思科校园网综合实验：VLAN划分、DHCP与RIPv2配置详解

思科校园网综合实验：VLAN划分、DHCP与RIPv2配置详解

发布时间：2026/10/5 2:40:15
思科校园网综合实验：VLAN划分、DHCP与RIPv2配置详解 简介面向高校计算机网络课程实验环节这是一份思科综合性实验报告通过模拟校园网内外通信场景帮助学习者理解交换路由配置流程。报告涵盖VLAN划分与接口分配、DHCP自动分配、子网规划、RIPv2动态路由协议、路由器与三层交换机命令行配置等关键技术并给出从网络拓扑设计到设备联通验证的完整操作记录。资源为单个doc文档仅223KB包含实验目的、总体设计、详细配置命令与代码分析等模块方便独立完成实验报告或快速掌握网络设备配置思路。该文档已被2077人学习浏览适合高校网络专业学生、思科认证初学者以及需要实战参考的网络运维人员。1. 计算机网络思科综合性实验报告先搞懂这张校园网拓扑在做什么这份资源是一份完整的思科设备综合性实验报告覆盖二层交换机、三层交换机、两台路由器的配置全过程。它解决的不是某个单点命令而是把「VLAN 划分 DHCP 动态分配 子网划分 RIPv2 动态路由」串成一个能跑通的校园网场景校园内五个部门通过三层交换机接入出口路由器 Ri 连到校外路由器 Rj最终让校内 PC 和校外服务器互通。适合正在做计算机网络课程设计、准备思科模拟器实验、或者想复习交换机路由器命令的人。我拆这份报告时最深的感受是拓扑不算复杂但地址规划和 RIPv2 的版本细节才是真正的分水岭照着敲完命令验证通不通比背命令本身更有价值。2. 拓扑与地址规划五个 VLAN、两台路由器和一张子网划分表2.1 拓扑里的每台设备扮演什么角色实验用的是 5 台二层交换机、1 台三层交换机、2 台路由器和 5 台 PC 加 1 台服务器。实际配置时二层交换机大多处于默认透传状态真正写命令的是三层交换机 S0、出口路由器 Ri、校外路由器 Rj。三层交换机 S0 是整个校园网的核心它在自己身上创建 VLAN 2 到 VLAN 6每个 VLAN 对应一个网段VLAN 接口地址就是各部门的网关。出口路由器 Ri 一边用 FastEthernet0/0 接校园网外部地址 210.42.241.1另一边 FastEthernet0/1 接三层交换机的 VLAN 6 网段 192.168.2.2。Ri 的 Serial1/0 通过串口线连到 Rj 的 Serial1/0这条串口链路模拟跨校区的广域网连接。这里有个容易忽略的点三层交换机与 Ri 之间不是直接拿物理接口配 IP而是专门划了一个 VLAN 6 作为互联网段三层交换机的 f0/1 属于 VLAN 6地址是 192.168.2.1Ri 的 f0/1 地址是 192.168.2.2。这种「VLAN 互联」的做法在真实网络中很常见比直接用路由口节省接口也方便后续扩展。Rj 的 f0/0 接校外服务器网段 172.16.1.0/24服务器 PC5 手动配了 172.16.1.2。2.2 子网划分的算账过程为什么生物政管学院要用 /25报告里给的约束是物理学院、化学院最多 250 台计算机生物政管学院最多 120 台计算机加服务器。250 台必须用 /24 掩码因为 /25 只提供 126 个可用地址不够。120 台用 /25 刚好够能省出一半地址空间这才是子网划分的意义。于是 VLAN 4 和 VLAN 5 是把一个大网段 210.42.244.0/24 切成两个 /25VLAN 4 用 210.42.244.0/25可用地址 1~126VLAN 5 用 210.42.244.128/25可用地址 129~254。这个设计很典型不是每个 VLAN 都配一个 /24而是按实际主机数选掩码。三层交换机上创建的 SVI交换虚拟接口地址分别是 210.42.244.1 和 210.42.244.129正好是每个子网的第一个可用地址作为网关。配置顺序上必须先创建 VLAN 再进入 VLAN 接口配 IP否则int vlan 2会失败。报告里还用了sw mod acc和sw acc vlan 2把物理接口划给对应 VLAN这一步在思科模拟器里很容易漏——只建 VLAN 不划接口PC 根本不在那个广播域里。2.3 地址规划总表设备/网段接口IP 地址掩码用途S0 VLAN2int vlan 2210.42.242.1255.255.255.0物理学院网关S0 VLAN3int vlan 3210.42.243.1255.255.255.0化学院网关S0 VLAN4int vlan 4210.42.244.1255.255.255.128生物学院网关S0 VLAN5int vlan 5210.42.244.129255.255.255.128政管学院网关S0 VLAN6int vlan 6192.168.2.1255.255.255.0与 Ri 互联Ri f0/0FastEthernet0/0210.42.241.1255.255.255.0校园网对外接口Ri f0/1FastEthernet0/1192.168.2.2255.255.255.0接三层交换机Ri s1/0Serial1/0210.42.240.1255.255.255.0连接 Rjclock rate 64000Rj f0/0FastEthernet0/0172.16.1.1255.255.255.0校外服务器网关Rj s1/0Serial1/0210.42.240.2255.255.255.0连接 Ri这张表我建议直接抄进实验报告的分析部分。很多同学只贴配置命令不写地址规划表老师一眼就看出来你没理解网络设计。规划表的价值在于它能解释为什么 VLAN 4 用 255.255.255.128为什么 Ri 有两个不同网段的接口以及 RIPv2 要声明哪些网络。3. 交换机与路由器配置从 VLAN 划分到 DHCP 池的完整命令3.1 三层交换机上划分 VLAN 并绑定接口以 VLAN 2 为例完整命令序列如下S0(config)# vlan 2 S0(config-vlan)# exit S0(config)# int vlan 2 S0(config-if)# ip add 210.42.242.1 255.255.255.0 S0(config-if)# no sh S0(config-if)# exit S0(config)# int f0/2 S0(config-if)# sw mod acc S0(config-if)# sw acc vlan 2 S0(config-if)# exit这里有个逻辑需要说清楚int vlan 2进入的是三层虚拟接口配的是网关地址int f0/2进入的是物理端口用sw mod acc把端口模式改成 access再用sw acc vlan 2把端口划进 VLAN 2。两者缺一不可前者决定这个 VLAN 能不能路由后者决定哪台 PC 属于这个 VLAN。物理接口的模式命令在较新版本的思科 IOS 里完整写法是switchport mode access和switchport access vlan 2。实验报告写的是简化版sw mod acc在 Packet Tracer 里能识别但在 GNS3 或真实设备上可能不认我一般建议写全称避免换环境后命令失效。VLAN 4 和 VLAN 5 的创建过程完全一样唯一区别是 IP 掩码改成了 255.255.255.128。注意VLAN 4 的接口地址是 210.42.244.1VLAN 5 是 210.42.244.129这两个地址不能写错写错的话 DHCP 分配的默认网关就会指向错误网段。3.2 配置 DHCP 池网段、默认网关、DNS 一个都不能少三层交换机作为 DHCP 服务器每个 VLAN 配一个地址池。以物理学院为例S0(config)# ip dhcp pool jsj2 S0(dhcp-config)# net 210.42.242.0 255.255.255.0 S0(dhcp-config)# default-router 210.42.242.1 S0(dhcp-config)# dns 210.42.241.2 S0(dhcp-config)# exitnet指定要分配的网段和掩码default-router必须填对应 VLAN 的网关地址dns填的是校园网 DNS 服务器地址。这个 DNS 地址在拓扑里是 210.42.241.2注意它和 Ri 的 f0/0 地址 210.42.241.1 不是同一个DNS 是独立的一台服务器只是 IP 落在同一个网段。有同学会问DHCP 池里的网段怎么能让 PC 拿到前提是对应 VLAN 的 SVI 接口已经配好 IP 并且no sh。如果 VLAN 接口没起来DHCP 就不会在这个网段响应请求。这是排查 DHCP 失败时的第一检查点。还要注意一个细节VLAN 4 和 VLAN 5 的地址池分别是 210.42.244.0 255.255.255.128 和 210.42.244.128 255.255.255.128。这两个池子必须写成 /25不能图省事写成 255.255.255.0否则 DHCP 会把整个 /24 都分出去两个 VLAN 的地址池互相冲突PC 拿到的地址可能和自己所在 VLAN 不在同一网段网关直接不通。3.3 Ri 和 Rj 路由器接口配置与串口时钟同步Ri 的配置涉及三个接口Ri(config)# int f0/0 Ri(config-if)# ip add 210.42.241.1 255.255.255.0 Ri(config-if)# no sh Ri(config-if)# exit Ri(config)# int f0/1 Ri(config-if)# ip add 192.168.2.2 255.255.255.0 Ri(config-if)# no sh Ri(config-if)# exit Ri(config)# int s1/0 Ri(config-if)# ip add 210.42.240.1 255.255.255.0 Ri(config-if)# no sh Ri(config-if)# clock rate 64000 Ri(config-if)# exit关键在最后两行串口链路需要一端提供时钟频率clock rate 64000是 DCE 端必须配置的。思科模拟器里如果两端都是默认设置串口可能起不来报线路协议 down。实际排错时用show controllers serial1/0可以确认哪一端是 DCE。Rj 的配置基本对称Rj enable Rj# config Rj(config)# int f0/0 Rj(config-if)# ip add 172.16.1.1 255.255.255.0 Rj(config-if)# no sh Rj(config-if)# exit Rj(config)# int s1/0 Rj(config-if)# ip add 210.42.240.2 255.255.255.0 Rj(config-if)# no sh注意 Rj 的串口上没有配 clock rate这是因为 DCE 只在 Ri 一侧。如果两边都配了 clock rate模拟器通常也能跑但真实设备上会有冲突告警。养成习惯只在确认是 DCE 的那一端配时钟另一端保持默认。4. 用 RIPv2 把全网路由打通声明网络、关闭自动汇总与路由表验证4.1 RIPv2 配置三步走RIP 的配置逻辑是进入路由进程、宣告直接相连的网段、指定版本并关闭自动汇总。三层交换机上的配置如下S0(config)# route rip S0(config-router)# net 192.168.2.0 S0(config-router)# net 210.42.242.0 S0(config-router)# net 210.42.243.0 S0(config-router)# net 210.42.244.0 S0(config-router)# net 210.42.244.129 S0(config-router)# exit S0(config)# router rip S0(config-router)# version 2 S0(config-router)# no auto-summary S0(config-router)# exit这里有个容易混乱的点报告里先写了route rip又写了router rip在标准 IOS 里正确的命令是router rip。route rip可能是实验报告输入时的笔误也可能是模拟器版本兼容写法。我实测在 Packet Tracer 里router rip才可靠建议直接用这个。net后面跟的是网络号RIP 会自动匹配对应掩码。注意 VLAN 4 和 VLAN 5 都从 210.42.244.0 这个大网段里切出来的所以在 RIP 里需要分别宣告210.42.244.0和210.42.244.129。有同学只宣告了一个结果另一个子网的路由完全学不到这是典型的子网化网络配置 RIP 的坑。版本和自动汇总的设置必须在进程里完成version 2 no auto-summary如果不写version 2默认可能是 RIPv1。RIPv1 不支持可变长子网掩码210.42.244.0/25 和 210.42.244.128/25 会被当成一个 /24 处理路由表直接混乱。no auto-summary的作用是禁止在边界路由器上自动汇总成主类网络否则 210.42.242.0、210.42.243.0 这些会被汇总成 210.42.0.0/16下游路由器就分不清具体网段了。Ri 的 RIP 配置与之对称Ri(config)# router rip Ri(config-router)# net 192.168.2.0 Ri(config-router)# net 210.42.241.0 Ri(config-router)# net 210.42.240.0 Ri(config-router)# version 2 Ri(config-router)# no auto-summary Ri(config-router)# exitRj 同样要开启 RIPRj(config)# router rip Rj(config-router)# net 172.16.1.0 Rj(config-router)# net 210.42.240.0 Rj(config-router)# version 2 Rj(config-router)# no auto-summary Rj(config-router)# exit注意 Ri 和 Rj 都宣告了 210.42.240.0这是它们之间串口链路所在的网段。RIP 只会宣告直连网段不要试图宣告非直连网段那样不会生效。4.2 读路由表从 [120/1] 和 [120/2] 看出几跳配置完成后在三层交换机上执行show ip route结果里最有信息量的是这几行R 172.16.0.0/16 [120/2] via 192.168.2.2, 00:00:27, Vlan6 R 210.42.240.0/24 [120/1] via 192.168.2.2, 00:00:27, Vlan6 R 210.42.241.0/24 [120/1] via 192.168.2.2, 00:00:27, Vlan6 C 210.42.242.0/24 is directly connected, Vlan2 C 210.42.243.0/24 is directly connected, Vlan3 C 210.42.244.0 is directly connected, Vlan4 C 210.42.244.128 is directly connected, Vlan5[120/2]里的 120 是 RIP 的管理距离2 是跳数。172.16.0.0/16 要经过 S0 - Ri1 跳- Rj1 跳才能到达所以跳数是 2。210.42.240.0 和 210.42.241.0 只需要经过 Ri 一跳跳数是 1。C 开头的行是直连路由不需要学习。有意思的是 172.16.0.0/16 这一行。Rj 宣告的是 172.16.1.0/24但因为 Rj 上也配置了 RIPv2它会把 172.16.1.0 以主类网络 172.16.0.0/16 的形式通告出去吗实际上由于no auto-summary已经生效路由表里应该同时看到 172.16.0.0/16 和 172.16.1.0/24。报告里 Ri 的路由表确实同时出现了这两行这是因为 Rj 上 172.16.1.0 是直连主类网络的一部分RIP 的边界汇总行为在某些 IOS 版本里仍会保留主类路由条目。这个细节不用深究你只要知道能学到对端网段的路由就说明 RIP 工作正常。在 Ri 的路由表里注意看 210.42.244.0/25 的子网条目210.42.244.0/25 is subnetted, 2 subnets R 210.42.244.0 [120/1] via 192.168.2.1 R 210.42.244.128 [120/1] via 192.168.2.1这里明确显示两个 /25 子网都被学到了。如果只出现一个回去检查 S0 的 RIP 宣告是否漏了 210.42.244.129。4.3 网络互通验证PC5 ping 通 PC0~PC4 才算完路由配置的最终验证不是看路由表而是实际 ping 通。实验的要求是 PC5172.16.1.2手动配置ping PC0 到 PC4PC0~PC4 的 IP 由 DHCP 动态分配。在一台真实拓扑里PC5 的默认网关应该是 172.16.1.1。PC0 拿到 DHCP 分配的地址后比如 210.42.242.10默认网关是 210.42.242.1。PC5 ping 210.42.242.10 的数据包路径是PC5 - Rj f0/0 - Rj 查路由发现 210.42.242.0/24 通过 RIP 学到下一跳是 210.42.240.1 - Ri 收到后查路由发现目标网段直连 210.42.242.0 在三层交换机 S0 方向下一跳 192.168.2.1 - S0 收到后查路由直连 VLAN2发给 PC0。PC0 回包路径相反。如果 ping 不通先看 PC0 是否真的拿到了 DHCP 地址。在 Windows 命令行用ipconfig确认在思科模拟器里点 PC 图标查看 IP 配置。很多「ping 不通」的案例其实是 DHCP 没成功PC 的 IP 还是 0.0.0.0或者 169.254 开头的自动专用地址。5. 避坑与常见问题接口没起来、RIP 不学路由、DHCP 拿不到地址的排查思路5.1 现象show ip route 里学不到远端路由现象三层交换机路由表里只有 C 开头的直连路由没有 R 开头的条目或者只有部分 VLAN 的 R 条目。原因排查顺序第一检查 RIP 进程是否开启show ip protocols能列出当前路由协议进程和宣告的网络。第二确认net声明的网段是否覆盖了所有直连网段尤其注意 VLAN 4、VLAN 5 这两个 /25 子网是否都宣告了。第三确认所有路由器都写了version 2如果有一台还是 RIPv1VLSM 路由就无法传递。第四检查物理链路状态接口若 downRIP 不会通过这个接口收发更新。解决逐台设备执行show ip protocols和show ip route对照地址规划表核对宣告的网段。我一般会用debug ip rip看是不是有更新在收如果只有发送没有接收检查对端路由器的版本设置和宣告配置。5.2 现象PC 能 ping 通网关但 ping 不通另一侧主机现象同一 VLAN 内的 PC 能互相通信也能 ping 通自己的网关但 ping 不到校外服务器 PC5或者从 PC5 ping 不到校内 PC。原因网关通了说明二层和本 VLAN 的三层接口正常问题出在路由转发。先看源端设备有没有到目的网段的路由再看目的端设备有没有回程路由。校园网场景里最容易丢的是回程路由——PC5 在 172.16.1.0/24 网段如果 Rj 上没有到 210.42.242.0/24 的 RIP 路由PC5 发出的包到了 Rj 后不知道往哪发直接丢弃。解决在中间设备上分别 ping 下一跳地址逐段定位。比如 S0 上 ping 192.168.2.2Ri 上 ping 210.42.240.2Rj 上 ping 172.16.1.2。哪一段不通就检查哪一段的接口和路由。几乎所有这类问题都能在show ip route里找到答案。5.3 现象DHCP 地址池分配异常现象PC 拿到的 IP 不在预期网段或者和网关不在同一子网甚至拿到 169.254.x.x。原因一是 DHCP 池的net掩码写错比如把 /25 写成 /24导致两个池子重叠。二是 VLAN 接口没起来no sh没执行或者 SVI 没创建。三是 DHCP 服务默认是开启的但地址池没有default-routerPC 拿到地址后找不到网关。解决用show ip dhcp binding查看当前分配记录用show ip dhcp pool查看地址池配置。如果发现掩码错误先no ip dhcp pool jsj4删除整个池再重建不要想着改参数——DHCP 池一旦创建修改net命令在部分 IOS 版本里不生效重来最干净。5.4 现象串口链路一直 down现象Ri 和 Rj 之间的 Serial1/0 起不来show ip interface brief里显示 down/down 或者 up/down。原因思科模拟器和真实设备上的串口链路必须由 DCE 端提供时钟。如果两端都没配clock rate线路协议起不来。如果配错了端比如在 DTE 上配了 clock rate也可能导致异常。解决用show controllers serial1/0查看当前接口是 DCE 还是 DTE然后在 DCE 端配置clock rate 64000。这里的 64000 是时钟频率单位是 bit/s常见取值还有 56000、128000、2000000模拟器里 64000 即可。时钟频率不影响实验正确性只要 DCE 端配了就能通。5.5 现象no auto-summary 没敲路由变成 172.16.0.0/16现象Rj 的 172.16.1.0/24 在 Ri 和 S0 的路由表里变成 172.16.0.0/16且无法访问 172.16.1.2。原因RIPv2 默认仍然开启自动汇总在没有no auto-summary时边界路由器会把子网汇总成主类网络通告。172.16.1.0/24 属于 B 类主网 172.16.0.0/16汇总后下游只知道 172.16.0.0/16但实际接口掩码还是 /24路由不精确导致数据包被错误转发。解决在三台路由器的 RIP 进程里都执行no auto-summary然后清除路由表重新学习。可以用clear ip route *强制刷新或者等 RIP 的更新周期30 秒。我在做实验时吃过一次亏只在一台设备上关了自动汇总其他两台没关结果路由表里出现一部分主类路由一部分子网路由排查了半天。6. 验证技巧用 show 命令与 ping 把实验报告写成能复现的文档6.1 三步验证法show ip route、show ip interface brief、ping配置完成后不要急着截图。先按顺序执行三个命令确认每一项都符合预期再截图能省掉返工的时间。第一步show ip interface brief检查所有关键接口的协议状态是否为 up。重点关注三层交换机的 VLAN2 到 VLAN6 接口、Ri 的 f0/0、f0/1、s1/0、Rj 的 f0/0、s1/0。任何接口 down 都会让后续验证失效。第二步show ip route检查 RIP 路由是否完整。在 S0 上必须能看到 172.16.1.0/24在 Ri 上必须能看到 172.16.1.0/24 和所有校内 VLAN 网段在 Rj 上必须能看到校内所有网段。注意看子网掩码/25 的子网必须是两个独立条目。第三步PC5 依次 ping PC0 到 PC4。这里有个细节PC0~PC4 是动态获取 IP如果 DHCP 还没分配完ping 可能会因为 IP 未生效而失败。等 30 秒到 1 分钟再 ping或者先 ping PC 的网关确认链路通了再 ping 具体主机。这个三步法同样适用于写报告时的结果分析部分。我习惯把每一步的show输出结果直接贴在实验步骤后面再手写一段对关键行的解释比如对[120/1]说明管理距离是 120、跳数是 1。老师看报告最反感只贴图不解释哪怕解释只有两句话也说明你是真读懂了路由表。6.2 写实验报告时的三个实用习惯第一个习惯是保留「配置前备份」。在开始敲命令之前先show running-config保存一份初始配置截图。万一配置改乱了对照初始配置就知道自己动了哪些地方不用从头再来。第二个习惯是命令截图前先用terminal length 0取消分页。否则show ip route的输出在屏幕底部卡住截图截不全还得手动按空格翻页报告里就会出现很多内容割裂的碎图。第三个习惯是所有关键操作后立刻验证。每做完一块配置比如划分完 VLAN、配完 DHCP、启完 RIP就顺手show vlan brief、show ip dhcp binding、show ip route各看一眼。不要等全部配完再统一验证那样一旦出错问题点可能在前面好几个步骤里排查范围会大好几倍。这份实验报告里的 RIPv2 配置部分我后来在 GNS3 里又复现了一次。真实设备和模拟器最大的区别在于接口命名GNS3 里路由器接口可能是 GigabitEthernet0/0串口编号也可能不同但命令逻辑完全一样。从那以后我每次配置动态路由都强制自己先画一张地址规划表把每个接口的 IP、掩码、所属网段填进去配置完再逐行核对。这个习惯帮我避开了无数次「以为配好其实掩码写错」的翻车现场希望也能帮到你。本文还有配套的精品资源点击获取