基于Packet Tracer的IPv6靜態(tài)路由實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

唐燈平

(蘇州大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇蘇州215137)

1 引言

隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，IPv4地址正面臨耗竭，盡管PAT等一些技術(shù)能夠暫時(shí)緩解網(wǎng)絡(luò)地址不足帶來(lái)的問(wèn)題，但不能從根本上解決。IPv6地址的出現(xiàn)能夠從根本上解決IP地址不足的問(wèn)題。在職業(yè)院校網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置這門(mén)課程的教學(xué)中，教師在講授基于IPv4相關(guān)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，同樣需要拓展IPv6相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生將來(lái)走向工作崗位適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造條件。[1]

2 基本概念

2.1 IPv6

IPv6是IETF設(shè)計(jì)的用于替代現(xiàn)行版本IPv4的下一代IP協(xié)議，它是由128位二進(jìn)制組成，分為單播、組播和任意播;其中單播地址又分為本地鏈路地址、本地區(qū)域地址和全球單播地址。本地鏈路地址的格式為:FE80/10，本地區(qū)域地址的格式為:FEC0/10，全球單播地址相當(dāng)于IPv4地址中的公網(wǎng)地址。

2.2 靜態(tài)路由

靜態(tài)路由是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置人員通過(guò)手工添加的方式添加的路由表，使用靜態(tài)路由的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)安全保密性高。缺點(diǎn)是大型和復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下靜態(tài)路由不易實(shí)現(xiàn)，在配置和維護(hù)中容易出現(xiàn)問(wèn)題。[2]

3 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h2>

通過(guò)虛擬仿真軟件實(shí)現(xiàn)IPv6靜態(tài)路由實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解IPv6靜態(tài)路由配置過(guò)程。實(shí)驗(yàn)的主要目的有:⑴熟悉虛擬仿真軟件Packet Tracer的使用;⑵熟悉IPv6地址的基本知識(shí);⑶熟悉IPv6靜態(tài)路由配置。

4 仿真軟件介紹以及利用仿真軟件的好處

職業(yè)院校培養(yǎng)面向生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線的高素質(zhì)高技能人才，依據(jù)該培養(yǎng)目標(biāo)，職業(yè)院校需要建設(shè)符合一線崗位的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所，由于資金等各方面條件的限制，有些職業(yè)院校并不能建設(shè)這樣的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所。利用虛擬仿真技術(shù)能夠解決該問(wèn)題，Packet Tracer仿真軟件是Cisco公司針對(duì)Cisco網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開(kāi)發(fā)的仿真軟件，該軟件目前的最高版本為5.3.2，利用該仿真軟件能夠很好地仿真Cisco網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)。

使用Packet Tracer仿真軟件的好處如下:⑴每位同學(xué)能夠獨(dú)立完成整個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程;⑵網(wǎng)絡(luò)環(huán)境容易搭建，為實(shí)訓(xùn)的順利開(kāi)展創(chuàng)造了條件。⑶不會(huì)出現(xiàn)由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的損壞而影響整個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的開(kāi)展，既節(jié)約了經(jīng)費(fèi)又達(dá)到了實(shí)訓(xùn)的目的。[3]

5 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)

圖1 IPv6靜態(tài)路由配置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

IPv6靜態(tài)路由實(shí)驗(yàn)的實(shí)施需要兩臺(tái)路由器和兩臺(tái)電腦，其中微機(jī)1和路由器R1的f0/0端口相連，微機(jī)2和路由器R2的f0/0端口相連，路由器R1的f0/1端口和路由器R2的f0/1端口相連。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淙鐖D1所示。[4]

6 網(wǎng)絡(luò)的具體配置

6.1 網(wǎng)絡(luò)地址規(guī)劃

表1 終端設(shè)備的IPv6地址設(shè)置

表2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IPv6地址設(shè)置

微機(jī)PC1和PC2的IPv6地址的設(shè)置如表1所示，路由器R1和路由器R2的端口IPv6地址配置如表2所示。微機(jī)PC1的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址指向路由器R1的f0/0口，微機(jī)PC2的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址指向路由器R2的f0/0口。

6.2 Packet Tracer環(huán)境下地址的具體配置

6.2.1 客戶(hù)端微機(jī)PC1和PC2的IPv6地址配置[5]

Packet Tracer中IPv6地址配置不同于IPv4，具體IPv6地址配置步驟如下:單擊微機(jī)PC1，在彈出的窗口中選擇config菜單，在config菜單的左邊選項(xiàng)中，選擇fast Ethernet，在IPv6 configuration中設(shè)置靜態(tài)IPv6地址為2000::1/64，在Link Local Address本地鏈路地址中將自動(dòng)生成地址FE80::2D0:BCFF:FE97:EDB。該地址是通過(guò)MAC—to—EUI64原理生成的，具體是在網(wǎng)卡的 MAC地址00D0.BC97.0EDB中將第7位改成1，并在中間插入FFFE生成的。具體如圖2所示。PC1的默認(rèn)IPv6網(wǎng)關(guān)地址為2000::1，具體設(shè)置為:在 config菜單的 global下單擊settings，在 Gateway/DNS IPv6選項(xiàng)下設(shè)置 IPv6 Gateway地址。

圖2 微機(jī)PC1 IPv6地址配置圖

利用同樣的步驟配置PC2的IPv6地址為2002::2/64，默認(rèn)IPv6網(wǎng)關(guān)地址為2002::1。

6.2.2 配置路由器 R1和路由器 R2的端口地址[6－8]

首先配置路由器R1的端口IPv6地址。

Router(config)#hostname R1 //為路由器 1命名為R1

R1(config)#ipv6 unicast－routing //為路由器 R1開(kāi)啟IPv6路由功能

R1(config)#interface fastEthernet 0/0 //進(jìn)入路由器R1的端口f0/0

R1(config－if)#ipv6 enable //開(kāi)啟路由器 R1的端口f0/0的IPv6功能

R1(config－if)#ipv6 address 2000::1/64 //為路由器R1的端口f0/0配置IPv6地址

R1(config－if)#no shu //激活端口

R1(config)#interface fastEthernet 0/1 //進(jìn)入路由器R1的f0/1端口

R1(config－if)#ipv6 enable //開(kāi)啟路由器R1的端口f0/0的IPv6功能

R1(config－if)#ipv6 address 2001::1/64 //為路由器R1的端口f0/0配置IPv6地址

R1(config－if)#no shu //激活端口

同樣設(shè)置路由器R2的端口IPv6地址，具體將R2的f0/0端口設(shè)置為2002::1/64，f0/1端口設(shè)置為2001::2/64。

6.3 配置IPv6靜態(tài)路由

首先配置路由器R1

R1(config)#ipv6 route 2002::/64 2001::2 //配置路由器R1的靜態(tài)路由

其次配置路由器R2

R2(config)#ipv6 route 2000::/64 2001::1 //配置路由器R2的靜態(tài)路由

查看路由器IPv6路由表，以下是路由器R1的路由表:

R1#show ipv6 route //查看路由器R1的路由表

IPv6 Routing Table－6 entries

Codes:C － Connected，L － Local，S － Static，R －RIP，B － BGP

U － Per－user Static route，M － MIPv6

I1 － ISIS L1，I2 － ISIS L2，IA － ISIS interarea，IS －ISIS summary

O － OSPF intra，OI－ OSPF inter，OE1 － OSPF ext 1，OE2 － OSPF ext 2

ON1－OSPF NSSA ext 1，ON2－OSPF NSSA ext 2

D －EIGRP，EX －EIGRP external

C 2000::/64[0/0]

via::，F(xiàn)astEthernet0/0

L 2000::1/128[0/0]

via::，F(xiàn)astEthernet0/0

C 2001::/64[0/0]

via::，F(xiàn)astEthernet0/1

L 2001::1/128[0/0]

via::，F(xiàn)astEthernet0/1

S 2002::/64[1/0]

via 2001::2

L FF00::/8[0/0]

via::，Null0

可以看出在IPv6路由器表中出現(xiàn)了以S開(kāi)頭的靜態(tài)路由表項(xiàng)。

利用show ipv6 route命令查看路由器R2的IPv6路由表，同樣出現(xiàn)以S開(kāi)頭的靜態(tài)路由表項(xiàng)。

6.4 測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的連通性

通過(guò)終端微機(jī)pc1 ping終端微機(jī)pc2，測(cè)試結(jié)果如下:

PC＞ping 2002::2

Pinging 2002::2 with 32 bytes of data:

Reply from 2002::2:bytes=32 time=188ms TTL=126

Reply from 2002::2:bytes=32 time=78ms TTL=126

Reply from 2002::2:bytes=32 time=94ms TTL=126

Reply from 2002::2:bytes=32 time=94ms TTL=126

根據(jù)測(cè)試結(jié)果可以看出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)連通性正常。

6.5 通過(guò)本地鏈路地址設(shè)置靜態(tài)路由

6.5.1 設(shè)置本地鏈路靜態(tài)路由

在IPv4中設(shè)置靜態(tài)路由時(shí)，除了通過(guò)設(shè)置下一跳地址設(shè)置靜態(tài)路由外，還可以通過(guò)設(shè)置出口端口來(lái)設(shè)置靜態(tài)路由，在IPv6中可以通過(guò)設(shè)置本地鏈路地址來(lái)設(shè)置靜態(tài)路由。具體操作如下:

首先刪除設(shè)置的靜態(tài)路由。

R1(config)#no ipv6 route 2002::/64 //刪除路由器R1的靜態(tài)路由

R2(config)#no ipv6 route 2000::/64 //刪除路由器R2的靜態(tài)路由

其次在路由器R1和R2上設(shè)置本地鏈路靜態(tài)路由

通過(guò)命令show ipv6 interface fastEthernet 0/1查看端口f0/1的本地鏈路地址。

R1#show ipv6 interface fastEthernet 0/1 //查看路由器R1的端口f0/1的IPv6狀態(tài)

FastEthernet0/1 is up，line protocol is up

IPv6 is enabled，link－local address is FE80::260:2FFF:FE81:A02

No Virtual link－local address(es):

Global unicast address(es):

2001::1，subnet is 2001::/64

可以看出路由器R1的f0/1端口的本地鏈路地址為FE80::260:2FFF:FE81:A02。

同樣通過(guò)命令show ipv6 interface fastEthernet 0/1查看路由器R2的端口f0/1的本地鏈路地址。

R2#show ipv6 interface fastEthernet 0/1//查看路由器R2的端口f0/1的IPv6狀態(tài)

FastEthernet0/1 is up，line protocol is up

IPv6 is enabled，link－local address is FE80::201:97FF:FED5:8002

No Virtual link－local address(es):

Global unicast address(es):

2001::2，subnet is 2001::/64

Joined group address(es):

FF02::1:FF00:2

FF02::1:FFD5:8002

可以看出路由器R2的f0/1端口的本地鏈路地址為FE80::201:97FF:FED5:8002。

通過(guò)本地接口及相鄰端口的本地鏈路地址設(shè)置靜態(tài)路由。命令如下:

R1(config)#ipv6 route 2002::/64 fastEthernet 0/1 FE80::201:97FF:FED5:8002//通過(guò)本地鏈路地址設(shè)置路由器R1的靜態(tài)路由

R2(config)#ipv6 route 2000::/64 fastEthernet 0/1 FE80::260:2FFF:FE81:A02//通過(guò)本地鏈路地址設(shè)置路由器R2的靜態(tài)路由

查看路由器的路由表

R1#show ipv6 route

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

L 2001::1/128[0/0]

via::，F(xiàn)astEthernet0/1

S 2002::/64[1/0]

via FE80::201:97FF:FED5:8002，F(xiàn)astEthernet0/1

L FF00::/8[0/0]

via::，Null0

通過(guò)命令可以看出靜態(tài)路由表。同樣可以看出路由器R2的靜態(tài)路由表。

6.5.2 測(cè)試設(shè)置效果

通過(guò)微機(jī)PC1 ping微機(jī)PC2

PC＞ping 2002::2

Pinging 2002::2 with 32 bytes of data:

Reply from 2002::2:bytes=32 time=94ms TTL=126

Reply from 2002::2:bytes=32 time=94ms TTL=126

可以看出網(wǎng)絡(luò)是連通的。

7 結(jié)束語(yǔ)

在設(shè)備條件有限的情況下，利用虛擬仿真技術(shù)能夠幫助職業(yè)院校的學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)際的工程項(xiàng)目，為培養(yǎng)面向生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線的高素質(zhì)高技能人才創(chuàng)造了條件。IPv6技術(shù)是將來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，讓學(xué)生盡快地熟悉該技術(shù)至關(guān)重要。利用Packet Tracer仿真軟件能夠?qū)崿F(xiàn)IPv6靜態(tài)路由實(shí)驗(yàn)，達(dá)到很好的教學(xué)效果。

[1]唐燈平.基于 GRE Tunnel的 IPv6－over－IPv4的技術(shù)實(shí)現(xiàn)[J].南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，(4):60－62+65.

[2][美]Wayne Lewis.思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院教程 CCNA 3交換基礎(chǔ)與中級(jí)路由[M].人民郵電出版社，2008.

[3]唐燈平.基于Packet Tracer的GRE隧道配置實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，(11):378－381.

[4]唐燈平.利用Packet Tracer組建三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2010，(3):143 －146.

[5]梁廣民，王隆杰.思科網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室 CCNA實(shí)驗(yàn)指南[M].電子工業(yè)出版社，2009.

[6]唐燈平.利用Packet Tracer模擬組建大型單核心網(wǎng)絡(luò)的研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，(1):186－189+198.

[7]桑世慶，盧曉慧.交換機(jī)/路由器配置與管理[M].人民郵電出版社，2010.

[8]褚建立，邵慧瑩，李軍，楊長(zhǎng)青.交換機(jī)/路由器配置與管理項(xiàng)目教程[M].人民郵電出版社，2011.