課件路由器原理與技術(shù)02

1、南昌航空大學(xué)南昌航空大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程系路由器原理與技術(shù)路由器原理與技術(shù)路由選擇基礎(chǔ)與子網(wǎng)路由選擇基礎(chǔ)與子網(wǎng)Contents可路由與被路由協(xié)議IP路由選擇協(xié)議子網(wǎng)劃分的機(jī)制廣域網(wǎng)路由器 以尋址方案為基礎(chǔ)，為分組從一個(gè)主機(jī)發(fā)送到另一個(gè)主機(jī)提供充分的第3層地址信息的任何網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 定義了分組所包含的字段格式。使用路由選擇表來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)分組 IP，IPX，AppleTalk可路由與被路由協(xié)議被路由協(xié)議 通過(guò)在設(shè)備之間提供路由選擇信息共享機(jī)制，為被路由協(xié)議提供支持路由選擇協(xié)議消息在路由器之間移動(dòng)使路由器之間可以傳達(dá)路由更新和維護(hù)路由選擇表RIP,IGRP,EIGRP,OSPF路由選擇協(xié)議v 可路由/被路由協(xié)議與路由

2、選擇協(xié)議有些相似，經(jīng)常發(fā)生混淆?？陕酚膳c被路由協(xié)議v在一個(gè)被路由網(wǎng)絡(luò)中，IP地址和網(wǎng)絡(luò)掩碼都是必須的。網(wǎng)絡(luò)掩碼負(fù)責(zé)分割32位IP地址中的網(wǎng)絡(luò)域和主機(jī)域。 對(duì)于可路由協(xié)議來(lái)說(shuō)，它必須有為每一個(gè)設(shè)備分配網(wǎng)絡(luò)號(hào)、主機(jī)號(hào)的能力。例如IPX（網(wǎng)間分組交換），只要求管理員分配一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，因?yàn)榇藚f(xié)議把主機(jī)的MAC地址作為主機(jī)號(hào)。 IP是被路由協(xié)議vIP是一個(gè)在Internet中使用的無(wú)連接、不可靠、盡力傳送的系統(tǒng)協(xié)議。 無(wú)連接的意思是不需要專(zhuān)用的電路連接。IP協(xié)議無(wú)論采用哪一個(gè)路由為最佳路由，都是以路由選擇協(xié)議的決定為基礎(chǔ)。 不可靠和盡力是指IP協(xié)議盡最大努力傳送分組但并不保證傳送結(jié)果。 IP定義了IP分組

3、頭（包括尋址方法和其他控制信息）的格式。 分組在路由器中的傳播和交換v當(dāng)一個(gè)分組為了到達(dá)最終目的地而通過(guò)互連網(wǎng)絡(luò)傳播時(shí)，幀頭和幀尾在每個(gè)路由器設(shè)備中被剝離和替換。IP分組的剖析 高層數(shù)據(jù)(有效載荷) IP包頭版本0 4 8 16 31包頭包頭長(zhǎng)度長(zhǎng)度服務(wù)類(lèi)型服務(wù)類(lèi)型總長(zhǎng)度總長(zhǎng)度標(biāo)識(shí)標(biāo)識(shí)標(biāo)志標(biāo)志片偏移片偏移生存時(shí)間生存時(shí)間頭校驗(yàn)和頭校驗(yàn)和源源IP地址地址目的目的IP地址地址選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）填充填充協(xié)議協(xié)議IP路由選擇協(xié)議使路由器能夠創(chuàng)建路由表，以確定到達(dá)Internet上主機(jī)的最佳路徑就像一個(gè)分層的組織方案，允許單個(gè)的地址結(jié)合成組并被視為一個(gè)整體單元，直到需要用單個(gè)的地址做最后的

4、數(shù)據(jù)傳送。維護(hù)路由選擇表并確保其他路由器知道網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械淖兓?。?dāng)分組到達(dá)一個(gè)端口時(shí)，路由器用路由選擇表來(lái)決定把分組發(fā)送到哪里？路由選擇 路由選擇協(xié)議 路由選擇 路由器路由選擇協(xié)議度量標(biāo)準(zhǔn)v路由器使用一個(gè)或多個(gè)路由選擇度量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)決定網(wǎng)絡(luò)流量發(fā)送的最佳路徑。路由選擇與交換的區(qū)別v在把數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)源發(fā)送到目的地的過(guò)程中路由選擇和交換利用的信息是不同的。路由選擇表數(shù)據(jù)必須從這個(gè)接口被數(shù)據(jù)必須從這個(gè)接口被發(fā)送以到達(dá)最終目的地發(fā)送以到達(dá)最終目的地協(xié)議類(lèi)型協(xié)議類(lèi)型目的地目的地/下一跳下一跳路由選擇路由選擇度量標(biāo)準(zhǔn)度量標(biāo)準(zhǔn)出站接口出站接口重要信息告訴路由器特定的目的地是直接相連告訴路由器特定的目的地是直接相連在

5、路由器上還是通過(guò)另一個(gè)路由器到在路由器上還是通過(guò)另一個(gè)路由器到達(dá)，這個(gè)位于到達(dá)最終目的地途中的達(dá)，這個(gè)位于到達(dá)最終目的地途中的路由器叫下一跳路由器叫下一跳不同的路由選擇協(xié)議使用不同的路由選擇協(xié)議使用不同的路由選擇度量標(biāo)準(zhǔn)不同的路由選擇度量標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建路由選擇表?xiàng)l目創(chuàng)建路由選擇表?xiàng)l目的路由選擇協(xié)議的類(lèi)型的路由選擇協(xié)議的類(lèi)型路由選擇表路由選擇表最優(yōu)化最優(yōu)化靈活性靈活性強(qiáng)壯型與強(qiáng)壯型與穩(wěn)定性穩(wěn)定性快速收斂快速收斂網(wǎng)絡(luò)是可擴(kuò)展的占用CPU和存儲(chǔ)器開(kāi)銷(xiāo)小應(yīng)該很快適應(yīng)各種各樣的網(wǎng)絡(luò)變化在面臨非正常或不可預(yù)見(jiàn)的情況時(shí)還能夠運(yùn)行選取最佳路由的能力收斂緩慢可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能被傳送可擴(kuò)展型可擴(kuò)展型簡(jiǎn)單性與簡(jiǎn)單性與低開(kāi)銷(xiāo)

6、低開(kāi)銷(xiāo)路由選擇算法路由選擇算法內(nèi)部與外部路由選擇協(xié)議內(nèi)部與外部路由選擇協(xié)議內(nèi)部網(wǎng)關(guān)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議協(xié)議外部網(wǎng)關(guān)外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議協(xié)議單一實(shí)體管理單一實(shí)體管理下的一個(gè)或多下的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的集合個(gè)網(wǎng)絡(luò)的集合基于路由協(xié)議運(yùn)作時(shí)與自治域系統(tǒng)的關(guān)系而言基于路由協(xié)議運(yùn)作時(shí)與自治域系統(tǒng)的關(guān)系而言內(nèi)部與外部路由選擇協(xié)議內(nèi)部與外部路由選擇協(xié)議鏈路狀態(tài)和距離矢量鏈路狀態(tài)和距離矢量使用鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)計(jì)算通過(guò)使用鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)計(jì)算通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑采用采用DjikstraDjikstra最短路徑優(yōu)先算法最短路徑優(yōu)先算法OSPFOSPF，IS-ISIS-IS根據(jù)傳聞進(jìn)行路由選擇根據(jù)傳聞進(jìn)行路由選擇采用貝爾曼采

7、用貝爾曼- -福特路由選擇算法福特路由選擇算法RIPRIP，IGRPIGRP，EIGRPEIGRP鏈路狀態(tài)鏈路狀態(tài)距離矢量距離矢量IGPIGP和和EGPEGP描述路描述路由器之間的物理關(guān)由器之間的物理關(guān)系，而距離矢量和系，而距離矢量和鏈路狀態(tài)則是描述鏈路狀態(tài)則是描述在路由器更新方面在路由器更新方面路由器之間是怎樣路由器之間是怎樣相互作用的。相互作用的。路由選擇協(xié)議路由選擇協(xié)議RIPIGRPEIGRPOSPFIS-ISBGP子網(wǎng)劃分子網(wǎng)劃分課堂練習(xí)課堂練習(xí) 學(xué)校某系分配到IP網(wǎng)段192.168.1.0 ,因該系有三個(gè)辦公室，各辦公室分別有13、14、6臺(tái)電腦，請(qǐng)你為該系設(shè)計(jì)子網(wǎng)劃分方案；繪制網(wǎng)絡(luò)

8、拓?fù)涫疽鈭D；寫(xiě)出路由器中路由表的設(shè)置情況。 如果因?yàn)樾陆處熣衅傅脑蛐枰黾与娔X，請(qǐng)計(jì)算可能的擴(kuò)展空間。廣域網(wǎng)v廣域網(wǎng)的物理層協(xié)議描述了如何為廣域網(wǎng)服務(wù)提供電子的、機(jī)械的、操作上的以及功能上的連接。vEIA/TIA-232和EIA/TIA-449vV.24vV.35vG.703vEIA-530廣域網(wǎng)v廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議描述了在系統(tǒng)之間的單一鏈路上，數(shù)據(jù)幀是如何傳送的。v為了確保使用恰當(dāng)?shù)膮f(xié)議，必須在路由器上配置適當(dāng)?shù)牡诙臃庋b。協(xié)議的選擇需要根據(jù)所采用的廣域網(wǎng)技術(shù)和通信設(shè)備確定。廣域網(wǎng)封裝特征高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制HDLCIEEE的標(biāo)準(zhǔn)，點(diǎn)到點(diǎn)專(zhuān)用鏈路和電路交換連接的缺省封裝幀中繼Frame R

9、elay精簡(jiǎn)X.25中實(shí)現(xiàn)的一些耗時(shí)的處理過(guò)程，能處理多個(gè)虛電路的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)交互型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議PPPIETF開(kāi)發(fā)，提供同步或異步電路上的路由器到路由器和主機(jī)到網(wǎng)絡(luò)的連接同步數(shù)據(jù)鏈路控制(SDLC)協(xié)議IBM設(shè)計(jì)，大多已被HDLC協(xié)議所代替串行線路Internet協(xié)議（SLIP）曾經(jīng)很流行的傳送IP分組的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議平衡型鏈路訪問(wèn)規(guī)程（LAPB）X.25使用，具有廣泛的錯(cuò)誤檢查功能D信道鏈路訪問(wèn)規(guī)程（LAPD）ISDN的D信道上的信令和呼叫建立的協(xié)議幀方式鏈路訪問(wèn)規(guī)程（LAPF）類(lèi)似于LAPD，與幀中繼技術(shù)一起使用X.25/平衡型鏈路訪問(wèn)規(guī)程ITU-T的標(biāo)準(zhǔn)，幀中繼的前輩網(wǎng)關(guān)與路由器

10、v顧名思義，網(wǎng)關(guān)（Gateway）就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的“關(guān)口”。 v網(wǎng)關(guān)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通向其他網(wǎng)絡(luò)的IP地址。 v網(wǎng)關(guān)的IP地址是具有路由功能的設(shè)備的IP地址，具有路由功能的設(shè)備有路由器、啟用了路由協(xié)議的服務(wù)器（實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一臺(tái)路由器）、代理服務(wù)器（也相當(dāng)于一臺(tái)路由器）。 路由器為什么被稱(chēng)為網(wǎng)關(guān)呢 ？v初期的互聯(lián)網(wǎng)中，在網(wǎng)絡(luò)之間通過(guò)設(shè)置專(zhuān)用計(jì)算機(jī)來(lái)傳輸IP分組信息。 v此后隨著時(shí)間的流失，路由功能逐漸由專(zhuān)用設(shè)備即路由器而不是計(jì)算機(jī)來(lái)處理。 v 網(wǎng)關(guān)的英語(yǔ)原意是“連接兩個(gè)區(qū)域的出入口”。路由器則是用于連接不同網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。 v網(wǎng)關(guān)這種說(shuō)法并不僅僅指路由器。比如，“VoIP網(wǎng)關(guān)”是指通過(guò)

11、相互轉(zhuǎn)換聲音信號(hào)和IP分組信息來(lái)連接電話網(wǎng)和IP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。 各種廣域網(wǎng)技術(shù)路由器的分類(lèi) v接入路由器 連接家庭或ISP內(nèi)的小型企業(yè)客戶。 v企業(yè)級(jí)路由器 連接許多終端系統(tǒng)，其主要目標(biāo)是以盡量便宜的方法實(shí)現(xiàn)盡可能多的端點(diǎn)互聯(lián)，并且進(jìn)一步要求支持不同的服務(wù)質(zhì)量。 v骨干級(jí)路由器 實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。 路由器的外形 路由器的組成 路由器的組成軟件部分硬件部分操作系統(tǒng)CPU接口存儲(chǔ)介質(zhì)控制臺(tái)端口(console)只讀儲(chǔ)存設(shè)備（Read-Only Memory，ROM）閃存（Flash）隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM）AUI接口和BNC接口非易失性隨機(jī)存儲(chǔ)器（NVRAM） 局域網(wǎng)接口 廣域網(wǎng)接口 配置端口 R

12、J-45接口 SC接口 高速同步串口（Serial口） 異步串口（ASYNC口） ISDN BRI接口（BRI） 路由器內(nèi)部WIC-1T、WIC-2TWIC-1T WIC-2T CAB-V.35FC CAB-V.35FC路由器與局域網(wǎng)的連接 100Mbps FastEthernet: 100BaseTX-使用5類(lèi)UTP和1類(lèi)STP，傳輸100M，距離100米。 100BaseFX-使用光纖，傳輸100M，距離400米。DTEDCEDTE路由器基本配置路由器配置方式 路由器配置方式通過(guò)超級(jí)終端進(jìn)行配置超級(jí)終端連接Console線 通過(guò)帶外對(duì)路由器進(jìn)行管理程序附件通訊超級(jí)終端通過(guò)Telnet進(jìn)行配

13、置 Telnet到路由器路由器的存儲(chǔ)器 v （1）路由器中的ROM的功能與計(jì)算機(jī)中的ROM相似，主要用于系統(tǒng)的初始化等。 v （2）FLASH相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)，當(dāng)路由器重新啟動(dòng)或關(guān)機(jī)后仍能保存數(shù)據(jù)，主要用于保存RGNOS軟件，維持路由器的正常工作。 v （3）路由器中RAM相當(dāng)于計(jì)算機(jī)中的RAM，它所存儲(chǔ)的內(nèi)容在系統(tǒng)重啟或關(guān)機(jī)后會(huì)丟失，主要用于暫時(shí)存放系統(tǒng)運(yùn)行期間的數(shù)據(jù)，包括路由表項(xiàng)目、ARP緩沖項(xiàng)目、日志項(xiàng)目和隊(duì)列中排隊(duì)等待發(fā)送的數(shù)據(jù)包。除此以外，運(yùn)行配置文件（running-config）、正在執(zhí)行的代碼、操作系統(tǒng)程序和一些臨時(shí)數(shù)據(jù)也保存在其中。v （4）NVRAM也是可讀可寫(xiě)的存儲(chǔ)器，

14、它主要用來(lái)保存啟動(dòng)配置文件（startup-config），故其存儲(chǔ)容量較小。路由器啟動(dòng)過(guò)程概述路由器的手工配置路由器命令解釋器及路由器配置模式 Router（普通）用戶EXEC模式 Router#特權(quán)用戶EXEC模式 Router（config）#全局配置模式 Router（config-if）#接口配置模式各命令模式之間的層次關(guān)系 各模式的啟動(dòng)和退出工作模式提 示 符啟 動(dòng) 方 式離 開(kāi) 模 式用戶模式Router開(kāi)機(jī)自動(dòng)進(jìn)入輸入exit命令離開(kāi)該模式特權(quán)模式Router#Routerenable返回到用戶模式，輸入disable命令配置模式全局模式Router(config)#Router#configure terminal返回到特權(quán)模式，輸入exit 命令或end命令，或者按Ctrl+Z組合鍵接口模式Router(configif)#Router(config)#interface fa0/1返回到特權(quán)模式，輸入end命令，或按Ctrl+Z組合鍵。返回到全局配置模式，輸入exit命令