路由器基礎(chǔ)知識講座.ppt

1、路 由 器 知 識 講 座,河北省數(shù)據(jù)通信局技術(shù)支援中心石家莊冀龍計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有限公司技術(shù)一部 李宏杰,a,2,主要內(nèi)容,網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) 路由器的基本功能 路由器的工作原理 Cisco路由器產(chǎn)品介紹 路由器的基本配置 路由器連網(wǎng)中的故障分析,a,3,一、網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),把計(jì)算機(jī)機(jī)網(wǎng)絡(luò)要實(shí)現(xiàn)的整體功能給予結(jié)構(gòu)化和模塊化，把整體功能劃分為幾個(gè)相對獨(dú)立的子功能層次，各功能層次間有機(jī)連結(jié)在一起，下層支持上層，上層調(diào)用下層，即組成了網(wǎng)絡(luò)整體的分層體系結(jié)構(gòu)。,a,4,ISO/OSI七層參考模型,應(yīng)用層 表示層 會話層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層,應(yīng)用層 表示層 會話層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 物

2、理層,通信介質(zhì),a,5,應(yīng)用層 表示層 會話層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層,資源子網(wǎng),通信子網(wǎng),a,6,物理層,建立、維護(hù)和拆除物理鏈路的機(jī)械、電氣和功能的特征，把實(shí)體連接起來，在物理介質(zhì)上傳輸無特征的比特流 網(wǎng)卡、RS232C、V24、X.21、V35 都屬于物理層范圍,a,7,數(shù)據(jù)鏈路層,組織成幀和實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問控制，并用校驗(yàn)、確認(rèn)重發(fā)等機(jī)制把物理鏈路提升為無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路。 把無特征的二進(jìn)制位流組織成幀（Frame），在幀頭加源目的物理地址，保證以幀為單位可靠地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥康牡亍?a,8,數(shù)據(jù)鏈路層,分為MAC（介質(zhì)訪問控制）子層和LLC（邏輯鏈路控制）子層。 MAC主要是組織幀

3、、封幀和解幀，并對網(wǎng)上多個(gè)站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問控制。 LLC在頂端提供多個(gè)服務(wù)訪問點(diǎn)LSAP，可為多個(gè)用戶進(jìn)程提供多條數(shù)據(jù)鏈路復(fù)用同一物理鏈路。,a,9,網(wǎng)絡(luò)層,對數(shù)據(jù)包從源節(jié)點(diǎn)，經(jīng)由中間一些節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑進(jìn)行選擇（包括建立、維持、拆除等）和分組交換及流量控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，使傳輸層擺脫路由選擇、交換方式、擁護(hù)控制等網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)端到端的數(shù)據(jù)傳輸。,a,10,TCP/IP分層結(jié)構(gòu),應(yīng)用層（進(jìn)程） 傳輸層（TCP和UDP） 網(wǎng)際層（IP）,物理層,數(shù)據(jù)鏈路層 物理層,邏輯網(wǎng)絡(luò),a,11,TCP/IP和 OSI對應(yīng),傳輸層（TCP和UDP） 網(wǎng)際層（IP）,物理層,數(shù)據(jù)鏈路層 物理層

4、,應(yīng)用層 表示層 會話層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層,應(yīng)用層,a,12,TCP/IP邏輯網(wǎng)絡(luò)與上下層關(guān)系,A機(jī),B機(jī),應(yīng)用層,應(yīng)用層,TCP層,IP層,通信子網(wǎng),一個(gè)統(tǒng)一的邏輯網(wǎng)絡(luò),Ethernet ARCnet TokenRing,a,13,TCP/IP數(shù)據(jù)的封裝過程,TCP/UDP報(bào)文,IP報(bào)頭 IP數(shù)據(jù),幀頭 物理幀數(shù)據(jù),IP數(shù)據(jù)包,物理幀,傳輸層,網(wǎng)絡(luò)層,鏈路層,IP報(bào)頭：源、目的 IP地址，是邏輯地址 幀頭：源、目的物理地址，是真實(shí)地址,a,14,數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程,路由器A,路由器B,IP尋徑,IP尋徑,IP數(shù)據(jù)報(bào),邏輯網(wǎng) IP層,加幀頭,去幀頭,幀傳輸和直接尋徑,數(shù)據(jù)鏈路層,

5、物理層,a,15,路由器正是工作在IP下三層的通信子網(wǎng)上，從而屏蔽了底兩層物理網(wǎng)絡(luò)的差異，實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。,a,16,二、路由器的功能,路由器,Router,路 由,a,17,主要功能,連接多個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng) 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間最佳尋徑和數(shù)據(jù)報(bào)傳送 流量管理：包過濾、負(fù)載分流、負(fù)載均衡、優(yōu)先 冗余和容錯(cuò) 數(shù)據(jù)壓縮、加密,a,18,網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),路由器總是有多個(gè)LAN和WAN端口，每個(gè)端口所聯(lián)的網(wǎng)段是一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)號。,WAN,192.11.1.0,192.11.2.0,192.11.3.0,192.11.4.0,192.11.5.0,掩碼：255.255.255.0,a,19,網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),路由器能

6、對其互聯(lián)的兩個(gè)異構(gòu)形網(wǎng)絡(luò)的幀格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。,F.R,主機(jī)A,主機(jī)B,TokenRing,Ethernet,routerA,routerB,a,20,網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),路由器所聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的廣播包被隔離在本網(wǎng)段之內(nèi)，起到了防火墻作用。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的80/20規(guī)律，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的80信息是在同一個(gè)LAN中交換的，使80的信息不會經(jīng)路由器轉(zhuǎn)到其它網(wǎng)絡(luò)上，隔離廣播風(fēng)暴，從面提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的帶寬。,a,21,網(wǎng)間尋徑和數(shù)據(jù)傳送,尋徑的依據(jù)是經(jīng)過每個(gè)路由器中的路由表。 路由表指明了從源站點(diǎn)到目的站點(diǎn)的一條路徑。 路由協(xié)議是生成路由表的方法，分為靜態(tài)路由協(xié)議和動態(tài)路由協(xié)議。,a,22,網(wǎng)間尋徑和數(shù)據(jù)傳送,靜態(tài)路由協(xié)議：手工為

7、每臺路由器編寫一張固定不變的靜態(tài)路由表； 動態(tài)路由協(xié)議：為每臺路由器配置一個(gè)動態(tài)路由尋徑協(xié)議，讓該路由協(xié)議自動形成和刷新路由表。動態(tài)路由協(xié)議有：RIP、RIP、IGRP 、EIGRP、OSPF、ISIS、BGP、EGP等。,a,23,流量管理,包過濾：過濾某些用戶不需要的信息流，減少網(wǎng)絡(luò)流量，緩解網(wǎng)絡(luò)阻塞。包括對特定的工作站、某些網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)、某些協(xié)議。,a,24,流量管理,優(yōu)先權(quán)：對特定服務(wù)的包給予特別的優(yōu)先權(quán)，使某些對延時(shí)敏感的包快速通過。 排隊(duì)：對某幾類服務(wù)進(jìn)行排隊(duì)通過,a,25,解決擁塞問題,輸出速度跟不上輸入速度，路由器的緩存可能被淹沒。 采用源抑制，發(fā)現(xiàn)擁塞時(shí)，向源主機(jī)發(fā)送源抑制的I

8、CMP報(bào)文，源主機(jī)收到報(bào)文后，降速發(fā)送。,a,26,冗余和容錯(cuò),負(fù)載分流（Load Sharing） 負(fù)載均衡（Load Balancing） 雙路由熱備份（Hot-Stand-By）,a,27,三、路由器工作原理,路由器的工作原理 路由器的結(jié)構(gòu)和啟動過程 路由器的基本配置,a,28,路由器的工作原理,路由器工作在OSI模型中下三層，最高層為網(wǎng)絡(luò)層，通過統(tǒng)一的第三層來屏蔽底兩層的不同，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)獨(dú)立的異種網(wǎng)互聯(lián)，并通過路由表實(shí)現(xiàn)尋徑；由于是一個(gè)存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)包的過濾、優(yōu)先、排隊(duì)等流量管理。,a,29,路由器的工作原理,路由器A,路由器B,IP尋徑,IP尋徑,IP數(shù)據(jù)報(bào),邏輯網(wǎng) IP層

9、,加幀頭,去幀頭,幀傳輸和直接尋徑,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,a,30,路由器的工作原理,Cisco路由器的IOS（Internetwork Operating System）是路由器的操作系統(tǒng),就象計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)一樣。,a,31,路由器內(nèi)存體系結(jié)構(gòu),RAM NVRAM Flash ROM,Console Auxiliar,Interfaces,a,32,內(nèi)存 :ROM,ROM：相當(dāng)于PC的BIOS。存放引導(dǎo)程序和IOS的一個(gè)最小子集。 為只讀存儲器，系統(tǒng)掉電，程序不會丟失。,a,33,內(nèi)存 ：Flash,Flash：包含壓縮的IOS和微代碼 是一種可擦寫，可編程的ROM，系統(tǒng)掉電，程序不會丟失。

10、,a,34,內(nèi)存 ：NVRAM,NVRAM（No-Voliate RAM）：存放路由器的配置文件。 系統(tǒng)掉電，程序不會丟失。,a,35,內(nèi)存 ：RAM,動態(tài)內(nèi)存，系統(tǒng)掉電，內(nèi)容丟失。,Command Executive,Internetwork Operating System,Program,Active Configuration File,Table,Buffer,RAM,a,36,路由器的啟動過程,首先運(yùn)行ROM的程序，進(jìn)行系統(tǒng)自檢和引導(dǎo)，然后讀Flash內(nèi)的IOS，裝入DRAM中，并從NVRAM中讀入路由器的配置，計(jì)算并生成路由表。,a,37,路由表生成過程,開機(jī)初始化時(shí)形成初步路由

11、表 通過與相鄰路由器交換路由信息刷新完善路由表,a,38,四、Cisco簡介,世界上占領(lǐng)先地位的網(wǎng)間網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)和產(chǎn)品服務(wù)供應(yīng)商。 1984年成立于加州Menlo Park。 取名于San Francisco,a,39,全球重要的網(wǎng)絡(luò)廠商,交換機(jī)份額：35 路由器份額：60 Internet骨干網(wǎng)路由器：80,a,40,產(chǎn)品系列,全系列產(chǎn)品滿足不同用戶的要求,Cisco1600,Cisco2500,Cisco2600,Cisco3600,Cisco4000,As5200/5300,As5800,Cisco7200,Cisco7500,Cisco12000,a,41,路由器產(chǎn)品系列,部門級：160

12、0、2500 多媒體：2600、3600 企業(yè)級：4000、7200 骨干級：7500 電信運(yùn)營級：12000 訪問服務(wù)：5200、5300、5800,a,42,Cisco的 IOS,版本 應(yīng)用,a,43,五、路由器基本配置,三種工作模式 各端口地址 連入WAN包封裝 路由協(xié)議,a,44,三種工作模式,用戶模式 Router 特權(quán)模式 Routerenable Password: Router#,a,45,三種工作模式,全局模式 Router#config term Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Rou

13、ter(config)#,a,46,幫助 HELP！,在任何模式、任何情況下均可鍵入 “ ？”來得到幫助。 Router ？ Router# ？ Router(config)# ?,a,47,配置局域口,Router(config)# int e0 Router(config-if)# Router(config-if)# ip address 200.61.17.253 255.255.255.0 Router(config-if)#no shutdown Router(config-if)# exit,a,48,配置廣域口并封裝協(xié)議,Router(config)# int s0 Route

14、r(config-if)#ip address 200.61.16.252 255.255.255.0 Router(config-if)# encap frame-relay Router(config-if)#frame-relay lmi-type ansi Router(config-if)#fr map ip 200.61.16.251 104 bro,a,49,路由協(xié)議配置,Router(config)# router igrp 100 Router(config-router)# Router(config-router)#network 200.61.16.0 Router(c

15、onfig-router)#exit,a,50,查看路由器狀態(tài),Router#show int s0 Router#show ip route Router#show run,a,51,六、路由器故障分析,物理層故障 鏈路層故障 網(wǎng)絡(luò)層故障 路由器常見故障表現(xiàn) 路由器使用注意事項(xiàng),a,52,物理層故障,指為網(wǎng)絡(luò)提供物理連接的硬件故障,Modem,Modem,DDN 節(jié)點(diǎn),用戶端,局端,?,臺,卡,a,53,物理層故障,主要有：外線不通、Modem未加電。,a,54,路由器表現(xiàn)（本端）,Router#show int s0 Serial0 is down, line protocol is do

16、wn Internet address is 200.32.200.198/28 Encapsulation HDLC， DCD=down DSR=down DTR=down RTS=down CTS=down,a,55,路由器表現(xiàn)（對端）,Router#show int s0 Serial0 is up, line protocol is down,a,56,鏈路層故障,故障因素較多,Modem,Modem,DDN 節(jié)點(diǎn),用戶端,局端,?,?,?,?,?,?,臺,卡,a,57,路由器表現(xiàn),Router#show int s0 Serial0 is up, line protocol is d

17、own DCD= DSR= DTR= RTS= CTS= 或 Serial0 is up, line protocol is up Serial0 is up, line protocol is down 循環(huán),a,58,鏈路層故障因素,路由器廣域口損壞 Modem和路由器的連接電纜損壞 用戶Modem損壞 異種路由器互聯(lián)，鏈路層封裝協(xié)議不一致。 局端卡式Modem損壞;局端端口壞 局端轉(zhuǎn)接電纜損壞,a,59,鏈路層故障因素（續(xù)）,網(wǎng)管數(shù)據(jù)沒做上或沒做對 DTU網(wǎng)管設(shè)置，DCD置高 中繼不好或沒做對 幀中繼線路中，封裝Annex-D未配 E1信令為CCS，時(shí)隙對應(yīng)問題。,a,60,鏈路層故障因素（續(xù)）,局端Modem的時(shí)鐘跳線不對，造成雖然連通，但傳輸速度極慢，且有丟包現(xiàn)象。 DDN節(jié)點(diǎn)機(jī)下的分配盤端口壞 以上兩點(diǎn)造成循環(huán) UP down 對端路由器關(guān)機(jī),a,61,故障排除,網(wǎng)管分段打環(huán)測誤碼 網(wǎng)管分段打環(huán)，路由器接收。 從用戶端Modem燈的狀態(tài)判斷，TD不亮，基本上是用戶端設(shè)備損壞。 設(shè)備替換,a,62,網(wǎng)絡(luò)層故障,點(diǎn)對點(diǎn)鏈路，路由器廣域網(wǎng)端口IP地址不在同一網(wǎng)段上。 路由協(xié)議配置不正確,a,63,路由器表現(xiàn),Router#show int s0 Serial0 is up, lin