《计算机网络工程实训》课件第16章

第16章路由器的动态路由实现16.1实训目的16.2实训环境16.3实训内容16.4实训步骤16.5实训思考

16.1实训目的

(1)了解路由协议配置的一般任务；

(2)理解路由表的含义；

(3)熟练掌握RIP动态路由协议的配置命令；

(4)掌握RIP动态路由协议的基本配置与诊断方法。16.2实训环境

16.2.1实训器材

(1) Cisco2600系列路由器两台(每组)；

(2) DTE-DCE交叉电缆(V35电缆)一对(每组)；

(3) RJ45直通型五类或超五类UTP网线若干条，交叉型五类或超五类UTP网线若干条；

(4) CiscoCatalyst2900系列交换机(或HUB)三台；

(5)带有超级终端程序的PC机(带100M网卡)若干台；

(6)控制(反接)线一条，转换口一个(每组)。16.2.2网络示意图

按图16-1所示将对应设备连接好，建立一个包含路由器的实训环境。图16-1RIP实训配置环境16.2.3实训环境解析

1.组建实训环境

按照图16-1所示连接实训配置环境。其中，用DTE-DCE交叉电缆，把两台Cisco2600系列路由器(分别命名为RouterA、RouterB)通过串行接口串联；用直通型UTP网线，把路由器(RouterA)的两个以太网接口分别与两台CiscoCatalyst2900系列交换机相连；用直通型UTP网线把路由器(RouterB)的一个以太网接口与另外一台CiscoCatalyst2900系列交换机相连。两个局域网(LANl，LAN2属不同网段)中的三台交换机分别与终端PC机相连。

PC机首先通过控制台端口对各路由器进行基本配置，配置完成后，断开控制台端口连接，用ping命令测试网络的互通性。也可不用三台交换机，而用三根以太网交叉型UTP网线将PC1、PC2和RouterA连接，将PC3和RouterB连接。当DTE-DCE交叉电缆(V35电缆)连接RouterA与RouterB时，DCE一端在RouterB上，在RouterB的接口Serial0/0上要用clockrate命令配置时钟速率；如果V35背靠背电缆接反了，DCE一端在RouterA上，则应在RouterA的接口Serial0上用clockrate命令配置时钟速率。

2.配置参数

根据实训环境及实训环境的配置参数(见表16-1)配置RIPv1协议和RIPv2协议，使得实训环境中的所有网络通过RIPv1协议和RIPv2协议学习路由，最终能彼此通信。

配置RIP动态路由协议，使得两台Cisco2600系列路由器模拟远程网络互联。

对运行中的RIP动态路由协议进行诊断。16.3实训内容

16.3.1动态路由

路由器在转发数据时，要先在路由表(routingtable)中查找相应的路由。路由器有三种建立路由的途径：

(1)直连网络：路由器自动添加和直接连接的网络的路由；

(2)静态路由：管理员手动输入到路由器的路由；

(3)动态路由：由路由协议(routingprotocol)动态建立的路由。

1.动态路由的含义

按照某种路由协议收集网络的路由信息(例如：路径长度、带宽、负载、可靠性、延迟等)，通过路由器间不断交换的路由信息动态地更新和确定路由表项，这种工作方式的路由称为动态路由。这种通信借助于路由协议，如RIP(路由信息协议)、OSPF(开放式最短路由优先)等。

2.动态路由的优点

(1)当网络的拓扑结构发生了变化，或者某一路由器损坏，或者线路中断等异常情况发生时，路由器能自动对路由进行更新，选择新的最佳路由，自动更新路由表，勿需人工

干涉；

(2)具有较强的容错能力，并且路由生存时间(TTL)是有时间限制的；

(3)由于动态路由能够对网络的故障自动进行检测与修复，因此适合于大、中型互联网络使用。

3.动态路由的缺点

(1)动态路由的配置过程要比静态路由复杂；

(2)动态路由需要频繁地探测网络的路由情况，需要占用大量时间来处理路由的变化情况，生成新的路由表，这会影响路由器的速度；

(3)因为路由动态生成，如果无其他安全措施，容易被路由欺诈，所以安全性较差。

4.动态路由的应用场合

为了进一步简化路由表，或者在不知道目标网络地址的情况下，可以配置默认路由。

在Cisco路由器上，可以综合使用静态路由、动态路由和默认路由三种路由。缺省的查找顺序为静态路由、动态路由、默认路由。16.3.2RIP路由协议

1.路由协议的分类

路由协议一般分为被路由协议和路由选择协议两类。

(1)被路由协议(RoutedProtocols)。被路由协议由最终节点如PC机使用，用来将数据和网络层地址分配信息一起封装在数据包中，目的是可以通过互联网络进行中继传输。IP、IPX、APPLETALK都是被路由协议。当一个协议不支持网络层地址时，它就不是一个被路由协议。

(2)路由选择协议(RoutingProtocols)。路由选择协议用来建立和维护路由表和按照到达数据包的目的地址的最佳路径转发数据包。路由选择协议可以分为两种：内部协议和外部协议。内部协议在自治系统(AS)内部路由，例如RIP和OSPF；外部协议则是在自治系统之间路由，最常见的外部协议是BGP和EGP。

2. RIP(路由信息协议)

RIP也称向量距离协议。动态路由协议包括距离向量路由协议和链路状态路由协议。RIP(RoutingInformationProtocols，路由信息协议)是使用最广泛的距离向量路由协议。RIP是为小型网络环境设计的，用信息包所经过的网关来作距离的单位，超过15跳便无法到达。因为这类协议的路由学习及路由更新将产生较大的流量，所以要占用过多的带宽。

RIP是由Xerox在20世纪70年代开发的，最初定义在RFC1058中。RIP用更新和请求两种数据包传输更新，每个有RIP功能的路由器默认情况下每隔30秒利用UDP520端口向与它直连的网络邻居广播(RIPv1)或组播(RIPv2)路由更新。因此，路由器不知道网络的全局情况，如果路由更新在网络上传播慢，将会导致网络收敛较慢，造成路由环路。为了避免路由环路，RIP采用水平分割、毒性逆转、定义最大跳数、闪式更新、抑制计时5个机制来避免路由环路。

RIP协议分为版本1(RIPv1)和版本2(RIPv2)，其共同特征如下：

(1)都是距离向量路由协议；

(2)使用跳数(HopCount)作为度量值；

(3)默认路由更新周期为30s；

(4)管理距离(AD)为120；

(5)支持触发更新；

(6)最大跳数为15跳；

(7)支持等价路径，默认为4条，最大为6条；

(8)使用UDP520端口进行路由更新。

RIPv1和RIPv2的区别如表16-2所示。16.3.3认识路由表

1.路由表类型

在进行路由选择时，不管是主机还是路由器都要依赖于路由表。路由表的任务是决定一个数据包从某一端口选择哪条路径到达目标端口。路由器中的路由表分为静态路由表和动态路由表。

(1)静态路由表由网络管理员手动管理，其特点是在工作过程中不会自动更改，只能由网络管理员手动更改。

(2)动态路由表中的内容在工作中会自动更改，这种更改工作是通过RIP(路由信息协议)来完成的，当路由器中的网络地址有所改变或者有新网络加入时，路由器就会首先修改自己的路由表，然后再利用RIP协议将更改后的路由表通知给网上的其他路由器，其他路由器收到这些通知后也会自动更改自己的路由表，这样就实现了路由表的动态管理。

2.查看路由表

在路由器上，可以使用“showiproute”命令查看路由表，方法如下：

Router#showiproute

Codes:C-connected,S-static,I-IGRP,R-RIP,M-mobile,B-BGP

D-EIGRP,EX-EIGRPexternal,O-OSPF,IA-OSPFinterarea

N1-OSPFNSSAexternaltype1,N2-OSPFNSSAexternaltype2

E1-OSPFexternaltype1,E2-OSPFexternaltype2,E-EGP

i-IS-IS,L1-IS-ISlevel-1,L2-IS-ISlevel-2,ia-IS-ISinterarea*-candidatedefault,U-per-userstaticroute,o-ODR

P-periodicdownloadedstaticroute

Gatewayoflastresortis193.168.1.99tonetwork0.0.0.0

193.168.1.0/27issubnetted,4subnets

C193.168.1.32isdirectlyconnected,FastEthernet0/1

C193.168.1.64isdirectlyconnected,FastEthernet0/0

C193.168.1.96isdirectlyconnected,Serial0/0

R193.168.1.128[120/1]via193.168.1.99,00:00:06,Serial0/0

S*0.0.0.0/0[1/0]via193.168.1.99

在输出中，首先显示路由条目各种类型的简写，如“C”为直连网络，“S”为静态路由。以上面所示路由为例，“R”表示这条路由是“RIP”协议学习得到的；“10.2.0.0”是目的网络；“[120/1]”是管理距离(AdministrativeDistance，AD)/度量值(Metric)；“via10.1.0.2”是指到达目的网络的下一跳路由器的IP地址；“00:00:21”是指路由器最近一次得知路由到现在的时间；“Serials0/0”是指到达下一跳应从哪个端口出去。

3.管理距离(AdministrativeDistance，AD)

管理距离(AD)用来表示路由的可信度，路由器可能从多种途径获得同一路由。例如，一个路由器要获得“10.2.0.0/24”网络的路由，可以来自RIP，也可以来自静态路由。不同途径获得的路由可能采取不同的路径到达目的网络，为了区别它们的可信度，用管理距离加以表示。

表16-3表示通过各种路由协议获得的路由的默认管理距离。路由表中管理距离值越小说明路由的可靠程度越高，静态路由的管理距离为1，说明手工输入的路由优先级高于其他的路由。在路由器上，可以使用“showipprotocols”命令查看与路由协议相关的参数，方法如下：

RouterB#showipprotocols

RoutingProtocolis“rip”

Sendingupdatesevery30seconds,nextduein27seconds

Invalidafter180seconds,holddown180,flushedafter240

Outgoingupdatefilterlistforallinterfacesisnotset

Incomingupdatefilterlistforallinterfacesisnotset

Redistributing:rip

Defaultversioncontrol:sendversion2,receive2

InterfaceSendRecvTriggeredRIPKey-chain

FastEthernet0/0 22

Serial0/0 22

Automaticnetworksummarizationisnotineffect

Maximumpath:4

RoutingforNetworks:

193.168.1.0

PassiveInterface(s):

RoutingInformationSources:

Gateway

DistanceLastUpdate

193.168.1.98120

00:00:26

Distance:(defaultis120)

4.度量值(Metric)

度量值(Metric)表示某一个路由协议判别到目的网络的最佳路径的方法。当一个路由器有多条路径到达某一目的网络时，路由协议必须判断其中的哪一条最佳，并把它放到路由表中，路由协议会给每一条路径计算出一个数，这个数就是度量值，通常这个值是没有单位的。度量值越小，表示这条路径越佳。然而，不同的路由协议定义度量值的方法是不一样的，因此，不同的路由协议选择出的最佳距离可能是不一样的。在路由器上，可以使用“debugiprip”命令实时查看路由更新信息，方法如下：

RouterB#debugiprip

RIPprotocoldebuggingison

RIP:sendingv2updateto224.0.0.9viaFastEthernet0/0(193.168.1.129)

RIP:buildupdateentries

193.168.1.32/27via0.0.0.0,metric2,tag0

193.168.1.64/27via0.0.0.0,metric2,tag0

193.168.1.96/27via0.0.0.0,metric1,tag0

RIP:sendingv2updateto224.0.0.9viaSerial0/0(193.168.1.99)RIP:buildupdateentries

193.168.1.128/27via0.0.0.0,metric1,tag0

RIP:receivedv2updatefrom193.168.1.98onSerial0/0

193.168.1.32/27via0.0.0.0in1hops

193.168.1.64/27via0.0.0.0in1hops

RIP:sendingv2updateto224.0.0.9viaFastEthernet0/0(193.168.1.129)

RIP:buildupdateentries

193.168.1.32/27via0.0.0.0,metric2,tag0

193.168.1.64/27via0.0.0.0,metric2,tag0

193.168.1.96/27via0.0.0.0,metric1,tag0RIP:sendingv2updateto224.0.0.9viaSerial0/0(193.168.1.99)

RIP:buildupdateentries

193.168.1.128/27via0.0.0.0,metric1,tag0

RIP:receivedv2updatefrom193.168.1.98onSerial0/0

193.168.1.32/27via0.0.0.0in1hops

193.168.1.64/27via0.0.0.0in1hops

^Z

在路由器上，可以使用“undebugall”命令撤消所有的debug，方法如下：

RouterB#undebugall

Allpossibledebugginghasbeenturnedoff

RouterB#16.4实训步骤

16.4.1配置RIPv1

配置RIPv1的步骤介绍如下。

步骤1：配置路由器的名称。

(1)在路由器A上：

Router#configterminal

//进入全局配置模式

Router(config)#

//全局配置模式提示符

Router(config)#hostnameRouterA

//配置路由器A的主机名为RouterA

RouterA(config)# //全局配置模式提示符

(2)在路由器B上。

Router#configterminal //进入全局配置模式

Router(config)# //全局配置模式提示符

Router(config)#hostnameRouterB

//配置路由器A的主机名为RouterB

RouterB(config)# //全局配置模式提示符

步骤2：配置路由器的各种密码。

(1)在路由器A上：RouterA(config)#enablesecretcisco

//设置enablesecret密码为cisco

RouterA(config)#linevty04

//进入线路配置模式，对虚拟终端会话0到4配置

RouterA(config-line)# //线路配置模式

RouterA(config-line)#passwordcisco

//设置vty登录密码为cisco

RouterA(config-line)#login //设置登录参数

RouterA(config-line)#exit

//返回到上一级模式(全局配置模式)

RouterA(config)#

//全局配置模式提示符(2)在路由器B上：

RouterB(config)#enablesecretcisco

//设置enablesecret密码为cisco

RouterB(config)#linevty04

//进入线路配置模式，对虚拟终端会话0到4配置

RouterB(config-line)# //线路配置模式

RouterB(config-line)#passwordcisco//设置vty登录密码为cisco

RouterB(config-line)#login //设置登录参数

RouterB(config-line)#exit

//返回到上一级模式(全局配置模式)

RouterB(config)#

//全局配置模式提示符步骤3：配置路由器的各接口。

(1)在路由器A上：

RouterA(config)#interfacef0/0 //进入f0/0接口配置模式

RouterA(config-if)#//f0/0接口配置模式提示符

RouterA(config-if)#ipaddress193.168.1.65255.255.255.224

//配置f0/0接口的IP地址为193.168.1.65，子网掩码为255.255.255.224

RouterA(config-if)#noshutdown

//激活f0/0接口

RouterA(config-if)#interfacef0/1 //进入f0/0接口配置模式RouterA(config-if)#ipaddress193.168.1.33255.255.255.224

//配置f0/1接口的IP地址为193.168.1.33，子网掩码为255.255.255.224

RouterA(config-if)#noshutdown//激活f0/1接口

RouterA(config-if)#interfaces0/0//进入s0/0接口配置模式

RouterA(config-if)#ipaddress193.168.1.98255.255.255.224

//配置s0/0接口的IP地址为193.168.1.98，子网掩码为255.255.255.224

RouterA(config-if)#clockrate56000//配置时钟频率为56000

RouterA(config-if)#noshutdown //激活s0/0接口(2)在路由器B上：

RouterB(config)#interfacef0/0 //进入f0/0接口配置模式

RouterB(config-if)#//f0/0接口配置模式提示符

RouterB(config-if)#ipaddress193.168.1.129255.255.255.224

//配置f0/0接口的IP地址为193.168.1.129，子网掩码为255.255.255.224

RouterB(config-if)#noshutdown //激活f0/0接口

RouterB(config-if)#interfaces0/0 //进入s0/0接口配置模式

RouterB(config-if)#ipaddress193.168.1.99255.255.255.224

//配置s0/0接口的IP地址为193.168.1.99，子网掩码为255.255.255.224

RouterB(config-if)#noshutdown//激活s0/0接口步骤4：清空路由表。

RouterA#

//特权模式提示符

RouterA#showiproute //查看路由表的内容

RouterA#cleariproute*

//清空路由表

RouterA#showrunning-config//查看正在运行的配置文件内容

RouterA#configterminal//进入全局配置模式

RouterA(config)#//全局配置模式提示符

RouterA(config)#norouterrip//删除RIP协议动态路由配置

RouterA(config)#noiproute0.0.0.00.0.0.0193.168.1.99

//删除默认路由此时，LAN1、LAN2、LAN3之间还不能正常通信，即PC主机之间不能传输数据包，因为没有转发数据的正确路由。此时可以在特权执行模式下查看两个路由器的路由信

息表。

步骤5：进行RIPv1的配置。

(1)在路由器A上：

RouterA#

//特权模式提示符

RouterA#configterminal

//进入全局配置模式

RouterA(config)#

//全局配置模式提示符

RouterA(config)#routerrip //启动RIP进程

RouterA(config-router)#version1

//配置RIP版本1

RouterA(config)#network193.168.1.0

//把路由更新通知给193.168.1.0网络

RouterA(config-router)#ctrl+z//直接返回到特权模式

RouterA#

//特权模式提示符

(2)在路由器B上：

RouterB#

//特权模式提示符

RouterB#configterminal//进入全局配置模式

RouterB(config)#

//全局配置模式提示符

RouterB(config)#routerrip //启动RIP进程

RouterB(config)#version1 //配置RIP版本1

RouterB(config)#network193.168.1.0

//把路由更新通知给193.168.1.0网络

RouterB(config-router)#ctrl+z

//直接返回到特权模式

RouterB# //特权模式提示符步骤6：测试主机连通性。

(1)重新查看两个路由器的路由信息表。

(2)测试各网段的连通性。

在全网的各个子网上都选择一台PC主机进行主机的网络配置(设置其IP地址、子网掩码、缺省网关。注意：IP地址的网络号必须与缺省网关的网络号相同，缺省网关为与网络物理相连的路由器接口的IP地址)，并在确保PC机能与缺省网关连通的前提下，用ping命令检查彼此间的连通性。如果不通，则使用故障排除命令进行排除。在使用ping命令测试前，对PC机的TCP/IP属性设置如下：

PC1：IP地址为193.168.1.66；子网掩码为255.255.255.224；默认网关为193.168.1.65。

PC2：IP地址为193.168.1.34；子网掩码为255.255.255.224：默认网关为193.168.1.33。

PC3：IP地址为193.168.1.130；子网掩码为255.255.255.224；默认网关为193.168.1.129。

测试结果如图16-2、图16-3和图16-4所示。图16-2PC1pingPC2的结果图16-3PC1pingPC3的结果图16-4PC2pingPC3的结果16.4.2配置RIPv2

配置RIPv2的步骤介绍如下。

步骤1：配置路由器的名称。

(1)在路由器A上：

Router#configterminal //进入全局配置模式

Router(config)#

//全局配置模式提示符

Router(config)#hostnameRouterA

//配置路由器A的主机名为RouterA

RouterA(config)#//全局配置模式提示符

(2)在路由器B上：

Router#configterminal//进入全局配置模式

Router(config)#//全局配置模式提示符

Router(config)#hostnameRouterB

//配置路由器A的主机名为RouterB

RouterB(config)#//全局配置模式提示符

步骤2：配置路由器的各种密码。

(1)在路由器A上：

RouterA(config)#enablesecretcisco

//设置enablesecret密码为cisco

RouterA(config)#linevty04

//进入线路配置模式，对虚拟终端会话0到4配置

RouterA(config-line)# //线路配置模式

RouterA(config-line)#passwordcisco

//设置vty登录密码为cisco

RouterA(config-line)#login //设置登录参数

RouterA(config-line)#exit

//返回到上一级模式(全局配置模式)

RouterA(config)#//全局配置模式提示符(2)在路由器B上：

RouterB(config)#enablesecretcisco

//设置enablesecret密码为cisco

RouterB(config)#linevty04

//进入线路配置模式，对虚拟终端会话0到4配置

RouterB(config-line)#//线路配置模式

RouterB(config-line)#passwordcisco//设置vty登录密码为cisco

RouterB(config-line)#login//设置登录参数

RouterB(config-line)#exit//返回到上一级模式(全局配置模式)

RouterB(config)#//全局配置模式提示符步骤3：配置路由器的各接口。

(1)在路由器A上：

RouterA(config)#interfacef0/0//进入f0/0接口配置模式

RouterA(config-if)#//f0/0接口配置模式提示符

RouterA(config-if)#ipaddress193.168.1.65255.255.255.224

//配置f0/0接口的IP地址为193.168.1.65，子网掩码为255.255.255.224

RouterA(config-if)#noshutdown//激活f0/0接口

RouterA(config-if)#interfacef0/1//进入f0/0接口配置模式

RouterA(config-if)#ipaddress193.168.1.33255.255.255.224

//配置f0/1接口的IP地址为193.168.1.33，子网掩码为255.255.255.224

RouterA(config-if)#noshutdown

//激活f0/1接口

RouterA(config-if)#interfaces0/0//进入s0/0接口配置模式

RouterA(config-if)#ipaddress193.168.1.98255.255.255.224

//配置s0/0接口的IP地址为193.168.1.98，子网掩码为255.255.255.224

RouterA(config-if)#clockrate56000

//配置时钟点频率为56000

RouterA(config-if)#noshutdown//激活s0/0接口

(2)在路由器B上：

RouterB(config)#interfacef0/0

//进入f0/0接口配置模式

RouterB(config-if)#//f0/0接口配置模式提示符

RouterB(config-if)#ipaddress193.168.1.129255.255.255.224

//配置f0/0接口的IP地址为193.168.1.129，子网掩码为255.255.255.224

RouterB(config-if)#noshutdown//激活f0/0接口

RouterB(config-if)#interfaces0/0//进入s0/0接口配置模式

RouterB(config-if)#ipaddress193.168.1.99255.255.255.224

//配置s0/0接口的IP地址为193.168.1.99，子网掩码为255.255.255.224

RouterB(config-if)#noshutdown//激活s0/0接口

步骤4：清空路由表。

RouterA#

//特权模式提示符

RouterA#showiproute //查看路由表的内容

RouterA#cleariproute*//清空路由表

RouterA#showrunning-config

//查看正在运行的配置文件内容

RouterA#configterminal

//进入全局配置模式

RouterA(config)#

//全局配置模式提示符

RouterA(config)#norouterrip

//删除RIP协议动态路由配置

RouterA(config)#noiproute0.0.0.00.0.0.0193.168.1.99 //删除默认路由此时，LAN1、LAN2、LAN3之间还不能正常通信，即PC主机之间不能传输数据包，因为没有转发数据的正确路由，此时可以在特权执行模式下查看两个路由器的路由信息表。

步骤5：进行RIPv2的配置。

(1)在路由器A上：

RouterA#

//特权模式提示符

RouterA#configterminal //进入全局配置模式

RouterA(config)#

//全局配置模式提示符

RouterA(config)#routerrip//启动RIP进程

RouterA(config-router)#version2

//指定RIP的版本为RIPv2

RouterA(config-router)#noauto-summary

RouterA(config-router)#network193.168.1.32

//