第8章 路由器基礎(chǔ)

第8章路由器基礎(chǔ)8.1路由器概述8.2路由器的初始配置8.3路由器的命令行界面18.1路由器概述8.1.1路由器工作原理8.1.2路由器的主要功能8.1.3路由器的分類8.1.4路由器的重要技術(shù)參數(shù)路由器的概念模型28.1.1路由器工作原理[引例]38.1.1路由器工作原理路由器原理當(dāng)路由更新消息到達(dá)路由器后，經(jīng)過路由協(xié)議的計算，生成新的路由表，并更新路由數(shù)據(jù)庫；當(dāng)一個分組到達(dá)路由器后，路由器根據(jù)其目的地址在路由表中查詢，找到相應(yīng)的下一跳地址，并將分組發(fā)送到相應(yīng)的通路上；路由器根據(jù)鏈路狀態(tài)，產(chǎn)生路由更新消息，并傳遞給其他路由器，供其他路由器的路由協(xié)議計算生成新的路由表。48.1.2路由器的主要功能1．路徑選擇即網(wǎng)絡(luò)尋址。路由器需要確定分組的下一跳地址，最終確定一條通過網(wǎng)絡(luò)到達(dá)目的端的最佳路徑。2．?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

即數(shù)據(jù)交換。轉(zhuǎn)發(fā)即沿選擇好的最佳路徑傳送分組。路由器首先在路由表中查找——無法匹配，將該分組丟棄；匹配，根據(jù)相應(yīng)表項將分組發(fā)送到下一個站點；目的網(wǎng)絡(luò)直接與路由器相連，把分組直接送到相應(yīng)的端口上。

58.1.3路由器的分類1．按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議劃分（1）單協(xié)議路由器：只支持單個網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，其他協(xié)議數(shù)據(jù)傳送必須通過封裝的隧道方式。（2）多協(xié)議路由器：支持多個網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，可實現(xiàn)具有不同網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。2．按照功能劃分（1）骨干級（核心層或高端）路由器：網(wǎng)絡(luò)互連的關(guān)鍵設(shè)備，數(shù)據(jù)吞吐量較大?；拘阅芤笫歉咚俣群透呖煽啃?。（2）企業(yè)級（分發(fā)層或中端）路由器：特點是能夠提供大量端口且每端口造價很低，容易配置，支持QoS，支持廣播和組播等多項功能。（3）接入級（訪問層或低端）路由器：主要應(yīng)用于連接家庭或ISP內(nèi)的小型企業(yè)客戶群體。68.1.3路由器的分類3．按照結(jié)構(gòu)劃分（1）固定式路由器：采用不同的端口組合，端口不能升級、進(jìn)行局部變動。（2）模塊化路由器：上有若干插槽，可插入不同的接口卡，可根據(jù)實際需要靈活地進(jìn)行升級或變動。4．按照應(yīng)用劃分（1）通用路由器（2）專用路由器：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。78.1.3路由器的分類５．按照所處網(wǎng)絡(luò)位置劃分（1）邊界路由器：處于網(wǎng)絡(luò)邊緣，用于不同網(wǎng)絡(luò)路由器的連接。背板帶寬要足夠?qū)?。?）中間節(jié)點路由器：處于網(wǎng)絡(luò)的中間，通常用于連接不同網(wǎng)絡(luò)。具有較大容量的緩存、較強(qiáng)的MAC地址記憶功能。6．按照性能劃分（1）線速路由器：完全可以按傳輸介質(zhì)帶寬進(jìn)行通暢傳輸，基本上沒有間斷和延時。（2）非線速路由器88.1.4路由器的重要技術(shù)參數(shù)CPU

路由器最核心的器件，決定路由器最重要的參數(shù)——吞吐量。內(nèi)存路由器中一般包含多種內(nèi)存。用于存儲配置、路由器操作系統(tǒng)、路由協(xié)議軟件等內(nèi)容。吞吐量（Throughput）路由器每秒能處理的數(shù)據(jù)量，是路由器性能的直觀反映。支持的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議線速轉(zhuǎn)發(fā)能力在同樣端口速率下轉(zhuǎn)發(fā)小包的能力。9路由器的硬件組成1、路由器的基本組成路由器由硬件和軟件組成。硬件由處理器、內(nèi)存、接口、控制端口等物理硬件和電路組成；軟件由路由器的IOS操作系統(tǒng)和運(yùn)行配置文件組成。處理器內(nèi)存

ROM(只讀內(nèi)存)FlashRAM(閃存)NVRAM(非易性內(nèi)存)RAM(內(nèi)存)路由器的端口路由器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連是通過端口完成的，它可以與各種進(jìn)行物理連接10局域網(wǎng)端口：AUI端口：即粗纜口，連接10Base-5以太網(wǎng)絡(luò)，它是一種“D”型15針接口，這在令牌環(huán)網(wǎng)或總線型網(wǎng)絡(luò)中是一種比較常見的端口之一。路由器可通過粗同軸電纜收發(fā)器實現(xiàn)與10Base-5網(wǎng)絡(luò)的連接。但更多的則是借助于外接的收發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)器（AUI-to-RJ-45），實現(xiàn)與10Base-T以太網(wǎng)絡(luò)的連接。當(dāng)然，也可借助于其他類型的收發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)器實現(xiàn)與細(xì)同軸電纜（10Base-2）或光纜（10Base-F）的連接。

RJ45端口：雙絞線以太網(wǎng)端口，在路由器中，10Base-T網(wǎng)的RJ-45端口標(biāo)識為“ETH”，100Base-TX網(wǎng)的RJ-45端口標(biāo)識為“10/100bTX”。SC端口：光纖端口，連接快速以太網(wǎng)或千兆以太網(wǎng)交換機(jī)，以“100bFX”或“1000bFX”標(biāo)注。11廣域網(wǎng)端口：高速同步串口：可連接DDN、幀中繼、X.25、E1等。同步/異步串口：用于Modem或Modem池的連接，實現(xiàn)遠(yuǎn)程計算機(jī)通過公用電話網(wǎng)撥入網(wǎng)絡(luò)。ISDNBRI端口：用于ISDN線路通過路由器實現(xiàn)與Internet或其他遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的連接，可實現(xiàn)128Kbps的通信速率。12WIC-1T、WIC-2T13CAB-V.35FC14路由器的前面板15路由器的后面板168.2路由器的初始配置[實例8.1]

某單位新購置路由器Cisco2621一臺，對其進(jìn)行初始配置。一、分析問題1．技術(shù)概述2．實現(xiàn)方式3．相關(guān)概念二、配置方法1．設(shè)備需求2．拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖178.2路由器的初始配置Cisco2621路由器

[實例8.1]一、分析問題1．技術(shù)概述（1）路由器的結(jié)構(gòu)Cisco2600系列路由器：模塊化路由器188.2路由器的初始配置[實例8.1]一、分析問題

1．技術(shù)概述（1）路由器的結(jié)構(gòu)路由器的物理端口端口編號規(guī)則：“插槽號/單元號”。對一接口卡插槽，端口號從0開始，從右至左，從底部到頂部的順序編號。198.2路由器的初始配置[實例8.1]一、分析問題1．技術(shù)概述（1）路由器的結(jié)構(gòu)IOS（InternetworkOperatingSystem）提供全面的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，啟動網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用程序。208.2路由器的初始配置

[實例8.1]一、分析問題1．技術(shù)概述（1）路由器的結(jié)構(gòu)路由器的內(nèi)存

ROM

含有一份IOS副本及引導(dǎo)程序，相當(dāng)于PC機(jī)的BIOS。Cisco路由器首先運(yùn)行ROM中的程序，其主要功能是在加電時檢測路由器的硬件。

RAM分成共享內(nèi)存和主存。主存存儲路由器配置和與路由協(xié)議相關(guān)的IOS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。共享內(nèi)存緩存等待處理的分組。

Flash（閃存）可擦寫、可編程的ROM，其中的數(shù)據(jù)在掉電時不會丟失。保存運(yùn)行的IOS當(dāng)前版本。

NVRAM（非易失性RAM）在掉電后，其內(nèi)容不會丟失。保存路由器配置信息218.2路由器的初始配置Console口接終端或運(yùn)行終端仿真軟件的微機(jī)，通過console進(jìn)行配置；AUX口接MODEM進(jìn)行遠(yuǎn)程配置，通過電話線與遠(yuǎn)方的終端或運(yùn)行終端仿真軟件的微機(jī)相連；通過Ethernet上的TFTP服務(wù)器下載路由器配置文件；通過Ethernet上的Telnet程序。通過Ethernet上的SNMP網(wǎng)管工作站，該工作站必須運(yùn)行Ciscoworks及CiscoView，需安裝網(wǎng)管軟件。

[實例8.1]一、分析問題

1．技術(shù)概述（2）路由器的配置方式228.2路由器的初始配置[實例8.1]一、分析問題2．實現(xiàn)方式配置方式：第1種方式，終端的硬件設(shè)置：波特率：9600

數(shù)據(jù)位：8

停止位：1

奇偶校驗：無

命令方式：Setup命令方式。配置內(nèi)容：全局參數(shù)和端口參數(shù)的配置。238.2路由器的初始配置[實例8.1]一、分析問題3．相關(guān)概念

（1）globalparameters：全局參數(shù)，包括：hostname：路由器名；enablepassword：特權(quán)用戶口令，不加密，查看配置時顯示；enablesecret：加密的特權(quán)用戶口令，查看配置時不顯示；virtualterminalpassword：虛擬終端用戶口令，防止未經(jīng)授權(quán)的用戶通過Console口以外的端口進(jìn)行非法訪問。（2）IPaddress：IP地址。（3）Subnetmask：子網(wǎng)掩碼。248.2路由器的初始配置[實例8.1]二、配置方法1．設(shè)備需求路由器1臺；PC機(jī)1臺，運(yùn)行Windows2000（或Windows2003）；Cisco2621提供的Cisco線（兩頭均為RJ45頭）1條；RJ45-DB9轉(zhuǎn)換頭1個。2．拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

258.3路由器的命令行界面8.3.1命令行的基本操作8.3.2配置主機(jī)名和口令8.3.3路由器的檢查命令268.3.1命令行的基本操作[實例8.2]

配置路由器R1（實例8.1中）的串行端口Serial0/0。一、分析問題1．技術(shù)概述2．實現(xiàn)方式3．相關(guān)概念4．相關(guān)命令二、配置方法1．設(shè)備需求2．拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖278.3.1命令行的基本操作[實例8.2]一、分析問題1．技術(shù)概述（1）命令行界面（CLI）在路由器提示符下輸入CiscoIOS命令，類似在PC機(jī)上使用DOS命令。288.3.1命令行的基本操作[實例8.2]一、分析問題

1．技術(shù)概述（2）路由器的工作模式Router>Router#Router(config)#Router(config-if)#Router(config-router)#>SETUP模式用戶模式特權(quán)模式全局配置模式端口配置模式路由配置模式ROM監(jiān)視器模式局部配置模式298.3.1命令行的基本操作[實例8.2]一、分析問題

1．技術(shù)概述（3）路由器的命令分類全局命令：影響整個部件功能的命令。主命令：指示一個正在被配置的特定端口或進(jìn)程。每一個主命令必須至少有一個子命令。子命令：用于主命令之后，對一個端口或進(jìn)程進(jìn)行配置。308.3.1命令行的基本操作[實例8.2]一、分析問題

1．技術(shù)概述（4）路由器命令的幫助功能在任何模式下，輸入“？”，即可顯示該模式下可執(zhí)行的命令列表。在輸入命令后面加上“？”，即提示該命令的幫助說明。上下文敏感幫助，即鍵入命令開始的幾個字母，后面緊跟“？”，則提示能與其匹配的命令。在命令關(guān)鍵字后面空一個格，鍵入“？”，則提示與“？”對應(yīng)位置的參數(shù)。318.3.1命令行的基本操作[實例8.2]一、分析問題2．實現(xiàn)方式在路由器的端口配置模式下，配置Serial0/0口，包括：設(shè)置HDLC封裝；設(shè)置DCE端線路速度；設(shè)置IP地址和子網(wǎng)掩碼。328.3.1命令行的基本操作[實例8.2]一、分析問題3．相關(guān)概念（1）HDLC：高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議。（2）DCE：數(shù)據(jù)通信設(shè)備。（3）DTE：數(shù)據(jù)終端設(shè)備。338.3.1命令行的基本操作[實例8.2]一、分析問題

4．相關(guān)命令（1）enable功能：從用戶模式進(jìn)入特權(quán)模式。（2）configureterminal功能：在特權(quán)模式下進(jìn)入全局配置模式。（3）interface<typeslot/number>功能：在全局配置模式下進(jìn)入端口設(shè)置模式。參數(shù)說明：typeslot/number：端口類型和端口號。348.3.1命令行的基本操作[實例8.2]一、分析問題

4．相關(guān)命令（4）encapsulation<hdlc/ppp/frame-relay/X.25>功能：設(shè)置串口的封裝協(xié)議。參數(shù)說明：hdlc/ppp/frame-relay/X.25：Cisco支持的鏈路封裝協(xié)議，缺省為hdlc。（5）clockrate<speed>功能：設(shè)置串口工作在DCE方式下的線路速度。參數(shù)說明：speed：DCE端線路速度。358.3.1命令行的基本操作[實例8.2]一、分析問題

4．相關(guān)命令（6）ipaddress<address>

<subnet-mask>功能：設(shè)置端口的IP地址和子網(wǎng)掩碼。參數(shù)說明：address：端口的IP地址；subnet-mask：子網(wǎng)掩碼。（7）noshutdown功能：激活端口。（shutdown即關(guān)閉端口。）（8）exit功能：退出當(dāng)前模式，返回上一級模式。368.3.1命令行的基本操作[實例8.2]二、配置方法1．設(shè)備需求路由器1臺；PC機(jī)1臺，運(yùn)行Windows2000（或Windows2003）；Cisco2621提供的Cisco線（兩頭均為RJ45頭）1條；RJ45-DB9轉(zhuǎn)換頭1個。2．拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

378.3.2配置主機(jī)名和口令[實例8.3]

為實例8.2中的路由器配置主機(jī)名和加密口令。一、分析問題1．技術(shù)概述2．實現(xiàn)方式3．相關(guān)命令二、配置方法1．設(shè)備需求2．拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖388.3.2配置主機(jī)名和口令[實例8.3]一、分析問題

1．技術(shù)概述命令的快速鍵入法：功能：路由器依據(jù)命令的前3或4個字母辨別出該命令，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。用法：用戶鍵入命令從左至右所包含的字母，能將該命令與其他同一模式的命令完全區(qū)別開來。

398.3.2配置主機(jī)名和口令[實例8.3]一、分析問題2．實現(xiàn)方式使用命令快速鍵入法，修改實例8.1中配置的路由器名及加密口令。408.3.2配置主機(jī)名和口令[實例8.3]一、分析問題

3．相關(guān)命令（1）hostname<name>功能：設(shè)置路由器名稱。參數(shù)說明：name：路由器名稱，默認(rèn)路由器名為Router。（2）enablesecret<password>功能：設(shè)置路由器加密特權(quán)用戶口令。建議使用。參數(shù)說明：password：加密特權(quán)用戶口令。（3）write功能：保存當(dāng)前配置，即將當(dāng)前配置文件拷貝到初始配置文件中。418.3.2配置主機(jī)名和口令[實例8.3]二、配置方法1．設(shè)備需求路由器1臺；PC機(jī)1臺，運(yùn)行Windows2000（或Windows2003）；Cisco2621提供的Cisco線（兩頭均為RJ45頭）1條；RJ45-DB9轉(zhuǎn)換頭1個。2．拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

428.3.3路由器的檢查命令[實例8.4]

檢查實例8.3中路由器的配置參數(shù)及工作狀況。一、分析問題1．技術(shù)概述2．實現(xiàn)方式3．相關(guān)命令二、配置方法1．設(shè)備需求2．拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖438.3.3路由器的檢查命令[實例8.4]一、分析問題

1．技術(shù)概述在路由器的特權(quán)模式下，可用show命令來檢查路由器的配置參數(shù)及工作狀況。

448.3.