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第十章 路由器及其配置

第十章 路由器及其配置. 学习要求：. 了解：路由器的作用 掌握：路由器的工作原理 掌握：路由器的组成 了解：路由器的启动过程 掌握：路由器的基本配置. 一、 路由器. 路由器：是一种连接多个网络或网段的网络设备； 工作在网络层。为网络中传输的数据进行路由选择 ( 选路 ) ，并实现不同网络中数据的转发。. 所谓“路由”，是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作。. 路由器如何实现选路？. 二、路由器的工作原理. 为了完成 “ 路由 ” 的工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据 —— 路由表（ Routing Table ），供路由选择时使用；

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第十章 路由器及其配置

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  1. 第十章 路由器及其配置

  2. 学习要求： • 了解：路由器的作用 • 掌握：路由器的工作原理 • 掌握：路由器的组成 • 了解：路由器的启动过程 • 掌握：路由器的基本配置

  3. 一、 路由器 • 路由器：是一种连接多个网络或网段的网络设备； • 工作在网络层。为网络中传输的数据进行路由选择(选路)，并实现不同网络中数据的转发。 • 所谓“路由”，是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作。 路由器如何实现选路？

  4. 二、路由器的工作原理 • 为了完成“路由”的工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据——路由表（Routing Table），供路由选择时使用； • 路由器下一站选路的基本思想： • 路由表仅指定从该路由器到目的地路径上的下一步，而该路由器并不知道到达目的地的完整路径。 • 标准的IP路由表包含： • 目的网络的IP地址 • 到目的地路径上的“下一个”路由器的IP地址

  5. 路由表 （Q） （S）

  6. 三、路由器的工作过程 1、路由表从何而来？ 2、如何维护？ （Q） （S） 设路由器R收到主机A要发往主机B的数据包，R的工作过程为： 查路由表，将数据包投递到路由器S，S直接发往主机B。 如果路由表中找不到相应的信息，则丢弃该数据包。（防止广播风暴）

  7. 四、路由表的建立 • 两种方式 • 静态建立 • 动态建立

  8. 静态路由 • 所谓静态就是固定的路由，是路由器在路由选择时候的一种路由选择方式； • 静态路由是由人工建立和管理的； • 静态路由不会自动发生变化； • 特点 • 缺点：不适用于复杂的互联网结构；建立和维护工作量大，容易出现路由环；互联网出现故障，静态路由不会自动做出更改； • 优点：安全可靠、简单直观，避免了动态路由选择的开销。 • 适用环境：不太复杂的、网络拓扑结构相对不变的互联网结构 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。

  9. 如，对R2，可做如下设置： Ip route 201.6.6.0 255.255.255.0 201.6.4.46

  10. 动态路由 • 动态路由是路由器能够自动地建立自己的路由表，并且能够根据实际情况的变化适时地进行调整。 • 动态路由由路由选择协议动态构建的； • 特点 • 优点：更多的自主性和灵活性； • 缺点：相对于静态路由，需要经过路由器的计算； • 适用环境：拓扑结构复杂、网络规模庞大的互联网 • 自动排除错误路径 • 自动选择性能更优的路径

  11. 静态路由表 • 由系统管理员事先设置好固定的路由表。一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变。 • 动态路由表 • 是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表。路由器根据路由选择协议提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，自动计算数据传输的最佳路径。

  12. 路由协议(Routing Protocol) 路由协议：路由器按一定路由算法计算并交换路由信息，使得路由器动态寻找网络最佳路径的程序。 • 路由信息协议——RIP协议 • Routing Information Protocol • 开放的最短路径优先——0SPF协议 • Open Shortest Path First

  13. RIP协议 • RIP是由施乐（Xerox）在70年代开发的。是应用较早、使用较普遍的内部网关协议，适用于小型同类网络，是典型的距离向量协议； • 距离向量算法，即路由器根据距离选择路由。路由器收集所有可到达目的地的不同路径，并且保存有关到达每个目的地的最少站点数的路径信息。 • RIP协议假定如果从网络的一个终端到另一个终端的路由跳数超过15个，那么一定牵涉到了循环，因此当一个路径达到16跳，将被认为是达不到的。 • RIP协议每隔30秒定期向外发送一次更新报文。如果路由器经过180秒没有收到来自某一路由器的路由更新报文，则将所有来自此路由器的路由信息标志为不可达，若在其后240秒内仍未收到更新报文，就将这些路由从路由表中删除。

  14. 0SPF协议 • 是一种基于链路状态的路由协议，需要每个路由器向其同一管理域的所有其它路由器发送链路状态广播信息。在OSPF的链路状态广播中包括所有接口信息、所有的量度（带宽、延迟、负载、可靠性等）和其它一些变量。 • 利用0SPF的路由器首先必须收集有关的链路状态信息，并根据一定的算法计算出到每个节点的最短路径 。 • 适用于大型的网络。 问题：路由表存放在哪里？

  15. 五、路由器的组成 • 路由器由硬件和软件组成。 • 硬件：由中央处理器CPU、内存、接口、控制端口等物理硬件和电路组成； • 软件：由路由器的IOS（Internet OS）操作系统组成。

  16. 硬件 • CPU：负责路由器的配置管理和数据包的转发工作，如维护路由器所需的各种表格以及路由运算等。路由器对数据包的处理速度很大程度上取决于CPU的类型和性能。 • 内存：路由器采用了四种不同类型的内存，每种内存以不同方式协助路由器工作。 • 只读内存（ROM）：主要用于系统初始化等功能。不能修改其中存放的代码，ROM中主要包含： （1）系统加电自检代码（POST），用于检测路由器中各硬件部分是否完好； （2）系统引导区代码（BootStrap），用于启动路由器并载入IOS操作系统； （3）备份的IOS操作系统，以便在原有IOS操作系统被删除或破坏时使用。 • 闪存（FLASH）：是可读写的存储器，在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。Flash中存放着当前使用中的IOS。 • 随机存取内存(RAM)：缓存信息，路由器正在运行的配置信息和IOS等。 • 非易失性RAM(NVRAM)：是可读写的存储器，在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。仅用于保存启动配置文件（Startup-Config）其容量较小，速度较快，成本也比较高。 • 接口：

  17. 路由器都有接口,每个接口都有自己的名字和编号。一个接口的全名称由它的类型标志与数字编号构成，编号自0开始。 • 接口固定的路由器或采用模块化接口的路由器，采用一个数字表示接口的全名称，并根据它们在路由器的物理顺序进行编号，例如Ethernet0表示第1个以太网接口，Serial1表示第2个串口。 • 对于支持“在线插拔和删除”或具有动态更改物理接口配置的路由器，其接口全名称中至少包含两个数字，中间用斜杠“/”分割。其中，第1个数字代表插槽编号，第2个数字代表接口卡内的端口编号。如serial3/0代表位于3号插槽上的第1个串口。 • 对于支持“万用接口处理器（VIP）”的路由器，其接口编号形式为“插槽/端口适配器/端口号”，如Ethernet4/0/1是指4号插槽上第1个端口适配器的第2个以太网接口。 • 控制台端口concole • 使用户或管理员能够利用终端与路由器进行通信，完成路由器配置。（首次配置必须通过控制台端口进行）。 • 辅助端口Aux • 用于连接Modem以使用户或管理员对路由器进行远程管理 • 以太网接口 • 串行口

  18. 软件 • 多协议支持。支持VPN、支持NAT、支持加密、组播、可网管能力，等等 路由器的性能不同，价钱差别很大，从几百元到上百万人民币不等。

  19. 路由器的启动过程 （1）系统硬件加电自检。运行ROM中的硬件检测程序，检测各组件能否正常工作。完成硬件检测后，开始软件初始化工作。 （2）软件初始化过程。运行ROM中的BootStrap程序，进行初步引导工作。 （3）寻找并载入IOS系统文件。IOS系统文件可以存放在多处，至于到底采用哪一个IOS，是通过命令设置指定的。 （4）IOS装载完毕，系统在NVRAM中搜索保存的Startup-Config文件，进行系统的配置。如果NVRAM中存在Startup-Config文件，则将该文件调入RAM中并逐条执行。否则，系统进入Setup模式，进行路由器初始配置。

  20. Cisco1721￥4900元 设备类型：访问路由器 支持扩展模块插槽数：2 是否VPN支持：是 是否内置防火墙：是 处理器：Motorola PowerQUICC 50 MHz Flash：16M DRAM：96M CISCO 7513￥125000元 设备类型：模块化路由器 支持扩展模块插槽数：11 是否VPN支持：是 是否内置防火墙：是 处理器：路由交换处理器RSP-2,4,8(100M—200MHZ) Flash：40M DRAM：256M

  21. 六、路由器的配置方式 • 控制台方式 • 用专用控制电缆将计算机与路由器连接起来，通过“超级终端”对路由器进行配置； • 路由器初次配置时必须使用该方式。 • 远程登录方式 • 通过Telnet方式实现对路由器的配置 • 网管工作站方式 • 通过网管软件实现对路由器的配置 • TFTP方式 • 通过TFTP服务器实现对路由器的配置

  22. 七、路由器的配置模式 • 一般通过手工方式对路由器进行配置，以充分发挥其应用的功能。 • IOS有多个级别的操作，不同级别所能进行的操作不同，所能使用的配置命令也不同。 • 靠提示符号来区分不同的级别。 • 四种不同的操作模式 • 用户模式 • 特权模式 • 配置模式 • 端口配置模式

  23. 1、用户模式 • 提示符号为：路由器名>; • 在该模式下，用户只能查看路由器的一些基本状态，不能进行设置。

  24. 2、特权模式 • 在用户模式下输入命令：enable后，即进入特权模式； • 提示符号为：路由器名#; • 在该模式下，用户可以使用show和debug命令进行配置检查，不能进行设置。

  25. 3、全局配置模式 • 在特权模式下输入命令：config terminal后，即进入特权模式； • 提示符号为：路由器名（config）#; • 在该模式下，用户可以对路由器的配置进行修改。

  26. 4、端口配置模式(局部配置模式) • 在配置模式下输入相应的命令，可对路由器的不同端口进行配置，如输入命令：interface ethernet0可进行第一个以太网端口，以便对其进行配置； • 提示符号为：路由器名（config-if）#、路由器名（config-line）#、路由器名（config-router）#等； • 所进行的配置只对局部有效。

  27. 八、路由器常用命令 • ? • 在任何模式下，都可以通过“?”命令获取系统的帮助 • Exit • 返回到上一级操作模式 • Show • 显示运行配置、IOS版本信息、路由信息等

  28. 实验十五 路由器的基本配置 • 实验目的 学会利用telnet方式对路由器进行基本配置 • 实验步骤 • 配置以太网口的IP地址 • enable→Config terminal →Hostname r1 →Interface →ethernet0 →Ip address 192.168.0.123 255.255.255.0 →No shutdown →Show ip interface • 配置路由器的远程登录密码 • 配置路由器特权模式密码 • 保存在路由器上所做的配置

  29. 实验十六 配置静态路由 • 实验目的 • 掌握通过静态路由实现网络的连通性 • 实验步骤

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