培訓(xùn)課件第章路由器的原理及配置

第7章路由器的原理及配置本章要點(diǎn):7.1路由器的概念7.2路由器的工作7.3路由器的配置7.4路由器靜態(tài)路由配置7.5路由器動態(tài)協(xié)議配置7.6DHCP的功能及配置7.7IP訪問控制列表的功能及配置第一頁，共五十七頁。7.1路由器的概念7.1.1基本概念7.1.2路由器的基本功能7.1.3路由器的結(jié)構(gòu)第二頁，共五十七頁。7.1.1基本概念 作為網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，路由器在網(wǎng)絡(luò)互連中起到了不可或缺的作用。與物理層或數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備相比，其具有一些物理層或數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備所沒有的重要功能。它能實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互連，在物理上拓展了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模；實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的邏輯劃分；實(shí)現(xiàn)VLAN之間的通信；同時，還可以實(shí)現(xiàn)其他一些重要的網(wǎng)絡(luò)功能，如提供訪問控制功能、優(yōu)先級服務(wù)和負(fù)載平衡等。第三頁，共五十七頁。圖7-1路由器第四頁，共五十七頁。1．路由選擇路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的主機(jī)。路由器通過路由協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)連接的情況及網(wǎng)絡(luò)的性能來建立網(wǎng)絡(luò)的拓結(jié)構(gòu)。路由算法為網(wǎng)絡(luò)上的路由產(chǎn)生一個權(quán)值，路由器通過權(quán)值來選擇最佳路由，權(quán)值越小，路由越佳。

7.1.2路由器的基本功能第五頁，共五十七頁。 路由器常用的權(quán)值包括：（1）帶寬（2）延遲（3）負(fù)載（4）可靠性（5）跳數(shù)（6）花費(fèi)第六頁，共五十七頁。 2．分組轉(zhuǎn)發(fā) 對于一臺路由器，其分組轉(zhuǎn)發(fā)的任務(wù)即是在收到數(shù)據(jù)包后，根據(jù)路由表所提供的最佳路徑的信息，將其轉(zhuǎn)發(fā)給下一跳的路由器、目的端口或是缺省路由器。 缺省路由也稱為缺省網(wǎng)關(guān)，它是與主機(jī)在同一個子網(wǎng)中的路由器端口的IP地址。第七頁，共五十七頁。

圖7-3主機(jī)的缺省路由主機(jī)1的缺省網(wǎng)關(guān)是主機(jī)4的缺省網(wǎng)關(guān)是

第八頁，共五十七頁。路由器也有它的缺省網(wǎng)關(guān)，它一般指向與該路由器的一個端口的直接相連接的，并且通往Internet的出口路由器。圖7-4路由器的缺省路由第九頁，共五十七頁。7.1.3路由器的結(jié)構(gòu) 1．中央處理器（CPU） 2．只讀內(nèi)存（ROM） 3．隨機(jī)存儲器RAM 4．非易失性隨機(jī)存儲器NVRAM 5．閃存flash 6．接口（1）局域網(wǎng)接口（2）廣域網(wǎng)接口（3）配置接口

第十頁，共五十七頁。圖7-5路由器硬件結(jié)構(gòu)第十一頁，共五十七頁。7.2路由器的工作7.2.1路由器的工作原理7.2.2路由表7.2.3路由器的工作模式第十二頁，共五十七頁。7.2.1路由器的工作原理 路由器工作在OSI參考模型的第3層，即網(wǎng)絡(luò)層。路由器利用網(wǎng)絡(luò)層定義的“邏輯”上的網(wǎng)絡(luò)地址來區(qū)別不同的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接和隔離，保持各個網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性。已知路由器的兩個基本功能即是路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)，路由器接收到數(shù)據(jù)包后，通過路由選擇獲得將該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目的端口的路徑，并沿著這個路徑將數(shù)據(jù)包從源主機(jī)一跳一跳地經(jīng)過若干個路由器，發(fā)送到目的主機(jī)。第十三頁，共五十七頁。圖7-6路由器工作原理圖第十四頁，共五十七頁。7.2.2路由表 路由器通過對路由表的查詢來選擇最佳路徑的策略，路由表中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)，供路由選擇時使用。路由表中保存著目的網(wǎng)絡(luò)所對應(yīng)的目的端口、網(wǎng)上路由器的個數(shù)和下一個路由器的名字以及缺省路由等內(nèi)容。路由表可以是由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好的，也可以由系統(tǒng)動態(tài)修改，可以由路由器自動調(diào)整，也可以由主機(jī)控制。第十五頁，共五十七頁。圖7-7路由表結(jié)構(gòu)第十六頁，共五十七頁。路由協(xié)議管理距離路由協(xié)議管理距離直接連接0靜態(tài)路由1外部BGP20內(nèi)部EIGRP90IGRP100OSPF110IS-IS115RIP120外部EIGRP170內(nèi)部BGP200未知255表7-1各路由協(xié)議的管理距離第十七頁，共五十七頁。7.2.3路由器的工作模式 1．用戶模式 以終端或Telnet方式進(jìn)入路由器時系統(tǒng)會提示用戶輸入口令，這時只要輸入正確有口令后便進(jìn)入第1級用戶模式級別。 2．特權(quán)模式在用戶模式下先輸入“enable”，再輸入相應(yīng)的超級用戶密碼，即進(jìn)入第2級特權(quán)模式。 3．設(shè)置模式 這種模式下，允許用戶真正修改路由器的配置。如果一臺路由器還沒進(jìn)行任何配置時，Console將會進(jìn)入這個工作模式，它可以協(xié)助用戶對路由器進(jìn)行初始化的配置。第十八頁，共五十七頁。 4．全局配置模式 在特權(quán)模式中輸入命令“configterminal”，也可以進(jìn)入設(shè)置模式。 5．其它配置模式

其它配置模式包括端口配置模式、虛擬終端配置模式、路由配置模式等。在全局配置的模式下輸入相應(yīng)的命令即可進(jìn)入相應(yīng)的配置模式。 6．RXBOOT模式 在路由器出現(xiàn)問題時,有時可以RXBOOT模式解決，它是路由器的維護(hù)模式。

第十九頁，共五十七頁。7.3路由器的配置7.3.1路由器配置方式7.3.2常用配置命令7.3.3接口配置第二十頁，共五十七頁。7.3.1路由器配置方式（1）使用Console端口配置。（2）使用telnet遠(yuǎn)程登錄配置（3）從TFTP服務(wù)器上下載配置文件和修改配置文件的方式配置。（4）在AUX端口接一臺Modem同電話網(wǎng)相連，在遠(yuǎn)端撥號配置。（5）使用網(wǎng)管協(xié)議SNMP進(jìn)行配置。第二十一頁，共五十七頁。圖7-8遠(yuǎn)程登錄路由器第二十二頁，共五十七頁。7.3.2常用配置命令1．配置路由器主機(jī)名2．配置超級用戶口令3．保存配置4．刪除配置5．telenet命令6．ping命令7．trace命令8．show命令9．系統(tǒng)時鐘設(shè)置 10．退出

第二十三頁，共五十七頁。圖7-9路由器的網(wǎng)絡(luò)檢測命令第二十四頁，共五十七頁。7.3.3接口配置1．基本接口配置（1）啟動與關(guān)閉（2）配置模式（3）帶寬配置（4）IP地址配置（5）Ethernet的工作方式2．分類接口配置（1）LAN接口（2）WAN接口（3）POS接口（4）loopback接口第二十五頁，共五十七頁。7.4路由器靜態(tài)路由配置 靜態(tài)路由是指由網(wǎng)絡(luò)管理員手工配置的路由信息，使用靜態(tài)路由協(xié)議時，路由器不能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況動態(tài)地進(jìn)行路由選擇。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或鏈路的狀態(tài)發(fā)生變化時，也無法動態(tài)地改新路由表，必須網(wǎng)絡(luò)管理員手工去修改路由表中相關(guān)的靜態(tài)路由信息。因此它適合規(guī)模較小，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般不會變化的較為簡單的局域網(wǎng)。第二十六頁，共五十七頁。圖7-10靜態(tài)路由配置示例第二十七頁，共五十七頁。7.5路由器動態(tài)協(xié)議配置7.5.1RIP配置7.5.2OSPF配置第二十八頁，共五十七頁。7.5.1RIP配置 1．RIP的原理 在默認(rèn)情況下，RIP不考慮帶寬、時延等因素，而使用一種非常簡單的制度：距離就是通往目的站點(diǎn)所需經(jīng)過的鏈路數(shù)，也稱為跳數(shù)，跳數(shù)越小，路徑越佳，RIP將跳數(shù)最小的路徑作為最佳路徑。RIP的跳數(shù)取值為1~15，數(shù)值16表示無窮大，即路徑不可達(dá)。RIP不支持可變長掩碼，因此它只根據(jù)各類網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號來確定這個IP地址的掩碼。

第二十九頁，共五十七頁。 2．配置命令（1）routerrip命令 該命令用于啟動RIP協(xié)議，開始RIP進(jìn)程。（2）network命令 該命令用于設(shè)置參與RIP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)地址，它的命令格式為<network+網(wǎng)絡(luò)地址>。（3）passive-interface命令 該命令用于指定被動接口，該接口將被抑制路由更新，即路由更新報文不再通過該路由器的接口。它的命令格式為<passive-interface+接口>。第三十頁，共五十七頁。（4）distribute-list命令 該命令用于指定有路由過濾功能的接口，在被指點(diǎn)的路由器的接口上，既可以過濾其接收的路由更新信息，還可以過濾輸出的路由更新信息，它常與passive-interface一起使用，這樣被指定的接口既可以過濾接收的路由信息，也可阻止該路由器更新信息的輸出，即禁止了該接口參加RIP。它的命令格式為<distribute-list+接口>。（5）distance命令 該命令用來配置或改變OSPF的管理距離，它用來測量路由的可信度，該值越小則可信度越高，OSPF的管理距離默認(rèn)值為110，有效值范圍為1~255。它的命令格式為<distance+管理距離>。第三十一頁，共五十七頁。（6）neighbor命令 該命令用于指定鄰居路由器，這樣，RIP路由器在不容許發(fā)送廣播包或是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不支持網(wǎng)絡(luò)廣播的特殊情況下，路由器仍可以單播的方式向該鄰居路由器發(fā)送路由更新信息。它的命令格式為<neighbor+鄰居路由器的IP地址>。

第三十二頁，共五十七頁。7.5.2OSPF配置 1．OSPF的原理 OSPF全稱為開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議。相比于RIP，OSPF克服了它的許多缺陷：OSPF不再采用跳數(shù)的概念，而是根據(jù)接口的吞吐率、擁塞狀況、往返時間、可靠性等實(shí)際鏈路的負(fù)載能力來進(jìn)行路由選擇，在選擇出最短、最優(yōu)路由的同時并允許保持到達(dá)同一目標(biāo)地址的多條路由。OSPF是一種分層次的路由協(xié)議，其層次中最大的實(shí)體是自治系統(tǒng)，在每個自治系統(tǒng)中，再將網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的區(qū)域，每個區(qū)域都有自己特定的標(biāo)識號，即區(qū)域ID，它是一個32位的無符號數(shù)值，范圍是0~4294967295，其中區(qū)域ID為0時表示的是主干區(qū)域。

第三十三頁，共五十七頁。 路由表的計算包括下面五個步驟：（1）存儲當(dāng)前的路由表，如果當(dāng)前的路由表是無效的，則從頭開始重新建立路由表。（2）通過Dijkstra算法建立最短路徑樹，計算域內(nèi)路由。（3）通過檢查鏈路狀態(tài)總結(jié)報告來計算域間路由，若該路由器連到多個域，則只檢查主干域的鏈路狀態(tài)總結(jié)報告。（4）在連到一個或多個傳輸域的域邊界路由器中查看鏈路狀態(tài)總結(jié)報告，比較是否有比（2）（3）步更好的路徑；（5）自治系統(tǒng)外部路由的計算，通過查看自治系統(tǒng)外部的鏈路狀態(tài)報告來計算目的地在自治系統(tǒng)外的路由。第三十四頁，共五十七頁。2．配置命令

（1）routerospf命令 該命令用來啟動OSPF進(jìn)程，命令格式<ospf+ProcessID>，其中ProcessID是OSPF的進(jìn)程號，它的范圍是1~65535。（2）networkip命令 該命令用來定義參與OSPF的子網(wǎng)地址，它的命令的格式為<networkip+子網(wǎng)號+子網(wǎng)掩碼的反碼+area+區(qū)域號>，在單個IP地址參與OSPF時使用。（3）range命令 該命令用于某一特定范圍的子網(wǎng)聚合參與OSPF時定義參與的這一范圍子網(wǎng)的子網(wǎng)，它的命令格式為<area+區(qū)域號+range+子網(wǎng)地址+子網(wǎng)掩碼>。第三十五頁，共五十七頁。（4）passive-interface命令 該命令用來配置OSPF的被動接口。（5）distribute命令 該命令用來配置路由過濾功能。（6）distance命令 該命令用來配置或改變OSPF的管理距離。（7）redistributemetric命令 該命令用來配置引入外部路由到OSPF的參數(shù)。（8）redistributetag命令 該命令用來配置引入外部路由時缺省的標(biāo)記值。（9）redistributeconnectedmetric-type命令 該命令用來設(shè)置個入外部路由時的外部路由類型

第三十六頁，共五十七頁。7.6DHCP的功能及配置7.6.1DHCP的原理7.6.2DHCP的配置第三十七頁，共五十七頁。7.6.1DHCP的原理（1）當(dāng)DHCP客戶機(jī)第一次登錄網(wǎng)絡(luò)的時候﹐該客戶機(jī)沒有任何IP數(shù)據(jù)設(shè)定，它將向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出一個DHCPDISCOVER封包。由于客戶端還不知道自己屬于哪一個網(wǎng)絡(luò)，所以封包的來源地址會，其目的地址則為55，向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣播。第三十八頁，共五十七頁。（2）一般默認(rèn)DHCPdiscover的等待時間為1秒，當(dāng)客戶機(jī)將第一個DHCPDISCOVER封包送出去之后，在1秒之內(nèi)沒有得到響應(yīng)的話，就會進(jìn)行第二次DHCPDISCOVER廣播?？蛻舳俗疃嘤兴拇螐V播，除了第一次會等待1秒之外，其余三次的等待時間分別是9秒、13秒、16秒。如果都沒有得到DHCP服務(wù)器的響應(yīng)，客戶端則會顯示錯誤信息，宣告DHCPDISCOVER的失敗。之后，系統(tǒng)會繼續(xù)在5分鐘之后再重復(fù)一次DHCPDISCOVER的過程。（3）當(dāng)DHCP服務(wù)器監(jiān)聽到客戶端發(fā)出的DHCPDISCOVER廣播后，將會對客戶機(jī)作出應(yīng)答。它會從那些還沒有租出的地址中，選擇最前面的閑置IP，DHCP客戶所需的TCP/IP設(shè)定，響應(yīng)給客戶端一個DHCPOFFER封包。第三十九頁，共五十七頁。（4）DHCP協(xié)議允許網(wǎng)絡(luò)上配置多臺DHCP，客戶機(jī)將會收到網(wǎng)絡(luò)上多臺DHCP服務(wù)器的響應(yīng)，但它只會挑選其中一個DHCPOFFER，通常都是最先抵達(dá)的那個，然后客戶機(jī)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一個DHCPREQUEST廣播封包，告訴所有DHCP服務(wù)器它將接受哪一臺服務(wù)器提供的IP地址。同時﹐客戶端還會向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一個ARP封包，確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)上是否有其它機(jī)器在使用該IP地址；如果發(fā)現(xiàn)該IP已經(jīng)被占用，客戶機(jī)則會發(fā)出一個DHCPDECLINE封包給DHCP服務(wù)器﹐拒絕接受其DHCPOFFER并重新發(fā)送DHCPDISCOVER信息。（5）當(dāng)DHCP服務(wù)器接收到客戶端的DHCPREQUEST封包之后，向客戶端發(fā)出一個DHCPACK響應(yīng)，確認(rèn)該IP租約的正式生效。第四十頁，共五十七頁。圖7-11DHCPServer/Client工作模式第四十一頁，共五十七頁。圖7-12DHCP的工作流程第四十二頁，共五十七頁。7.6.2DHCP的配置

DHCP的配置主要IP池的建立與配置以及數(shù)據(jù)庫代理的配置。建立IP池后，進(jìn)行DHCP配置模式，該配置模式下對DHCP進(jìn)行配置，主要任務(wù)包括：IP池地址的子網(wǎng)地址、子網(wǎng)掩碼以及缺省網(wǎng)關(guān)、域名、域名服務(wù)器IP地址、IP地址租用時間等的配置。

第四十三頁，共五十七頁。

1．IP池的建立與配置（1）IP池的建立（2）IP池子網(wǎng)地址與子網(wǎng)掩碼的配置（3）排除不用于動態(tài)分配的IP地址（4）配置缺省網(wǎng)關(guān)（5）配置IP地址池的域名系統(tǒng)（6）IP地址租用時間

第四十四頁，共五十七頁。 2．?dāng)?shù)據(jù)庫代理的配置

DHCP數(shù)據(jù)庫代理是用于存儲DHCP綁定信息的一臺主機(jī)。在一般情況下可以不對其進(jìn)行配置。若不想配置DHCP數(shù)據(jù)庫代理，則使用命令noipdhcpconflictlogging，該命令取消了地址沖突日志的記錄的功能，以實(shí)現(xiàn)不配置數(shù)據(jù)庫。第四十五頁，共五十七頁。7.7IP訪問控制列表的功能及配置7.7.1訪問控制列表的作用7.7.2訪問控制列表的執(zhí)行過程7.7.3訪問控制列表的過濾準(zhǔn)則7.7.4訪問控制列表的分類7.7.5訪問控制列表的重要參數(shù)7.7.6訪問控制列表的配置216第四十六頁，共五十七頁。7.7.1訪問控制列表的作用（1）限制網(wǎng)絡(luò)流量（2）限制通信流量（3）網(wǎng)絡(luò)安全訪問（4）限制通信類型第四十七頁，共五十七頁。圖7-13訪問控制列表對數(shù)據(jù)包進(jìn)行過濾第四十八頁，共五十七頁。7.7.2訪問控制列表的執(zhí)行過程 訪問控制列表是一個連續(xù)的列表，該控制列表在建立并配置好后，接著其應(yīng)用于一個接，一個VTYline或被其他命令引用后，列表開始生效。一個端口執(zhí)行哪條訪問控制列表，這需要按照列表中的條件語句執(zhí)行順序來判斷。一般是從第一條開始順序執(zhí)行的，如果一個數(shù)據(jù)包的報頭與表中的某個條件判斷語句相匹配，那么后面的語句就將被忽略，不再進(jìn)行檢查，反之，才交給下一條語句進(jìn)行比較。第四十九頁，共五十七頁。7.7.3訪問控制列表的過濾準(zhǔn)則（1）過濾源地址或目的地址 該準(zhǔn)則不僅可以允許或拒絕來自某源IP地址的數(shù)據(jù)包進(jìn)入路由器，還可以允許和拒絕目的地址為某IP地址的數(shù)據(jù)包通過路由器。（2）過濾端口號 該準(zhǔn)則可以允許或拒絕某些協(xié)議的某些端口號的數(shù)據(jù)包通過路由器。（3）過濾協(xié)議 該準(zhǔn)則可以允許或拒絕如TCP、UDP、ICMP等協(xié)議的數(shù)據(jù)包通過路由器。第五十頁，共五十七頁。圖7-14訪問控制列表的過濾準(zhǔn)則第五十一頁，共五十七頁。7.7.4訪問控制列表的分類（1）標(biāo)準(zhǔn)訪問控制列表

標(biāo)準(zhǔn)訪問控制列表基于網(wǎng)絡(luò)地址的信息流，且只允許過濾源地址。標(biāo)準(zhǔn)IP訪問表的表號標(biāo)識是從1~99后來又?jǐn)U展了范圍1300~1999。（2）擴(kuò)展訪問控制列表 擴(kuò)展訪問控制列表通過網(wǎng)絡(luò)地址和傳輸中的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行信息流控制，允許過濾源地址、目的地址和上層應(yīng)用數(shù)據(jù)，它既檢查數(shù)據(jù)包的源地址，也檢查數(shù)據(jù)包的目的地址，還檢查數(shù)據(jù)包的特定協(xié)議類型、端口號等。第五十二頁，共五十七頁。7.7.5訪問控制列表的重要參數(shù) 1．表號和名字 表號是用來標(biāo)識或是引用某個訪問控制列表。訪問控制列名的名字用字符串來表示。

2．通配符掩碼

訪問控制列表的通配符掩碼是一個32bit的數(shù)字字符串，它點(diǎn)分成4個8位，每組包含8bit。在通配符掩碼位中，表示形式與IP地址的子網(wǎng)掩碼相同。它實(shí)際上即是子網(wǎng)掩碼的反碼。

第五十三頁，共五十七頁。表7-2訪問控制列表表號范圍表號范圍訪問列表種類說明1~991300~1999IPstandardaccesslist基于IP的標(biāo)準(zhǔn)訪問控制列表100~1992000~2699IPextendedaccesslist基于IP的擴(kuò)展訪問控制列表1000~1099IPXSAPaccesslist基于IPX業(yè)務(wù)通告協(xié)議的訪問控制列表1100~1199Extended48-bitMACaddressaccesslist擴(kuò)展的基于48位MAC地址的訪問控制列表200~299Protocoltype-codeaccesslist基于協(xié)議類型碼的訪問列表700~79948-bitMACaddress