路由器基礎(chǔ)知識講解

1、路由基礎(chǔ)盤錦百科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)有限公司盤錦百科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)有限公司高士恩高士恩課程內(nèi)容 路由器的定義與作用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)互連課程內(nèi)容 路由器的定義與作用 基本概念基本概念 路由器工作原理 IP路由過程 VLAN路由路由表路由器為執(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

2、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）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 - 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 D

3、est Mask Gw Interface Owner pri metric172.16.8.0 255.255.255.0 1.1.1.1 fei_0/1 static 1 0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？路由分類直連路由靜態(tài)路由動態(tài)路由192.168.0.1/30192.168.0.1/30192.168.0.2/30192.168.0.2/3010.0.0.1/2410.0.0.1/24172.16.0.1/24172.16.0.1/24IPv4 Routing Table: Dest Mask Gw Interface Owne

4、r pri metric10.0.0.0 255.255.255.0 10.0.0.1 fei_0/1 direct 0 010.0.0.1 255.255.255.255 10.0.0.1 fei_0/1 address 0 0192.168.0.0 255.255.255.252 192.168.0.1 e1_1 direct 0 0192.168.0.1 255.255.255.255 192.168.0.1 e1_1 address 0 0ZXR10#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

5、中自動出現(xiàn)或消失ABfei_0/1e1_1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 Network172.16.2.1S0172.16.1.0B172.16.2.2Network10.0.0.0BA缺省路由示例缺省路由示例缺省路由配置Stub Networkip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.2.2172.16.2.1S0172.16.1.0B172.16.2.2Network 這條路由可以配置

6、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)。AB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。RIPOSPFRIPOSPF1.0.0.0/82.0.0.0/83.0.0.0/8動態(tài)路由RIPOSPF路由表路由表10.0.0.0/16 fei_1/1注意：注意： 必須是完全相同的一條路必須是完全相同的一條路由才進(jìn)行路由優(yōu)先級的比較由才進(jìn)行路由優(yōu)先級的比較10.0.0.0/16 fei_1/310.0.0.0/16 fei_1/3路由優(yōu)先級

7、從路由優(yōu)先級最高（優(yōu)先級數(shù)值最小）的協(xié)議獲取的路由被優(yōu)先選擇加入路由表中。Connected interface 0Static route 1External BGP20OSPF110IS-IS 115RIP v1, v2120Internal BGP200Special(內(nèi)部處理使用內(nèi)部處理使用)255各種路由協(xié)議缺省優(yōu)先級Network10M專線專線DDN有備份鏈路的情況下如何設(shè)置路由？fei_1/1178.1.1.1177.1.1.1路由優(yōu)先級應(yīng)用-浮動靜態(tài)路由ZXR10(config)#ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 177.1.1.1ZXR10(config

8、)#ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 178.1.1.1 5 tag 200Network10M專線專線DDNfei_1/1177.1.1.1178.1.1.1浮動靜態(tài)路由配置最長匹配原則10.1.1.1?ZXR10#show ip routeIPv4 Routing Table: Dest Mask Gw Interface Owner pri metric1.0.0.0 255.0.0.0 1.1.1.1 fei_0/1.1 direct 0 01.1.1.1 255.255.255.255 1.1.1.1 fei_0/1.1 address 0 02.0.0.0 2

9、55.0.0.0 2.1.1.1 fei_0/1.2 direct 0 02.1.1.1 255.255.255.255 2.1.1.1 fei_0/1.2 address 0 03.0.0.0 255.0.0.0 3.1.1.1 fei_0/1.3 direct 0 03.1.1.1 255.255.255.255 3.1.1.1 fei_0/1.3 address 0 010.0.0.0 255.0.0.0 1.1.1.1 fei_0/1.1 ospf 110 1010.1.0.0 255.255.0.0 2.1.1.1 fei_0/1.2 static 1 010.1.1.0 255.2

10、55.255.0 3.1.1.1 fei_0/1.3 rip 120 50.0.0.0 0.0.0.0 1.1.1.1 fei_0/1.1 static 0 0課程內(nèi)容 路由器的定義與作用 基本概念 路由器工作原理路由器工作原理 IP路由過程 VLAN路由路由器的工作原理 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） 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

11、在? 從哪個端口發(fā)送出去？ 下一跳地址是什么？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Routing processRouting processRouting processRouting processRouting tableForwardingprocess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)所有可能的路由，基于metric值選擇最佳路由路

12、由器工作過程總結(jié)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路由過程路由過程 VLAN路由同一網(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通信需求通信過程圖示IP地址：192.168.1.2MAC地址：00:20:AF:00:00:02IP地址：192.168.1.1MAC地址：00:20:AF:00:00:01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

13、:00:00:02封裝MAC幀收到MAC幀ARP拆封IP包收到IP包AB網(wǎng)絡(luò)情況協(xié)議層次不同網(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)網(wǎng)絡(luò)B網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)A路由器1通信需求以太網(wǎng)以太網(wǎng)接口不同網(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EthernetPPPHOST AHOST Bfei-1/1e1_2/1Ethernetfei-1

14、/1e1_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）通過物理層發(fā)送數(shù)據(jù)通過ARP獲得對端MAC地址YESNOYESNO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YESNOEnd 獲取對端IP地址通信流程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)

15、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)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的操作XYApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalABCXYNetworkData LinkPhysicalNetworkData LinkPhysicalNetworkData LinkPhysical路由過程示例192.168.6.0 /24192.168.2.0 /24e1_1e1_

16、1fei_1/1192.168.2.3 192.168.1.0 /24192.168.3.0 /24192.168.3.3192.168.4.1 /24R1R2R3R1 R1 路由表路由表192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.4.1 e1_1 direct 0 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.4.1 e1_1 direct 0 0 0 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.2.1 fei_1/1 direct 0 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.2.1 fei_1

17、/1 direct 0 0 0192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 rip 120 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 rip 120 1 1192.168.6.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 rip 120 192.168.6.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 rip 120 1 1 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 rip 120 192.168.3.0 255.255.255

18、.0 192.168.4.2 e1_1 rip 120 2 2e1_2e1_1fei_1/1fei_1/1目的地址為目的地址為: :192.168.3.3192.168.3.3AB192.168.4.2 /241.1.目的地址為目的地址為:192.168.3.3:192.168.3.3192.168.6.2 /24192.168.2.0 /24192.168.2.3 192.168.1.0 /24192.168.3.0 /24192.168.3.3192.168.4.0 /24R1R2R3R2 R2 路由表路由表192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_

19、1 direct 0 0 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 direct 0 0 192.168.6.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_2 direct 0 0192.168.6.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_2 direct 0 0192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.1.1 fei_1/1 direct 0 0192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.1.1 fei_1/1 direct 0 0192.168.2.0 255

20、.255.255.0 192.168.4.1 e1_1 rip 120 1192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.4.1 e1_1 rip 120 1192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.6.2 e1_2 rip 120 1192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.6.2 e1_2 rip 120 1e1_1e1_1fei_1/1e1_2e1_1fei_1/1fei_1/1目的地址為目的地址為: :192.168.3.3192.168.3.3路由過程示例（續(xù)）192.168.6.1 /24路由過程示例（續(xù)）19

21、2.168.6.0 /24192.168.2.0 /24192.168.2.3 192.168.1.0 /24192.168.3.0 /24192.168.3.3192.168.4.0 /24R1R2R3R3 R3 路由表路由表192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.3.1 fei_1/1 direct 0 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.3.1 fei_1/1 direct 0 0 0 192.168.6.0 255.255.255.0 192.168.6.2 e1_1 direct 0 192.168.6.0 255.255.

22、255.0 192.168.6.2 e1_1 direct 0 0 0192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_1 rip 120 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_1 rip 120 1 1192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_1 rip 120 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_1 rip 120 1 1192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_1 rip 120 192.

23、168.2.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_1 rip 120 2 2反方向數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)流程？e1_1e1_1fei_1/1e1_2e1_1fei_1/1fei_1/1目的地址為目的地址為: :192.168.3.3192.168.3.3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路由路由VLAN oneVLAN twoVLAN three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 oneVLAN twoVLAN threefei_1/1fei_1/3fei_1/2VLAN oneVLAN twoVLAN thre

24、e802.1Q trunkencapsulationfei_0/1.1fei_0/1.2 fei_0/1.3VLAN間路由VLAN oneVLAN twoVLAN threefei_1/1fei_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，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VLAN oneVLAN twoVLAN three802.1Q trunkencapsulationfei_0/1.1fei_0/1.2 fei_0/1.3ZXR10(con

25、fig)#interface fei_0/1.1ZXR10(config-subif)#encapsulation dot1Q 1ZXR10(config-subif)#ip add 1.1.1.1 255.0.0.0ZXR10(config)#interface fei_0/1.2ZXR10(config-subif)#encapsulation dot1Q 2ZXR10(config-subif)#ip add 2.1.1.1 255.0.0.0ZXR10(config)#interface fei_0/1.3ZXR10(config-subif)#encapsulation dot1Q 3ZXR10(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的缺省網(wǎng)關(guān)IP地址，交換機上的端口設(shè)置為802.1Q trunk VLAN oneVLAN twoVLAN three802.1Q trunkencapsulationfei_0/1.1fei_0/1.2 fei_0/1.3ZXR10(config)#interface fei_0/1.1ZXR10(config-subif)#encapsulation dot1Q 1ZX