路由器基礎(chǔ)知識(shí)講座PPT課件

1、 1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)中的故障分析第1頁/共68頁 2一、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(duì)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)。第2頁/共68頁 3ISO/OSI七層參考模型應(yīng)用層表示層會(huì)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(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層通信介質(zhì)第3頁/共68頁 4應(yīng)用層表示層會(huì)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)第4頁/共68頁 5

2、F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F網(wǎng)卡、RS232C、V24、X.21、V35 都屬于物理層范圍第5頁/共68頁 6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?。?頁/共68頁 7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、封幀和解幀，并對(duì)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)

3、用戶進(jìn)程提供多條數(shù)據(jù)鏈路復(fù)用同一物理鏈路。第7頁/共68頁 8網(wǎng)絡(luò)層對(duì)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。第8頁/共68頁 9TCP/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)第9頁/共68頁 10傳輸層（TCP和UDP）網(wǎng)際層（IP） 物理層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層第10頁/共68頁 11TCP/IP邏輯網(wǎng)絡(luò)與上下層關(guān)系A(chǔ)機(jī)B機(jī)應(yīng)

4、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第11頁/共68頁 12TCP/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)地址第12頁/共68頁 13數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程路由器A路由器BIP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)鏈路層物理層第13頁/共68頁 14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)。第14頁/共68頁 15二、路由器的功

5、能路由器路由器RouterRouter路由第15頁/共68頁 16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、加密第16頁/共68頁 17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(hào)。WAN192.11.1.0192.11.2.0192.11.3.0192.11.4.0192.11.5.0掩碼：255.255.255.0第17頁/共68頁 18網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 路由器能對(duì)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)BTokenRingEthernetroute

6、rArouterB第18頁/共68頁 19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(huì)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。第19頁/共68頁 20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(dòng)態(tài)路由協(xié)議。第20頁/共68頁 21網(wǎng)間尋徑和數(shù)據(jù)傳送 靜態(tài)路由協(xié)議：手工為每臺(tái)路由器編寫一張固定不變的靜態(tài)路由表； 動(dòng)態(tài)路由協(xié)議：為每臺(tái)路由器配置一個(gè)動(dòng)態(tài)路

7、由尋徑協(xié)議，讓該路由協(xié)議自動(dòng)形成和刷新路由表。動(dòng)態(tài)路由協(xié)議有：RIP、RIP、IGRP 、EIGRP、OSPF、ISIS、BGP、EGP等。第21頁/共68頁 22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(duì)特定的工作站、某些網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)、某些協(xié)議。第22頁/共68頁 23流量管理 優(yōu)先權(quán)：對(duì)特定服務(wù)的包給予特別的優(yōu)先權(quán)，使某些對(duì)延時(shí)敏感的包快速通過。 排隊(duì)：對(duì)某幾類服務(wù)進(jìn)行排隊(duì)通過第23頁/共68頁 24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ICMP報(bào)文，源主機(jī)收到報(bào)文后，降速發(fā)送。第24

8、頁/共68頁 25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）第25頁/共68頁 26三、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(dòng)過程 路由器的基本配置第26頁/共68頁 27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(chǔ)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。第27頁/共68頁 28路由器的工作原理路由器A路由器BIP尋徑IP尋徑IP數(shù)據(jù)報(bào)邏輯網(wǎng)IP層加幀頭去幀頭

9、幀傳輸和直接尋徑數(shù)據(jù)鏈路層物理層第28頁/共68頁 29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。第29頁/共68頁 30路由器內(nèi)存體系結(jié)構(gòu)RAM NVRAM Flash ROMConsoleAuxiliarInterfaces第30頁/共68頁 31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(chǔ)器，系統(tǒng)掉電，程序不會(huì)丟失。第31頁/共68頁 32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

10、電，程序不會(huì)丟失。第32頁/共68頁 33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(huì)丟失。第33頁/共68頁 34內(nèi)存 ：RAM 動(dòng)態(tài)內(nèi)存，系統(tǒng)掉電，內(nèi)容丟失。CommandExecutiveInternetwork Operating SystemProgramActiveConfigurationFileTableBufferRAM第34頁/共68頁 35路由器的啟動(dòng)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。第35頁/共68頁

11、 36路由表生成過程 開機(jī)初始化時(shí)形成初步路由表 通過與相鄰路由器交換路由信息刷新完善路由表第36頁/共68頁 37四、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第37頁/共68頁 38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第38頁/共68頁 39產(chǎn)品系列 全系列產(chǎn)品滿足不同用戶的要求Cisco1600Cisco2500Cisco2600Cisco3600Cisco4000As5200/5300As5800Cisco7200Cisco7500

12、Cisco12000第39頁/共68頁 40路由器產(chǎn)品系列 部門級(jí)：1600、2500 多媒體：2600、3600 企業(yè)級(jí)：4000、7200 骨干級(jí)：7500 電信運(yùn)營級(jí)：12000 訪問服務(wù)：5200、5300、5800第40頁/共68頁 41Cisco的 IOS 版本 應(yīng)用第41頁/共68頁 42五、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)議第42頁/共68頁 43三種工作模式用戶模式 Router 特權(quán)模式 Routerenable Password: Router#第43頁/共68頁 44三種工作模式全局模式 Router#config term Enter

13、 configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#第44頁/共68頁 45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)# ?第45頁/共68頁 46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 shutdo

14、wn Router(config-if)# exit第46頁/共68頁 47配置廣域口并封裝協(xié)議 Router(config)# int s0 Router(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第47頁/共68頁 48路由協(xié)議配置 Router(config)# router

15、 igrp 100 Router(config-router)# Router(config-router)#network 200.61.16.0 Router(config-router)#exit第48頁/共68頁 49查看路由器狀態(tài) Router#show int s0 Router#show ip route Router#show run第49頁/共68頁 50六、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)第50頁/共68頁 51物理層故障 指為網(wǎng)絡(luò)提供物理連接的硬件故障ModemModemDDN節(jié)點(diǎn)用戶端局端?臺(tái)卡第51頁/共68頁

16、 52物理層故障主要有：外線不通、Modem未加電。第52頁/共68頁 53路由器表現(xiàn)（本端） Router#show int s0 Serial0 is down, line protocol is down Internet address is 200.32.200.198/28 Encapsulation HDLC， DCD=down DSR=down DTR=down RTS=down CTS=down第53頁/共68頁 54路由器表現(xiàn)（對(duì)端） Router#show int s0 Serial0 is up, line protocol is down第54頁/共68頁 55鏈路層

17、故障 故障因素較多ModemModemDDN節(jié)點(diǎn)用戶端局端?臺(tái)卡第55頁/共68頁 56路由器表現(xiàn) Router#show int s0 Serial0 is up, line protocol is down DCD= DSR= DTR= RTS= CTS=或Serial0 is up, line protocol is upSerial0 is up, line protocol is down 循環(huán)第56頁/共68頁 57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

18、轉(zhuǎn)接電纜損壞第57頁/共68頁 58鏈路層故障因素（續(xù)） 網(wǎng)管數(shù)據(jù)沒做上或沒做對(duì) DTU網(wǎng)管設(shè)置，DCD置高 中繼不好或沒做對(duì) 幀中繼線路中，封裝Annex-D未配 E1信令為CCS，時(shí)隙對(duì)應(yīng)問題。第58頁/共68頁 59鏈路層故障因素（續(xù)） 局端Modem的時(shí)鐘跳線不對(duì)，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(duì)端路由器關(guān)機(jī)第59頁/共68頁 60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)備替換第60頁/共68頁 61網(wǎng)絡(luò)層故障 點(diǎn)對(duì)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)議配置不正確第61頁/共68頁 62路由器表現(xiàn) Router#show int s0 Serial0 is up, line protocol is up 就是ping 不通 ping目的網(wǎng)絡(luò)地址時(shí)，規(guī)律性的大規(guī)模