简介：这份华北电力大学计算机网络综合实验报告及主要代码，面向计算机相关专业学生及网络初学者，帮助读者系统掌握网络设备配置与协议分析的核心技能。资源包内含1个doc文档，约21.91MB，完整记录了从交换机、路由器基本配置到OSPF、RIP v2、静态路由、VLAN划分与单臂路由、三层交换机VLAN间路由，再到静态NAT、NAT地址复用、动态NAT及ACL安全配置的全过程。报告还包含互联网综合设计部分，涉及不少于三个区域的OSPF路由设计、DHCP分配、数据帧捕获与TCP/IP协议分析，并附有网络拓扑图、设计思路与问题解决方案。目前已有155人学习下载，适合作为课程设计参考、实验排错指南与期末复习资料，帮助读者在动手实践中理解抽象网络原理，提升组网与协议分析能力。
1. 一份能直接跑的计网综合实验：从 VLAN 到 OSPF 再到 NAT 的完整落地
很多人学计算机网络，课本上的 OSI 七层、TCP 三次握手背得滚瓜烂熟，一到真机配置就懵了——VLAN 怎么划、单臂路由的子接口怎么起、OSPF 的 area0 为什么必须是主干、NAT 地址池配错了会怎样，这些在考卷上永远不会翻车的地方，恰恰是实验台上最容易卡住的地方。这份华北电力大学计算机网络综合实验报告加主要代码，覆盖的正是从设备认知到协议分析的完整链路：VLAN 划分与单臂路由、OSPF 多区域配置、NAPT 地址转换、Wireshark 抓包分析 TCP 握手挥手，五个实验日的内容全在里面。适合正在上计网实验课、需要交报告或者想拿真机练手的同学，也适合已经工作但想回头补网络基础的开发者——毕竟配过一遍 OSPF 和 NAT，再看云上 VPC 和 NAT 网关，理解会完全不一样。
2. 实验拓扑与地址规划：先把这张图看懂再动手
2.1 设备组成与拓扑结构
这套实验环境提供了四台主机、四台路由器、两台二层交换机和一台三层交换机。拓扑的逻辑分层很清晰：左边是接入层，中间是路由核心，右边是外网模拟区。
四台主机中，PC121 和 PC122 分别属于不同 VLAN，PC123 和 PC124 则承担服务器和测试终端的角色。路由器 RSR20-12-3 是整张图的关键节点——它既要做单臂路由实现 VLAN 间通信，又要做 NAT 转换让内网访问外部，相当于一个边界路由器。RSR20-12-1 和 RSR20-12-2 构成 area0 主干区域，RSR20-12-4 则连接右侧的 area2。
地址规划上，内网用了 192.168.3.0/24 和 192.168.4.0/24 两个网段给 VLAN，路由器互联用了 192.168.7.0/24、192.168.8.0/24 和 192.168.10.0/24。这种规划方式在真实项目里也很常见——内网用私有地址，互联段单独规划，NAT 出口单独一个地址池。
2.2 主机与接口地址对照
把地址表整理出来，配置的时候对着抄就行：
| 设备 | 接口 | IP 地址 | 说明 |
|---|---|---|---|
| PC121 | 网卡 | 192.168.4.2/24 | 网关 192.168.4.1，VLAN20 |
| PC122 | 网卡 | 192.168.3.2/24 | 网关 192.168.3.1，VLAN10 |
| PC123 | 网卡 | 192.168.5.2/24 | 网关 192.168.5.1，服务器 |
| PC124 | 网卡 | 192.168.3.3/24 | 网关 192.168.3.1，VLAN10 |
| RSR20-12-1 | ge0/0 | 192.168.8.1/24 | 连接 RSR20-12-4 |
| RSR20-12-1 | ge0/1 | 192.168.7.2/24 | 连接 RSR20-12-2 |
| RSR20-12-2 | ge0/0 | 192.168.7.1/24 | 连接 RSR20-12-1 |
| RSR20-12-2 | ge0/1 | 192.168.10.1/24 | 连接 RSR20-12-3 |
| RSR20-12-3 | ge0/0.1 | 192.168.3.1/24 | 子接口，VLAN10 网关 |
| RSR20-12-3 | ge0/0.2 | 192.168.4.1/24 | 子接口，VLAN20 网关 |
| RSR20-12-3 | ge0/1 | 192.168.10.2/24 | 连接 RSR20-12-2 |
| RSR20-12-4 | ge0/0 | 192.168.5.1/24 | 连接 PC123 |
| RSR20-12-4 | ge0/1 | 192.168.8.2/24 | 连接 RSR20-12-1 |
这张表建议打印出来贴在显示器边上。我见过太多人配到一半发现网关写错了，然后从头 ping 一遍，浪费半小时。
2.3 区域划分逻辑
OSPF 划分了三个区域：area0 是主干区域，包含四台路由器之间的互联链路；area1 在 RSR20-12-3 左侧，覆盖 VLAN10 和 VLAN20 两个网段；area2 在 RSR20-12-4 右侧，覆盖 PC123 所在的 192.168.5.0/24。
这里有个血泪经验：area0 必须是连续的主干区域，所有非主干区域都要直接或间接连到 area0。原文里提到第一次把 area1 放在中间导致路由信息不全，就是因为违反了这条规则。OSPF 的设计逻辑是区域间路由必须经过 area0 中转，不是随便画的。
3. VLAN 划分与单臂路由：从二层隔离到三层互通
3.1 二层交换机的 VLAN 配置
VLAN 划分的核心思路很简单：同一 VLAN 内的主机可以二层互通，不同 VLAN 必须经过三层设备。实验里把 PC122 和 PC124 划到 VLAN10，PC121 划到 VLAN20。
在 S2628-12-2 上的配置：
# 创建 VLAN 并命名 vlan 10 name work1 vlan 20 name work2 # 把 fa0/1 划入 VLAN10 interface fa0/1 switchport mode access switchport access vlan 10在 S2628-12-1 上：
vlan 10 name work1 vlan 20 name work2 # fa0/2 给 VLAN20，fa0/3 给 VLAN10 interface fa0/2 switchport mode access switchport access vlan 20 interface fa0/3 switchport mode access switchport access vlan 10switchport mode access表示这个端口是接入模式，只能属于一个 VLAN。switchport access vlan 10就是把它塞进 VLAN10。这两条命令的顺序不能反，先设模式再设 VLAN，否则有些设备会报错。
3.2 Trunk 中继配置
两台交换机之间需要传多个 VLAN 的流量，所以互联端口必须配成 Trunk：
# S2628-12-2 的 fa0/2 和 fa0/13 interface fa0/2 switchport mode trunk interface fa0/13 switchport mode trunk # S2628-12-1 的 fa0/1 interface fa0/1 switchport mode trunkTrunk 端口默认会放行所有 VLAN（除非配了 allowed vlan 列表）。这里没做限制，所以 VLAN10 和 VLAN20 的流量都能通过。真实项目里一般会显式指定switchport trunk allowed vlan 10,20，避免不必要的广播泛洪。
3.3 单臂路由实现 VLAN 间通信
VLAN 间通信靠路由器 RSR20-12-3 的子接口实现。所谓单臂路由，就是路由器只用一个物理接口，通过子接口承载多个 VLAN 的网关：
interface gi0/0 no shutdown # 子接口对应 VLAN10 interface gi0/0.1 encapsulation dot1q 10 ip address 192.168.3.1 255.255.255.0 # 子接口对应 VLAN20 interface gi0/0.2 encapsulation dot1q 20 ip address 192.168.4.1 255.255.255.0encapsulation dot1q 10是关键——它告诉路由器这个子接口处理带 VLAN10 标签的帧。当 PC122（VLAN10）ping PC121（VLAN20）时，数据帧先到交换机，打上 VLAN10 标签，通过 Trunk 送到路由器 gi0/0 物理接口，路由器根据标签交给 gi0/0.1 子接口处理，查路由表发现目标在 192.168.4.0/24，从 gi0/0.2 发出去，打上 VLAN20 标签，最终到达 PC121。
配完之后在 PC122 上ping 192.168.4.2，通了就说明单臂路由生效。不通的话先检查子接口的encapsulation dot1q后面的 VLAN ID 和交换机上的是否一致，这是最常见的翻车点。
4. OSPF 多区域配置：让四台路由器互相认识
4.1 OSPF 区域设计原则
OSPF 的区域划分不是随便画的。area0 是骨干区域，所有其他区域必须直接或间接连接到 area0。实验里四台路由器之间的互联链路全部划入 area0，RSR20-12-3 左侧的 VLAN 网段划入 area1，RSR20-12-4 右侧的 192.168.5.0/24 划入 area2。
原文里踩过一个坑：第一次把 area1 放在中间，结果路由器上查不到完整路由。原因就是 area0 不连续了。OSPF 的区域间路由必须经过 area0 中转，如果 area0 被切断，区域间路由就学不到。
4.2 各路由器 OSPF 配置
在 RSR20-12-2 上：
router ospf 10 network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 1 network 192.168.4.0 0.0.0.255 area 1 network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0在 RSR20-12-3 上：
router ospf 10 network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0 network 192.168.7.0 0.0.0.255 area 0在 RSR20-12-1 上：
router ospf 10 network 192.168.7.0 0.0.0.255 area 0 network 192.168.8.0 0.0.0.255 area 0在 RSR20-12-4 上：
router ospf 10 network 192.168.8.0 0.0.0.255 area 0 network 192.168.5.0 0.0.0.255 area 2router ospf 10里的 10 是进程号，只在本路由器有效，不同路由器可以用不同进程号。network命令后面跟的是网段和反掩码，0.0.0.255 对应 /24 掩码。area 号必须和拓扑设计一致。
4.3 验证 OSPF 邻居与路由表
配完之后用这几条命令验证：
# 查看 OSPF 邻居状态 show ip ospf neighbor # 查看路由表 show ip route # 查看 OSPF 链路状态数据库 show ip ospf database邻居状态应该是 FULL，表示邻接关系建立完成。路由表里应该能看到所有六个网段的路由条目。如果邻居卡在 EXSTART 或者 INIT 状态，通常是 MTU 不匹配或者 area 号配错了。
原文提到通过改变 cost 值观察路由变化，这是验证 OSPF 选路的好方法。在接口下用ip ospf cost 100把某条链路的开销调大，再看路由表，流量就会走另一条路径。真实网络里调 cost 做流量工程也是常规操作。
5. NAT 综合实验：内网访问外网的最后一公里
5.1 NAT 地址池与 ACL 定义
NAT 的核心逻辑是：内网主机出外网时，把私有源 IP 替换成公网 IP。实验里在 RSR20-12-3 上配置 NAPT（地址复用），让多台主机共用一个公网地址：
# 定义地址池，只有一个公网 IP ip nat pool abc 192.168.10.5 192.168.10.5 netmask 255.255.255.0 # 定义哪些内网地址需要转换 access-list 10 permit 192.168.0.0 0.0.255.255 # 绑定 ACL 和地址池，overload 表示复用 ip nat inside source list 10 pool abc overloadoverload关键字就是 NAPT 的核心——它让多个内网 IP 映射到同一个公网 IP 的不同端口上。没有 overload 就是一对一 NAT，地址池里有多少 IP 才能带多少主机。
5.2 inside 和 outside 接口标记
NAT 必须明确哪个接口是内网侧，哪个是外网侧：
interface gi0/1 ip nat outside interface gi0/0.1 ip nat inside interface gi0/0.2 ip nat insideip nat inside和ip nat outside是成对出现的。路由器只会在 inside 接口收到包时做源地址转换，在 outside 接口收到包时做目的地址转换。如果标反了，NAT 表里根本不会生成转换条目。
5.3 验证 NAT 转换
从 PC121 ping 外部路由器接口 192.168.8.2，然后在 RSR20-12-3 上执行：
show ip nat translations应该能看到类似这样的输出：
Pro Inside global Inside local Outside local Outside global icmp 192.168.10.5:1 192.168.4.2:1 192.168.8.2:1 192.168.8.2:1Inside local 是内网主机的真实地址，Inside global 是转换后的公网地址。看到这条记录，说明 NAPT 配置成功。
原文里提到地址池 IP 配错导致失败——地址池里的 IP 必须是路由器某个接口所在网段的地址，不能随便写。比如这里用 192.168.10.5，是因为 RSR20-12-3 的 gi0/1 接口在 192.168.10.0/24 网段。如果写个 10.0.0.5，路由器根本不知道从哪个接口发出去。
6. 抓包分析与避坑指南：那些实验台上才会遇到的事
6.1 Wireshark 抓 TCP 三次握手与四次挥手
在 PC123 上部署 Web 服务，PC121 用浏览器访问 192.168.5.2，同时在 PC121 上开 Wireshark 抓包。过滤tcp.port == 80，能看到完整的 TCP 连接建立和释放过程。
三次握手对应三个包：SYN、SYN-ACK、ACK。Wireshark 里看 Info 列，分别是[SYN]、[SYN, ACK]、[ACK]。展开 TCP 头部，重点看 Sequence Number 和 Acknowledgment Number 的变化——SYN 包消耗一个序列号，所以第二个包的 Ack 是第一个包的 Seq+1。
四次挥手对应四个包：FIN-ACK、ACK、FIN-ACK、ACK。为什么是四次而不是三次？因为 TCP 是全双工的，每个方向都要单独关闭。主动关闭方发 FIN，被动方先回 ACK，等数据发完了再发自己的 FIN，主动方再回 ACK。
数据链路层帧格式分析重点看 Ethernet II 头部：目的 MAC、源 MAC、类型字段（0x0800 表示 IPv4）。IPv4 首部重点看版本号、首部长度、TTL、协议字段（6 表示 TCP）。TCP 首部重点看源端口、目的端口、序列号、确认号、标志位。
6.2 常见问题排查
现象一：PC 之间 ping 不通，但 IP 和掩码都配了。原因：没配默认网关。同一 VLAN 内通信不需要网关，但跨 VLAN 必须经过路由器，没有网关主机不知道把包发给谁。 解决：在每台 PC 上补上网关地址，VLAN10 的网关是 192.168.3.1，VLAN20 是 192.168.4.1。
现象二：OSPF 邻居起不来，路由表里缺网段。原因：area0 不连续，或者接口没宣告进 OSPF。 解决：检查show ip ospf neighbor确认邻居状态，检查show run | section router ospf确认 network 宣告是否覆盖了所有接口网段。area0 必须是连续的主干区域。
现象三：NAT 不生效，show ip nat translations 是空的。原因：地址池 IP 不在路由器接口网段内，或者 inside/outside 标反了。 解决：确认地址池 IP 和出口接口同网段，确认ip nat inside配在内网接口、ip nat outside配在外网接口。
现象四：Trunk 配了但 VLAN 间还是不通。原因：Trunk 端口没有放行对应 VLAN，或者单臂路由子接口的 encapsulation dot1q 号不对。 解决：show interfaces trunk查看放行列表，show run interface gi0/0.1确认 dot1q 号和 VLAN ID 一致。
现象五：抓包看不到 TCP 握手包。原因：抓包位置不对，或者过滤条件写错了。 解决：在发起连接的机器上抓，不要在被访问的服务器上抓。过滤条件用tcp.port == 80而不是http，因为握手阶段还没有 HTTP 数据。
7. 二次开发与扩展：把这套实验改成你自己的项目
这份实验报告的价值不只在交作业。把它当成一个网络实验脚手架，可以往几个方向扩展。
第一个方向是加 ACL 访问控制。原文里 ACL 是选做内容，但实际项目里 ACL 用得非常多。可以在 RSR20-12-3 的 gi0/1 接口上配一个扩展 ACL，只允许 VLAN10 的主机访问外网，VLAN20 的禁止：
access-list 100 permit ip 192.168.3.0 0.0.0.255 any access-list 100 deny ip 192.168.4.0 0.0.0.255 any access-list 100 permit ip any any interface gi0/1 ip access-group 100 in配完之后从 PC121（VLAN20）ping 外网应该不通，从 PC122（VLAN10）应该通。验证的时候注意 ACL 的隐含 deny any 规则，最后那条permit ip any any不能漏。
第二个方向是把 OSPF 换成 OSPFv3 或者 ISIS，对比不同协议的路由收敛速度。在模拟器里做这个实验很方便，改一下协议配置，抓包看 Hello 包间隔和邻居建立时间。
第三个方向是加一条静态路由做备份。OSPF 动态路由虽然方便，但真实网络里经常用静态路由做浮动备份：
ip route 192.168.5.0 255.255.255.0 192.168.8.2 200最后的 200 是管理距离，比 OSPF 的 110 大，所以只有 OSPF 路由消失时这条才会生效。验证方法是在 OSPF 正常时show ip route看不到这条，把 OSPF 进程关掉再看，静态路由就出来了。
第四个方向是用 GNS3 或者 eNSP 把拓扑搭出来，然后写一个 Python 脚本用 Netmiko 批量下发配置。这个技能在实际运维里很实用——几十台设备手动配容易出错，脚本一把梭既快又稳。
我自己的习惯是每次改完配置先show run导出备份，再write memory保存。实验环境里不保存顶多重启，生产环境里不保存就是事故。从那以后我每次动网络设备配置，都强制走一遍「备份-修改-验证-保存」的流程，希望这个习惯也能帮到你。
本文还有配套的精品资源，点击获取
