基于Packet Tracer的BGP路由协议实践教学仿真

刘 昕， 马顺利， 昝风彪， 叶 涛

(青海民族大学 计算机学院, 西宁 810007)

基于Packet Tracer的BGP路由协议实践教学仿真

刘 昕， 马顺利， 昝风彪， 叶 涛

(青海民族大学 计算机学院, 西宁 810007)

在西部地区有些高校缺乏网络实验设备，很难满足网络工程专业的高级路由技术课程中实践教学的需求，提出了一种在Packet Tracer模拟环境下实现BGP路由协议的配置，并对实践结果进行了验证。通过仿真实验，可以降低实验投资成本，是一种可行的、廉价的高效解决方案。

Packet Tracer; 路由协议; 模拟; BGP

0 引 言

网络互联与路由技术是网络工程专业的一门核心专业课程，是一门要求实践性很强的课程，通过实践教学，学生才能更深入的理解各个路由协议及路由的过程。目前在一些高校中，尤其是西部的高校中网络实验设备很缺乏，再者网络设备更新很快，构建的实验设备从数量和技术上很难满足教学需求，尤其是一些高级路由技术课程的实践教学无法开设，很大程度上限制了教学质量。由于上述原因，选择一种可行的、廉价的、又能满足教学的仿真实验平台，无疑是有些高校理想的选择方案。

由于本校所建的网络实验室设备都是H3C厂商的，在计算机网络基础课程中学生大概6人一组分到一台设备，但是这些设备比较低端，只能满足一些基础实验，再者如果学生参加CCNA或CCNP等认证考试，他们对Cisco的网络设备的操作将是一片空白，因此引入Packet Tracer网络模拟器[1-6]，通过虚拟仿真不但能完成高级路由技术课程的实验，而且还能让学生了解到更多厂商的设备操作。

1 BGP路由协议原理

按照工作范围不同，因特网有两类路由选择协议[7-10]：内部网关协议(IGP)和外部网关协议(EGP)。随着网络规模不断扩大，任何一种路由协议都不能完成全网的路由计算，所以现在的网络被划分成了很多个自治系统(AS)。不同自治系统(路由域)间路由交换与管理的需求推动了EGP的发展，但是EGP设计太简单 ，最终被边界网关协议(Border Gateway Protocol，BGP)取代，BGP是一种用于自治系统间的动态路由协议 ，是自治系统外部路由协议，用来在AS之间传递路由信息。BGP协议是一种路径矢量路由协议，它从设计上避免了环路的发生，BGP协议由TCP协议承载，端口号是179，支持CIDR和路由聚合，路由附带丰富的属性，只发送增量路由更新，具有路由过滤和路由策略的特性。发送BGP消息的路由器称为BGP发言者(BGP Speaker)， 相互交换消息的BGP发言者之间互称为BGP对等体(BGP Peer)。BGP路由处理流程如图1所示[1]。

2 BGP路由协议仿真实验

2.1 实验目的

通过在Packet Tracer模拟器中设计同一自治系统(AS)内用OSPF路由协议[5-15]，不同自治系统(AS)之间用BGP实现网络结点之间的通信，查看每个路由器的路由表，通过分析帮助学生更深入的理解和掌握BGP路由协议的原理。

2.2 实验过程与主要配置步骤

2.2.1 实验拓扑图设计

在BGP路由协议实验拓扑图(见图2)中，5台路由器R1、R2、R3、R4和R5将整个网络划分成两个自治系统：AS10和AS20，其中R1、R2、R3位于AS10中，在AS10内部用OSPF协议实现内部路由，在AS10和AS20之间用BGP协议实现路由。

图2 BGP路由协议实验拓扑图

2.2.2 主要网络设备IP地址规划

在此实验中主要网络设备的IP地址规划见表1。

2.2.3 路由器的主要配置

(1)在AS10中内部路由协议OSPF的配置。路由器R1、R2、R3的OSPF的配置:

R1(config)#router ospf 1

R1(config-router)#router-id 1.1.1.1

R1(config-router)#redistribute static subnets

R1(config-router)#redistribute connected subnets

R1(config-router)#network 202.100.139.0 0.0.0.255 area 0

R1(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.100.2

R2(config)#router ospf 1

R2(config-router)#router-id 2.2.2.2

R2(config-router)#network 202.100.139.0 0.0.0.255 area 0

R2(config-router)#network 202.100.141.0 0.0.0.255 area 1

R3(config)#router ospf 1

R3(config-router)#router-id 3.3.3.3

R3(config-router)#redistribute connected subnets

R3(config-router)#network 202.100.141.0 0.0.0.255 area 1

(2)在AS10和AS20之间的外部路由协议BGP的配置。路由器R1、R4的BGP的配置:

表1 网络设备IP地址规划表

R1(config)#router bgp 10

R1(config-router)#neighbor 202.100.138.1 remote-as 20

R1(config-router)#redistribute static

R1(config-router)#redistribute connected

R1(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.100.2

R4(config)#router bgp 20

R4(config-router)#neighbor 202.100.138.2 remote-as 10

R4(config-router)#%BGP-5-ADJCHANGE: neighbor 202.100.138.2 Up

R4(config-router)#redistribute static

R4(config-router)#redistribute connected

R4(config)#ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 202.100.140.1

(3)路由表的查询结果。路由器R1的路由表如图3所示。路由器R4的路由表如图4所示。配置完成后，通过路由表的查询，发现路由器R1和R4的路由表里已经形成了BGP协议产生的路由。

2.2.4 实验结果测试

PC1和PC0之间测试结果见图5。PC0和PC2之间的测试结果见图6。

图3 路由器R1的路由表

图4 路由器R4的路由表

图5 PC1和PC0之间的测试结果

图6 PC0和PC2之间的测试结果

3 结 语

主要研究了网络互连与路由技术课程中外部路由协议BGP的实验在Packet Tracer模拟器中的具体实现过程。通过这种虚拟仿真的实验方法不但能完成在实际实验环境中无法完成的高级路由技术课程的实验，而且还能使学生独立完成实际的工程项目，对网络工程专业实践课程的开设提供了很好的平台。

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Simulation Experimental Teaching of BGP Routing Protocol Based on Packet Tracer

LIUXin，MAShunli,ZANFengbiao,YETao

(School of Computer Science, Qinghai University for Nationalities, Xining 810007, China)

Due to the lack of network laboratory equipment in some colleges and universities in the western region, it is difficult to meet the requirement of course of higher routing technology in network engineering experimental teaching. This paper puts forward a Packet Tracer simulation environment to realize the BGP routing protocol configuration. The experimental results verifies the effectiveness. Through simulation experiments, we can reduce the cost of investment, it is a feasible, cheap, efficient solutions.

Packet Tracer; routing protocol; simulation; BGP

2016-03-14

青海2014年度教育部“春晖计划”合作科研项目(Z2015054)；面向工程化的计算机应用人才培养创新团队(青教高〔2015〕25号)

刘 昕(1981-),女,青海平安人,硕士,讲师,主要研究方向：计算机网络，计算机应用技术。

Tel.：18397110987；E-mail:liuxin8134@163.com

TP 393.04

A

1006-7167(2017)04-0094-04