第3章 路由器的配置和应用

1、 与交换机不同，路由器主要工作在OSI参考模型的网络层，它以分组（packet）作为数据交换的基本单位，属于通信子网的最高层设备。 路由器是局域网到广域网的接入以及局域网之间互联时所需要的设备。 掌握路由器的选择、配置和管理方法是计算机和相关专业学生应具备的另一项重要技术。 实验1 路由器的基本操作和配置 3.1.1 实验概述 路由器是构建网络的关键设备，它可以在源网络和目标路由器是构建网络的关键设备，它可以在源网络和目标网络之间提供一条高效的数据传输路径，将数据从一个网络之间提供一条高效的数据传输路径，将数据从一个网络发送到另一个网络。网络发送到另一个网络。实验目的在学习了交换机相关配置的基

2、础上，掌握路由器的基本配置方法，包括名称、远程管理IP地址、登录和配置密码等。实验原理 路由器工作在OSI参考模型的网络层，以数据分组作为信息的交换单元。 路由器的寻址依据是位于路由器中的路由表，属于逻辑寻路由器的寻址依据是位于路由器中的路由表，属于逻辑寻址方式。址方式。 由于目前计算机网络多使用由于目前计算机网络多使用TCP/IP协议，所以本实验主要协议，所以本实验主要介绍介绍IP路由的相关设置。路由的相关设置。 另外，由于路由器多工作在网络的边缘，为了适应不同的另外，由于路由器多工作在网络的边缘，为了适应不同的网络连接，需要提供相应的连接端口。网络连接，需要提供相应的连接端口。所使用的连接

3、方式所使用的连接方式（主要反映在端口上）不同，相关的配置也不尽相同，但（主要反映在端口上）不同，相关的配置也不尽相同，但基本的配置思路是一样的。基本的配置思路是一样的。3 实验内容和要求 （1） 掌握路由器的基本工作原理和方法 （2） 掌握PC与路由器之间的连接方式 （3） 掌握路由器的基本配置方法 （4） 掌握PC与路由器之间连通性的测试方法 （5） 熟悉路由器命令行的帮助功能3.1.2 实验规划 1 实验设备 （1） 路由器（1台） （2） 实验用PC（至少1台） （3） Console电缆（1根） （4） 直连双绞线（1根）。如果是通过串口连接，需要配置专门的串行电缆。 2 实验拓扑 使

4、用直连双绞线将PC与路由器的F0/1（即FastEthernet0/1，第一个模块上的第一个快速以太网端口）相连； 另外，使用路由器自带的控制线连接路由器Console端口和PC的COM端口（COM1或COM3）；在PC上安装Windows 2000或Windows XP操作系统。2.1.3 实验步骤2.1.3 实验步骤2.1.4 结果验证 （1） 设置PC的IP地址。由于PC与路由器的fastethernet 0/1端口直接相连，而fastethernet0/1的IP地址被配置为192.168.1.1，所以PC的IP地址应该设置在192.168.1.2254之间，子网掩码为255.255.2

5、55.0。 （2） 验证telnet登录密码。 图 3-2 利 用telnet命 令 远 程 登 录 到 路 由 器 （3） 验证“特权模式”密码。在如图3-2所示的“用户模式”（Router-A）下，输入“enable”命令，在“Password：”（图3-2中的第2个Password:）后面输入已设置的进入“特权模式”的密码，回车后将出现“Router-A#”提示符，说明已经进入了“特权模式”。 可以使用“show configure”命令查看当前路由器的配置情况： 使用“show ip interface”或“show interface vlan 1”查看路由器的管理IP地址 通过以上

6、配置说明，大家已经发现交换机和路由器的许多基本配置命令是相同的，只是在管理地址的配置上有所不同，这是由于交换机工作在OSI的数据链路层，而路由器则工作在网络层。实验2 静态路由的配置和应用 3.2.1 实验概述 由于静态路由选择效率高、占用系统资源较少、配置简单、维护方便，所以应用较为广泛。 目前，多数局域网之间的远距离连接，以及局域网接入目前，多数局域网之间的远距离连接，以及局域网接入Internet时，多使用静态路由。时，多使用静态路由。 对于结构复杂的大型网络来说，网络管理人员难以全面了解整个网络的拓扑结构，而且网络拓扑结构和链路状态可能会经常进行改变，所以大型网络环境一般不适宜采用静大

7、型网络环境一般不适宜采用静态路由。态路由。实验目的在掌握路由器基本配置方法的基础上，继续学习路由配置的相关概念和静态路由的实现方法，并了解静态路由在实际网络互联中的重要性 实验原理2 实验原理在目前广泛使用的TCP/IP网络中，基于IP分组的路由选择是网络互联的基础。根据路由选择策略的不同可以分为动态路由选择和静态路由选择两类，所谓静态路由选择是指路由器中的路由表是静态的，路由所谓静态路由选择是指路由器中的路由表是静态的，路由器之间不需要进行路由信息的交换。器之间不需要进行路由信息的交换。（1） 路由表产生的路由表产生的3种方式种方式n 直连路由。直连路由。当给路由器的端口配置一个当给路由器的

8、端口配置一个IP地址后，路由器将自动产生本端口地址后，路由器将自动产生本端口IP所在网段的路由信息。所在网段的路由信息。n 静态路由。静态路由。在网络拓扑结构相对简单且固定的网络中，网络管理人员通过在网络拓扑结构相对简单且固定的网络中，网络管理人员通过手工方式配置本路由器未知网段的路由信息，手工方式配置本路由器未知网段的路由信息，从而实现不同网段之间的互联从而实现不同网段之间的互联n 动态路由。动态路由协议产生的路由。动态路由。动态路由协议产生的路由。在规模较大且网络拓扑结构相对复杂在规模较大且网络拓扑结构相对复杂的网络中，通过路由器上运行的动态路由协议（如的网络中，通过路由器上运行的动态路由

9、协议（如RIP、OSPF等）所产生的等）所产生的路由信息。路由信息。动态路由信息通过路由器之间的相互学习而得。动态路由信息通过路由器之间的相互学习而得。 （2） 静态路由的配置命令 ip route 网络号网络号 子网掩码子网掩码 转发路由器的转发路由器的IP地址地址/本地本地端口端口u网络号网络号和和子网掩码子网掩码。为目标网络的。为目标网络的IP地址和子网掩地址和子网掩码，使用点分十进制表示。码，使用点分十进制表示。u 转发路由器的转发路由器的IP地址地址/本地端口本地端口。指定该条路由的下指定该条路由的下一跳一跳IP地址（用点分十进制表示）或发送端口的名称。地址（用点分十进制表示）或发送

10、端口的名称。 删除静态路由命令：删除静态路由命令： no ip route 网络号网络号 子网掩码子网掩码 （3） 静态路由的配置步骤 在配置静态路由时，一般可通过以下几个步骤进行：在配置静态路由时，一般可通过以下几个步骤进行： 为每条链路分配为每条链路分配IP地址地址 为每个路由器标识非直连的链路地址为每个路由器标识非直连的链路地址 为每个路由器写出非直连网络的路由语句。为每个路由器写出非直连网络的路由语句。 需要注意的是，在路由器中写出直连网络（或链路）的地需要注意的是，在路由器中写出直连网络（或链路）的地址是没有意义的。址是没有意义的。3 实验内容和要求 （1） 掌握路由选择的基本方法

11、（2） 掌握静态路由的配置方法 （3） 掌握路由表的查看方法 （4） 掌握路由器之间连通性的测试方法3.2.2 实验规划 1 实验设备 （1） 路由器（2台） （2） 实验用PC（2台） （3） Consol电缆（2根） （4） 直连双绞线（2根） （5） 串行电缆（1根）2 实验拓扑2.2.3 实验步骤2.2.4 结果验证实验3 RIP路由协议的配置和应用路由信息协议（Routing Information Protocol，RIP）是计算机网络中历史悠久的路由协议之一，是第一个作为开放标准的路由协议，也是较早推出的距离矢量路由协议。RIP是一个最简单的距离适量路由协议，非常适用于小型网络的

12、应用。3.3.1 实验概述RIP有RIP Version 1和RIP Version 2两个版本，分别缩写为RIP v1和RIP v2。其中，其中，RIP v1在在1988年被标准化在年被标准化在RFC 1058文档中，文档中，RIP v2在在RFC 1388文档中被描述。文档中被描述。RIP v2主要增加了对主要增加了对VLSM（Variable Length Subnet Masks，可变，可变长子网屏蔽）的支持，其他方面并没有太大的改进。目前，在配置长子网屏蔽）的支持，其他方面并没有太大的改进。目前，在配置RIP路由协议时，一般都使用路由协议时，一般都使用RIP v2。实验目的在理解了路

13、由器工作原理以及掌握了静态路由配置方法的基础上，学习RIP路由协议的工作特点、应用范围和配置方法。实验原理RIP路由协议是以跳数（hops count）作为度量值来计算路由的。RIP使用单一路由metric来衡量源网络到目标网络的距离。从源到目标的路径中，每经过一跳（一个路由器）RIP中的度量值便会增加一个跳数值（此值通常为1）。当RIP路由器收到包含新改变的目标网络发送来的路由更新信息时，就把其metric值加1，然后存入自己的路由表，发送者的IP地址就作为下一跳地址。如此一来，跳数越多，路径就越长，RIP算法会优先选择到达目标网络跳数少的路径。RIP支持的最大跳数是15，跳数为16的网络被

14、RIP路由器认为不可到达。RIP v1是以组播的形式进行路由信息更新的，该组播地址是224.0.0.9。另外，RIP v2还支持基于端口的认证，以提高网络的安全性。RIP路由协议的具体配置方法如下：路由协议的具体配置方法如下：（1）在路由器全局配置模式下启动RIP路由协议，命令格式如下：Router（config）# router rip（2）在路由器配置模式下，用Network命令来发布每个路由器的直连网络。由于由于RIP v1不支持可变长子网掩码（不支持可变长子网掩码（VLSM），所以发布的本地网络），所以发布的本地网络只能是主网络，即按照默认的子网掩码进行发布，在这里子网掩码可只能是主网

15、络，即按照默认的子网掩码进行发布，在这里子网掩码可以不输入。以不输入。Router（config-Router）# Network Network3 实验内容和要求 （1） 熟悉路由器的基本方法 （2） 掌握RIP路由协议的工作特点 （3） 掌握RIP路由协议的配置方法 （4） 掌握RIP路由协议的测试方法3.3.2 实验规划 1 实验设备 （1） 路由器（2台） （2） 三层交换机（1台） （3） 实验用PC（2台） （4） Console电缆（3根） （5） 直连双绞线（3根） （6） 交叉双绞线（1根）2 实验拓扑(4) Console电缆（3根）（5） 直连双绞线（3根）（6） 交叉双

16、绞线（1根2.2.3 实验步骤3.3.4 结果验证120/2 - 静态路由管辖区域120，度量值1, 00:01:42,路由存在时间实验4 OSPF路由协议的配置和应用 OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）协议，“开放”表明该协议是一个公开的协议，它由标准化协议组织制定，各设备厂商都可以得到协议的技术细节，所以OSPF可以在几乎所有的路由器和三层交换机（Cisco 3550交换机只有企业版才支持OSPF）上运行。OSPF是一种链路状态协议，目前广泛应用于各类网络中。3.4.1 实验概述路由器学习路由信息，生成并维护路由表的方法包括直连路由（Direct

17、）、静态路由（Static）和动态路由（Dynamic）。其中OSPF是除RIP之外的另一种重要的动态路由协议。按照路由器所执行的算法，动态路由协议可分为距离矢量（Distance Vector）路由协议和链路状态（Link State）路由协议，其中RIP属于距离适量路由协议，而OSPF属于链路状态路由协议。实验目的在继续学习路由器工作原理、应用特点和配置方法的基础上，掌握直连路由、静态路由和动态路由的特点。同时，结合RIP路由协议的配置，学习OSPF路由协议的配置方法。同时，通过对RIP和OSPF工作原理的对比，掌握距离矢量路由协议和链路状态路由协议的应用特点。实验原理OSPF路由协议是一

18、种典型的链路状态协议，一般用于同一个路由域内。在这里，路由域是指一个自治系统（Autonomous System，AS）。AS是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络，在本实验中我们可以把一个AS域看成由若干个OSPF区域（Area）所组成的大的自治系统，也通常叫做OSPF路由域（Routing Domain）。OSPF作为典型的IGP（Interior Gateway Protocol，内部网关协议）路由协议，它是运行在一个AS内部的路由协议。在这个AS中，所有的OSPF路由器都维护一个相同的AS结构数据库，该数据库中存放的是该路由域（AS）中相应链路的状态信息，OSPF路由器正是通过这个数据库计算出OSPF路由表的。 OSPF 路由协议是基于TCP/IP 协议体系而开发的，即OSPF fo