路由器設(shè)置基礎(chǔ)

1、1 第三章第三章 路由器基礎(chǔ)路由器基礎(chǔ) 一、一、路由器的功能和作用路由器的功能和作用 二、路由器的組成及工作原理二、路由器的組成及工作原理 三、路由器的分類及特點三、路由器的分類及特點 四、路由器配置的有關(guān)概念四、路由器配置的有關(guān)概念 五、靜態(tài)路由與動態(tài)路由五、靜態(tài)路由與動態(tài)路由 六、六、 路由器與交換機比較路由器與交換機比較 2 一、一、路由器的功能和作用路由器的功能和作用 路由器是網(wǎng)絡(luò)中進行網(wǎng)間連接的關(guān)鍵設(shè)備， 是互連網(wǎng)絡(luò)的樞紐，路由器系統(tǒng)構(gòu)成了基于 TCP/IP 的國際互連網(wǎng)絡(luò) Internet 的主體骨架。 在園區(qū)網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)、 乃至整個 Internet 研究領(lǐng) 域中，路由器技術(shù)始終處

2、于核心地位，其發(fā)展歷 程和方向，成為整個 Internet 研究的一個縮影。 路由器之所以在互連網(wǎng)絡(luò)中處于關(guān)鍵地位，是因 為它處于網(wǎng)絡(luò)層，一方面能夠跨越不同的物理網(wǎng) 絡(luò)類型（DDN、FDDI、以太網(wǎng)等等），另一方面在 邏輯上將整個互連網(wǎng)絡(luò)分割成邏輯上獨立的網(wǎng)絡(luò) 單位，使網(wǎng)絡(luò)具有一定的邏輯結(jié)構(gòu)。 3 路由器的基本功能是，把數(shù)據(jù)（IP 報文）傳 送到正確的網(wǎng)絡(luò)，包括： 1、IP 數(shù)據(jù)報的轉(zhuǎn)發(fā)，包括數(shù)據(jù)報的尋徑和 傳送； 2、子網(wǎng)隔離，抑制廣播風(fēng)暴； 3、維護路由表，并與其它路由器交換路由信 息，這是 IP 報文轉(zhuǎn)發(fā)的基礎(chǔ)； 4、IP 數(shù)據(jù)報的差錯處理及簡單的擁塞控制； 5、實現(xiàn)對 IP 數(shù)據(jù)報的過

3、濾和記帳。 4 對于不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，路由器作用的側(cè)重點 有所不同： 在主干網(wǎng)上，路由器的主要作用是路由選擇 在地區(qū)網(wǎng)中，路由器的主要作用是網(wǎng)絡(luò)連接和 路由選擇 在園區(qū)網(wǎng)內(nèi)部，路由器的主要作用是分隔子網(wǎng) 5 二、路由器的組成及工作原理二、路由器的組成及工作原理 1、路由器的組成 6 路由器的前面板除了LED燈外沒有其他東西， LED燈主要是指示電源是否開啟。而后面板是路 由器的各種各樣的接口，其中最為關(guān)鍵的是 CONSOLE、ETHERNET和WAN接口。 路由器的內(nèi)部是一塊印刷電路板，電路板上 有許多大規(guī)模集成電路，還有一些插槽，用于擴 充Flash、內(nèi)存（RAM）、接口、總線。 7 路由器的

4、主要內(nèi)部組件有：路由器的主要內(nèi)部組件有： （1）CPU：中央處理單元，和計算機一樣，它是 路由器的控制和運算部件。 （2）RAMDRAM：內(nèi)存，用于存儲臨時的運算 結(jié)果。如路由表、ARP表、快速交換緩存、緩沖數(shù) 據(jù)包、數(shù)據(jù)隊列、當(dāng)前配置文件。眾所周知， RAM中的數(shù)據(jù)在路由器斷電后是會丟失的。 （3） flash Memory：可擦除、可編程的 ROM，用 于存放路由器的IOS，F(xiàn)lash的可擦除特性允許更新、 升級IOS而不用更換路由器內(nèi)部的芯片。路由器斷 電后，flash的內(nèi)容不會丟失。Flash容量較大時， 就可以存放多個IOS版本。 8 （4）NVRAM：非易失性RAM，用于存放路由

5、器的配置文件，路由器斷電后，NVRAM中的內(nèi) 容仍然保持。 （5）ROM：只讀存儲器，存儲了路由器的開機 診斷程序、引導(dǎo)程序和特殊版本的IOS軟件（用 于診斷等有限用途），ROM中軟件升級需要更換 芯片。 (6)接口（Interface）：用于網(wǎng)絡(luò)連接，路由器 就是通過這些接口和不同的網(wǎng)絡(luò)進行連接的。 9 2、路由器的工作原理、路由器的工作原理 路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每 個數(shù)據(jù)包尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù) 包有效地傳送到目的站點。由此可見，選擇最 佳路徑的策略即路由算法是路由器工作的關(guān)鍵。 為了完成這項工作，在路由器中保存著各種傳 輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)路由表（Routing Ta

6、ble），供路由選擇時使用。路徑表中保存 著目的網(wǎng)絡(luò)號、出口端、路由器個數(shù)（跳數(shù)） 和下一個路由器的端口地址（下一跳）等內(nèi)容。 路由表既可以由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好，即靜 態(tài)路由表；也可以由系統(tǒng)動態(tài)修改，即動態(tài)路 由表。 10 舉例： A、B、C、D四個網(wǎng)絡(luò)通過路由器連接在一起， 路由器又是如何發(fā)揮其路由、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的作用的？ 現(xiàn)假設(shè)網(wǎng)絡(luò)A中一個用戶A1要向C網(wǎng)絡(luò)中的C3用戶 發(fā)送一個請求信號，信號傳遞的步驟如下： 11 第1步，用戶A1將目的用戶C3的IP地址連同數(shù)據(jù)信 息以數(shù)據(jù)報的形式通過集線器或交換機以廣播的形 式發(fā)送給同一網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點，當(dāng)路由器A5端口 偵聽到后分析得知所發(fā)目的節(jié)點不是

7、本網(wǎng)段的，需 要路由轉(zhuǎn)發(fā)，就把數(shù)據(jù)幀接收下來。 第2步，路由器A5端口收到用戶A1的數(shù)據(jù)報后， 先從報頭中取出目的用戶C3的IP地址，并根據(jù)路由 表計算出發(fā)往用戶C3的最佳路徑，從分析得知到C3 的網(wǎng)絡(luò)ID號與路由器的C5網(wǎng)絡(luò)ID號相同，所以由路 由器的A5端口直接發(fā)向路由器的C5端口應(yīng)是信號傳 遞的最佳途徑。 12 第3步，路由器的C5端口再次取出目的用戶C3的 IP地址，找出C3的IP地址中的主機ID號，如果在 網(wǎng)絡(luò)中有交換機則可先發(fā)給交換機，由交換機根 據(jù)MAC地址表找出具體的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點位置，如果沒 有交換機設(shè)備則根據(jù)其IP地址中的主機ID直接把 數(shù)據(jù)報發(fā)送給用戶C3，一個完整的數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)

8、發(fā) 過程也完成了。 對于更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，路由器的C5端口會將數(shù)據(jù)報 轉(zhuǎn)發(fā)給下一個路由器的端口，如此逐個轉(zhuǎn)發(fā)，最 終到達目的主機所在的網(wǎng)絡(luò)。 13 三、路由器的分類及特點三、路由器的分類及特點 1、按處理能力劃分 ： 路由器可分高端路由器和中低端路由器， 通常將背板交換能力大于40GB的路由器稱為高 端路由器，背板交換能力40GB以下的路由器稱 為中低端路由器。 2、按結(jié)構(gòu)劃分： 路由器可分為模塊化結(jié)構(gòu)與非模塊化結(jié)構(gòu)。 通常中高端路由器為模塊化結(jié)構(gòu)，低端路由器 為非模塊化結(jié)構(gòu)。 14 3、按所處網(wǎng)絡(luò)位置劃分：路由器可分為核心路由 器與接入路由器。核心路由器位于網(wǎng)絡(luò)中心，通 常是使用高端路由器。要求

9、快速的包交換能力與 高速的網(wǎng)絡(luò)接口，通常是模塊化結(jié)構(gòu)。接入路由 器位于網(wǎng)絡(luò)邊緣，通常使用中低端路由器，要求 相對低速的端口以及較強的接入控制能力。 4、按功能劃分：路由器可分為通用路由器與專用 路由器。通常所說的路由器為通用路由器。專用 路由器通常為實現(xiàn)某種特定功能對路由器接口、 硬件等作專門優(yōu)化 。 5、按性能劃分：路由器可分為線速路由器以及非 線速路由器。通常線速路由器是高端路由器，能 以媒體速率轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；中低端路由器是非線速 路由器。但是一些新的寬帶接入路由器也有線速 轉(zhuǎn)發(fā)能力。 15 四、路由器配置的有關(guān)概念四、路由器配置的有關(guān)概念 （一）、配置路由器的常用方法（一）、配置路由器的常

10、用方法 （二）、路由器配置的三種模式（二）、路由器配置的三種模式 （三）、路由器配置的常用命令（三）、路由器配置的常用命令 16 （一）、配置路由器的常用方法（一）、配置路由器的常用方法 1、通過Console口配置路由器 用Console口對路由器進行配置是我們在工作中 對路由器進行配置最基本的方法，在第一次配置路 由器時必須采用Console口配置方式。用Console口 配置交換機時需要專用的串口配置電纜連接交換機 的Console口和主機的串口。 在主機上運行Windows系統(tǒng)附件中附帶的超級 終端軟件，并注意串口的配置參數(shù)設(shè)置（默認值）， 單擊確定按鈕即可正常建立與路由器的通信。如果

11、 路由器已經(jīng)啟動，按Enter鍵即可進入路由器的普通 用戶模式。若還沒有啟動，打開路由器的電源我們 會看到路由器的啟動過程，啟動完成后同樣進入普 通用戶模式。 17 18 2、Telnet配置配置 在本地或者遠程使用Telnet登錄到路由器上進 行配置，和使用Console口配置的界面完全相同 。 連接方法：用交叉雙絞線一端與路由器的flash 0口 相連，另一端接計算機網(wǎng)卡。 前提條件：路由器的flash 0口配置了IP地址 路由器的flash 0口已啟用 19 （二）、路由器配置的三種模式 1、普通用戶模式：開機直接進入普通用戶模式，在 該模式下我們只能查詢路由器的一些基礎(chǔ)信息，如 版本號

12、（show version） 普通用戶模式的提示符：路由器名路由器名 2、特權(quán)用戶模式：在普通用戶模式下輸入enable命 令即可進入特權(quán)用戶模式，在該模式下我們可以查 看路由器的配置信息和調(diào)試信息，保存或刪除配置 文件等等 特權(quán)用戶模式的提示符：路由器名路由器名# 20 3、全局配置模式：在特權(quán)用戶模式下輸入configure terminal命令即可進入全局配置模式，在該模式下主 要完成全局參數(shù)的配置，如設(shè)置路由器名、修改特 權(quán)用戶密碼、配置靜態(tài)路由、進入一些專項配置狀 態(tài)（如：端口配置、動態(tài)路由配置）等，具體配置 命令在實驗中有詳細介紹。 全局配置模式的提示符：路由器名（路由器名（con

13、fig)# 不管在任何模式，按不管在任何模式，按esc鍵可返回上一級模式，鍵可返回上一級模式， 按按Ctrl+z可返回特權(quán)用戶模式可返回特權(quán)用戶模式 21 （三）、路由器配置的常用命令 1、顯示命令 以上命令均在特權(quán)用戶模式下執(zhí)行以上命令均在特權(quán)用戶模式下執(zhí)行 22 2、改變路由器設(shè)置狀態(tài)的命令 修改路由器名（修改路由器名（hostname） A(config)#hostname RTA RTA(config)# 更改更改Enable密碼（密碼（enable） RTA(config)#enable Current Password: /原密碼 New Password: /新密碼 Confir

14、m new Password: /確認新密碼 Change Enable Password successfully 保存當(dāng)前配置文件 RTA#write 刪除配置文件 RTA#erase startup-config 23 端口配置命令 RTA(config)#int 端口號 /進入端口配置模式 RTA(config-if)#ip address ip地址 子網(wǎng)掩碼 /配置端口IP地址 RTA(config-if)#no shutdown /激活本端口 對WAN口： RTA(config-if)#encapsulation 協(xié)議 /捆綁某協(xié)議 對WAN口接DCE端（模擬電信局端）： RTA(

15、config-if)#clock rate 2000000 /配置時鐘頻率 24 五、靜態(tài)路由與動態(tài)路由五、靜態(tài)路由與動態(tài)路由 路由器建立路由表基本上有三種途徑： （l）、直連網(wǎng)絡(luò)：路由器自動添加和自己直接連 接的網(wǎng)絡(luò)的路由。 （2）靜態(tài)路由：管理員手動輸入到路由器的路由。 （3）動態(tài)路由：由路由協(xié)議動態(tài)建立的路由。 靜態(tài)路由：靜態(tài)路由：管理員手動輸入到路由器的路由 優(yōu)點：優(yōu)點：靜態(tài)路由不會占用路由器的CPU和RAM， 也不占用線路的帶寬 ；不需交換路由信息 ，不 會把網(wǎng)絡(luò)拓撲暴露出去 ，所以安全性好 缺點：缺點：不能動態(tài)反映網(wǎng)絡(luò)拓撲 25 靜態(tài)路由的設(shè)置靜態(tài)路由的設(shè)置 ： RT（config

16、)# ip route 目的網(wǎng)絡(luò)目的網(wǎng)絡(luò) 子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼 出口出口 下一跳下一跳IP /對對Star路由器路由器 RT（config)# ip route 目的網(wǎng)絡(luò)目的網(wǎng)絡(luò) 子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼 下一跳下一跳IP或端口號或端口號 /對對sico路由器路由器 刪除一條路由：只要上述命令前加no 缺省路由缺省路由 : RT（config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 出口出口 下一跳下一跳IP 命令中的8個0表示配置的是缺省路由，采用缺省路 由時，要先執(zhí)行“ip classless”命令,不過它是缺省值。 26 動態(tài)路由協(xié)議能夠動態(tài)地反映網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，當(dāng) 網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化時，各路由

17、器會更新自己的路由表， 所以動態(tài)路由要有兩個基本功能：維護路由表，以 路由更新的形式將路由信息及時發(fā)布給其他路由器。 動態(tài)路由協(xié)議是一種機制，也是一系列規(guī)則，路由 器和鄰居路由器通信時就使用這些規(guī)則交換自己的 路由表。 一個路由協(xié)議主要包括以下幾個內(nèi)容：一個路由協(xié)議主要包括以下幾個內(nèi)容： （l）如何發(fā)送路由更新信息(即怎么發(fā)送）。 （2）更新信息包含哪些內(nèi)容（即發(fā)送什么） （3）什么時候發(fā)送這些更新（即何時發(fā)送）。 （4）如何確定更新信息的接受者（即發(fā)送給誰） 動態(tài)路由動態(tài)路由 27 度量值度量值 路由協(xié)議是如何衡量路由的好壞呢？這就是路 由的度量值。值越小，這條路徑越佳，度量值可以 基于路由

18、的某一個特征，也可以把多個特征結(jié)合在 一起計算 路由器常用的度量值：路由器常用的度量值： （l）帶寬（Band Width）：鏈路的數(shù)據(jù)承載能力。 （2）延遲（Delay）：數(shù)據(jù)包從源端到達目的端需 要的時間。 （3）負載（Load）：鏈路上的數(shù)據(jù)量的大小。 （4）可靠性（Reliability）：鏈路上數(shù)據(jù)的差錯率。 （5）跳數(shù)（Hops）：數(shù)據(jù)包到達目的端必須經(jīng)過的 路由器個數(shù)。 （6）滴答數(shù)（Ticks）：也是鏈路上數(shù)據(jù)的延遲， 以118秒數(shù)為單位進行表示。 （7）開銷（Cost）：鏈路上的費用。 28 六、六、 路由器與交換機比較路由器與交換機比較 路由器是從交換機發(fā)展過來的，它克服了交 換機的不能路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的不足。路由器也具 有交換機的一些基本功能，但是路由器和交換機 存在著很大的區(qū)別，主要體現(xiàn)在以下幾個方面: 第一，工作層次不同。交換機是工作在 OSI/RM的數(shù)據(jù)鏈路層，也就是第二層，而路由器 是工作在OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層。由于交換機工作在 OSI的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），所以它的工作原理 比較簡單，而路由器工作在OSI的第三層（網(wǎng)絡(luò) 層）；可以得