路由器基礎(chǔ)介紹

1、 目錄 1、路由器介紹 2、路由器工作流程 3、路由協(xié)議簡(jiǎn)述 2 什么是路由器？什么是路由器？ 所謂路由就是指通過相互連接的網(wǎng)絡(luò)，把信息從源地點(diǎn) 傳輸?shù)侥繕?biāo)地點(diǎn)的活動(dòng)，因此，路由可以理解為選路。一 般來說，在路由過程中，信息至少會(huì)經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)中間 節(jié)點(diǎn)。 路由器介紹路由器介紹 路由器介紹路由器介紹 RAMNVRAMFlashROM Console Auxiliary Interfaces 路由器的組成 4 路由器介紹路由器介紹 CPU：中央處理單元，和計(jì)算機(jī)一樣，它是路由器的控制和 運(yùn)算部件。 RAM/DRAM：內(nèi)存(Random Access Memory / Dynamic Random

2、 Access Memory) 是路由器主要的存儲(chǔ)部件。RAM 也叫做工作存儲(chǔ)器，包含動(dòng)態(tài)的配置信息。用于存儲(chǔ)臨時(shí)的 運(yùn)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(duì)列、當(dāng)前配置文件。 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(jí)IOS而不用更換 路由器內(nèi)部的芯片。路由器斷電后，F(xiàn)lash的內(nèi)容不會(huì)丟失 。Flash容量較大時(shí)，就可以存放多個(gè)版本IOS。 5 路由器介紹路由器介紹 NVRAM：非易失性RAM (nonvolatile RAM) ，用于存放路由 器的配置文件，路由器斷電后，NVRAM中的內(nèi)容仍然保

3、持 。 NVRAM 包含的是配置文件的備份。 ROM：只讀存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)了路由器的開機(jī)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(jí)需要更換芯片。 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(jìn)行連接的。 6 路由器介紹路由器介紹 路由器的功能路由器的功能： 網(wǎng)絡(luò)層屬于OSI中的第三層，從它的名字可以看出，它解決的是網(wǎng) 絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間，即網(wǎng)際的通信問題，而不是同一網(wǎng)段內(nèi)部的事。網(wǎng)絡(luò)層 的主要功能即是提供路由，即選擇到達(dá)目標(biāo)主機(jī)的最佳路徑，并沿該路 徑傳送數(shù)據(jù)包。除此之外，網(wǎng)絡(luò)層還要能夠消除網(wǎng)絡(luò)擁擠，具有流量控 制和擁擠控制的能

4、力。路由器是一種典型的網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備。 路由器 路由器 7 路由器的工作流程路由器的工作流程 Internet是由眾多相對(duì)獨(dú)立的子網(wǎng)連接起來的互聯(lián)網(wǎng) 絡(luò)，各子網(wǎng)內(nèi)部又由許多主機(jī)組成。子網(wǎng)內(nèi)部主機(jī)間的通信 按照鏈路層協(xié)議進(jìn)行；子網(wǎng)之間的通信則要通過路由器實(shí)現(xiàn) 。 傳統(tǒng)上路由器工作于網(wǎng)絡(luò)7層協(xié)議的第三層，其主要 任務(wù)是接收來自一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的分組，根據(jù)其中所含的目的 地址，決定轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個(gè)下一個(gè)目的地址（可能是路由器也 可能就是目的主機(jī)），并決定從哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口轉(zhuǎn)發(fā)出去。這 是路由器的最基本功能分組轉(zhuǎn)發(fā)功能。為了維護(hù)和使用 路由器，路由器還需要有配置或者說控制功能。 簡(jiǎn)單地說，路由器的主要工作是: (1)

5、路徑判斷，使用一定的路由算法選擇合適路徑； (2)轉(zhuǎn)發(fā)。 8 路由器的工作流程路由器的工作流程 在收到任何一個(gè)數(shù)據(jù)包后，首先將該數(shù)據(jù)包的第二層信 息去掉(拆包)，查看第三層信息；然后，根據(jù)路由表確定數(shù) 據(jù)包的路由；再檢查安全訪問表；若被通過，則再進(jìn)行第二 層信息封裝（打包）；最后將該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。如果在路由表 中查不到對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)層地址的網(wǎng)絡(luò)。則路由器向源地址的站點(diǎn) 返回一個(gè)信息，并把這個(gè)數(shù)據(jù)包丟掉。 1接收幀，并分解IP數(shù)據(jù)包 2IP包頭合法性驗(yàn)證 3IP數(shù)據(jù)包選項(xiàng)處理 4IP數(shù)據(jù)包本地提交和轉(zhuǎn)發(fā) 5轉(zhuǎn)發(fā)尋徑 6轉(zhuǎn)發(fā)驗(yàn)證 7TTL處理 8數(shù)據(jù)包分段 9鏈路層尋址 9 路由器工作流程路由器工作流程

6、IP ETHPPP 以太口以太口串口串口 IP PPPETH 串口串口以太口以太口 協(xié)議封裝協(xié)議封裝 路由選擇路由選擇 協(xié)議轉(zhuǎn)換協(xié)議轉(zhuǎn)換 路由器路由器路由器路由器 WAN 傳送傳送 拆包拆包 LAN1 LAN2 接收發(fā)送發(fā)送 工作過程工作過程 10 路由協(xié)議路由協(xié)議 職責(zé)不同職責(zé)不同 交換機(jī)：連通子網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)，聯(lián)通距離近，一般在園區(qū)內(nèi)。 路由器：連通不同的子網(wǎng)，聯(lián)通距離遠(yuǎn)，全球各地 工作的位置不同工作的位置不同 交換機(jī)：局域網(wǎng)（子網(wǎng)內(nèi)） 路由器：局域網(wǎng)的邊界和廣域網(wǎng) 地圖不同地圖不同：MAC地址表和路由表 處理速度不同處理速度不同：交換機(jī)快，路由器慢 路由器與交換機(jī)區(qū)別路由器與交換機(jī)區(qū)別 11

7、 路由協(xié)議路由協(xié)議 12 靜態(tài)路由配置靜態(tài)路由配置 注意：只有下一跳所屬的的接口是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（注意：只有下一跳所屬的的接口是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（PPPPPP、HDLCHDLC）的接口時(shí)，才）的接口時(shí)，才 可以填寫可以填寫，否則必須填寫，否則必須填寫。 Router ip route-static ip-address mask | masklen interface-type interface-name | nexthop-address preference value reject | blackhole 靜態(tài)路由的配置命令靜態(tài)路由的配置命令: 例如：例如： ip route-static 129.1.

8、0.0 16 10.0.0.2ip route-static 129.1.0.0 16 10.0.0.2 ip route-static 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 ip route-static 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 ip route-static 129.1.0.0 16 Serial 2 ip route-static 129.1.0.0 16 Serial 2 13 靜態(tài)路由配置示例靜態(tài)路由配置示例 129.1.0.0/1 6 E0 RT B S0 10.0.0.2 RT A 10.0.0.1 S0 在路由器在路

9、由器 RT A上配置：上配置： ip route-static 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 ip route-static 129.1.0.0 16 10.0.0.2 ip route-static 129.1.0.0 16 s0 14 RT A 10.0.0.1 S0 10.0.0.2 S0 RT B Network N Public Network 在路由器 RT A上配置： ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.2 Internet 上 大約99.99%的路由器上都存在一條缺省路由! 缺省路由并不一定都是手工配置的

10、靜態(tài)路由，有時(shí)也可以由動(dòng)態(tài)路 由協(xié)議產(chǎn)生。 缺省路由配置示例缺省路由配置示例 15 路由自環(huán)路由自環(huán) 在路由器 RT A上配置： ip route-static 20.0.0.0 ip route-static 20.0.0.0 8 10.0.0.28 10.0.0.2 “路由自環(huán)路由自環(huán)”對(duì)網(wǎng)絡(luò)的危害極大，應(yīng)盡量避免。對(duì)網(wǎng)絡(luò)的危害極大，應(yīng)盡量避免。 在路由器 RT B上配置： ip route-static 20.0.0.0 8 ip route-static 20.0.0.0 8 10.0.0.110.0.0.1 RT A 10.0.0.1 S0 10.0.0.2 S0 RT B Netw

11、ork N Public Network 16 動(dòng)態(tài)路由協(xié)議動(dòng)態(tài)路由協(xié)議 17 動(dòng)態(tài)路由協(xié)議分類動(dòng)態(tài)路由協(xié)議分類 距離矢量算法 定義：相鄰的路由器之間互相交換路由表，并進(jìn)行 矢量疊加，最后知道整個(gè)路由表。 特點(diǎn)：管理簡(jiǎn)單，收斂速度慢，報(bào)文量大 ，網(wǎng)絡(luò)開銷大，易產(chǎn)生回路。 鏈路狀態(tài)算法 定義：路由器分成區(qū)域，收集區(qū)域內(nèi)所有路由器的 鏈路狀態(tài)信息，再生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，路由器再根 據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算路由。 特點(diǎn)：沒有環(huán)路，網(wǎng)絡(luò)震蕩時(shí)收斂快，網(wǎng)絡(luò)流量小 18 動(dòng)態(tài)路由器協(xié)議簡(jiǎn)介動(dòng)態(tài)路由器協(xié)議簡(jiǎn)介 RIP(Routing Information Protocol)：采用距離矢量算法。 早期的路由協(xié)議，配置簡(jiǎn)

12、單。用HOP計(jì)算路由的花費(fèi)。最 大支持直徑為15個(gè)路由器的網(wǎng)絡(luò)。 OSPF(Open Shortest Path First)：采用鏈路狀態(tài)算法。 網(wǎng)絡(luò)流量小，收斂速度快。沒有路由環(huán)路。缺點(diǎn)是復(fù)雜。 中大型網(wǎng)絡(luò)使用 IS-IS(Intermediate System to Intermediate System) ：采 用鏈路狀態(tài)算法。 BGP(Border Gateway Protocol)：自治系統(tǒng)間的路由協(xié)議 ?；竟δ苁窃谧灾蜗到y(tǒng)間無環(huán)路的交換路由信息。 19 直連路由直連路由 20 路由表更新過程（一）路由表更新過程（一） 21 路由表更新過程（二）路由表更新過程（二） 22 路由環(huán)

13、路路由環(huán)路 23 距離矢量環(huán)路現(xiàn)象距離矢量環(huán)路現(xiàn)象 24 RIP協(xié)議概述協(xié)議概述 RIP最多支持以跳數(shù)為衡量標(biāo)準(zhǔn)，最多15跳。 RIP協(xié)議適用于中小型網(wǎng)絡(luò)，有RIP-1和RIP-2。 25 RIP協(xié)議配置命令協(xié)議配置命令 啟動(dòng)RIP協(xié)議，進(jìn)入RIP協(xié)議配置視圖 Router rip 在指定的網(wǎng)絡(luò)上使能RIP Router-rip network network-number | all 指定接口版本（接口視圖下） rip version 1 rip version 2broadcast|multicast 配置RIP-2路由聚合 Router-rip summary 設(shè)置水平分割 Router

14、-Serial 0rip split-horizon 26 RIP：實(shí)例一：實(shí)例一 27 RIP：實(shí)例二：實(shí)例二 28 顯示顯示RIP協(xié)議配置信息協(xié)議配置信息 Routershow rip RIP is turning on checkzero is on default-cost : 16 no peer network : 120.0.0.0 20.0.0.0 summary is on preference : 100 29 l可適應(yīng)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò) l路由變化收斂速度快 l無路由自環(huán) l支持變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼VLSM l支持等值路由 l支持區(qū)域劃分 l提供路由分級(jí)管理 l支持驗(yàn)證 l支持以組播地址

15、發(fā)送協(xié)議報(bào)文 30 Router ID 一個(gè)32bit的無符號(hào)整數(shù)，是一臺(tái)路由器的唯一標(biāo)識(shí)，在 整個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)唯一。 協(xié)議號(hào) OSPF的協(xié)議號(hào)是89。 31 HELLO報(bào)文 用來發(fā)現(xiàn)及維持鄰居關(guān)系，選舉DR、BDR。 DD報(bào)文 用來描述本地LSDB的情況。 LSR報(bào)文 向?qū)Χ苏?qǐng)求本端沒有的或者對(duì)端更新的LSA。 LSU報(bào)文 向?qū)Χ寺酚善靼l(fā)送所需的LSA。 LSAck報(bào)文 收到LSU之后，進(jìn)行確認(rèn)。 32 區(qū)域區(qū)域2 2區(qū)域區(qū)域0 0區(qū)域區(qū)域1 1 33 配置路由器的Router ID Routerrouter id A.B.C.D 啟動(dòng)OSPF協(xié)議 Router ospf process-id

16、 配置OSPF區(qū)域 Router-ospf-1area area-id 在指定網(wǎng)段使能ospf Router-ospf-1-area-0.0.0.0 network ip-address wildcard-mask 34 OSPF 實(shí)例實(shí)例 區(qū)域區(qū)域2 2 區(qū)域區(qū)域0 0 區(qū)域區(qū)域1 1 ospf 1ospf 1 Interface ethetnet 0/0Interface ethetnet 0/0 ip addr 1.1.1.1 255.255.255.0ip addr 1.1.1.1 255.255.255.0 interface serial 0/0interface serial 0

17、/0 link-protocol ppplink-protocol ppp ip addr 2.2.2.1 255.255.255.0ip addr 2.2.2.1 255.255.255.0 路由器路由器 A A ospf 1ospf 1 Interface ethetnet 0/0Interface ethetnet 0/0 ip addr 3.3.3.1 255.255.255.0ip addr 3.3.3.1 255.255.255.0 interface serial 0/0interface serial 0/0 link-protocol ppplink-protocol ppp ip addr 2.2.2.2 255.255.255.0ip addr 2.2.2.2 255.255.255.0 路由器路由器 B B S S0/00/0 E0/0E0/0 路由器路由器A A路由器路由器B S S0/00/0 1.1.1.1/241.1.1.1/24 3.3.3.1/243.3.3.1/24 E0/0E0/0 2.2.2.2/242.2.2.2/242.2.2.1/242.2.2.1/24