摘要：该文简要地介绍了Packet Tracer网络模拟器以及EIGRP路由协议的概念和配置技术，较为详细地介绍了如何利用Packet Tracer实现动态路由协议EIGRP的基本配置和等价负载均衡配置方法与步骤、路由表分析等，丰富了实验教学手段。
关键词：网络模拟器；动态路由协议EIGRP；负载均衡
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)20-4814-03
The Simulation Study of EIGRP Routing Protocol in Teaching
CHEN Yang-yang
(Dongguan University of Technology, Dongguan 523808, China)
Abstract: This article briefly introduces the PacketTracer simulator and the concepts and configuration of the EIGRP routing protocol. More detailed methods of using Packet Tracer to configure the dynamic routing protocol and equivalent load balance of EIGRP are presented, and the analysis of routing table and so on, which eiches the methods of experimental teaching methods greatly.
Key words: simulator; dynamic routing protocol EIGRP; load balance
计算机网络课程重点学习和研究的网络方向技术，是计算机专业、通信专业及其他相关专业的主干课程。包括数据通信、组网技术、网络协议分析、网络编程、网络安全和网络管理等相关专业技术。由于真实设备价格昂贵、更新快，加上一些实际项目的特殊要求，导致搭建真实环境为每位学生提供一套完整的实训环境，提高实验和实践能力比较困难。理论与实践脱节现象比较普遍。这已成为计算机网络课程教学急需解决的问题。
网络模拟器为网络初学者提供用于提供计算机网络设计、配置、测试和网络故障排除模拟环境的学习平台，它支持用户建立仿真、虚拟和活动的网络模型。使用者可以在单机环境下自己设计网络拓扑结构，并组建网络进行测试。通过网络模拟器可以使每位学生独立占有一整套完整的实训环境，独立完成实训，达到很好的教学效果。
1 Packet Tracer简介
Packet Tracer是思科公司推出的一款Cisco路由器、交换机模拟辅助学习工具。它模拟网络实际的硬件环境，提供设计、配置网络，排除网络故障功能，还提供报文分析功能、绘图功能等。同时,它的命令与Cisco的IOS基本保持一致,为路由器和交换机的教学和学生的实验提供了很大的灵活性。学生可以在用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑,并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程,观察网络实时运行情况，并可以锻炼学生的故障排查能力。该软件是目前学习网络技术的网络模拟器的主要代表，操作简单、接近真实环境。Packet Tracer是在复杂的网络平台中教学和实验掌握路由交换的基本原理，设计、配置网络和排除网络故障的很好的辅助平台。[1]
2 路由协议简介
路由选择协议[2-3]分为两大类:静态路由和动态路由。在路由器上可以手工配置路由信息，就称为静态路由。在一个网际网络中，路由器可以从其他路由器中动态学习路由信息，称为动态路由。动态路由协议分为距离矢量、链路状态和平衡混合3种。
距离矢量路由协议计算网络中所有链路的矢量和距离并以此为依据确认最佳路径。使用距离矢量路由协议的路由器定期向其相邻的路由器发送全部或部分路由表。典型的距离矢量路由协议有RIP和IGRP。链路状态路由协议使用为每个路由器创建的拓扑数据库来创建路由表，每个路由器通过此数据库建立一个整个网络的拓扑图。在拓扑图的基础上通过相应的路由算法计算出通往各目标网段的最佳路径，并最终形成路由表。典型的链路状态路由协议是OSPF路由协议。EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol，增强型内部网关路由协议)是Cisco公司开发的一个平衡混合型路由协议，它融合了距离向量和链路状态两种路由协议的优点，支持IP，IPX和ApplleTalk等多种网络层协议。本文以EIGRP路由协议的配置为例来介绍路由器和路由协议的配置[4]。
3 利用Packet Tracer实现EIGRP基本配置，及负载均衡实验
负载均衡指的是，路由器在其前往目标地址的度量值相同的所有网络端口之间分配数据流的能力。负载均衡可提高网段的利用率，进而增加有效的网络带宽。
利用Packet Tracer构建实验拓扑图，通过实验了解并学会配置EIGRP协议，及EIGRP实现均衡负载。实验拓扑图设计如图1所示。选择四台Router-PT-Empty路由器，根据拓扑图分析R1和R4需要一个串口和一个以太网端口，则在R1、R4路由器的物理配置窗口分别添加一个PT-ROUTER-NM-1CE模块和一个PT-ROUTER-NM-1S模块；R2和R3需要两个串口。则在路由器的物理配置窗口添加两个PT-ROUTER-NM-1S模块。
3.1 路由器基本配置
根据拓扑图分别对路由器R1、R2、R3、R4进行基本配置,主要包括以下内容:配置主机名,配置串行接口和以太网口并激活。对路由器R1的配置过程如下所示。
Router>en
Router#Configure terminal
Router(config)#hostname R1%配置主机名
R1(config)# interface serial0/0%配置并激活串行接口
R1(config-if)#ip address 192. 168. 1. 1255. 255. 255.252
R1(config-if)#clock rate 64000
R1(config-if)#no shutdown
R1(config)#interface ethernet1/0%配置并激活以太网接口
R1(config-if)#ip address 10.10.1.2 255.255.255.240
R1(config-if)#no shutdown
根据拓扑图对路由器R2、R3和R4进行基本配置，与R1基本相同,在此就不一一列出了。对路由器的基本配置完成可使用show running-config或者show ip inter-face brief来查看当前阶段的配置是否正确。
3.2 配置EIGRP路由
在全局配置模式下分别在路由器R1、R2和R3上使用router eigrp 自主系统号 命令启用EIGRP,使用自主系统号 1。[5]然后使用network命令通告其网络信息,注意这里使用通配符掩码(或者叫反掩码) ,如下所示。
R1(config)#router eigrp 1
R1(config-router)#no auto-summary%关闭自动汇总
R1(config-router)#network 192.168.1.0
R1(config-router)#network 10.10.1.0
R2(config)#router eigrp 1
R2(config-router)#no auto-summary%关闭自动汇总
R2(config-router)#network 192.168.1.0
R2(config-router)#network 192.168.2.0
R2(config-router)#network 2.2.2.0 0.0.0.255
R3(config)#router eigrp 1
R3(config-router)#no auto-summary%关闭自动汇总
R3(config-router)#network 192.168.2.0
R3(config-router)#network 192.168.3.0
R4(config)#router eigrp 1
R4(config-router)#no auto-summary%关闭自动汇总
R4(config-router)#network 192.168.3.0
R4(config-router)#network 10.10.1.0
R4(config-router)#network 4.4.4.0 0.0.0.255
基本的EIGRP路由配置完成后,可以使用show ip route命令来查看每个路由器上的路由条目是否完整,是否能够达到所有的网络,从而可以检查当前的路由协议的工作正确与否。在R4上查看路由表如下。
R4#show ip route
2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
D 2.2.2.0 [90/20665600] via 10.10.1.2, 00:00:52, Ethernet1/0
4.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
C 4.4.4.0 is directly connected, Loopback0
10.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
C 10.10.1.0 is directly connected, Ethernet1/0
D 192.168.1.0/24 [90/20537600] via 10.10.1.2, 00:29:13, Ethernet1/0
D 192.168.2.0/24 [90/21024000] via 192.168.3.1, 00:29:28, Serial0/0
C192.168.3.0/24 is directly connected, Serial0/0
通过EIGRP协议R4学习了到达其他网络的路由说明EIGRP路由配置正确。注意R4到达R2的loopback 0的路由，路由器选择FD为20665600走Ethernet1/0端口的路径。在R4上查看拓扑表如下。
R4#show ip eigrp topology all-links
IP-EIGRP Topology Table for AS 1
Codes: P - Passive, A - Active, U - Update, Q - Query, R - Reply,
r - Reply status
P 192.168.3.0/24, 1 successors, FD is 20512000
via Connected, Serial0/0
P 192.168.2.0/24, 1 successors, FD is 21024000
via 192.168.3.1 (21024000/20512000), Serial0/0
P 192.168.1.0/24, 1 successors, FD is 20537600
via 10.10.1.2 (20537600/20512000), Ethernet1/0
P 10.10.1.0/24, 1 successors, FD is 281600
via Connected, Ethernet1/0
P 4.4.4.0/24, 1 successors, FD is 128256
via Connected, Loopback0
P 2.2.2.0/24, 1 successors, FD is 20665600
via 10.10.1.2 (20665600/20640000), Ethernet1/0
via 192.168.3.1 (21152000/20640000), Serial0/0
从拓扑表输出可知，R4到达R2的loopback 0的路由有两条路径，其中一个为Successor，另一个为FS：via 192.168.3.1 (21152000/20640000), Serial0/0。其中FD=21152000，AD=20640000，AD 3.3 等价均衡路由 通过调整度量值，实现R4上到R2的loopback 0为等价路由，EIGRP度量值的计算公式=（107/所经由链路入口带宽（单位为Kbps）的最小值+所经由链路中入口的延迟之和（单位为μs）/10）*256。由于两条路径的最小带宽是相同的，设置它们的延迟之和相同即可。通过show interface 命令可查看接口的带宽和延迟。本实验中只需调整Ethernet 端口的延迟值即可，命令如下： R4(config)# interface ethernet1/0 R4(config-if)#delay 2000 再查看R4路由表如下。 R4#show ip route 2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets D 2.2.2.0 [90/21152000] via 192.168.3.1, 04:57:12, Serial0/0 [90/21152000] via 10.10.1.2, 00:02:12, Ethernet1/0 4.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 4.4.4.0 is directly connected, Loopback0 10.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 10.10.1.0 is directly connected, Ethernet1/0 D 192.168.1.0/24 [90/21024000] via 10.10.1.2, 00:02:12, Ethernet1/0 D 192.168.2.0/24 [90/21024000] via 192.168.3.1, 05:25:48, Serial0/0 C192.168.3.0/24 is directly connected, Serial0/0 实现R4上到R2的loopback 0有两条等价路由。通过Packet Tracer的模拟模式在R4上ping R2回环口可查看ICMP包均衡的在两条路径上传送。 4 结论 通过路由协议EIGRP的教学和实验，学生在使用Packet Tracer网络模拟器模拟出的网络环境中，进行仿真实验，反复练习，提高自己的实践动手能力和解决实际问题的能力，自学能力，为今后的工作提供了很大的帮助。学生将理论知识与实践操作紧密结合起来，体会到学习的乐趣，从而提高了计算机网络教学的效果与水平。 参考文献： [1] 容振邦.基于Packet Tracer的计算机网络原理课程案例教学[J].计算机教育,2011(3):67-70. [2] 谢希仁.计算机网络简明教程[M].北京:电子工业出版社,2007. [3] 谢希仁.计算机网络[M].大连:大连理工大学出版社,2004. [4] 何志全.PacketTracer中文手册[OL]. [5] 蒂尔.组建可扩展的Cisco互连网络(BSCI)[M].陈宇,袁国忠,译.北京:人民邮电出版社,2007. 注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
