BUPT 计网实践不完全指北

简介#

• Dynamips 是一个 Cisco 路由器模拟软件。它可以模拟 Cisco 2600，2691，3620，3640，3660，3725，3745 和 Cisco7206 硬件平台，而且可以运行标准的 Cisco IOS 文件。
• Dynagen 是 Dynamips 的一个基于文本的前端控制系统，它采用“Hypervisor”超级监控模式和 Dynamips 通信。Dynagen 简化了虚拟网络的创建和工作，主要用于模拟网络拓扑。

你可以简单理解为后端和前端的区别，以下是我的实验环境，之后在老师退休前的若干年使用的仿真器也大抵如此：

为了不污染本地环境，我装了个 Windows 10 的虚拟机，网卡选择的是桥接模式，这样不用额外配置端口映射等，便于远程连接。另外如果你在后续操作中找不到 telnet 命令，请通过以下方式启用 Windows 内置 Telnet 客户端

1. 在 Windows 里打开 控制面板 → 程序和功能 → 启用或关闭 Windows 功能
2. 勾选 Telnet 客户端
3. 确定后等待安装完成

安装 WinPcap#

WinPcap，一个底层驱动，用于捕捉数据包和绕过协议栈方式来进行数据传输，通过运行 setup 目录下的 1.安装Win_Pcap.cmd 是无法直接在 Windows10 系统上进行安装的，你可以运行老师发的 WinPcap_4_1_3.exe，或者将脚本中的可执行文件版本替换成以下内容再通过脚本安装：

1
@echo off
2
call ../bin/script/copyright.cmd
3
echo * 按任意键开始安装WinPcap                                                     *
4
echo *=============================================================================*
5
cd ..
6
cd bin
7
cd winpcap
8
WinPcap_4_1_3.exe
9
exit

安装过程一路 next 就行。

设置网卡参数#

这步直接在 setup 目录下运行 2.修改网卡参数.cmd 大概率得不到输出的网卡参数，通过该脚本得知其通过调用 /bin/script/get_para.php 获取网卡参数，而 get_para.php 又是通过调用 bin/dynamips/dynamips-wxp.exe 获取网卡信息并通过正则表达式提取的。

直接运行 bin/dynamips/dynamips-wxp.exe 可以正确得到网卡信息：

问题大概率是在正则表达式上，但是尝试修改仍有问题，所以干脆直接把上面的信息复制下来，即 \Device\NPF_{xxxxxx} 就是网卡参数，你也可以通过在终端运行：

1
getmac

得到：

将上面内容中的 Tcpip 改为 NPF 也还是一样的。

1. 启动前后端#

1. 运行 0.虚拟服务XP&2003.exe 启动后端；

其中有用的事实上就以下 2 句：

1
cd tmp
2
start /belownormal /B /wait "Dynamips" "../bin/dynamips/dynamips-wxp.exe" -H 7200

其中：

• tmp 一般用来存放 Dynamips 的临时文件或运行环境，比如 idlepc 数据库；
• 启动 dynamips-wxp.exe 程序：
  • H 7200 表示 Dynamips 将监听 7200端口，用于和前端软件（如 Dynagen）通信；
  • /belownormal 让进程以较低优先级运行，避免占用过多 CPU；
  • /B 表示不打开新的命令窗口，在后台运行；
  • /wait 表示等待进程结束后才返回；
  • "Dynamips" 是启动窗口的标题；

2. 运行 bupt_sw.cmd 启动交换机实验环境（前端）；

该脚本有用的内容也只有以下内容：

1
cd tmp
2
"../bin/dynagen/dynagen.exe" ..\net\bupt_sw.net

即 运行 dynagen.exe 并把 ..\net\bupt_sw.net 作为输入拓扑文件。

2. 实验用拓扑#

bupt_sw.net 文件内容如下：

1
autostart = False
2

3
[localhost]
4
    port = 7200
5
    udp = 10000
6
    workingdir = ..\tmp\
7

8
    [[router SW1]]
9
        image = ..\ios\unzip-c3640-js-mz.124-10.bin
10
        model = 3640
11
        console = 3003
12
        ram = 128
13
        confreg = 0x2142
14
        exec_area = 64
15
        mmap = False
16
        slot1 = NM-16ESW
17
        f1/1 = SW2 f1/2
18
        f1/2 = SW2 f1/1
19

20
        f1/11 = PC1 f0/0
21
        f1/12 = PC2 f0/0
22

23
    [[router SW2]]
24
        image = ..\ios\unzip-c3640-js-mz.124-10.bin
25
        model = 3640
26
        console = 3004
27
        ram = 128
28
        confreg = 0x2142
29
        exec_area = 64
30
        mmap = False
31
        slot1 = NM-16ESW
32
        f1/11 = PC3 f0/0
33

34

35
    [[router PC1]]
36
  model = 2621
37
  ram = 20
38
  image = ..\ios\unzip-c2600-i-mz.121-3.T.bin
39
  mmap = False
40
  confreg = 0x2142
41
  console = 3006
42

43
    [[router PC2]]
44
  model = 2621
45
  ram = 20
46
  image = ..\ios\unzip-c2600-i-mz.121-3.T.bin
47
  mmap = False
48
  confreg = 0x2142
49
  console = 3007
50

51
    [[router PC3]]
52
  model = 2621
53
  ram = 20
54
  image = ..\ios\unzip-c2600-i-mz.121-3.T.bin
55
  mmap = False
56
  confreg = 0x2142
57
  console = 3008

其中：

• autostart = False 表示 Dynagen 载入拓扑后 不会自动启动设备，需要在 Dynagen 控制台中手动启动；
• localhost：指 Dynagen 要连接的 Dynamips 服务端运行在本机上。

• port = 7200：对应前一个脚本里 Dynamips 启动参数 -H 7200。Dynagen 会通过 TCP 7200 端口控制 Dynamips。
• udp = 10000：设置 Dynamips 实例的起始 UDP 端口（用于设备之间的帧交换通信）。
• workingdir = ..\tmp\**：Dynagen 会把各个设备的启动配置、NVRAM、快照等文件存放在这个路径中。

1
[[router SW1]]
2
        image = ..\ios\unzip-c3640-js-mz.124-10.bin
3
        model = 3640
4
        console = 3003
5
        ram = 128
6
        confreg = 0x2142
7
        exec_area = 64
8
        mmap = False
9
        slot1 = NM-16ESW
10
        f1/1 = SW2 f1/2
11
        f1/2 = SW2 f1/1
12
        f1/11 = PC1 f0/0
13
        f1/12 = PC2 f0/0

• 表示一台 Cisco 3640 路由器，加载了一个带交换模块的 IOS。
• slot1 = NM-16ESW 表示插入了一块 16端口交换模块。
• console = 3003 表示可通过 TCP 3003 端口连接控制台（例如用 telnet）。
• ram = 128 设置虚拟机内存大小（单位 MB）。
• image 指向 IOS 文件路径。
• 端口连接如下：
  • SW1 的 FastEthernet1/1 ↔ SW2 的 FastEthernet1/2
  • SW1 的 FastEthernet1/2 ↔ SW2 的 FastEthernet1/1（即双链路连接）
  • SW1 的 FastEthernet1/11 ↔ PC1 的 FastEthernet0/0
  • SW1 的 FastEthernet1/12 ↔ PC2 的 FastEthernet0/0

SW1 和 SW2 介绍略。

1
[[router PC1]]
2
    model = 2621
3
    ram = 20
4
    image = ..\ios\unzip-c2600-i-mz.121-3.T.bin
5
    mmap = False
6
    confreg = 0x2142
7
    console = 3006

• 模型：Cisco 2621（轻量路由器）
• RAM 仅 20 MB
• IOS 文件：unzip-c2600-i-mz.121-3.T.bin
• 可以通过 Telnet 连接相应端口访问（例如 telnet localhost 3006）。

对应的拓扑图如下：

3. 启动设备#

1. 启动 SW1：

1
start SW1

2. 设置 idlepc（该设备的 CPU 占用率）：

1
idlepc get SW1

等待一段时间后，选择具有 * 号且括号中数值最大项的序号作为 idlepc 值（如果都没有 * 可以再重新统计一次），例如：

保存：

1
idlepc save SW1 db

由于 PC 和 SW 使用的是不同的设备，所以也要在启动 PC1 时按照上述方法配置以下，演示略。

3. 配置设备；

在新的 cmd 窗口中输入：

1
telnet localhost 3006

输入 en 进入配置权限（show running-config 用于查看当前配置内容）：

输入 conf t 进入配置命令行；

通过 interface fx/y 配置指定端口，通过 ip add x.y.z.w 255.0.0.0 添加端口对应的 IP 地址。

比如为该接口分配一个 IPv4 地址：

• IP 地址：1.1.1.1
• 子网掩码：255.0.0.0（即 /8）

这意味着 PC1 所在的网络为 1.0.0.0/8。

本实验需要配置的内容如下：

1
# start and configure SW1
2
start SW1
3

4
# start and configure PC1
5
start PC1
6
telnet localhost 3006
7
en
8
conf t
9
interface f0/0
10
ip add 1.1.1.1 255.0.0.0
11
no shutdown # 开启接口（Cisco 默认接口是 shutdown 的）
12
exit
13
no cdp run # CDP 是 Cisco 的邻居发现协议，一般在“PC 模拟设备”上没必要运行。关闭它可以减少不必要的控制流量
14
exit
15

16
# configure PC2
17
start PC2
18
telnet localhost 3007
19
en
20
conf t
21
interface f0/0
22
ip add 1.1.1.2 255.0.0.0
23
no shutdown # 开启接口（Cisco 默认接口是 shutdown 的）
24
exit
25
no cdp run # CDP 是 Cisco 的邻居发现协议，一般在“PC 模拟设备”上没必要运行。关闭它可以减少不必要的控制流量
26
exit

以 PC2 为例：

配置完后，网络的拓扑如下：

此时 PC1 和 PC2 互 Ping，Ping 通即说明成功：

启用并配置剩余的节点：

1
# start and configure SW2
2
start SW2
3

4
# start and configure PC1
5
start PC1
6
telnet localhost 3008
7
en
8
conf t
9
interface f0/0
10
ip add 1.1.1.3 255.0.0.0
11
no shutdown # 开启接口（Cisco 默认接口是 shutdown 的）
12
exit
13
no cdp run # CDP 是 Cisco 的邻居发现协议，一般在“PC 模拟设备”上没必要运行。关闭它可以减少不必要的控制流量
14
exit

配置完后拓扑结构如下：

此时 PC1 和 PC3 互 Ping，Ping 通即说明成功：

1.说明#

本实验用到的网络拓扑结构如下，配置见 net/bupt_RT.net：

2. 配置步骤#

1. 在 Dynamips 中启动：

1
start R1
2
start R2
3
start PC1
4
start PC2

2. 配置 R1 和 R2 间的连接

1
# R1
2
telnet localhost 3001
3
R1>en
4
R1#conf t
5
R1(config)#interface s1/1
6
R1(config-if)#clock rate 115200
7
R1(config-if)#ip add 1.1.1.1 255.0.0.0
8
R1(config-if)#encapsulation PPP
9
R1(config-if)#no shutdown
10
# 注意这里会观察到 s1/1 未启动，这是因为点对点(PPP)链路需要两端串口均配置完毕，等 R2 配置完就能观察到输出 s1/1 正确启动了
11

12
# R2
13
telnet localhost 3002
14
R2>en
15
R2#conf t
16
R2(config)#interface s1/0
17
R2(config-if)#ip add 1.1.1.2 255.0.0.0
18
R2(config-if)#encapsulation PPP
19
R2(config-if)#no shutdown
20

21
# 这里可以先测试一下 R1 和 R2 链路是否能 Ping 通

3. 配置 R1 与 PC1，R2 与 PC2 连接

1
# PC1
2
telnet localhost 3003
3
PC1>en
4
PC1#cont
5
PC1(config)#interface f0/0
6
PC1(config-if)#ip add 2.1.1.2 255.0.0.0
7

8
# R1
9
R1(config)#interface f0/0
10
R1(config-if)#ip add 2.1.1.1 255.0.0.0
11

12
# PC2
13
telnet localhost 3004
14
PC2>en
15
PC2#cont
16
PC2(config)#interface f0/0
17
PC2(config-if)#ip add 3.1.1.2 255.0.0.0
18

19
# R2
20
R2(config)#interface f0/0
21
R2(config-if)#ip add 3.1.1.1 255.0.0.0
22

23
# 此时可以测试一下 PC1 和 R1，PC2 和 R2 之间的链路是否能 Ping 通
24
# 需要注意的是此时 PC1 和 R2，PC1 和 PC2 之间还是无法 Ping 通的，因为还没有配置路由表

4. 配置路由表

1
# R1
2
R1(config)#ip route 3.0.0.0 255.0.0.0 serial 1/1
3

4
# R2
5
R2(config)#ip route 2.0.0.0 255.0.0.0 serial 1/0
6

7
# PC1
8
PC1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 F 0/0
9

10
# PC2
11
PC2(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 F 0/0

3. 实验结果#

1. Ping 一下 PC1 和 PC2

1
PC1>ping 3.1.1.2
2
PC2>ping 2.1.1.2

注：如果是第一次 Ping，你基本可以重复复现第一次失败，即（4/5），这是因为当主机/路由器第一次向目标 IP 发送报文时，若本地 ARP 缓存没有目标 IP 对应的 MAC 地址，会先发出 ARP 请求（广播）等待 ARP 回复。第一个 ICMP echo 请求要等到 ARP 完成才能被正确封装并发送出去，因此第一个请求常常“超时/丢失”。随后 ARP 被学到，后面的包就能成功到达。

你可以通过在第一次 Ping 前后分别运行 show ip arp 查看 ARP 解析表验证这一点。

2. 查看一下路由表