路由与交换型网络基础与实践教程第五章

1、第5章路由网络技术与实践5.1路由网络5.1.1路由网络功能路由器工作在网络层，可以连接不同类型的网络，并可以选择数据传输路径和转发数据。从通信的角度来看，路由器是一个中继系统，它类似于物理层的中继器和数据链路层的网桥，只是它在网络层工作，网络层比中继器和网桥复杂和强大得多。路由器和网桥的主要区别如下：1)网桥通常用于局域网之间的连接，它可以连接不同的媒体访问控制子层，而路由器不仅可以连接局域网，还可以连接广域网。2)从网络层来看，由网桥连接的几个媒体访问控制子网仍然是一个网络，也就是说，网桥的作用只是扩大了网络的范围，从逻辑上讲，它们不是互联网络。路由器连接不同的网段，这是真正的网络互联。5

2、.1.2路由器原理和结构1。路由器原理路由器应该有多个网络接口，每个接口都连接到一个局域网或子网。一般来说，每个路由器接口必须配置一个唯一的IP地址(帧中继和自动柜员机网络除外)。也就是说，路由器的一个接口相当于一个通信节点，并且要求每个端口IP地址的网络号与所连接的IP子网的网络号相同。不同的端口具有不同的网络号，并且对应于不同的IP子网，因此每个子网中的主机可以通过它们自己的子网IP地址向路由器发送所需的IP数据。另一方面，路由器应该有良好的路由策略和路由机制。主要体现在：(1)根据数据包的目的地和网络的拓扑结构，选择最佳路径，并将不同目的地对应的最佳路径存储在路由表中。()搜索路由表，决

3、定将数据转发到哪个接口，并执行相应的操作。路由器结构路由器是一种专用计算机，其硬件类似于普通计算机，其主要部件是中央处理器、只读存储器、内存、闪存和非易失性随机存取存储器。主要部件如下：(1)中央处理器，执行操作系统指令，如系统初始化、网络接口控制和路由功能。(2)与其他计算机系统类似，内存存储中央处理器需要执行的指令和数据。主要存储内容有：1)操作系统，当路由器启动时，IOS(互联网操作系统)将被加载到内存中；2)运行配置文件，即路由器当前状态的配置文件，其中存储了路由器上配置的所有命令，只有少数特殊命令除外；3)IP路由表，存储直连网络和远程网络的相关信息。用于确定转发数据包的最佳闪存策略

4、。4)在以太网接口上使用ARP缓存，它包含从IP地址到MAC地址的映射。5)数据包缓冲区，数据包在到达接口后发送出去之前将暂时存储在其中。(3)只读存储器，一种永久存储器，主要用于存储：1)自举(启动自检)指令2)基本诊断指令3)简化的操作系统(4 3)在大多数路由器型号中，它被用作操作系统的永久存储器，只在启动过程中加载到存储器中。路由器上的SIMM卡通常使用闪存。(5)非易失性随机存取存储器，在电源关闭后不会丢失信息。思科路由器使用它来存储启动配置文件。路由器的几乎所有配置更改都存储在内存中的运行配置文件中，并由IOS立即执行。要保存这些更改以防止路由器断电或重启，您必须将运行配置复制到N

5、VRAM，并将其保存为启动配置文件。当路由器重新启动时，启动配置文件信息将以运行配置文件的形式加载到内存中。了解这两个文件之间的关系很重要。，3。接口和端口(1)以太网接口(2)串行接口(3)环回接口(4)空接口，5.2路由器基本配置5.2.1接口配置1。以太网接口配置1)IP地址2)没有关闭命令打开2。串行接口配置应该在两台路由器之间建立点对点连接。两台路由器的串行接口可以通过DTE-DCE交叉电缆(V.35电缆)连接，串行接口之间的链路可以封装在HDLC、PPP、帧中继和x25中。默认情况下，思科路由器的点对点串行接口之间的链路格式化为HDLC。此外，为了实现两个串行端口之间的通信，必须提

6、供时钟频率。5.2.2基本路由器配置1。配置主机名将路由器命名为路由器的操作如下：可路由/进入特权执行模式路由器#配置终端/进入全局配置模式输入配置命令，每行一个。以cntl/z结束。路由器(配置)#主机名路由器/将路由器名称设置为路由器路由器(配置)#/名称成功。2.设置特权模式密码路由器(配置)#启用密码思科/将密码设置为思科或路由器(配置)#启用密码思科。有两种方法可以设置启用密码(特权模式):启用密码和启用密码。不同的是后者对密码进行加密，所以它具有更高的安全性。3。设置控制台密码路由器(配置)#线路控制台0 /进入控制台配置模式路由器(配置线路)#密码思科控制台/将控制台密码设置为思

7、科控制台路由器(配置线路)#登录/使密码立即生效4。设置路由器(配置)口令#线路vty 0 4 /进入vty配置模式路由器(配置线路)#口令Cisco _ telnet/将telnet登录口令设置为Cisco _ telnet路由器(配置线路)#登录/以便口令立即生效。5.检查配置文件。6.保存当前配置信息。7.配置接口并测试连通性。8.删除配置文件。如果我们想删除配置文件，我们可以在特权执行模式下使用擦除启动配置命令。删除启动配置文件后，我们需要用reload命令重新启动它，这样路由器将返回到默认的初始状态。请注意，启动前不能使用save命令，否则running-config文件将被保存为s

8、tartup-config文件，即当前配置将被保存在startup-config文件中，这将导致delete命令无效。RouterA #擦除启动配置/删除启动配置文件擦除NVRAM文件系统将删除所有配置文件！继续吗？确认/直接输入确认确定擦除NVRAM :完成% sys-7-NV _ block _ init :初始化NVRAM路由器的几何#重新加载/重新启动路由器，重新启动前注意不要保存当前配置。5.2.3静态路由配置静态路由是路由器中设置的固定路由表。除非网络管理员干预，否则静态路由不会改变。由于静态路由不能响应网络变化，因此通常用于小规模、固定拓扑的网络。静态路由的优点是简单、高效和可靠

9、。在所有路由中，静态路由的优先级最高。当与动态路由冲突时，以静态路由为准。当数据包在路由器中寻址时，路由器首先查找静态路由，如果找到，则根据相应的静态路由转发数据包，如果没有相应的信息，则查找动态路由。1。配置命令命令格式：路由器(配置)# ip路由/2。递归路由查找在路由器转发数据包之前，路由表必须确定转发数据包的发送接口。示例：172.168.0.0/24被划分为子网，2个子网c172.168.1.0被直接连接，FastEthernet 0/0 s 172.168.2.0 1/0通过192.168.2.2 c 192.168.2.0/24被直接连接，路由表中的serial 1/0，192.

10、168.2.0/24是一个直接连接的网络。在将数据包转发到172.168.2.0网络时，路由器经历了两次路由表查找：(1)路由器检查数据包的目的地址是否与静态路由172.168.2.0/24匹配，并将其发送到下一跳地址192.168.2.2。(2)下一跳地址192.168.2.2/24与直连网络192.168.2.0/24匹配，数据包通过发送接口Serial1/0发送出去。3.特殊路由特殊路由在路由表中起着重要的作用，目的是有效减少目的网络的数量，有效提高路由搜索的速度，优化路由表。(1)如果静态路由总结路由表的数量很少，搜索速度会更快。如果可以使用一条静态路由而不是多条静态路由，则可以减少路

11、由条目的数量。在许多情况下，静态路由可以替代数百甚至数千条路由。例如，10.0.0.0/16、10.1.0.0/16和10.2.0.0/16可以用网络地址10.0.0.0/8代替。如果满足以下两个要求，可以将多条静态路由聚合成一条静态路由：1)可以将目的网络聚合成一个网络地址，避免出现路由黑洞；2)多条静态路由都使用相同的送出接口或下一跳ip地址，示例5.7静态路由配置示例，图5.6特殊路由的拓扑图示例，routerC #显示IP路由172.16.0.0/24被划分了子网，3个子网172.16.1.0 1/0通过192.168.1.2 S 172.16.2.0 1/0通过192.168.1.2

12、 S 172.16.3总结路由时应采用最长匹配原则，这三条路由可总结为192.168.0.0/22。要配置总结路由，您必须首先删除最初配置的静态路由信息。配置命令如下：路由控制器(配置)#无ip路由172 . 16 . 1 . 0 255 . 255 . 255 . 0 192 . 168 . 1 . 2路由控制器(配置)#无ip路由172 . 16 . 2 . 0 255 . 255 . 255 . 0 192 . 168 . 1 . 2路由控制器(配置)#无IP路由172.16.3.0 255.255.255最后，使用ping命令检查网络连接，所有网络连接正常。(2)默认静态路由默认路由使

13、用全零作为目标网络地址来表示所有路由。如果路由表中没有匹配的特定路由，则会选择默认路由作为匹配路由。使用默认路由的条件：1)将外部网络注入路由器所在的路由域，例如，将连接到ISP网络的边缘路由器需要配置默认静态路由；2)路由表中没有其他路由与数据包的目的地址相匹配；3)在最后一台路由器上(只有另一台路由器与之连接，与其他网络的通信只能通过另一条路由转发。)配置默认静态路由的命令是：IP路由0 . 0 . 0 . 0 . 0 0 . 0 . 0出口接口/下一跳IP地址。默认静态路由的特点是网络地址和掩码都是0，其他参数与普通静态路由一致。5.3高级路由协议和配置5.3.1 RIPv2协议路由信息

14、协议(RIP)是最著名和最古老的动态路由协议，属于距离矢量协议。RIPv1由IETF于1993年在RFC1388中发布。随着IP技术的发展，为了支持VLSM和CIDR，1994年RFC1723规定了RIPv2协议的最新版本。路由信息协议最初是为局域网设计的，但现在它的应用已经不局限于局域网，而是已经应用于城域网甚至广域网。路由信息协议是互联网协议家族的重要组成部分，也是最早在互联网上广泛使用的简单路由协议，其应用一直持续到现在。图5.7 RIPv2协议格式，RIP协议运行在UDP(用户数据报协议)上，因此RIP消息由UDP数据报携带，使用的UDP端口为530。RIPv2协议格式如图5.7所示。，2。RIP的工作原理：(1)运行RIP的RIP请求/响应路由器定期向相邻路由器发送路由表。它向周围的其他路由器发送完整路由表的RIP请求(