路由器基礎(chǔ)知識講解幻燈片

1、路由基礎(chǔ),盤錦百科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)有限公司 高士恩,1,2020/10/20,課程內(nèi)容,路由器的定義與作用 基本概念 路由器工作原理 IP路由過程 VLAN路由,2,2020/10/20,路由器的定義和作用,路由器用于網(wǎng)絡(luò)互連的計算機設(shè)備 路由器的核心作用是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) 路由（尋徑）：路由表建立、刷新 交換：在網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)分組數(shù)據(jù) 隔離廣播，指定訪問規(guī)則 異種網(wǎng)絡(luò)互連,3,2020/10/20,課程內(nèi)容,路由器的定義與作用 基本概念 路由器工作原理 IP路由過程 VLAN路由,4,2020/10/20,路由表,路由器為執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑選擇所需要的信息被包含在路由器的一個表項中，稱為“路由

2、表” 當(dāng)路由器檢查到包的目的IP地址時，它就可以根據(jù)路由表的內(nèi)容決定包應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)到哪個下一跳地址上去。 路由表被存放在路由器的RAM上,5,2020/10/20,路由表的構(gòu)成,路由表的構(gòu)成 目的網(wǎng)絡(luò)地址（Dest） 掩碼（Mask） 下一跳地址（Gw） 發(fā)送的物理端口（interface） 路由信息的來源（Owner） 路由優(yōu)先級（pri） 度量值（metric）,6,2020/10/20,路由表的構(gòu)成,路由表構(gòu)成示例,172.16.8.0- 目的邏輯網(wǎng)絡(luò)地址或子網(wǎng)地址 255.255.255.0 - 目的邏輯網(wǎng)絡(luò)地址或子網(wǎng)地址的網(wǎng)絡(luò)掩碼 1.1.1.1 - 下一跳邏輯地址 fei_0/1.1

3、- 學(xué)習(xí)到這條路由的接口和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)接口 static - 路由器學(xué)習(xí)到這條路由的方式 1- 路由優(yōu)先級 0- Metric 值,Dest Mask Gw Interface Owner pri metric 172.16.8.0 255.255.255.0 1.1.1.1 fei_0/1 static 1 0,7,2020/10/20,路由表的建立和維護(hù),路由表最開始是如何建立起來的？,在路由表建立起來之后，是如何進(jìn)行維護(hù)的？,8,2020/10/20,路由分類,直連路由,靜態(tài)路由,動態(tài)路由,9,2020/10/20,192.168.0.1/30,192.168.0.2/30,10.0.0.

4、1/24,172.16.0.1/24,IPv4 Routing Table: Dest Mask Gw Interface Owner pri metric 10.0.0.0 255.255.255.0 10.0.0.1 fei_0/1 direct 0 0 10.0.0.1 255.255.255.255 10.0.0.1 fei_0/1 address 0 0 192.168.0.0 255.255.255.252 192.168.0.1 e1_1 direct 0 0 192.168.0.1 255.255.255.255 192.168.0.1 e1_1 address 0 0 ZXR

5、10#,直連路由,直連路由 當(dāng)接口配置了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址并狀態(tài)正常時，接口上配置的網(wǎng)段地址自動出現(xiàn)在路由表中并與接口關(guān)聯(lián)，并隨接口的狀態(tài)變化在路由表中自動出現(xiàn)或消失,A,B,fei_0/1,e1_1,10,2020/10/20,靜態(tài)路由配置,ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 172.16.2.2,這是一條單向路由，還需要在對方的路由器上配置一條相反的路由。,Stub Network,172.16.2.1,S0,172.16.1.0,B,172.16.2.2,Network,10.0.0.0,B,A,11,2020/10/20,缺省路由示例,缺省路由配置,Stub Networ

6、k,ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.2.2,172.16.2.1,S0,172.16.1.0,B,172.16.2.2,Network,這條路由可以配置在只有一條出口的“根狀網(wǎng)絡(luò)” 的出口路由器上，可以訪問“未知的” 目的網(wǎng)絡(luò)。,A,B,12,2020/10/20,路由協(xié)議是運行在路由器上的軟件進(jìn)程，與其他路由器上相同路由協(xié)議之間交換路由信息，學(xué)習(xí)非直連網(wǎng)絡(luò)的路由信息，加入路由表。并且在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化時自動調(diào)整，維護(hù)正確的路由信息。,RIP,OSPF,RIP,OSPF,1.0.0.0/8,2.0.0.0/8,3.0.0.0/8,動態(tài)路由,13,2020/10/

7、20,RIP,OSPF,路由表,10.0.0.0/16 fei_1/1,注意： 必須是完全相同的一條路由才進(jìn)行路由優(yōu)先級的比較,10.0.0.0/16 fei_1/3,10.0.0.0/16 fei_1/3,路由優(yōu)先級,從路由優(yōu)先級最高（優(yōu)先級數(shù)值最?。┑膮f(xié)議獲取的路由被優(yōu)先選擇加入路由表中。,14,2020/10/20,Connected interface 0 Static route 1 External BGP20 OSPF110 IS-IS 115 RIP v1, v2120 Internal BGP200 Special(內(nèi)部處理使用)255,Route Source,Defaul

8、t priority,各種路由協(xié)議缺省優(yōu)先級,15,2020/10/20,Network,10M專線,DDN,有備份鏈路的情況下如何設(shè)置路由？,fei_1/1,178.1.1.1,177.1.1.1,路由優(yōu)先級應(yīng)用-浮動靜態(tài)路由,16,2020/10/20,ZXR10(config)#ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 177.1.1.1 ZXR10(config)#ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 178.1.1.1 5 tag 200,Network,10M專線,DDN,fei_1/1,177.1.1.1,178.1.1.1,浮動靜態(tài)路由配置,17

9、,2020/10/20,最長匹配原則,10.1.1.1?,ZXR10#show ip route IPv4 Routing Table: Dest Mask Gw Interface Owner pri metric 1.0.0.0 255.0.0.0 1.1.1.1 fei_0/1.1 direct 0 0 1.1.1.1 255.255.255.255 1.1.1.1 fei_0/1.1 address 0 0 2.0.0.0 255.0.0.0 2.1.1.1 fei_0/1.2 direct 0 0 2.1.1.1 255.255.255.255 2.1.1.1 fei_0/1.2 a

10、ddress 0 0 3.0.0.0 255.0.0.0 3.1.1.1 fei_0/1.3 direct 0 0 3.1.1.1 255.255.255.255 3.1.1.1 fei_0/1.3 address 0 0 10.0.0.0 255.0.0.0 1.1.1.1 fei_0/1.1 ospf 110 10 10.1.0.0 255.255.0.0 2.1.1.1 fei_0/1.2 static 1 0 10.1.1.0 255.255.255.0 3.1.1.1 fei_0/1.3 rip 120 5 0.0.0.0 0.0.0.0 1.1.1.1 fei_0/1.1 stat

11、ic 0 0,18,2020/10/20,課程內(nèi)容,路由器的定義與作用 基本概念 路由器工作原理 IP路由過程 VLAN路由,19,2020/10/20,路由器的工作原理,路由功能： 學(xué)習(xí)和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)知識的機制，產(chǎn)生和維護(hù)路由表 交換/轉(zhuǎn)發(fā)功能： 數(shù)據(jù)在路由器內(nèi)部移動與處理的過程（從路由器一個接口輸入，然后選擇合適接口輸出、做幀的解封裝與封裝，并對包做相應(yīng)處理）,20,2020/10/20,路由功能,學(xué)習(xí)和維持網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)知識的機制被認(rèn)為是路由功能。完成路由功能需要的幾個基本信息： 路由的是什么協(xié)議？ 目的地址是否已存在? 從哪個端口發(fā)送出去？ 下一跳地址是什么？,21,2020/10/

12、20,幀校驗并緩存數(shù)據(jù)包,進(jìn)入接口,將目的地邏輯地址與下一跳邏輯設(shè)備和外出接口相關(guān)聯(lián),路由表,將下一跳邏輯設(shè)備與物理地址相關(guān)聯(lián)以生成幀頭,ARP緩存 （局域網(wǎng)）,封裝數(shù)據(jù)包并轉(zhuǎn)發(fā)幀,外出接口,由路由協(xié)議維護(hù),由ARP或逆向ARP進(jìn)程所維護(hù),映射列表 （廣域網(wǎng)）,交換/轉(zhuǎn)發(fā)功能,22,2020/10/20,Routing process,Routing process,Routing process,Routing process,Routing table,Forwarding process,基于目的地址 查找路由條目,遵循最長 匹配原則,基于路由優(yōu)先級向 路由表加入路由,路由協(xié)議學(xué)習(xí)所有可

13、 能的路由，基于metric 值選擇最佳路由,路由器工作過程總結(jié),23,2020/10/20,課程內(nèi)容,路由器的定義與作用 基本概念 路由器工作原理 IP路由過程 VLAN路由,24,2020/10/20,同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的通信,我們從簡單的問題開始討論：在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的通信。為了便于討論，不妨假設(shè)“IP層眼中的網(wǎng)絡(luò)”一圖中，網(wǎng)絡(luò)A是一個以太網(wǎng)，內(nèi)部有兩臺主機想要互相通信：,網(wǎng)絡(luò)A,通向 路由器1,通信需求,25,2020/10/20,通信過程圖示,IP地址：192.168.1.2 MAC地址：00:20:AF:00:00:02,IP地址：192.168.1.1 MAC地址：00:20:AF:00

14、:00:01,以太網(wǎng),IP層,上層協(xié)議這里無需考慮,封裝IP包 包發(fā)往IP地址 192.168.1.2,以太網(wǎng),IP層,封裝MAC幀 幀發(fā)往MAC地址 00:20:AF:00:00:02,封裝MAC幀 收到MAC幀,ARP,拆封IP包 收到IP包,A,B,網(wǎng)絡(luò) 情況,協(xié)議 層次,26,2020/10/20,不同網(wǎng)絡(luò)之間的通信,了解了同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的通信之后，我們再來看不同網(wǎng)絡(luò)之間的通信。假設(shè)“IP層眼中的網(wǎng)絡(luò)”一圖中，網(wǎng)絡(luò)A中有一臺主機想要和網(wǎng)絡(luò)B中一臺主機通信，而網(wǎng)絡(luò)A是一個以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)B是一個X.25網(wǎng)絡(luò)：,網(wǎng)絡(luò)B,網(wǎng)絡(luò)A,路由器1,通信需求,27,2020/10/20,以太網(wǎng),以太網(wǎng) 接口

15、,不同網(wǎng)段的通信過程,以太網(wǎng),IP層,上層協(xié)議這里無需考慮,MAC幀,IP層,串行 接口,以太網(wǎng) 接口,IP層,網(wǎng)絡(luò) 情況,協(xié)議 層次,PPP分組,IP包,IP包,發(fā)送端 主機A,接收端 主機B,路由器,Ethernet,PPP,HOST A,HOST B,fei-1/1,e1_2/1,Ethernet,fei-1/1,e1_2/1,上層協(xié)議這里無需考慮,IP層,路由器,PPP幀,IP包,IP包,串行 接口,MAC幀,IP包,IP包,28,2020/10/20,判斷 與對端是否處于同一 網(wǎng)段,檢查 ARP表是否有對端的 MAC地址,做數(shù)據(jù)鏈 路層封裝 （目的MAC為對 端MAC地址）,通過物理

16、層 發(fā)送數(shù)據(jù),通過ARP獲得 對端MAC地址,YES,NO,YES,NO,是否配置了 缺省網(wǎng)關(guān)？,YES,檢查 ARP表是否有網(wǎng)關(guān) MAC地址,做數(shù)據(jù)鏈 路層封裝 （目的MAC為網(wǎng) 關(guān)MAC地址）,通過ARP獲得 網(wǎng)關(guān)MAC地址,NO,發(fā)送錯誤信息,YES,NO,End,獲取對端IP地址,通信流程,29,2020/10/20,IP通信流程基本概念,IP通信流程基本概念 IP通訊是基于 hop by hop 的方式 從源到目的之間源IP和目的IP地址保持不變 每經(jīng)過一個數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)鏈路層封裝都要做相應(yīng)的重新封裝 返回的數(shù)據(jù)選路與到達(dá)的數(shù)據(jù)選路無關(guān),30,2020/10/20,網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的操作

17、,X,Y,A,B,C,X,Y,A,B,C,31,2020/10/20,路由過程示例,192.168.6.0 /24,192.168.2.0 /24,e1_1,e1_1,fei_1/1,192.168.2.3,192.168.1.0 /24,192.168.3.0 /24,192.168.3.3,192.168.4.1 /24,R1,R2,R3,R1 路由表 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.4.1 e1_1 direct 0 0 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.2.1 fei_1/1 direct 0 0 192.168.1

18、.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 rip 120 1 192.168.6.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 rip 120 1 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 rip 120 2,e1_2,e1_1,fei_1/1,fei_1/1,A,B,192.168.4.2 /24,32,2020/10/20,1.目的地址為:192.168.3.3,192.168.6.2 /24,192.168.2.0 /24,192.168.2.3,192.168.1.0 /24,192.168.3.

19、0 /24,192.168.3.3,192.168.4.0 /24,R1,R2,R3,R2 路由表 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 direct 0 0 192.168.6.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_2 direct 0 0 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.1.1 fei_1/1 direct 0 0 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.4.1 e1_1 rip 120 1 192.168.3.0 255.255.255.0 192.16

20、8.6.2 e1_2 rip 120 1,e1_1,e1_1,fei_1/1,e1_2,e1_1,fei_1/1,fei_1/1,路由過程示例（續(xù)）,192.168.6.1 /24,33,2020/10/20,路由過程示例（續(xù)）,192.168.6.0 /24,192.168.2.0 /24,192.168.2.3,192.168.1.0 /24,192.168.3.0 /24,192.168.3.3,192.168.4.0 /24,R1,R2,R3,R3 路由表 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.3.1 fei_1/1 direct 0 0 192.168.

21、6.0 255.255.255.0 192.168.6.2 e1_1 direct 0 0 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_1 rip 120 1 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_1 rip 120 1 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_1 rip 120 2,反方向數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)流程？,e1_1,e1_1,fei_1/1,e1_2,e1_1,fei_1/1,fei_1/1,34,2020/10/20,課程內(nèi)容,路由器的定義與作用 基本概念 路由器工

22、作原理 IP路由過程 VLAN路由,35,2020/10/20,方式一 普通路由,方式二 單臂路由,方式三 三層/多層交換機,VLAN one,VLAN two,VLAN three,fei_1/1,fei_1/3,fei_1/2,VLAN one,VLAN two,VLAN three,802.1Q trunk encapsulation,fei_0/1.1 fei_0/1.2 fei_0/1.3,VLAN間路由,36,2020/10/20,VLAN one,VLAN two,VLAN three,fei_1/1,fei_1/3,配置：路由器上在多個物理接口配置不同 VLAN缺省網(wǎng)關(guān)IP地址

23、，交換機上的 端口設(shè)置為ACCESS PORT，分別屬 于不同的VLAN,特點：需要多個路由器物理接口，成本高 靈活性與可擴展性差,fei_1/2,方式一：普通路由,37,2020/10/20,VLAN one,VLAN two,VLAN three,802.1Q trunk encapsulation,fei_0/1.1 fei_0/1.2 fei_0/1.3,ZXR10(config)#interface fei_0/1.1 ZXR10(config-subif)#encapsulation dot1Q 1 ZXR10(config-subif)#ip add 1.1.1.1 255.0.

24、0.0 ZXR10(config)#interface fei_0/1.2 ZXR10(config-subif)#encapsulation dot1Q 2 ZXR10(config-subif)#ip add 2.1.1.1 255.0.0.0 ZXR10(config)#interface fei_0/1.3 ZXR10(config-subif)#encapsulation dot1Q 3 ZXR10(config-subif)#ip add 3.1.1.1 255.0.0.0,方式二：單臂路由,配置： 在路由器單個物理接口配置多個子接口,做802.1Q封裝，不同子接口配置不同VLAN

25、的缺省網(wǎng)關(guān)IP地址，交換機上的端口設(shè)置為802.1Q trunk,38,2020/10/20,VLAN one,VLAN two,VLAN three,802.1Q trunk encapsulation,fei_0/1.1 fei_0/1.2 fei_0/1.3,ZXR10(config)#interface fei_0/1.1 ZXR10(config-subif)#encapsulation dot1Q 1 ZXR10(config-subif)#ip add 1.1.1.1 255.0.0.0 ZXR10(config)#interface fei_0/1.2 ZXR10(config-subif)#encapsulation dot1Q 2 ZXR1