第3章 路由器的配置和應(yīng)用

1、 與交換機(jī)不同，路由器主要工作在OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層，它以分組（packet）作為數(shù)據(jù)交換的基本單位，屬于通信子網(wǎng)的最高層設(shè)備。 路由器是局域網(wǎng)到廣域網(wǎng)的接入以及局域網(wǎng)之間互聯(lián)時(shí)所需要的設(shè)備。 掌握路由器的選擇、配置和管理方法是計(jì)算機(jī)和相關(guān)專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備的另一項(xiàng)重要技術(shù)。 實(shí)驗(yàn)1 路由器的基本操作和配置 3.1.1 實(shí)驗(yàn)概述 路由器是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備，它可以在源網(wǎng)絡(luò)和目標(biāo)路由器是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備，它可以在源網(wǎng)絡(luò)和目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)之間提供一條高效的數(shù)據(jù)傳輸路徑，將數(shù)據(jù)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間提供一條高效的數(shù)據(jù)傳輸路徑，將數(shù)據(jù)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑趯W(xué)習(xí)了交換機(jī)相關(guān)配置的基

2、礎(chǔ)上，掌握路由器的基本配置方法，包括名稱、遠(yuǎn)程管理IP地址、登錄和配置密碼等。實(shí)驗(yàn)原理 路由器工作在OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層，以數(shù)據(jù)分組作為信息的交換單元。 路由器的尋址依據(jù)是位于路由器中的路由表，屬于邏輯尋路由器的尋址依據(jù)是位于路由器中的路由表，屬于邏輯尋址方式。址方式。 由于目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)多使用由于目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)多使用TCP/IP協(xié)議，所以本實(shí)驗(yàn)主要協(xié)議，所以本實(shí)驗(yàn)主要介紹介紹IP路由的相關(guān)設(shè)置。路由的相關(guān)設(shè)置。 另外，由于路由器多工作在網(wǎng)絡(luò)的邊緣，為了適應(yīng)不同的另外，由于路由器多工作在網(wǎng)絡(luò)的邊緣，為了適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)連接，需要提供相應(yīng)的連接端口。網(wǎng)絡(luò)連接，需要提供相應(yīng)的連接端口。所使用的連接

3、方式所使用的連接方式（主要反映在端口上）不同，相關(guān)的配置也不盡相同，但（主要反映在端口上）不同，相關(guān)的配置也不盡相同，但基本的配置思路是一樣的?；镜呐渲盟悸肥且粯拥?。3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求 （1） 掌握路由器的基本工作原理和方法 （2） 掌握PC與路由器之間的連接方式 （3） 掌握路由器的基本配置方法 （4） 掌握PC與路由器之間連通性的測(cè)試方法 （5） 熟悉路由器命令行的幫助功能3.1.2 實(shí)驗(yàn)規(guī)劃 1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 （1） 路由器（1臺(tái)） （2） 實(shí)驗(yàn)用PC（至少1臺(tái)） （3） Console電纜（1根） （4） 直連雙絞線（1根）。如果是通過(guò)串口連接，需要配置專門(mén)的串行電纜。 2 實(shí)驗(yàn)拓?fù)?使

4、用直連雙絞線將PC與路由器的F0/1（即FastEthernet0/1，第一個(gè)模塊上的第一個(gè)快速以太網(wǎng)端口）相連； 另外，使用路由器自帶的控制線連接路由器Console端口和PC的COM端口（COM1或COM3）；在PC上安裝Windows 2000或Windows XP操作系統(tǒng)。2.1.3 實(shí)驗(yàn)步驟2.1.3 實(shí)驗(yàn)步驟2.1.4 結(jié)果驗(yàn)證 （1） 設(shè)置PC的IP地址。由于PC與路由器的fastethernet 0/1端口直接相連，而fastethernet0/1的IP地址被配置為192.168.1.1，所以PC的IP地址應(yīng)該設(shè)置在192.168.1.2254之間，子網(wǎng)掩碼為255.255.2

5、55.0。 （2） 驗(yàn)證telnet登錄密碼。 圖 3-2 利 用telnet命 令 遠(yuǎn) 程 登 錄 到 路 由 器 （3） 驗(yàn)證“特權(quán)模式”密碼。在如圖3-2所示的“用戶模式”（Router-A）下，輸入“enable”命令，在“Password：”（圖3-2中的第2個(gè)Password:）后面輸入已設(shè)置的進(jìn)入“特權(quán)模式”的密碼，回車(chē)后將出現(xiàn)“Router-A#”提示符，說(shuō)明已經(jīng)進(jìn)入了“特權(quán)模式”。 可以使用“show configure”命令查看當(dāng)前路由器的配置情況： 使用“show ip interface”或“show interface vlan 1”查看路由器的管理IP地址 通過(guò)以上

6、配置說(shuō)明，大家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)交換機(jī)和路由器的許多基本配置命令是相同的，只是在管理地址的配置上有所不同，這是由于交換機(jī)工作在OSI的數(shù)據(jù)鏈路層，而路由器則工作在網(wǎng)絡(luò)層。實(shí)驗(yàn)2 靜態(tài)路由的配置和應(yīng)用 3.2.1 實(shí)驗(yàn)概述 由于靜態(tài)路由選擇效率高、占用系統(tǒng)資源較少、配置簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，所以應(yīng)用較為廣泛。 目前，多數(shù)局域網(wǎng)之間的遠(yuǎn)距離連接，以及局域網(wǎng)接入目前，多數(shù)局域網(wǎng)之間的遠(yuǎn)距離連接，以及局域網(wǎng)接入Internet時(shí)，多使用靜態(tài)路由。時(shí)，多使用靜態(tài)路由。 對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)管理人員難以全面了解整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而且網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和鏈路狀態(tài)可能會(huì)經(jīng)常進(jìn)行改變，所以大型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境一般不適宜采用靜大

7、型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境一般不適宜采用靜態(tài)路由。態(tài)路由。實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谡莆章酚善骰九渲梅椒ǖ幕A(chǔ)上，繼續(xù)學(xué)習(xí)路由配置的相關(guān)概念和靜態(tài)路由的實(shí)現(xiàn)方法，并了解靜態(tài)路由在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中的重要性 實(shí)驗(yàn)原理2 實(shí)驗(yàn)原理在目前廣泛使用的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中，基于IP分組的路由選擇是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基礎(chǔ)。根據(jù)路由選擇策略的不同可以分為動(dòng)態(tài)路由選擇和靜態(tài)路由選擇兩類，所謂靜態(tài)路由選擇是指路由器中的路由表是靜態(tài)的，路由所謂靜態(tài)路由選擇是指路由器中的路由表是靜態(tài)的，路由器之間不需要進(jìn)行路由信息的交換。器之間不需要進(jìn)行路由信息的交換。（1） 路由表產(chǎn)生的路由表產(chǎn)生的3種方式種方式n 直連路由。直連路由。當(dāng)給路由器的端口配置一個(gè)當(dāng)給路由器的

8、端口配置一個(gè)IP地址后，路由器將自動(dòng)產(chǎn)生本端口地址后，路由器將自動(dòng)產(chǎn)生本端口IP所在網(wǎng)段的路由信息。所在網(wǎng)段的路由信息。n 靜態(tài)路由。靜態(tài)路由。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單且固定的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)管理人員通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單且固定的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)管理人員通過(guò)手工方式配置本路由器未知網(wǎng)段的路由信息，手工方式配置本路由器未知網(wǎng)段的路由信息，從而實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)段之間的互聯(lián)從而實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)段之間的互聯(lián)n 動(dòng)態(tài)路由。動(dòng)態(tài)路由協(xié)議產(chǎn)生的路由。動(dòng)態(tài)路由。動(dòng)態(tài)路由協(xié)議產(chǎn)生的路由。在規(guī)模較大且網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜在規(guī)模較大且網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)路由器上運(yùn)行的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議（如的網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)路由器上運(yùn)行的動(dòng)態(tài)路由

9、協(xié)議（如RIP、OSPF等）所產(chǎn)生的等）所產(chǎn)生的路由信息。路由信息。動(dòng)態(tài)路由信息通過(guò)路由器之間的相互學(xué)習(xí)而得。動(dòng)態(tài)路由信息通過(guò)路由器之間的相互學(xué)習(xí)而得。 （2） 靜態(tài)路由的配置命令 ip route 網(wǎng)絡(luò)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào) 子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼 轉(zhuǎn)發(fā)路由器的轉(zhuǎn)發(fā)路由器的IP地址地址/本地本地端口端口u網(wǎng)絡(luò)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)和和子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼。為目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的。為目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的IP地址和子網(wǎng)掩地址和子網(wǎng)掩碼，使用點(diǎn)分十進(jìn)制表示。碼，使用點(diǎn)分十進(jìn)制表示。u 轉(zhuǎn)發(fā)路由器的轉(zhuǎn)發(fā)路由器的IP地址地址/本地端口本地端口。指定該條路由的下指定該條路由的下一跳一跳IP地址（用點(diǎn)分十進(jìn)制表示）或發(fā)送端口的名稱。地址（用點(diǎn)分十進(jìn)制表示）或發(fā)送

10、端口的名稱。 刪除靜態(tài)路由命令：刪除靜態(tài)路由命令： no ip route 網(wǎng)絡(luò)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào) 子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼 （3） 靜態(tài)路由的配置步驟 在配置靜態(tài)路由時(shí)，一般可通過(guò)以下幾個(gè)步驟進(jìn)行：在配置靜態(tài)路由時(shí)，一般可通過(guò)以下幾個(gè)步驟進(jìn)行： 為每條鏈路分配為每條鏈路分配IP地址地址 為每個(gè)路由器標(biāo)識(shí)非直連的鏈路地址為每個(gè)路由器標(biāo)識(shí)非直連的鏈路地址 為每個(gè)路由器寫(xiě)出非直連網(wǎng)絡(luò)的路由語(yǔ)句。為每個(gè)路由器寫(xiě)出非直連網(wǎng)絡(luò)的路由語(yǔ)句。 需要注意的是，在路由器中寫(xiě)出直連網(wǎng)絡(luò)（或鏈路）的地需要注意的是，在路由器中寫(xiě)出直連網(wǎng)絡(luò)（或鏈路）的地址是沒(méi)有意義的。址是沒(méi)有意義的。3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求 （1） 掌握路由選擇的基本方法

11、（2） 掌握靜態(tài)路由的配置方法 （3） 掌握路由表的查看方法 （4） 掌握路由器之間連通性的測(cè)試方法3.2.2 實(shí)驗(yàn)規(guī)劃 1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 （1） 路由器（2臺(tái)） （2） 實(shí)驗(yàn)用PC（2臺(tái)） （3） Consol電纜（2根） （4） 直連雙絞線（2根） （5） 串行電纜（1根）2 實(shí)驗(yàn)拓?fù)?.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟2.2.4 結(jié)果驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)3 RIP路由協(xié)議的配置和應(yīng)用路由信息協(xié)議（Routing Information Protocol，RIP）是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中歷史悠久的路由協(xié)議之一，是第一個(gè)作為開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的路由協(xié)議，也是較早推出的距離矢量路由協(xié)議。RIP是一個(gè)最簡(jiǎn)單的距離適量路由協(xié)議，非常適用于小型網(wǎng)絡(luò)的

12、應(yīng)用。3.3.1 實(shí)驗(yàn)概述RIP有RIP Version 1和RIP Version 2兩個(gè)版本，分別縮寫(xiě)為RIP v1和RIP v2。其中，其中，RIP v1在在1988年被標(biāo)準(zhǔn)化在年被標(biāo)準(zhǔn)化在RFC 1058文檔中，文檔中，RIP v2在在RFC 1388文檔中被描述。文檔中被描述。RIP v2主要增加了對(duì)主要增加了對(duì)VLSM（Variable Length Subnet Masks，可變，可變長(zhǎng)子網(wǎng)屏蔽）的支持，其他方面并沒(méi)有太大的改進(jìn)。目前，在配置長(zhǎng)子網(wǎng)屏蔽）的支持，其他方面并沒(méi)有太大的改進(jìn)。目前，在配置RIP路由協(xié)議時(shí)，一般都使用路由協(xié)議時(shí)，一般都使用RIP v2。實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑诶斫饬寺?/p>

13、由器工作原理以及掌握了靜態(tài)路由配置方法的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)RIP路由協(xié)議的工作特點(diǎn)、應(yīng)用范圍和配置方法。實(shí)驗(yàn)原理RIP路由協(xié)議是以跳數(shù)（hops count）作為度量值來(lái)計(jì)算路由的。RIP使用單一路由metric來(lái)衡量源網(wǎng)絡(luò)到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的距離。從源到目標(biāo)的路徑中，每經(jīng)過(guò)一跳（一個(gè)路由器）RIP中的度量值便會(huì)增加一個(gè)跳數(shù)值（此值通常為1）。當(dāng)RIP路由器收到包含新改變的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送來(lái)的路由更新信息時(shí)，就把其metric值加1，然后存入自己的路由表，發(fā)送者的IP地址就作為下一跳地址。如此一來(lái)，跳數(shù)越多，路徑就越長(zhǎng)，RIP算法會(huì)優(yōu)先選擇到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)跳數(shù)少的路徑。RIP支持的最大跳數(shù)是15，跳數(shù)為16的網(wǎng)絡(luò)被

14、RIP路由器認(rèn)為不可到達(dá)。RIP v1是以組播的形式進(jìn)行路由信息更新的，該組播地址是224.0.0.9。另外，RIP v2還支持基于端口的認(rèn)證，以提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。RIP路由協(xié)議的具體配置方法如下：路由協(xié)議的具體配置方法如下：（1）在路由器全局配置模式下啟動(dòng)RIP路由協(xié)議，命令格式如下：Router（config）# router rip（2）在路由器配置模式下，用Network命令來(lái)發(fā)布每個(gè)路由器的直連網(wǎng)絡(luò)。由于由于RIP v1不支持可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼（不支持可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼（VLSM），所以發(fā)布的本地網(wǎng)絡(luò)），所以發(fā)布的本地網(wǎng)絡(luò)只能是主網(wǎng)絡(luò)，即按照默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼進(jìn)行發(fā)布，在這里子網(wǎng)掩碼可只能是主網(wǎng)

15、絡(luò)，即按照默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼進(jìn)行發(fā)布，在這里子網(wǎng)掩碼可以不輸入。以不輸入。Router（config-Router）# Network Network3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求 （1） 熟悉路由器的基本方法 （2） 掌握RIP路由協(xié)議的工作特點(diǎn) （3） 掌握RIP路由協(xié)議的配置方法 （4） 掌握RIP路由協(xié)議的測(cè)試方法3.3.2 實(shí)驗(yàn)規(guī)劃 1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 （1） 路由器（2臺(tái)） （2） 三層交換機(jī)（1臺(tái)） （3） 實(shí)驗(yàn)用PC（2臺(tái)） （4） Console電纜（3根） （5） 直連雙絞線（3根） （6） 交叉雙絞線（1根）2 實(shí)驗(yàn)拓?fù)?4) Console電纜（3根）（5） 直連雙絞線（3根）（6） 交叉雙

16、絞線（1根2.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟3.3.4 結(jié)果驗(yàn)證120/2 - 靜態(tài)路由管轄區(qū)域120，度量值1, 00:01:42,路由存在時(shí)間實(shí)驗(yàn)4 OSPF路由協(xié)議的配置和應(yīng)用 OSPF（Open Shortest Path First，開(kāi)放最短路徑優(yōu)先）協(xié)議，“開(kāi)放”表明該協(xié)議是一個(gè)公開(kāi)的協(xié)議，它由標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議組織制定，各設(shè)備廠商都可以得到協(xié)議的技術(shù)細(xì)節(jié)，所以O(shè)SPF可以在幾乎所有的路由器和三層交換機(jī)（Cisco 3550交換機(jī)只有企業(yè)版才支持OSPF）上運(yùn)行。OSPF是一種鏈路狀態(tài)協(xié)議，目前廣泛應(yīng)用于各類網(wǎng)絡(luò)中。3.4.1 實(shí)驗(yàn)概述路由器學(xué)習(xí)路由信息，生成并維護(hù)路由表的方法包括直連路由（Direct

17、）、靜態(tài)路由（Static）和動(dòng)態(tài)路由（Dynamic）。其中OSPF是除RIP之外的另一種重要的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議。按照路由器所執(zhí)行的算法，動(dòng)態(tài)路由協(xié)議可分為距離矢量（Distance Vector）路由協(xié)議和鏈路狀態(tài)（Link State）路由協(xié)議，其中RIP屬于距離適量路由協(xié)議，而OSPF屬于鏈路狀態(tài)路由協(xié)議。實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑诶^續(xù)學(xué)習(xí)路由器工作原理、應(yīng)用特點(diǎn)和配置方法的基礎(chǔ)上，掌握直連路由、靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由的特點(diǎn)。同時(shí)，結(jié)合RIP路由協(xié)議的配置，學(xué)習(xí)OSPF路由協(xié)議的配置方法。同時(shí)，通過(guò)對(duì)RIP和OSPF工作原理的對(duì)比，掌握距離矢量路由協(xié)議和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的應(yīng)用特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)原理OSPF路由協(xié)議是一

18、種典型的鏈路狀態(tài)協(xié)議，一般用于同一個(gè)路由域內(nèi)。在這里，路由域是指一個(gè)自治系統(tǒng)（Autonomous System，AS）。AS是指一組通過(guò)統(tǒng)一的路由政策或路由協(xié)議互相交換路由信息的網(wǎng)絡(luò)，在本實(shí)驗(yàn)中我們可以把一個(gè)AS域看成由若干個(gè)OSPF區(qū)域（Area）所組成的大的自治系統(tǒng)，也通常叫做OSPF路由域（Routing Domain）。OSPF作為典型的IGP（Interior Gateway Protocol，內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）路由協(xié)議，它是運(yùn)行在一個(gè)AS內(nèi)部的路由協(xié)議。在這個(gè)AS中，所有的OSPF路由器都維護(hù)一個(gè)相同的AS結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)中存放的是該路由域（AS）中相應(yīng)鏈路的狀態(tài)信息，OSPF路由器正是通過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算出OSPF路由表的。 OSPF 路由協(xié)議是基于TCP/IP 協(xié)議體系而開(kāi)發(fā)的，即OSPF fo