VMWare を使用してランダム トポロジ ネットワークを構築する方法

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この記事は、コンピュータ ネットワーク ラボ クラスの課題です。

実験タスク: VMWare を使用して、5 台のホストで構成されるランダム トポロジ ネットワークを構築します。ネットワークには少なくとも 2 つのサブネットと 2 つのルーターが必要です。実験のネットワーク トポロジ図は次のとおりです。

ネットワークには 2 台のルーターと 3 台の端末があり、3 つのローカル エリア ネットワークが形成されています。ルータと端末はどちらも VMWare 仮想マシンです。 VMWare ソフトウェアは Baidu からダウンロードできます。ここでは ubuntu12 の仮想マシンを 8 台集めました。必要な学生はダウンロードして使用できます。ダウンロードリンク: https://pan.baidu.com/s/1miMIM9q (各仮想マシンのユーザー名とパスワードは us​​er です。3 つの仮想マシンにはグラフィカル インターフェイスがあり、4 つにはありません。) 仮想マシンのインポート方法と使用方法については、Baidu で検索できます。ここでは詳細には触れません。

1. 仮想マシンのネットワーク構成

1.1 複数の仮想マシンのインポート

グラフィカル インターフェイス ソフトウェアを実行する必要がある仮想マシンを除き、他の仮想マシンはデフォルトで文字インターフェイスを使用します。キャラクターインターフェースでは、通常のユーザーとしてログインするか、ルートユーザー (root) としてログインするかを選択できます。通常のユーザーとしてログインする場合、コマンドプロンプトは $ です。ルート ユーザー権限を必要とするコマンドを実行する場合は、コマンドの前に sudo を追加するか、su コマンドを使用してルート ユーザーにアップグレードできます。 root としてログインすると、コマンド プロンプトが # に変わります。キャラクター インターフェイスからグラフィカル インターフェイスを起動する場合は、startx コマンドを使用します。グラフィカル インターフェイスが正常に実行されるようにするには、まず仮想マシンのメモリが 256 MB に達していることを確認してください。この実験では 5 台の仮想マシンをインポートしました。571 と 572 はルーター、573 から 575 は端末です。

1.2 複数の仮想マシンを接続する

VMWare は、VMnet0 ～ VMnet9 の 10 個の仮想スイッチを提供します。 VMnet0、VMnet1、VMnet8 は、デフォルトのブリッジ、ホストのみ、NAT の 3 つのモードで、ホスト マシンの元のネットワーク サービスを仮想マシンに提供する専用デバイスです。他の 7 つの仮想スイッチは定義されておらず、仮想ネットワークの接続と構成に使用できます。

各仮想マシンのネットワークを構成する方法は次のとおりです。

U571 はネットワーク内の route0 に対応し、2 つのサブネット間の交換ルーティングを担当します。 U571 の仮想マシン設定を開きます。

ネットワーク アダプターを開き、右側の [カスタム ネットワーク] を選択して、[VMNET2] を選択します。このように、仮想マシン U571 は仮想スイッチ VMNET2 に接続され、VMNET2 に接続されているものはすべて同じローカル エリア ネットワーク内にあります。 VMWare は仮想ルーティングを提供しません。ルーターをシミュレートするには仮想マシンを使用する必要があります。ルーターをシミュレートするために使用される仮想マシンには、少なくとも 2 つのネットワーク カードが必要です。そのため、ネットワーク アダプターが 1 つしかないことがわかります。仮想マシンに複数のネットワーク カードを追加するには、下の [追加] ボタンをクリックします。

これにより、ネットワーク カードが変更され、追加されます。現在、U571 は VMNET2 と VMNET3 を接続するルーターです。同様に、U572 は VMNET3 と VMNET4 を接続するルーターです。 U573とU574はVMNET2に接続された端末です。 U575はVMNET4に接続された端末です。

ネットワーク構造と以下の内容を明確にするために、前の図にいくつか注釈を追加して理解しやすくします。

各スイッチと端末のネットワーク カードの IP アドレスをマークし、ping 操作を使用してネットワーク リンクが正常かどうかを検出します。目標は、任意の 2 つの IP アドレスを ping できるようにすることです。

2. IPとルーティングルールを設定する

IP アドレスはコンピュータ ネットワーク通信の基礎となります。ネットワークに接続されたすべてのコンピュータには、少なくとも 1 つの IP アドレスがあります。日常使用では、通常、DHCP プロトコルの機能により IP を自動的に取得できます。この実験では、

構成された仮想ネットワークに IP アドレスを手動で割り当てます。

まず、ifconfig コマンドを使用してネットワーク構成を表示します。仮想マシンU-571を例にとり、次のコマンドを入力します。

 ifconfig -a | より少ない

終了するには「q」キーを使用します。初期仮想マシンには IPV4 アドレスがありません。

次に、ifconfig コマンドを使用して、2 つのネットワーク デバイス eth0 と eth1 の IP アドレスをそれぞれ設定します。 （U571）

 sudo ifconfig eth0 192.168.2.1 ネットマスク 255.255.255.0  
 sudo ifconfig eth1 192.168.3.1 ネットマスク 255.255.255.0

U572にも設定されています

sudo ifconfig eth0 192.168.4.1 ネットマスク 255.255.255.0  
 sudo ifconfig eth1 192.168.3.1 ネットマスク 255.255.255.0

上記の方法により、U573～U575のIPを上図の各ノードのIPに設定することができます。ここで、ネットワークの関係を明確にするために、上の図を注意深く参照する必要があります。

設定後、ifconfig -a を使用して以下を表示できます。

IP が設定されると、IP に基づいてルーター上でルーティング ルールを設定できます。これもこの実験の核心部分です。ルータはルーティング テーブルに基づいてデータ パケットを転送します。ルーティング テーブルがない場合、データ パケットはどこに送信すればよいかわかりません。これは住所を書かずに手紙を書くのと同じです。

ここではルーター U571 を例に挙げます。 U572の設定方法も同様です。ルーティング ルールを構成するためのコマンドは次のとおりです。

 sudo ip ルート192.168.2.0/24 を 192.168.2.1 経由で追加します
sudo ip ルート192.168.3.0/24 を 192.168.3.1 経由で追加します
sudo ip ルート192.168.4.0/24 を 192.168.3.2 経由で追加します

コマンド ip route add 192.168.2.0/24 via 192.168.2.1 によって追加されたルールは、ネットワーク セグメント 192.168.2.0/24 (192.168.2.1~192.168.2.255) 内の宛先 IP を持つパケットは、IP アドレスが 192.168.2.1 のデバイス (つまり、ネクスト ホップ IP が 192.168.2.1) 経由で転送されることをルーターに指示します。 192.168.2.0/24 は Linux でよく使用されるマスク表現です。 24 はマスクワード長が 24 であることを意味します。つまり、マスクは 255.255.255.0、192.168.2 はネットワーク番号、1 ～ 254 はネットワーク内のホスト番号です。ルーティング ルールを追加するための他の形式のコマンドもあります。

ここで、ルータがネクストホップ IP を転送することを理解する必要があります。実験中にミスを犯しました。 192.168.4.0/24 を転送する場合、そのネクストホップ IP を 192.168.3.1 に設定します。ここで、これが不可能であることがわかります。 U575（192.168.4.2）からのデータパケットがある場合、192.168.3.1に転送されます。ルータは次に誰にパケットを送信すればよいかわかりません。したがって、192.168.3.2 に設定し、ルータ U572 でルーティング ルール sudo ip route add 192.168.4.0/24 via 192.168.4.1 を追加して、パケットを U575 に転送できるようにする必要があります。ここでは、これがどのように達成されるかをよく理解する必要があります。

最後に、仮想マシン U-571 の ip_forward フラグを 1 に設定して、仮想ルータがパケットを転送できるようにする必要があります。ここでは、/proc/sys/net/ipv4/ ディレクトリのファイル ip_forward の値を 1 に設定する必要があります。次のように echo コマンドを使用します。

エコー1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

上記のコードを実行すると、権限が拒否されましたと表示されます。この場合は、sudo su を実行してから、上記のコードを再度実行してください。

次に、ルーター U572 を同じ方法で設定すると、問題なく相互に ping できるようになります。

U572 (192.168.2.2) から u575 (192.168.4.2) への ping 実験の結果は次のとおりです。

ping は成功し、ネットワーク構成が成功したことを示します。

私はコンピュータネットワークを学び始めたばかりです。記事中に専門用語に誤りがありましたらご指摘ください。完全に手入力です。読んだらぜひ高評価をお願いします(●'◡'●)!!!