip nat outside接口在同一网段或者至少是路由可达的公网地址段否则转换后的包找不到下一跳。验证方法是从 PC121 ping 外部路由器 RSR20-12-1 的接口 192.168.8.2同时在 RSR20-12-3 上show ip nat translations能看到内部地址被转换成 192.168.10.5 的不同端口号。5.2 Wireshark 抓包看 TCP 三次握手与四次挥手在 PC123 上部署 Web 或 FTP 服务从 PC121 浏览器访问 PC123 的 192.168.5.2同时在 PC121 上开 Wireshark 抓包。过滤tcp.port 80或tcp.port 21能看到完整的 TCP 连接建立和释放过程。三次握手对应三个报文SYN → SYNACK → ACK。在 Wireshark 里看 Seq 和 Ack 号的变化能直观理解为什么需要三次而不是两次。四次挥手对应 FIN → ACK → FIN → ACK注意主动关闭方和被动关闭方的状态迁移。数据链路层帧格式分析看 Ethernet II 头部目的 MAC 和源 MAC 各 6 字节类型字段 2 字节。IPv4 首部分析看版本号、首部长度、TTL、协议号。TCP 首部分析看源端口、目的端口、序列号、确认号、标志位。报告里要求逐层拆解这个练习对理解封装和解封装过程非常有用。注意抓包时确认网卡选对了。模拟器环境下抓包接口可能是虚拟网卡选错网卡什么都抓不到。6. 避坑与排查五个血泪教训6.1 主机没配网关导致跨 VLAN 不通现象同 VLAN 内主机能 ping 通跨 VLAN 怎么都不通。原因PC 上只配了 IP 和掩码没配默认网关。跨 VLAN 的流量需要交给网关做路由没有网关就直接丢了。解决每台 PC 的默认网关指向对应子接口的 IP比如 VLAN 10 的网关是 192.168.3.1VLAN 20 是 192.168.4.1。6.2 OSPF 区域划分错误导致路由不全现象每台路由器show ip route看到的条目数量不一致跨路由 ping 不通。原因area0 没有放在拓扑中间非骨干区域无法与骨干区域直接相连LSA 无法正常泛洪。解决把四台路由器之间的互联链路划为 area0左右两侧分别划为非骨干区域。改完后所有路由器路由表一致。6.3 NAT 地址池 IP 设置错误现象内网主机 ping 外部地址无响应show ip nat translations没有条目。原因地址池里的 IP 和ip nat outside接口不在同一网段转换后的包无法路由。解决地址池地址改为与 outside 接口同网段的地址或者确认到该地址的路由存在。6.4 Trunk 口没配导致 VLAN 跨交换机丢失现象同一台交换机上的 VLAN 内能通跨交换机的同 VLAN 主机不通。原因交换机之间的互联端口没有设为 TrunkVLAN 标签在传输时被丢弃。解决把交换机互联端口设为switchport mode trunk确认两端都配了。6.5 抓包选错网卡或过滤条件现象Wireshark 里看不到任何 TCP 报文。原因抓包网卡选成了回环或未使用的虚拟网卡或者过滤条件写错。解决先不加过滤抓全部包确认有流量后再加tcp.port 80过滤。模拟器环境下确认抓包接口对应的是哪块虚拟网卡。7. 进阶技巧用 cost 值和 ACL 把实验做深这份报告的基础部分做完后其实还有两个可以深挖的方向。第一个是 OSPF cost 值的调整与路由路径验证。在接口下用ip ospf cost 100把某条链路的开销调大然后show ip route看流量是否切换到备用路径同时show ip ospf database确认 LSA 更新。这个操作能帮你真正理解 SPF 算法不是“背出来的”而是根据链路状态算出来的。第二个是 ACL 的扩展应用。报告里选做了标准 ACL但实际中扩展 ACL 更常用。比如只允许 PC121 访问 Web 服务器其他主机拒绝access-list 100 permit tcp host 192.168.4.2 host 192.168.5.2 eq 80 access-list 100 deny ip any any interface gi0/0.2 ip access-group 100 inhost关键字指定单个 IPeq 80匹配目的端口。ACL 的匹配顺序是从上到下第一条匹配后就不再往下查所以放行规则要写在拒绝规则前面。in表示在入方向应用即流量进入接口时检查。我自己的习惯是每次配完 ACL先用show access-lists看匹配计数确认规则有没有被命中。如果计数器一直是零要么方向反了要么流量根本没经过这个接口。从那以后我每次做 NAT 和 ACL 实验都强制走一遍“配完 → 看计数 → 抓包验证”的流程省得验收时被问住。希望帮到你。本文还有配套的精品资源点击获取