本文通过CiscoPacketTracer详细介绍了网络设备配置，包括直接连接PC构建LAN、交换机连接LAN、VLAN、NAT、动态路由（RIP、OSPF）以及DHCP、DNS和Web服务器配置。实验展示了不同网络设备和协议如何影响主机间通信，并探讨了VLAN、NAT在解决广播风暴和IP地址不足问题中的作用。
Cisco Packet Tracer 实验
1. CPT 软件使用简介
1.1 Packet Tracer介绍
Packet Tracer是Cisco公司针对CCNA认证开发的一个用来设计、配置和故障排除网络的模拟软件。
Packer Tracer模拟器软件比Boson功能强大，比Dynamips操作简单，非常适合网络设备初学者使用。
Packet Tracer模拟器是考CCNA必须掌握的软件。
1.2 路由器
2. 直接连接两台 PC 构建 LAN
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将两台 PC 直接连接构成一个网络。
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进行两台 PC 的基本网络配置
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3. 相互 ping
3.用交换机构建 LAN
3.1 网络配置
ping 其他主机检查配置，得到结果：主机只能ping同一子网下的主机
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3.2 问题
3.2.1 PC0 能否 ping 通 PC1、PC2、PC3 ？
PC0 能 ping 通 PC1，不能ping通PC2、PC3，不在同一子网。3.2.2 PC3 能否 ping 通 PC0、PC1、PC2 ？为什么？
PC3 能 ping 通 PC2，不能ping通PC0、PC1，不在同一子网。3.2.3 将 4 台 PC 的掩码都改为 255.255.0.0 ，它们相互能 ping 通吗？为什么？
将 4 台 PC 的掩码都改为 255.255.0.0 ，它们相互能 ping 通，因为处于同一子网中。3.2.4 使用二层交换机连接的网络需要配置网关吗？为什么？
使用二层交换机连接的网络需要配置网关，使不同网络上的主机间可以建立起跨越多个网络的级联的、点对点的传输连接，这两个子网通过配置网关可以进行连接。3.3 思考
集线器 Hub 是工作在物理层的多接口设备，它与交换机的区别是什么？请在 CPT 软件中用 Hub 构建网络进行实际验证。集线器与交换机的区别：从两者的工作原理来看，交换机和集线器是有很大差别的。首先，从OSI体系结构来看，集线器属于OSI的第一层物理层设备，而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备。
其次，从工作方式来看，集线器采用一种“广播”模式，因此很容易产生“广播风暴”，当网络规模较大时性能会受到很大的影响。而当交换机工作的时候，只有发出请求的端口和目的端口之间相互响应而不影响>其他端口，因此交换机能够在一定程度上隔离冲突域和有效抑制“广播风暴”的产生。
另外，从带宽来看，集线器不管有多少个端口，所有端口都是共享一条带宽，在同一时刻只能有两个端国传送数据，其他端口只能等待，同时集线器只能工作在半双工。4.交换机接口地址列表
4.1 问题
二层交换机是一种即插即用的多接口设备，它对于收到的帧有 3 种处理方式：广播、转发和丢弃，请问何时进行何种操作？二层交换机读取数据帧头中的目的MAC地址后，查询端口地址列表（MAC表），若目的MAC在表中，则直接进行转发；若不在表中，则进行广播；二层交换机能够检测数据帧是否有错误，并丢弃错误数据帧；接收到广播帧时进行广播。
构建局域网：
IP配置：
PC0 192.168.1.1 255.255.0.0
PC1 192.168.1.2 255.255.0.0
PC2 192.168.2.1 255.255.0.0
PC3 192.168.2.2 255.255.0.0
工具栏中的放大镜点击某交换机如左边的 Switch0，选择 MAC Table，可以看到最初交换机的 MAC 表是空的。
用 PC0 访问（ping）PC1 后，再查看该交换机的 MAC 表。
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MAC表保存的端口地址数据
当一个交换机收到一个数据帧的时候，会查看自己的MAC表，如果MAC表中没有数据帧的源MAC和目的MAC，则会将源MAC加入MAC表，并且广播这个数据帧。
目的MAC收到这个帧后返回一个确认帧，交换机把这个帧转发给源MAC和记录目的MAC。使用 CPT 的 Simulation 模式即模拟方式进一步看清楚这个过程。
5.生成树协议（Spanning Tree Protocol）
只使用交换机，构建如下拓扑：
这是初始时的状态。我们可以看到交换机之间有回路，这会造成广播帧循环传送即形成广播风暴，严重影响网络性能。而交换机中运行的 STP 协议能避免交换机之间发生广播循环风暴。交换机将自动通过生成树协议（STP）对多余的线路进行自动阻塞（Blocking），如下图所示：
将 Switch0 与 Switch2 的连线剪掉，该生成树将自动发生变化： 
将 Switch0 与 Switch2 的连线剪掉，该生成树将自动发生变化：
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路由器配置初步
构建拓扑：
6.1 路由器配置
6.1.2 Router2的配置
6.1.4 PC0向同一子网和非同一子网的主机进行 ping 操作
6.2 思考
6.2.1 现实中，交通大学和重庆大学的连接是远程的。该连接要么通过路由器的光纤接口，要么通过广域网接口即所谓的 serial 口，一般不会通过双绞线连接，为什么？
双绞线一般传输距离较短，为100m，且中间需要连接交换机.6.2.2 现在交通大学内的各 PC 及网关相互能 ping 通，重庆大学也类似。但不能从交大的 PC ping 通重大的 PC，反之亦然，也即不能跨子网。为什么？
路由表中没有对方的地址信息，需要通过广播，但广播消息只能在同一个虚拟子网中传播，无法进行跨子网传播，而重交和重大服务器不在同一个子网中，出子网都需要通过各自的网关，所以不能互相ping通。7.静态路由
定义： 静态路由是非自适应性路由协议，是由网络管理人员手动配置的，不能够根据网络拓扑的变化而改变。 因此，静态路由简单高效，适用于结构非常简单的网络。交通大学路由器静态路由配置：
ping 其他PC机：
8.动态路由 RIP
定义： 动态路由协议采用自适应路由算法，能够根据网络拓扑的变化而重新计算机最佳路由。RIP 的全称是 Routing Information Protocol，是距离矢量路由的代表（目前虽然淘汰，但可作为我们学习的对象）。使用 RIP 协议只需要告诉路由器直接相连有哪些网络即可，然后 RIP 根据算法自动构建出路由表。清除静态路由配置：
RIP路由配置
执行ping操作
9.动态路由 OSPF
定义： OSPF（Open Shortest Path First 开放式最短路径优先）是一个内部网关协议（Interior Gateway Protocol，简称 IGP）， 用于在单一自治系统（Autonomous System，AS）内决策路由。OSPF 性能优于 RIP，是当前域内路由广泛使用的路由协议。清除 RIP 路由配置：
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OSPF 路由配置：
10.基于端口的网络地址翻译 NAT
定义： 网络地址转换（NAT，Network Address Translation）不仅完美地解决了 lP 地址不足的问题，而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。
NAT 的实现方式一般有三种：静态转换： Static NAT
动态转换： Dynamic NAT
端口多路复用： OverLoad
端口多路复用使用最多也最灵活。OverLoad 是指不仅改变发向 Internet 数据包的源 IP 地址，同时还改变其源端口，即进行了端口地址转换（PAT，Port Address Translation）。
采用端口多路复用方式，内部网络的所有主机均可共享一个合法外部 IP 地址实现对 Internet 的访问，从而可以最大限度地节约IP地址资源。 同时，又可隐藏网络内部的所有主机，有效避免来自 Internet 的攻击。因此，目前网络中应用最多的就是端口多路复用方式。配置PC的网络
路由配置：
OSPF路由配置：
将重庆大学的路由器看做 Internet 中的骨干路由器，那么这些路由器将不会转发内部/私有 IP 地址的包（直接丢弃）。我们通过在重庆大学路由器上实施访问控制 ACL ，即丢弃来自交通大学（私有 IP 地址）的包来模拟这个丢包的过程。
此时，再使用交通大学内部的 PC0（192.168.1.2）来 ping 重庆大学的 PC2（8.8.8.2）就不成功了，会显示目的主机不可到达（Destination host unreachable）信息。
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交通大学路由器的出口上将内部/私有 IP 地址转换为外部/公开 IP，从而包的源 IP 发生了改变，就不会被重庆大学路由器丢弃，因此网络连通
现在，再次使用交通大学内部的 PC0（192.168.1.2）来 ping 重庆大学的PC2（8.8.8.2）则OK。
11. 虚拟局域网 VLAN
定义： VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网。通过划分 VLAN，我们可以把一个物理网络划分为多个逻辑网段即多个子网。划分 VLAN 后可以杜绝网络广播风暴，增强网络的安全性，便于进行统一管理等。构建网络拓扑：
Cisco 2960 交换机是支持 VLAN 的交换机，共有 24 个 100M 和 2 个 1000M 以太网口。默认所有的接口都在 VLAN 1 中，故此时连接上来的计算机都处于同一 VLAN，可以进行通信。
就该交换机的 24 个 100M 接口分为 3 个部分，划分到 3 个不同的 VLAN 中，id 号分别设为 10、20、30，且设置别名（computer、communication、electronic）以利于区分和管理。
交换机 VLAN配置：
至此，在该交换机上就划分了 3 个 VLAN（不包括缺省的 VLAN 1）。
PC端网络配置：
只有在同一 VLAN 中的 PC 才能通信
思考：
分析一下当前为何不同 VLAN 中的 PC 不能通信？网关在此起什么作用？我们的网关又在何处？如何发起广播测试？不同网段的主机必须要三层设备和单臂路由的路由才可以通信。网关相当于门，作用是验证，就像对应钥匙只能开对应扇门一样，就是网关必须一样，否则就不能访问。
12.虚拟局域网管理 VTP
定义： VTP（VLAN Trunk Protocol）即 VLAN 中继协议。VTP 通过 ISL 帧或 Cisco 私有 DTP 帧（可查阅相关资料了解）保持 VLAN 配置统一性，也被称为虚拟局域网干道协议，它是思科私有协议。 VTP 统一管理、增加、删除、调整VLAN，自动地将信息向网络中其它的交换机广播。VTP 减小了那些可能导致安全问题的配置，只要在 VTP Server 做相应设置，VTP Client 会自动学习 VTP Server 上的 VLAN 信息。构建拓扑结构：
目前该网络都属于 VLAN 1，也即这些 PC 是可以相互通信的。前面说过，无论对于性能、管理还是安全等而言，现实中我们必须进行 VLAN 划分。
新建两个 VLAN，然后让 PC0 和 PC1 属于 VLAN 2，PC1 和 PC3 属于 VLAN 3。
3560 VTP Server 配置：
2960VTP Client 配置：
PC网络配置：
各端口连接：
VTP 配置完成。同 VLAN 可以 ping 通，而不同 VLAN 不行。以PC1为例
VTP 配置完成。同 VLAN 可以 ping 通，而不同 VLAN 不行
实践：
使用 PC0（192.168.1.2） ping PC1（192.168.2.2） 的结果如何？使用 PC0 ping PC2 的结果如何？想想为什么？可以 ping 通PC2，不能 ping 通PC1 因为PC1在 VLAN 3 ，PC0在 VLAN 2 ，不在同一个虚拟局域网
13.VLAN 间的通信
默认的，VLAN 间是不允许进行通信，此时我们需要所谓的独臂路由器在 VLAN 间为其进行转发！我们使用的核心交换机 3560 是个 3 层交换机，可工作在网络层，也称路由交换机，即具有路由功能，能进行这种转发操作。
3560 交换机配置：
各 VLAN 中的 PC 可以正常通信。
14.DHCP、DNS及Web服务器简单配置
构建拓扑：
服务器 Server-PT 同时作为 DHCP、DNS 以及 Web 服务器，各客户机无需配置，将自动获取网络配置。
Server的配置：
静态IP：
DNS：
HTTP：
DHCP：
PC动态网络配置：
实践：
先查看各 PC，看看是否获得网络配置
因为我们在 DNS 服务器中把谷歌和百度的 IP 都设为了 19.89.6.4，即 Server-PT，所以，如果打开 PC0 的浏览器，输入 www.google.com 或者 www.baidu.com，我们都应该看到默认的 Server-PT 这个 Web 服务器的主页（你也可进行编辑） -
已经获得网络配置
打开 PC0 的浏览器，输入 www.google.com 或者 www.baidu.com
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15.WLAN初步配置
构建拓扑：
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Laptop的网卡配置：
PC的网卡配置：
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