實驗五、網路路由器 （PART II）

 

實驗步驟：

 

需完成以下四部分：

2.1         Accelar-1100 routing功能設定及驗證

2.2         SmartBit及網路設備測試（Accelar-1100部分）

2.3         SmartBit及網路設備測試（Linux router部分）

2.4         RIP動態修改routing table的行為觀察

 

l          Accelar-1100 routing功能設定及驗證

目的：讓大家初步練習Accelar-1100的設定方法。讓接到Accelar-1100上的兩臺pc才ping到彼此。為第三個子實驗 rip 做暖身。

注意：在設定Accelar-1100時，可以自己做任何嘗試，但絕對不要把PORT 3/1的IP address（140.112.18.254）刪除。這樣做會造成device manager斷線，且因IP已刪除無法再連上，必需用RS-232連上Accelar-1100才能改回來。若真的不小心改到請來找助教。

 

1.       網路架構如圖所示：

2.       經由安裝在PC-213上的device manager程式連上Accelar-1100，PORT 3/1（IP：140.112.18.254，read community：mmlabr，write community：mmlabr），community的意義相似於password。

3.       將PC-1,PC-2所在的port從原先的VLAN中移除（在選單中VLAN→VLANs），並為它設定IP（選取port後設IP address），即設成手冊上所寫的isolated routing port。

4.       在routing table中加入正確的項目（在選單中routing→IP→IP）。

5.       最後修正PC-1和PC-2的設定（例如IP address、default gateway，在Linux下做設定比較方便，用ifconfig一行指令就可改ip。再下route即可以設定routing table。建議使用只有一張網路卡的兩台PC），利用ping指令測試PC-1和PC-2是否可以互通？測試成功時，請在報告中記下PC-1，PC-2的設定及Accelar-1100的routing table和相關port的設定。

 

l          SmartBit及網路設備測試（Accelar-1100部分）

目的：練習如何使用SmartBit來測試網路(router)的負載能力。架構如下：

1.       將安裝有smart window的pc之RS-232 port接上SmartBit，並開啟SmartWindow應用程式，連上SmartBit。要用時請重新開機到win2000。目前是用com2連接，baud rate 2400，有時會抓不到機器，可以重開smartwindow試試看。

2.       將SmartBit兩張網路卡用網路線接上Accelar-1100的兩個port，所選的兩個port必須屬於routing table中的不同項目。注意SmartBit上的燈是否由紅變橘/綠，表示網路physical layer已連通（橘表示10Mbps，綠表示100Mbps），本實驗中因Linux router部分的網路卡只能用10Mbps mode運作，故都用10Mbps/full duplex測試以求公平比較（10/100Mbps和half duplex/full duplex可在SmartWindow中選取網路卡後設定）。

3.       設定SmartBit的兩張網路卡參數（在網路卡上按一下，選Layer 3 Setup），包括IP address、MAC address、Netmask、Gateway四項。gateway必須設定為在Accelar-1100上所連接port的IP address才行，其餘可任意設定。

4.       設定傳送端網路卡的測試封包流內容（在網路卡上按一下，選Transmit setup）。跳出新視窗後，若按This port按鈕，可直接編輯單一封包流；若勾選左下角的SmartMetrics Mode，則可編輯多個不同封包流。本實驗用一個封包流即可。編輯此封包流的source IP、destination IP、source MAC、destination MAC。注意source部分可和前一步的網路卡設定相同或不同，但同一個MAC address不可對應到兩個以上的IP address；destination IP只能設為收端網路卡layer 3 setup中設的IP，否則accelar送出arp時，會找不到destnation IP對應到的MAC而無法傳送。除非smartbit上收端網路卡layer 3 setup中有勾選最下面一項"reply to all ARP request"，則傳送封包流設成該網域任何IP都可。也可以自己用arp -s加入特定的ip，hardware address對應。），destination MAC則必需設為Accelar-1100的MAC address（注意是在電腦上下arp –a查到的那一個，而不是port MAC address，否則網路不會通。更正：若接網路線的port是屬於default vlan之內，就依前述設定，但若那個port是有設IP的isolated routing port，則應設為port MAC address才對！所以乾脆所有的port都從vlan刪除，用isolated port比較方便）。調整自己喜歡的傳送速率（Interpacket Gap）、傳送模式。

5.       在開始測試前一定要對兩張網路卡進行Layer 3 send ARP request，然後便可在收端網路卡開啟capture功能，按送端網路卡的start按鈕開始傳送。停止後便可觀察收到的封包，觀察重點在是否有封包loss，以及封包間的間隔和傳送端的設定有何不同。

6.       請使用SmartCounter (Actions->SmartCounter) 觀察port1和port2的parameters，並將其輸出為excel檔。

7.       請隨時注意TTL的值不能為0。

 

l          SmartBit及網路設備測試（Linux router部分）

目的：比較Linux+普通網路卡的router和專業router-Accelar的表現。架構如下：

1.       首先我們要登入Linux主機（login：ntuee，password：ntueentuee），設定Linux router（注意：若各位將來管理Linux系統，像這樣公佈root密碼是絕對錯誤的，因為這樣做會嚴重影響系統安全。而且，我們應該養成若非必要不用root登入的習慣，以避免不小心對系統進行錯誤的動作。本實驗因為用到許多只有root有權使用的指令才公佈root帳號）。

2.       設定步驟如下：首先設定兩張網路卡（在Linux下，網路卡介面的代號為eth0、eth1，餘類推，兩張網路卡時，目前內建的會對應到eth1，新增的對應到eth0）的IP address和netmask，可用ifconfig指令或netconf設定工具程式。其次使用route指令來設定routing table。都設定完成後，下 echo “1” > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward指令來啟動routing功能。（Linux下指令如有疑問可下man“指令”查看該指令的manpage）。

3.       接下來可用SmartBit產生封包流測試Linux router。此時送出封包流的destination MAC應設為進入Linux主機的網路卡的MAC address，其它各項與前一段同。SmartBit接Linux時，網路線要加跳線頭。

4.       若網路不通，可用tcpdump指令來協助debug。下tcpdump –i “介面代號” 指令來監聽該介面的所有進出封包，如此可知道究竟封包進來了沒，兩張網路卡有沒有弄反等等。

5.       請使用SmartCounter (Actions->SmartCounter) 觀察port1和port2的parameters，並將其輸出為excel檔。

 

l          RIP動態修改routing table的行為觀察

目的：讓大家觀察到rip作用的過程。原本ping不到的電腦，在router們經過rip交換routing的訊息後，就通了。所以網路才能在核戰下恢復連通的狀態。

 

1.       本實驗的網路架構如下，請先完成連線，設定Accelar-1100和Linux router的routing功能。

[步驟：（ip設計，routing table設計，echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward）]

1.       此時，從PC-1應可ping 到domain 1和domain 2，但因Accelar-1100不知道domain 3的存在，故ping不到domain 3，請自行測試。若無法連通domain 1或domain 2請檢查Accelar-1100的routing table和PC-1、Linux主機的網路設定。

2.       開啟Accelar-1100的RIP功能。首先選取連至Linux主機的port，在RIP選單中把enable選項打開，supply先選disable，listen選enable。再到routing→RIP下，將operation一項enable，如此便可啟動RIP功能。

3.       開啟Linux router的RIP功能，做法是下routed指令。routed是一個Linux系統提供的常駐程序，其功能就是用RIP來update routing table並提供routing information給附近的router。我們先只開Linux-1的routed，並用tcpdump來觀察是否有定期送出的RIP封包。(注：我在這邊debug滿久的，rip時會向其他router廣播，所以廣播到140.112.255.255和廣播到140.112.x.255是不同的。當你的accelar沒學到新的routing information，有可能是你的廣播位址沒設好。可以看ifconfig)。

4.       觀察Accelar-1100的routing table的變化（要經常按refresh鍵），過一會兒PC-1應該就可ping到PC-2了。

5.       此時，開啟Linux-2的RIP功能，並將Accelar-1100接至Linux-1的網路線拔掉，持續觀察Accelar-1100 routing table的變化，和你原先知道的RIP協定運作方式比較。再將Accelar-1100接至Linux-2的線也拔掉，觀察其routing table變化。

6.       將Accelar-1100中RIP的supply功能打開，看看Linux主機們是否也從Accelar-1100學到新的route。

7.       自行測試Accelar-1100中各選RIP選項。

8.       實驗結束後，將Linux主機上的routed程序殺掉。方法是：先下ps aux|grep routed指令，找到routed的process id（第二欄），然後下kill“process id”。

 

Linux相關指令列表

 

Ø         ifconfig

可以看到目前網路卡的設定

Ø         ifconfig eth0 inet 140.112.1.1 netmask 255.255.255.0 broadcast 140.112.1.255

設定第一張網路卡的ip，及netmask，及broadcast的位址

Ø         route –n

看到目前的routing table

Ø         route -n >> test.txt

看routing table的內容存到test.txt

Ø         route add default gw 140.112.1.254

將default gateway設成140.112.1.254

Ø         route add default dev eth0

將routing table 的default從eth0送出

和設了gw作用有點不同，在第三個子實驗中，pc2回應ping的封包要怎麼送回去呢？提示：要設好gateway

Ø         route del -net 140.112.18.0 netmask 255.255.255.0 dev eth0

將routing table中destination 140.112.18.0 netmask 255.255.255.0 dev eth0那一行去掉

Ø         route add -net 140.112.18.0 netmask 255.255.255.0 dev eth0

在routing table中加入新的值

Ø         arp -s 140.112.1.1 000000000001

在arp裡加入140.112.1.1對應到hardware address 000000000001

Ø         routed

啟動rip的功能

Ø         ps aux | grep routed

找到routed的process id，再kill。才能將routed的程序關掉

Ø         tcpdump -i eth0

可看到eth0經過的封包

Ø         cd /etc/rc.d/init.d

Ø         ./network restart

在重新接線後，讓network的線路重新initialize，再下ifconfig等指令

Ø         reboot

讓Linux重新開機

Ø         lilo的登入：

可按tab看目前有什麼選項

Linux登入Linux，win2000登入win2000。預設是登入win2000

 

結報問題

 

Ø         SmartBit及網路設備測試

1.       說明你們預報中設計的ip，netmask，routing table，mac address是否正確？有那些地方是錯的？要如何修正？

2.       請同學說明自己使用的測試封包流如何設定，以及在直接連線、經過Accelar-1100和經過Linux router抓到的封包有何不同？

3.       當SmartBit兩張卡直接連線時，你抓到的封包和在傳送端設定的inter packet gap是否相同？若有差異，你認為是什麼原因？

 

Ø         RIP動態修改routing table的行為觀察

1.       說明你們預報中設計的ip，netmask，routing table是否正確？有那些地方是錯的？要如何修正？

2.       請詳細描述你在實驗步驟4~7中觀察到的過程，並說明ping的機制，及後來pc1如何ping到pc2。

3.       請附上rip後Linux上的routing table的內容（需於實驗時確定抓下）。

 

Ø         背景知識題

1.       請解釋default route的意義，及它對router和end host（一般PC）的重要性。

2.       在routing table中，設gateway和不設gateway的差別在那？

 

Ø         專業知識題

1.       IPv6的routing方法和現在有何不同？

2.       請閱讀相關書籍，說明rip的缺點，及可能的改進方法。

3.       請解釋在Linux設routing table時，各項錯誤訊息的意義及解決方法。

4.       除了rip，在Linux下要下什麼指令，才能用rip以外的協定和其他router交換資料。