第3章 路由器的配置和應用

1、 與交換機不同，路由器主要工作在OSI參考模型的網(wǎng)絡層，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)時所需要的設備。 掌握路由器的選擇、配置和管理方法是計算機和相關專業(yè)學生應具備的另一項重要技術。 實驗1 路由器的基本操作和配置 3.1.1 實驗概述 路由器是構建網(wǎng)絡的關鍵設備，它可以在源網(wǎng)絡和目標路由器是構建網(wǎng)絡的關鍵設備，它可以在源網(wǎng)絡和目標網(wǎng)絡之間提供一條高效的數(shù)據(jù)傳輸路徑，將數(shù)據(jù)從一個網(wǎng)絡之間提供一條高效的數(shù)據(jù)傳輸路徑，將數(shù)據(jù)從一個網(wǎng)絡發(fā)送到另一個網(wǎng)絡。網(wǎng)絡發(fā)送到另一個網(wǎng)絡。實驗目的在學習了交換機相關配置的基

2、礎上，掌握路由器的基本配置方法，包括名稱、遠程管理IP地址、登錄和配置密碼等。實驗原理 路由器工作在OSI參考模型的網(wǎng)絡層，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。 由于目前計算機網(wǎng)絡多使用由于目前計算機網(wǎng)絡多使用TCP/IP協(xié)議，所以本實驗主要協(xié)議，所以本實驗主要介紹介紹IP路由的相關設置。路由的相關設置。 另外，由于路由器多工作在網(wǎng)絡的邊緣，為了適應不同的另外，由于路由器多工作在網(wǎng)絡的邊緣，為了適應不同的網(wǎng)絡連接，需要提供相應的連接端口。網(wǎng)絡連接，需要提供相應的連接端口。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，相關的配置也不盡相同，但（主要反映在端口上）不同，相關的配置也不盡相同，但基本的配置思路是一樣的?；镜呐渲盟悸肥且粯拥?。3 實驗內(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試方法 （5） 熟悉路由器命令行的幫助功能3.1.2 實驗規(guī)劃 1 實驗設備 （1） 路由器（1臺） （2） 實驗用PC（至少1臺） （3） Console電纜（1根） （4） 直連雙絞線（1根）。如果是通過串口連接，需要配置專門的串行電纜。 2 實驗拓撲 使

4、用直連雙絞線將PC與路由器的F0/1（即FastEthernet0/1，第一個模塊上的第一個快速以太網(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 實驗步驟2.1.3 實驗步驟2.1.4 結(jié)果驗證 （1） 設置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地址應該設置在192.168.1.2254之間，子網(wǎng)掩碼為255.255.2

5、55.0。 （2） 驗證telnet登錄密碼。 圖 3-2 利 用telnet命 令 遠 程 登 錄 到 路 由 器 （3） 驗證“特權模式”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Password:）后面輸入已設置的進入“特權模式”的密碼，回車后將出現(xiàn)“Router-A#”提示符，說明已經(jīng)進入了“特權模式”。 可以使用“show configure”命令查看當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 通過以上

6、配置說明，大家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)交換機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，這是由于交換機工作在OSI的數(shù)據(jù)鏈路層，而路由器則工作在網(wǎng)絡層。實驗2 靜態(tài)路由的配置和應用 3.2.1 實驗概述 由于靜態(tài)路由選擇效率高、占用系統(tǒng)資源較少、配置簡單、維護方便，所以應用較為廣泛。 目前，多數(shù)局域網(wǎng)之間的遠距離連接，以及局域網(wǎng)接入目前，多數(shù)局域網(wǎng)之間的遠距離連接，以及局域網(wǎng)接入Internet時，多使用靜態(tài)路由。時，多使用靜態(tài)路由。 對于結(jié)構復雜的大型網(wǎng)絡來說，網(wǎng)絡管理人員難以全面了解整個網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構，而且網(wǎng)絡拓撲結(jié)構和鏈路狀態(tài)可能會經(jīng)常進行改變，所以大型網(wǎng)絡環(huán)境一般不適宜采用靜大

7、型網(wǎng)絡環(huán)境一般不適宜采用靜態(tài)路由。態(tài)路由。實驗目的在掌握路由器基本配置方法的基礎上，繼續(xù)學習路由配置的相關概念和靜態(tài)路由的實現(xiàn)方法，并了解靜態(tài)路由在實際網(wǎng)絡互聯(lián)中的重要性 實驗原理2 實驗原理在目前廣泛使用的TCP/IP網(wǎng)絡中，基于IP分組的路由選擇是網(wǎng)絡互聯(lián)的基礎。根據(jù)路由選擇策略的不同可以分為動態(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行路由信息的交換。器之間不需要進行路由信息的交換。（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。當給路由器的端口配置一個當給路由器的

8、端口配置一個IP地址后，路由器將自動產(chǎn)生本端口地址后，路由器將自動產(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)絡拓撲結(jié)構相對簡單且固定的網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡管理人員通過在網(wǎng)絡拓撲結(jié)構相對簡單且固定的網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡管理人員通過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，從而實現(xiàn)不同網(wǎng)段之間的互聯(lián)從而實現(xiàn)不同網(wǎng)段之間的互聯(lián)n 動態(tài)路由。動態(tài)路由協(xié)議產(chǎn)生的路由。動態(tài)路由。動態(tài)路由協(xié)議產(chǎn)生的路由。在規(guī)模較大且網(wǎng)絡拓撲結(jié)構相對復雜在規(guī)模較大且網(wǎng)絡拓撲結(jié)構相對復雜的網(wǎng)絡中，通過路由器上運行的動態(tài)路由協(xié)議（如的網(wǎng)絡中，通過路由器上運行的動態(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。動態(tài)路由信息通過路由器之間的相互學習而得。動態(tài)路由信息通過路由器之間的相互學習而得。 （2） 靜態(tài)路由的配置命令 ip route 網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號 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)絡號網(wǎng)絡號和和子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼。為目標網(wǎng)絡的。為目標網(wǎng)絡的IP地址和子網(wǎng)掩地址和子網(wǎng)掩碼，使用點分十進制表示。碼，使用點分十進制表示。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（用點分十進制表示）或發(fā)送端口的名稱。地址（用點分十進制表示）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)絡號網(wǎng)絡號 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，一般可通過以下幾個步驟進行：在配置靜態(tài)路由時，一般可通過以下幾個步驟進行： 為每條鏈路分配為每條鏈路分配IP地址地址 為每個路由器標識非直連的鏈路地址為每個路由器標識非直連的鏈路地址 為每個路由器寫出非直連網(wǎng)絡的路由語句。為每個路由器寫出非直連網(wǎng)絡的路由語句。 需要注意的是，在路由器中寫出直連網(wǎng)絡（或鏈路）的地需要注意的是，在路由器中寫出直連網(wǎng)絡（或鏈路）的地址是沒有意義的。址是沒有意義的。3 實驗內(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試方法3.2.2 實驗規(guī)劃 1 實驗設備 （1） 路由器（2臺） （2） 實驗用PC（2臺） （3） Consol電纜（2根） （4） 直連雙絞線（2根） （5） 串行電纜（1根）2 實驗拓撲2.2.3 實驗步驟2.2.4 結(jié)果驗證實驗3 RIP路由協(xié)議的配置和應用路由信息協(xié)議（Routing Information Protocol，RIP）是計算機網(wǎng)絡中歷史悠久的路由協(xié)議之一，是第一個作為開放標準的路由協(xié)議，也是較早推出的距離矢量路由協(xié)議。RIP是一個最簡單的距離適量路由協(xié)議，非常適用于小型網(wǎng)絡的

12、應用。3.3.1 實驗概述RIP有RIP Version 1和RIP Version 2兩個版本，分別縮寫為RIP v1和RIP v2。其中，其中，RIP v1在在1988年被標準化在年被標準化在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主要增加了對主要增加了對VLSM（Variable Length Subnet Masks，可變，可變長子網(wǎng)屏蔽）的支持，其他方面并沒有太大的改進。目前，在配置長子網(wǎng)屏蔽）的支持，其他方面并沒有太大的改進。目前，在配置RIP路由協(xié)議時，一般都使用路由協(xié)議時，一般都使用RIP v2。實驗目的在理解了路

13、由器工作原理以及掌握了靜態(tài)路由配置方法的基礎上，學習RIP路由協(xié)議的工作特點、應用范圍和配置方法。實驗原理RIP路由協(xié)議是以跳數(shù)（hops count）作為度量值來計算路由的。RIP使用單一路由metric來衡量源網(wǎng)絡到目標網(wǎng)絡的距離。從源到目標的路徑中，每經(jīng)過一跳（一個路由器）RIP中的度量值便會增加一個跳數(shù)值（此值通常為1）。當RIP路由器收到包含新改變的目標網(wǎng)絡發(fā)送來的路由更新信息時，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，跳數(shù)越多，路徑就越長，RIP算法會優(yōu)先選擇到達目標網(wǎng)絡跳數(shù)少的路徑。RIP支持的最大跳數(shù)是15，跳數(shù)為16的網(wǎng)絡被

14、RIP路由器認為不可到達。RIP v1是以組播的形式進行路由信息更新的，該組播地址是224.0.0.9。另外，RIP v2還支持基于端口的認證，以提高網(wǎng)絡的安全性。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命令來發(fā)布每個路由器的直連網(wǎng)絡。由于由于RIP v1不支持可變長子網(wǎng)掩碼（不支持可變長子網(wǎng)掩碼（VLSM），所以發(fā)布的本地網(wǎng)絡），所以發(fā)布的本地網(wǎng)絡只能是主網(wǎng)絡，即按照默認的子網(wǎng)掩碼進行發(fā)布，在這里子網(wǎng)掩碼可只能是主網(wǎng)

15、絡，即按照默認的子網(wǎng)掩碼進行發(fā)布，在這里子網(wǎng)掩碼可以不輸入。以不輸入。Router（config-Router）# Network Network3 實驗內(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 （3） 掌握RIP路由協(xié)議的配置方法 （4） 掌握RIP路由協(xié)議的測試方法3.3.2 實驗規(guī)劃 1 實驗設備 （1） 路由器（2臺） （2） 三層交換機（1臺） （3） 實驗用PC（2臺） （4） Console電纜（3根） （5） 直連雙絞線（3根） （6） 交叉雙絞線（1根）2 實驗拓撲(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 實驗步驟3.3.4 結(jié)果驗證120/2 - 靜態(tài)路由管轄區(qū)域120，度量值1, 00:01:42,路由存在時間實驗4 OSPF路由協(xié)議的配置和應用 OSPF（Open Shortest Path First，開放最短路徑優(yōu)先）協(xié)議，“開放”表明該協(xié)議是一個公開的協(xié)議，它由標準化協(xié)議組織制定，各設備廠商都可以得到協(xié)議的技術細節(jié)，所以OSPF可以在幾乎所有的路由器和三層交換機（Cisco 3550交換機只有企業(yè)版才支持OSPF）上運行。OSPF是一種鏈路狀態(tài)協(xié)議，目前廣泛應用于各類網(wǎng)絡中。3.4.1 實驗概述路由器學習路由信息，生成并維護路由表的方法包括直連路由（Direct

17、）、靜態(tài)路由（Static）和動態(tài)路由（Dynamic）。其中OSPF是除RIP之外的另一種重要的動態(tài)路由協(xié)議。按照路由器所執(zhí)行的算法，動態(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。實驗目的在繼續(xù)學習路由器工作原理、應用特點和配置方法的基礎上，掌握直連路由、靜態(tài)路由和動態(tài)路由的特點。同時，結(jié)合RIP路由協(xié)議的配置，學習OSPF路由協(xié)議的配置方法。同時，通過對RIP和OSPF工作原理的對比，掌握距離矢量路由協(xié)議和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的應用特點。實驗原理OSPF路由協(xié)議是一

18、種典型的鏈路狀態(tài)協(xié)議，一般用于同一個路由域內(nèi)。在這里，路由域是指一個自治系統(tǒng)（Autonomous System，AS）。AS是指一組通過統(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，在本實驗中我們可以把一個AS域看成由若干個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)關協(xié)議）路由協(xié)議，它是運行在一個AS內(nèi)部的路由協(xié)議。在這個AS中，所有的OSPF路由器都維護一個相同的AS結(jié)構數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫中存放的是該路由域（AS）中相應鏈路的狀態(tài)信息，OSPF路由器正是通過這個數(shù)據(jù)庫計算出OSPF路由表的。 OSPF 路由協(xié)議是基于TCP/IP 協(xié)議體系而開發(fā)的，即OSPF fo