《ip路由原理》課件

IP路由原理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間傳遞數(shù)據(jù)包的機(jī)制。IP路由器是網(wǎng)絡(luò)中重要的組成部分，通過分析數(shù)據(jù)包中的目標(biāo)地址，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到正確的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。DH投稿人：DingJunHongIP協(xié)議概述網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議族中的核心協(xié)議之一。它負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)包的傳遞，并為上層協(xié)議提供服務(wù)。IP協(xié)議的主要功能是將數(shù)據(jù)包從源主機(jī)發(fā)送到目的主機(jī)，并在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行路由選擇。無連接協(xié)議IP協(xié)議是一種無連接的協(xié)議，即它不保證數(shù)據(jù)包的順序到達(dá)，也不保證數(shù)據(jù)包的完整性。IP協(xié)議主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸，而數(shù)據(jù)包的可靠性則由上層協(xié)議（如TCP）來保證。IP地址網(wǎng)絡(luò)地址全球范圍內(nèi)唯一標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)字。主機(jī)地址網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)。子網(wǎng)掩碼區(qū)分網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址。子網(wǎng)劃分子網(wǎng)劃分是將一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)較小的子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)擁有獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)地址空間。這種劃分方式可以提高網(wǎng)絡(luò)效率，方便管理，并增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全。1網(wǎng)絡(luò)地址空間分配將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址空間劃分為多個(gè)子網(wǎng)地址空間。2子網(wǎng)掩碼設(shè)置為每個(gè)子網(wǎng)分配一個(gè)唯一的子網(wǎng)掩碼。3主機(jī)地址分配在每個(gè)子網(wǎng)中分配可用的主機(jī)地址。子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)地址掩碼子網(wǎng)掩碼是一個(gè)32位的二進(jìn)制數(shù)，用于區(qū)分IP地址中的網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分。子網(wǎng)劃分子網(wǎng)掩碼用于將一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)小的子網(wǎng)，以便更好地管理網(wǎng)絡(luò)資源。主機(jī)地址范圍通過子網(wǎng)掩碼，可以確定每個(gè)子網(wǎng)中可分配的IP地址范圍，從而有效地管理網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)。路由選擇子網(wǎng)掩碼用于幫助路由器識(shí)別目標(biāo)主機(jī)所在的子網(wǎng)，從而選擇最優(yōu)的路由路徑。路由概述數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)路由器根據(jù)數(shù)據(jù)包的目的地IP地址，選擇最佳路徑轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)路由器連接不同的網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)之間能夠相互通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。路徑選擇路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜吐酚蓞f(xié)議，計(jì)算并維護(hù)路由表，記錄到達(dá)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑。靜態(tài)路由11.手工配置管理員手動(dòng)配置路由表，指定數(shù)據(jù)包到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的路徑。22.路徑固定一旦配置完成，路由器將始終遵循該路由，不會(huì)自動(dòng)改變路徑。33.網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小適合于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的環(huán)境。44.配置簡(jiǎn)單配置過程相對(duì)簡(jiǎn)單，易于理解和管理。動(dòng)態(tài)路由自動(dòng)更新動(dòng)態(tài)路由協(xié)議可以自動(dòng)收集網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，根?jù)網(wǎng)絡(luò)變化動(dòng)態(tài)更新路由表。路徑選擇動(dòng)態(tài)路由協(xié)議根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，選擇最佳路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡(luò)管理動(dòng)態(tài)路由協(xié)議簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理，無需手動(dòng)配置所有路由信息。路由選擇協(xié)議概述路由選擇協(xié)議用于在網(wǎng)絡(luò)中自動(dòng)交換路由信息。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路徑開銷，計(jì)算最佳路徑，并更新路由表。類型主要分為兩種類型：內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(EGP)。IGP用于在單個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)，而EGP用于在不同自治系統(tǒng)之間交換路由信息。路由表的構(gòu)建1收集路由信息路由器通過各種路由協(xié)議收集網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，并將其存?chǔ)到路由表中。2選擇最佳路徑路由表中的每條路由信息都包含目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)地址、下一跳路由器地址和躍點(diǎn)數(shù)等信息，路由器會(huì)選擇跳數(shù)最小的路徑。3更新路由信息路由器會(huì)定期更新路由信息，以確保路由表的準(zhǔn)確性，并適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?。路由算法最短路徑算法最短路徑算法，例如Dijkstra算法，用于找到網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑。跳數(shù)算法跳數(shù)算法，例如RIP，選擇跳數(shù)最少的路徑，不考慮帶寬和延遲。距離向量算法距離向量算法，例如RIP，通過廣播路由信息，更新路由表，可能出現(xiàn)路由環(huán)路問題。鏈路狀態(tài)算法鏈路狀態(tài)算法，例如OSPF，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，并?jì)算最短路徑，避免路由環(huán)路。交換機(jī)與路由器交換機(jī)和路由器是網(wǎng)絡(luò)中常用的設(shè)備，它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中起著至關(guān)重要的作用。交換機(jī)主要負(fù)責(zé)連接局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備，并進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，而路由器則負(fù)責(zé)連接不同的網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)路由表進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。兩者在功能和工作原理上存在顯著差異，需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求選擇合適的設(shè)備。交換機(jī)工作原理1數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)通過MAC地址學(xué)習(xí)和存儲(chǔ)，將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)端口。2數(shù)據(jù)幀過濾交換機(jī)過濾掉不屬于其連接端口的流量，保證網(wǎng)絡(luò)安全和性能。3端口隔離交換機(jī)支持VLAN劃分，隔離不同端口之間的流量，增強(qiáng)安全性。路由器工作原理接收數(shù)據(jù)包路由器接收網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包，讀取數(shù)據(jù)包中的IP地址。查找路由表路由器根據(jù)目標(biāo)IP地址，在路由表中尋找對(duì)應(yīng)路由條目。轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包路由器將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)路由器或最終目的地。路由器的端口類型物理端口物理端口連接到網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)，例如以太網(wǎng)線或光纖。物理端口的類型包括RJ-45端口、SFP端口等。邏輯端口邏輯端口是路由器內(nèi)部用來處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的虛擬端口。邏輯端口的類型包括VLAN端口、VPN端口等。路由器的接口配置物理接口配置配置物理接口的IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)等信息，使路由器能夠與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信。邏輯接口配置配置邏輯接口，例如VLAN接口，用于劃分網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的隔離和管理。接口安全配置設(shè)置接口訪問控制列表(ACL)，限制對(duì)接口的訪問，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。接口狀態(tài)配置配置接口的狀態(tài)，例如啟用、禁用、shutdown等，控制接口是否參與網(wǎng)絡(luò)通信。路由表的配置1查看路由表使用showiproute命令查看路由表2添加靜態(tài)路由iproute目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)地址

子網(wǎng)掩碼

下一跳地址3刪除靜態(tài)路由noiproute目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)地址

子網(wǎng)掩碼

下一跳地址4配置默認(rèn)路由iproute0.0.0.00.0.0.0默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址路由表配置是路由器的重要操作，通過配置路由表，路由器可以將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。靜態(tài)路由的配置1創(chuàng)建路由條目定義目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)地址，子網(wǎng)掩碼以及下一跳地址。2指定接口選擇路由條目將要使用的接口。3配置路由優(yōu)先級(jí)影響路由選擇過程。靜態(tài)路由手動(dòng)配置，適用于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜?jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)變化較少的情況。默認(rèn)路由的配置1定義默認(rèn)路由默認(rèn)路由是指當(dāng)路由器無法找到匹配目的網(wǎng)絡(luò)的路由條目時(shí)，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到默認(rèn)路由所指向的網(wǎng)關(guān)。2配置方法在路由器配置界面，設(shè)置默認(rèn)路由地址，通常為本地網(wǎng)關(guān)地址。3作用確保數(shù)據(jù)包能夠正確地傳送到外部網(wǎng)絡(luò)，即使目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)不在路由表中。動(dòng)態(tài)路由的配置1選擇路由協(xié)議選擇合適的路由協(xié)議，如RIP、OSPF、EIGRP等。2配置路由器接口配置路由器接口的IP地址和子網(wǎng)掩碼。3啟用路由協(xié)議啟用選擇的路由協(xié)議，并配置相關(guān)參數(shù)。4驗(yàn)證路由配置使用路由命令查看路由表，驗(yàn)證路由配置是否生效。OSPF協(xié)議開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議OSPF是一種內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP），用于在自治系統(tǒng)（AS）內(nèi)部的路由器之間交換路由信息。基于鏈路狀態(tài)OSPF使用鏈路狀態(tài)算法，每個(gè)路由器都會(huì)向其鄰居發(fā)送其本地網(wǎng)絡(luò)的信息，以便構(gòu)建整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D。路由器之間的協(xié)作OSPF協(xié)議允許路由器共享信息并協(xié)同工作，以確定最優(yōu)路徑，從而實(shí)現(xiàn)高效的路由?？蓴U(kuò)展性和安全性O(shè)SPF可以用于大型復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，并且具有內(nèi)置的安全功能，可以防止攻擊和誤配置。OSPF區(qū)域劃分區(qū)域的概念將OSPF網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的區(qū)域，區(qū)域之間通過邊界路由器相互連接。區(qū)域類型分為骨干區(qū)域（Area0）、非骨干區(qū)域（Area1、2等）和標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域。區(qū)域劃分目的降低路由表規(guī)模、提高路由收斂速度和增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全性。區(qū)域劃分示例例如，將一個(gè)大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)部門或業(yè)務(wù)。OSPF路由器類型內(nèi)部路由器只連接到同一區(qū)域的路由器，不與其他區(qū)域路由器交換路由信息。區(qū)域邊界路由器連接到兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域的路由器，負(fù)責(zé)不同區(qū)域之間的路由信息交換。自治系統(tǒng)邊界路由器連接到不同自治系統(tǒng)的路由器，負(fù)責(zé)與其他自治系統(tǒng)進(jìn)行路由信息交換。OSPF路由表構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治隽私饩W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括各個(gè)網(wǎng)絡(luò)段、路由器和接口的信息。鄰居發(fā)現(xiàn)OSPF路由器之間通過Hello報(bào)文進(jìn)行鄰居發(fā)現(xiàn)，建立鄰居關(guān)系。鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)每個(gè)路由器維護(hù)一個(gè)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄網(wǎng)絡(luò)中所有路由器和接口的信息。最短路徑計(jì)算使用Dijkstra算法計(jì)算從當(dāng)前路由器到其他網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑，形成路由表。路由更新當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)，路由器會(huì)更新其鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)并重新計(jì)算最短路徑。EIGRP協(xié)議11.距離矢量路由協(xié)議EIGRP使用距離矢量算法，通過鄰居節(jié)點(diǎn)交換路由信息。22.自適應(yīng)路由EIGRP根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況調(diào)整路由，提供靈活性和高效性。33.支持多路徑EIGRP允許通過多條路徑傳輸數(shù)據(jù)，提高網(wǎng)絡(luò)性能。44.快速收斂EIGRP通過快速收斂機(jī)制，快速適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變化。EIGRP鄰居關(guān)系建立鄰居關(guān)系EIGRP鄰居關(guān)系通過發(fā)送Hello報(bào)文建立，確保網(wǎng)絡(luò)連接的正常性身份驗(yàn)證使用密碼驗(yàn)證確保鄰居關(guān)系的安全性，防止非授權(quán)設(shè)備加入定時(shí)器通過定時(shí)器機(jī)制監(jiān)測(cè)鄰居狀態(tài)，并采取相應(yīng)措施EIGRP路由收斂快速收斂EIGRP使用距離向量算法，快速發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?。鄰居關(guān)系EIGRP路由器之間建立鄰居關(guān)系，交換路由信息。路由更新當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)，EIGRP路由器立即更新路由信息。EIGRPDUAL算法11.距離矢量算法EIGRP使用距離矢量算法計(jì)算路由，通過鄰居路由器交換路由信息。22.可行距離EIGRP引入可行距離的概念，確保路由信息的正確性。33.循環(huán)檢測(cè)DUAL算法通過建立拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來檢測(cè)和避免路由循環(huán)。44.快速收斂DUAL算法可以快速收斂路由，提高網(wǎng)絡(luò)效率。EIGRP路由表構(gòu)建鄰居關(guān)系建立EIGRP路由器之間通過Hello報(bào)文建立鄰居關(guān)系。路由信息交換鄰居之間通過更新報(bào)文交換路由信息。距離向量計(jì)算EIGRP使用DUAL算法計(jì)算到目的網(wǎng)絡(luò)的距離。路由表維護(hù)EIGRP路由表存儲(chǔ)了路由信息，并根據(jù)更新報(bào)文進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新。路由協(xié)議的選擇網(wǎng)絡(luò)規(guī)模對(duì)于大型網(wǎng)絡(luò)，需要高性能的路由