路由器的基本原理和相关技术

1、路由器基本原理及相关技术BAB路由器的概念路由器基本工作原理路由器的硬件主要的路由协议路由器的连接与配置课程内容路由器的概念路由器基本工作原理路由器的的硬件主要的路由协议路由器的连接与配置课程内容在十字路口快闪开，我要迟到了！去九寨沟怎么走啊？呵呵，开老爷车出去溜达溜达浪漫之旅开始了路由器的基本概念路由器是IP互联网络的主要枢纽节点设备、“交通警察”网络上传输的IP数据包就是“行人、车辆”/24/24/24/24Router路由器的作用具有判断网络地址和选择路径的功能根据收到的数据包中的网络层地址和路由器内部维护的路由表决定输出端口和下一跳地址通过动态维护路由表来反映当前的网络拓扑,并通过与网

2、络上其他路由器交换路由和链路信息来维护路由表BAB路由器的功能实现远程网络的互联（DDN、LAN、ATM）；数据在各种链路协议间的转换（HDLC、PPP、FR），隔离网络广播；流量管理（QOS）；互联网络的“邮递员”数据包路由（静态路由、动态路由）；路由器的概念路由器基本工作原理路由器的的硬件主要的路由协议路由器的连接与配置课程内容路由器工作的基础路由 路由（Routing）是指导IP报文发送的路径信息。我想去请走R2方向R1R2R3R4请走R4方向从以太口方向出去就到了。/24/24路由器工作原理11.04.01.3E04.3S02.2E02.1S04.14.21.11.2Router1Ro

3、uter2Data主机1.1要发送数据到4.2路由表网段接口1.0E02.0S04.0S0路由表网段接口1.0S02.0S04.0E0路由器工作原理2路由表网段接口1.0E02.0S04.0S0路由表网段接口1.0S02.0S04.0E01.04.01.3E04.3S02.2E02.1S04.14.21.11.2Router1Router2Data路由器接收到数据，查看数据包中的目标地址为4.2，查找路由表路由器工作原理31.04.01.3E04.3S02.2E02.1S04.14.21.11.2Router1Router2Data路由器1根据路由表转发数据到S0口路由表网段接口1.0E02.

4、0S04.0S0路由表网段接口1.0S02.0S04.0E0路由器工作原理41.04.01.3E04.3S02.2E02.1S04.14.21.11.2Router1Router2Data路由器2接收到数据包，查看数据包的目标地址，并查找路由表路由表网段接口1.0E02.0S04.0S0路由表网段接口1.0S02.0S04.0E0路由器工作原理51.04.01.3E04.3S02.2E02.1S04.14.21.11.2Router1Router2Data路由器2根据路由表转发数据到E0口路由表网段接口1.0E02.0S04.0S0路由表网段接口1.0S02.0S04.0E0主机4.2接收到数

5、据包路由器转发数据的关键路由表/24/24/24/24路由表（routing table，也称路径表） 路由表条目的基本规则： 如果有数据包要往XXX地址（网段）去， 将它转发给下一个路由器（地址XXX）。 或者从本路由器的XXX接口直接发出去。 55 F0/24/24保证路由表的准确性我想去R1R2R3R4/24/24我不知道，去找R2吧。我觉得R3知道怎么走别烦我R1才是你该去找的!“路由自环”对网络的危害极大，应尽量避免!路由的来源(分类) 链路层协议发现的直连路由开销小，配置简单，无需人工维护。只能发现本接口所属网段路由。 手工配置静态路由无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓朴结构

6、的网络。 动态路由协议发现的动态路由开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓朴结构的网络。静态路由的特点静态路由：是网络管理员在路由器中设置的固定的路由表，除非人为干预，否则不会发生变化，一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。静态路由的优点：简单、高效、可靠，优先级最高；静态路由的缺点：配置繁琐，而且无法适应网络环境的变化，配置繁琐。 一切按章程办Router ARouter B动态路由的特点动态路由：网络中的路由器之间运行动态路由协议，相互通信、传递路由信息，利用收到的路由信息更新路由表。一般适用于大型、拓扑经常变动的网络中。动态路由的优点：配置简单，并能实时地适应网络结构的变化。如

7、果发生了网络变化，就会引起网络中所有路由器重新计算路由。动态路由的缺点：各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和CPU资源。 Router ARouter B兄弟，咱们来交流下吧好啊，多个朋友多条路路由转发的基本原理 匹配主机路由IP packet 不可达，丢弃 匹配网段路由 匹配缺省网关最长掩码匹配规则我要到迈普公司。迈普公司走左边这条路。迈普在高新区，走这边。我不清楚，你去找这个人吧抱歉，我不知道。封装并发送数据帧 链路层寻址 数据包分段（MTU值） IPSec隧道加密处理可选 地址转换（NAT）处理可选 生存时间TTL处理 转发验证（ACL）可选 IP包本地提交与转发寻径 IP包头完整

8、性验证及选项处理 路由器简要工作流程接收帧，去掉帧头分解出IP数据包 实验环节 CISCO 路由器基本配置 路由器的概念路由器基本工作原理路由器的的硬件主要的路由协议路由器的连接与配置课程内容路由器的概念路由器基本工作原理路由器的分类与发展主要的路由协议路由器的连接与配置课程内容路由器工作图在此通信过程中，数据包的协议地址始终不变，而物理地址在不同子网中有不同的值。 内部路由和外部路由 今天，一个互联网络可能很大，以致一个路由协议无法完成为所有路由器更新路由表的任务。为此，需要将一个互联网络分为若干“自治系统”（autonomous systems，AS）。一个“自治系统”是指由同一个管理员管

9、理的一组网络和路由器。自治系统内部的路由称为“内部路由”，自治系统之间的路由称为“外部路由”。每个自治系统都可以选择一个内部路由协议来处理该自治系统内部的路由。但是，自治系统之间的路由通常只能使用一个外部路由协议来处理。内部网关协议（Interior Gateway Protocol）外部网关协议（Exterior Gateway Protocol）主要路由协议路由协议（routed protocol） 含有使数据包路由用的寻址和控制信息（故又称为“路由协议”）。它们根据路由选择协议实现互连网络之间的路由。常用路由协议有：IP协议，AppleTalk，DECnet和Novell NetWare

10、等。路由选择协议（routing protocol） 执行某个路由算法实现路由功能。路由算法用于初始化和定期更新“路由表” （routing table）中的信息，并进行实际的路径选择。 直连路由开销小，配置简单，无需人工维护。只能发现本接口所属网段路由。 静态路由无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓朴结构的网络。 动态路由开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓朴结构的网络。静态路由的优点是简单、高效、可靠。在所有的路由中，静态路由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时，以静态路由为准。动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和CPU资

11、源。静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围，因此在网络中动态路由通常作为静态路由的补充。当一个数据报在路由器中进行寻径时，路由器首先查找静态路由，如果查到则根据相应的静态路由转发分组；否则再查找动态路由。实验环节 静态路由协议的配置常用路由协议RIP协议的原理RIP每30秒发送一次路由信息，而且规定如果180秒内没有听到其他网关发来路由信息，它就不再是可用的，路由器便将发送一个特殊的信息将不可用的路由通知给相邻的路由器。RIP协议RIP（Routing Information Protocol，路由信息协议）简单实用，是目前最常用的协议。RIP不适合于其路由可能超过15个网关以上的超大型自治

12、系统。而且路由器组保持同步时可能产生大量通信量（广播风暴），适用于小网络（1015个子网或更少）或不使用冗余路由的网络环境中RIP是为小型同类网络设计的。RIP协议的原理RIP选择具有最少“跳数（hop count）”（度量）的路由作为最佳路径。RIP的跳数表示数据在到达其目的地之前必须通过的网关数量（直接相连的度量值为0）。RIP认为最佳路径就是使用网关最少的路由。即网关越少就意味着路径越短，最短的路径就是最佳路径。利用这种方法去选择最佳路由，有时就称为“距离矢量算法”。RIP接受的最长距离是 15跳。如果一条路由的度量大于 15跳，它就认为其目的地是达不到的（RIP协议中16=“无限”），

13、并舍弃该路由。RIP协议的原理实验环节 RIP路由协议的配置OSPF协议OSPF（Open Shortest Path First ,开放式最短路径优先协议）把一个大型网络分成多个小子域，称为区域(area)，并使单个区域内的每个路由器都维护同一个数据库，它运行最短路径优先算法，用此数据库的信息来构建路由选择表，通过优先分析到目标的最少开销（cost）路由，把路由添加到表中，使整个网络通信开销降到最低，适合于超大型网络。开销是基于一定的公式计算出来的，OSPF使用该接口开销来选择到目标的最优路径；最优路径是由接口开销总和决定的。OSPF协议OSPF是按IGP设计的，但它能够从不同的自治系统接收

14、路由，并且向不同的系统发送路由。OSPF要求路由器有更多的RAM和更快速的处理器，定制也较为复杂。 Areas in an autonomous systemOSPF协议的相关概念指定路由器 (DR) DR 负责使用该变化信息更新其它所有 OSPF 路由器（称为 DROther）备用指定路由器 (BDR) BDR 会监控 DR 的状态，并在当前 DR 发生故障时接替其角色图中，R1、R2 和 R3 通过点对点链路相互连接。因此，不会执行 DR/BDR 选举OSPF协议的相关概念OSPF协议的相关概念OSPF 使用 Dijkstra 的最短路径优先 (SPF) 算法使用通向每个网络的最佳路径填充

15、 IP 路由表。OSPF协议的基本配置本拓扑中有三个带宽各不相同的串行链路，且每台路由器都具有多条路径通向远程网络OSPF协议的基本配置R1,R2和R3的接口配置OSPF协议的基本配置命令启用OSPF使用以下命令: R1(config)#router ospf process-id Process id : 是一个介于 1 和 65535 之间的数字，由网络管理员选定。process-id仅在本地有效，这意味着路由器之间建立相邻关系时无需匹配该值。OSPF协议的基本配置命令 Router(config-router)#networknetwork-address wildcard-maskar

16、eaarea-id通配符掩码: 网络地址和通配符掩码一起,用于指定此 network 命令启用的接口或接口范围，一般为子网掩码的补码。area:OSPF 区域是共享链路状态信息的一组路由器。OSPF 网络也可配置为多区域。area-id:如果所有路由器都处于同一个 OSPF 区域，则必须在所有路由器上使用相同的 area-id 来配置 network 命令比较好的做法是在单区域 OSPF 中使用area-id 0OSPF协议的路由器ID确定路由器ID，通过以下顺序确定 用于验证路由器 ID 的一个命令为 show ip protocols。某些 IOS 版本并不象图中所示那样显示路由器 ID。

17、在那些情况下，请使用 show ip ospf 或 show ip ospf interface 命令检验路由器 ID修改路由器ID后必须通过重新加载路由器或使用下列命令来启用: Router# clear ip ospf process使用通过 OSPF router-id 命令配置的 IP 地址。: Router(config)#router ospf process-id Router(config-router)#router-id ip-address优点: 环回端口不会失效 OSPF 更稳定，采用命令Router(config)#interface loopback numberR

18、outer(config-if)#ip address ip-address subnet-mask如果未配置 router-id，则路由器会选择其所有环回接口的最高 IP 地址: R1: R2: R3: 0OSPF协议的验证验证 OSPF 相邻关系并排除相应的故障的命令： show ip ospf neighborOther commands: show ip protocols show ip ospf show ip ospf interface命令可用于验证该路由器是否已与其相邻路由器建立相邻关系 如果未显示相邻路由器的路由器 ID，或未显示 FULL 状态，则表明两台路由器未建立 O

19、SPF 相邻关系两台路由器未建立相邻关系，则不会交换链路状态信息实验环节 OSPF路由协议的配置实验环节 路由器的概念路由器基本工作原理路由器的的硬件主要的路由协议路由器的连接与配置课程内容4.4 路由器的连接局域网接口AUI端口（15针D型接口）接10BASE-5/-2RJ45端口 接10/100/1000BASE-TX（双绞线接入）SC端口 接100/1000BASE-FX（光纤接入）广域网接口Serial（高速同步串口） 2.048Mbps，DDN、帧中继等高速接入，要求网络两端保持实时同步ASYNC（异步串口） 115.2kbps，Modem或Modem池电话线接入ISDN BRI端口 128kbps，目前越来越少用配置接口Console口 通过专用连线本地配置AUX