课程设计III-路由与路由协议

1、课程设计III设计说明书路由与路由协议 学生姓名 樊佳佳 学 号 班 级 网络1301班 成 绩 指导教师 贾伟 数学与计算机科学学院2015 年 3 月 10 日 课程设计任务书2014 2015学年第 2 学期课程设计名称： 课程设计III 课程设计题目： 路由与路由协议 完 成 期 限： 自 2015 年 3 月 6日至 2015 年 3 月 13日共 2 周设计内容：1. 任务说明（1）利用所给的拓扑图，使用PacketTracer仿真，使网络连通。 （2）对静态路由和动态路由进行配置，都可以达到连通网络的目的。2. 要求查看路由器的路由表并做记录，观察路由器如何依据路由表来进行IP报

2、文的转发；分析某种路由协议（如RIP）的路由交换过程，理解其构建网络路由表的过程。指导教师： 贾伟 教研室负责人：课程设计评阅评语： 指导教师签名： 年 月 日摘 要 根据所给的拓扑图，实现网络防真。首先，对网络中的设备进行正确的配置，特别是路由器的配置。其次，注意区分静态路由与动态路由的不同配置。最后，测试网络的连通性。关键词：拓扑图；动态路由；静态路由；路由配置目录1设计基础51.1课程设计目的51.2课程设计的主要内容51.3 设计要求52静态路由与动态路由62.1 静态路由协议的原理62.2 动态（rip）路由协议的原理72.2.1. RIP工作原理73 路由详细设计93.1 网络拓扑

3、图的设计（静态路由）93.1.1静态路由配置信息93.2 网络拓扑图的设计（动态路由）113.2.1动态路由配置信息114路由调试与操作说明114.1 查看动态路由114.2 查看静态路由124.2 使用Cisco Packet Tracer 调试与模拟144.2.1测试各个PC机是否能Ping通145 总结16参考文献171设计基础1.1课程设计目的 本课程设计是为了让同学们了解学习计算机网络的作用和意义。通过课程设计，掌握路由器接口IP地址配置以及rip路由协议的配置。 培养我们在网络实践中的能力，和团队合作的能力。1.2课程设计的主要内容 （1）根据课程要求所给的拓扑图，实现网络仿真，使

4、用静态路由协议进行路由器的配置，实现网络的仿真。（2）根据课程要求所给的拓扑图，实现网络仿真，使用动态路由协议进行路由器的配置，实现网络的仿真。 1.3 设计要求查看路由器的路由表并做记录，观察路由器如何依据路由表来进行IP报文的转发；分析某种路由协议（如RIP）的路由交换过程，理解其构建网络路由表的过程。2静态路由与动态路由 2.1 静态路由协议的原理在组网结构比较简单的网络中，只需配置静态路由就可以使路由器正常工作，仔细设置和使用静态路由可以改进网络的性能，并可为重要的应用保证带宽。还有一种静态路由类型为称为接口静态路由，它用于表示那些直接连接到路由器接口上的目的网络。接口静态路由优先级是

5、0，这意味着它是直接连接网络的路由。静态路由还有如下的属性：可达路由：正常的路由都属于这种情况，即路由器将去往该目的地的IP报文送往下一跳，这是静态路由的一般用法。目的地不可达的路由：当到某一目的地的静态路由具有“reject”属性时，任何去往该目的地的IP报文都将被丢弃，并且通过ICMP 消息通知源主机目的地不可达。目的地为黑洞的路由：当到某一目的地的静态路由具有“blackhole”属性时，任何去往该目的地的IP报文都将被丢弃。同“reject”的区别是不向源主机发送任何消息。其中各参数的解释如下：（1）ip-address、mask、masklen：目的IP地址和掩码IP地址为点分十进制

6、格式，掩码可以用点分十进制表示，也可用掩码长度（即掩码中1的位数）表示。（2）interface-type interface-name、nexthop-address：发送接口或下一跳地址在配置静态路由时，可指定发送接口interface-type interfacce-name，如Serial 2/0；也可指定下一跳地址nexthop-address，如10.0.0.2。到底是指定发送接口还是指定下一跳地址要视具体情况而定。实际上，所有的路由项都可以指定下一跳地址。IP在发送报文时，首先根据报文的目的地址寻找路由表中与之匹配的路由。只有路由指定了下一跳地址，链路层才能通过下一跳IP地址找到

7、对应的链路层地址，然后按照该地址将报文转发。但是，是否可以指定发送接口，视具体情况而定： 对于支持网络地址到链路层地址解析的接口（如以太网口支持ARP），当ip-address和mask（或masklen）指定了一个主机地址，而且该目的地址就在该接口的直接连接网络中，这时可以指定发送接口。 对于点到点接口，指定发送接口即隐含指定了下一跳地址，这时认为与该接口连对端接口地址就是路由的下一跳地址。如串口封装PPP协议，通过PPP协商获取对端的IP地址，这时可以不用指定下一跳地址，只需指定发送接口即可。对于NBMA接口（如封装X.25或帧中继的接口、拨号口等），支持点到多点，这时除了配置IP路由外，

8、还需在链路层建立二次路由，即IP地址到链路层地址的映射（如dialer route、x.25 map ip或fr map ip等）。这种情况下配置静态路由就不能指定发送接口，而应配置下一跳IP地址。（3）value：优先级对优先级preference的不同配置，可以灵活应用路由管理策略。如在配置到达网络目的地的多条路由时，若指定相同优先级，可实现负载分担；若指定不同优先级，则可实现路由备份。在同一命令中优先级可以多次输入，但只有最后一个有效。（4）其它参数属性reject 和 blackhole 分别指明不可达路由和黑洞路由。 2.2 动态（rip）路由协议的原理2.2.1. RIP工作原理R

9、IP协议是基于Bellham-Ford（距离向量）算法，此算法1969年被用于计算机路由选择，正式协议首先是由Xerox于1970年开发的，当时是作为Xerox的“Networking Services（NXS）”协议族的一部分。由于RIP实现简单，迅速成为使用范围最广泛的路由协议。路由器的关键作用是用于网络的互连，每个路由器与两个以上的实际网络相连，负责在这些网络之间转发数据报。在讨论 IP 进行选路和对报文进行转发时，我们总是假设路由器包含了正确的路由，而且路由器可以利用 ICMP 重定向机制来要求与之相连的主机更改路由。但在实际情况下，IP 进行选路之前必须先通过某种方法获取正确的路由表

10、。在小型的、变化缓慢的互连网络中，管理者可以用手工方式来建立和更改路由表。而在大型的、迅速变化的环境下，人工更新的办法慢得不能接受。这就需要自动更新路由表的方法，即所谓的动态路由协议，RIP协议是其中最简单的一种。 在路由实现时，RIP作为一个系统长驻进程（daemon）而存在于路由器中，负责从网络系统的其它路由器接收路由信息，从而对本地IP层路由表作动态的维护，保证IP层发送报文时选择正确的路由。同时负责广播本路由器的路由信息，通知相邻路由器作相应的修改。RIP协议处于UDP协议的上层，RIP所接收的路由信息都封装在UDP协议的数据报中，RIP在520号UDP端口上接收来自远程路由器的路由修

11、改信息，并对本地的路由表做相应的修改，同时通知其它路由器。通过这种方式，达到全局路由的有效。 RIP路由协议用“更新（UNPDATES）”和“请求（REQUESTS）”这两种分组来传输信息的。每个具有RIP协议功能的路由器每隔30秒用UDP520端口给与之直接相连的机器广播更新信息。更新信息反映了该路由器所有的路由选择信息数据库。路由选择信息数据库的每个条目由“局域网上能达到的IP地址”和“与该网络的距离”两部分组成。请求信息用于寻找网络上能发出RIP报文的其他设备。 RIP用“路程段数”（即“跳数”）作为网络距离的尺度。每个路由器在给相邻路由器发出路由信息时，都会给每个路径加上内部距离。在如

12、图9-31中，路由器3直接和网络C相连。当它向路由器2通告网络142.10.0.0的路径时，它把跳数增加1。与之相似，路由器2把跳数增加到“2”，且通告路径给路由器1，则路由器2和路由器1与路由器3所在网络142.10.0.0的距离分别是1跳、2跳。图2.1 RIP工作原理示例然而在实际的网络路由选择上并不总是由跳数决定的，还要结合实际的路径连接性能综合考虑。在如9-32所示网络中，从路由器1到网络3，RIP协议将更倾向于跳数为2的路由器1-路由器2-路由器3的1.5Mbps链路，而不是选择跳数为1的56Kbps，直接的路由器1-路由器3路径，因为跳数为1的56Kbps串行链路比跳数为2的1.

13、5Mbps串行链路慢得多。图2.2 路由选择不仅限于“跳数”考虑的示例3 路由详细设计3.1 网络拓扑图的设计（静态路由）设计一个使用静态路由网络，有三个路由器R1，R2，R3，三个路由器均使用静态路由配置，实现网络连通。拓扑图如图3-1所示： 图3.1 拓扑图（静态路由）3.1.1静态路由配置信息（1）以下为网络中各个部件的相应接口的IP配置表，其中详细写明了其IP号，子网掩码，默认网关，如表3.1 IP配置表表3.1 IP配置表设备/接口名IP掩码网关备注pc1/F0192.168.10.1255.255255.0192.168.10.254R1/F0/0192.168.10.254255

14、.255255.0192.168.10.253R1/F1/010.10.10.1255.255255.010.10.10.254R1/E6/030.30.30.254255.255255.030.30.30.253pc0/F0192.168.20.1255.255255.0192.168.20.254R2/F0/010.10.10.2255.255255.010.10.10.254R2/F1/0192.168.20.254255.255255.0192.168.20.253R2/E6/020.20.20.1255.255255.020.20.20.254Server0/F030.30.30.2

15、255.255255.030.30.30.254pc330.30.30.1255.255255.030.30.30.254R3/F0/020.20.20.2255.255255.020.20.20.254R3/F1/0192.168.30.254255.255255.0192.168.30.253R3/E6/030.30.30.253255.255255.030.30.30.252R3/E7/0192.168.40.254255.255255.0192.168.40.253pc4/F0192.168.40.1255.255255.0192.168.40.254pc2/F0192.168.30.

16、1255.255255.0192.168.30.254（2）下表为网络中路由器的目的网络IP，以及下一跳IP，如表3.2 表3.2 目的网络IP路由器目的网络/下一条备注R1192.168.40.0 /30.30.30.253 ;192.168.20.0/10.10.10.2; 192.168.30.0/30.30.30.253R1到pc4,pc0,pc2R2192.168.10.0/10.10.10.1; 192.168.40.0/20.20.20.2; 192.168.30.0/20.20.20.2R2到pc1,pc4,pc2R3192.168.20.0/20.20.20.1 192.16

17、8.10.0/30.30.30.254R3到pc0,pc1（3）观察路由转发过程 表3.3 路由转发IP报文（发送IP/接收IP） 路由器的接收端口 路由器的送出端口说明10.10.10.1/192.168.20.1R1/F0/0;R2/F0/0;R1/F1/0;R2/F1/0实现pc1到pc0的数据传输30.30.30.254/192.168.30.1R1/F0/0;R3/E6/0R1/E6/0;R3/F1/0实现pc1到pc2的数据传输30.30.30.254/192.168.40.1R1/F0/0;R3/E6/0R1/E6/0; R3/E7/0实现pc1到pc4的数据传输3.2 网络拓扑

18、图的设计（动态路由）设计一个使用动态路由网络，有三个路由器R0，R1，两个路由器均使用动态路由配置，实现网络连通。拓扑图如图3-2所示： 图 3.2 动态网络拓扑图3.2.1动态路由配置信息 下表为动态路由网络中各部件使用接口的IP地址，子网掩码，以及默认网关，表3.4 表3.4 IP配置表设备/接口名IP掩码网关备注Pc0/F0192.168.5.2255.255255.0192.168.5.254R1/F0/0192.168.10.1255.255255.0192.168.10.254R1/S0/1/0192.168.0.1255.255255.0192.168.0.254R2/S0/1/

19、0192.168.10.6255.255255.0192.168.10.254R2/S0/1/1192.168.20.8255.255255.0192.168.20.254R3/F0/0192.168.7.9255.255255.0192.168.7.254R3/S0/1/1192.168.34.65255.255255.0192.168.34.2544路由调试与操作说明4.1 查看动态路由利用路由显示命令show ip route，依次查看每一个路由器的路由信息。路由器R1的路由表如图4.1：图4.1 路由器R1的路由表 192.168.0.0是直连网段，接口为S0/1/0 192.168.

20、10.0 是直连网段。接口为F0/0路由显示命令show ip route，查看路由器的路由信息。路由器R2的路由表如图4.2：图4.2 路由器R2的路由表192.168.0.0是直连网段，接口为S0/1/0 192.168.20.0 是直连网段。接口为F0/0路由显示命令show ip route，查看路由器的路由信息。路由器R3的路由表如图4.3图4.3 路由器R3的路由表192.168.34.0是直连网段，接口为 S0/1/14.2 查看静态路由路由显示命令show ip route，查看路由器的路由信息。路由器R1的路由表如图4.4图4.4 路由器R1的路由表 10.0.0.0/24包

21、括1个网段10.10.10.0是直接网段，接口为F1/030.3030.0/24包括一个网段30.3030,0是直接网段，接口为E6/0 192.168.10.0是直连网段，接口为F1/0 192.168.20.0是直连网段，接口为F1/0192.168.30.0是直连网段，接口为E6/0192.168.40.0是直连网段，接口为E6/0路由显示命令show ip route，查看路由器的路由信息。路由器R2的路由表如图4.5图4.5路由器R2的路由表10.0.0.0/24包括1个网段10.10.10.0是直接网段，接口为F0/020.0.0.0/24包括一个网段20.20.0.0是直接网段，

22、接口为E6/030.3030.0/24包括一个网段30.3030,0是直接网段，接口为F0/0192.168.10.0是直连网段，接口为F0/0192.168.20.0是直连网段，接口为F1/0192.168.30.0是直连网段，接口为E6/0192.168.40.0是直连网段，接口为E6/0路由显示命令show ip route，查看路由器的路由信息。路由器R3的路由表如图4.6图4.6 路由器R3的路由表20.0.0.0/24包括一个网段20.20.0.0是直接网段，接口为F0/030.3030.0/24包括一个网段30.3030,0是直接网段，接口为E6/0192.168.10.0是直连

23、网段，接口为E6/0192.168.20.0是直连网段，接口为F0/0192.168.30.0是直连网段，接口为F1/0192.168.40.0是直连网段，接口为E7/04.2 使用Cisco Packet Tracer 调试与模拟 4.2.1测试各个PC机是否能Ping通 如图4.7 为静态路由网络拓扑图 图4.7拓扑图（静态路由）静态路由网络测试PC0是否能Ping通，测试结果如图4.8图4.8测试PC0是否能Ping通测试PC1是否能Ping通，测试结果如图4.9：图4.9测试PC1是否能Ping通测试PC2是否能Ping通，测试结果如图4.10：图4.10 测试PC2是否能Ping通测试PC3是否能Pi