路由器基礎(chǔ)知識(shí)講解

1、路由器基礎(chǔ)知識(shí)講解第1頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三課程內(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(guò)程VLAN路由第2頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三路由器的定義和作用路由器用于網(wǎng)絡(luò)互連的計(jì)算機(jī)設(shè)備路由器的核心作用是實(shí)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(wèn)規(guī)則異種網(wǎng)絡(luò)互連第3頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三課程內(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(guò)程VLAN路由第4頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三路由表路由

2、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(gè)表項(xiàng)中，稱為“路由表”當(dāng)路由器檢查到包的目的IP地址時(shí)，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(gè)下一跳地址上去。路由表被存放在路由器的RAM上第5頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三路由表的構(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(lái)源（Owner）路由優(yōu)先級(jí)（pri）度量值（metric）第6頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三路由表的構(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255.2

3、55.255.0 - 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(jí)0- Metric 值 Dest Mask Gw Interface Owner pri metric172.16.8.0 255.255.255.0 1.1.1.1 fei_0/1 static 1 0第7頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三路由表的建立和維護(hù)路由表最開(kāi)始是如何建立起來(lái)的？在路由表建立起來(lái)之后，是如何進(jìn)行維護(hù)的？第8頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5

4、月20日，10點(diǎn)53分，星期三路由分類直連路由靜態(tài)路由動(dòng)態(tài)路由第9頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三IPv4 Routing Table: Dest Mask Gw Interface Owner 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 0192.168.0.1 255.255.2

5、55.255 192.168.0.1 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(shí)，接口上配置的網(wǎng)段地址自動(dòng)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(dòng)出現(xiàn)或消失ABfei_0/1e1_1第10頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三靜態(tài)路由配置這是一條單向路由，還需要在對(duì)方的路由器上配置一條相反的路由。Stub NetworkS0BNetworkBA第11頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三缺省路由示例缺省路由配置Stub NetworkS0BNetwork 這條路由可以配置在只有一條

6、出口的“根狀網(wǎng)絡(luò)” 的出口路由器上，可以訪問(wèn)“未知的” 目的網(wǎng)絡(luò)。AB第12頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三路由協(xié)議是運(yùn)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(shí)自動(dòng)調(diào)整，維護(hù)正確的路由信息。RIPOSPFRIPOSPF動(dòng)態(tài)路由第13頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三RIPOSPF路由表注意： 必須是完全相同的一條路由才進(jìn)行路由優(yōu)先級(jí)的比較路由優(yōu)先級(jí)從路由優(yōu)先級(jí)最高（優(yōu)先級(jí)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。第14頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月

7、20日，10點(diǎn)53分，星期三Connected interface 0Static route 1External BGP20OSPF110IS-IS 115RIP v1, v2120Internal BGP200Special(內(nèi)部處理使用)255Route SourceDefault priority各種路由協(xié)議缺省優(yōu)先級(jí)第15頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三Network10M專線DDN有備份鏈路的情況下如何設(shè)置路由？fei_1/1路由優(yōu)先級(jí)應(yīng)用-浮動(dòng)靜態(tài)路由第16頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三ZXR10(config)#ip rou

8、te 10.0.0.0 255.0.0.0 ZXR10(config)#ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 178.1.1.1 5 tag 200Network10M專線DDNfei_1/1浮動(dòng)靜態(tài)路由配置第17頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三最長(zhǎng)匹配原則?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

9、1.1.1.1 fei_0/1.1 address 0 02.0.0.0 255.0.0.0 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.

10、1.1 fei_0/1.2 static 1 010.1.1.0 255.255.255.0 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第18頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三課程內(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(guò)程VLAN路由第19頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三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(shí)的機(jī)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(dòng)與處理的過(guò)程（從路由器一個(gè)接口輸入，然后選擇合適接口

11、輸出、做幀的解封裝與封裝，并對(duì)包做相應(yīng)處理） 第20頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三路由功能 學(xué)習(xí)和維持網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)知識(shí)的機(jī)制被認(rèn)為是路由功能。完成路由功能需要的幾個(gè)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(gè)端口發(fā)送出去？下一跳地址是什么？第21頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三幀校驗(yàn)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)功能第22頁(yè)，共4

12、3頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三Routing processRouting processRouting processRouting processRouting tableForwardingprocess基于目的地址查找路由條目遵循最長(zhǎng)匹配原則基于路由優(yōu)先級(jí)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值選擇最佳路由路由器工作過(guò)程總結(jié)第23頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三課程內(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(guò)程VLAN路由第24頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的通信我們從

13、簡(jiǎn)單的問(wèn)題開(kāi)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(gè)以太網(wǎng)，內(nèi)部有兩臺(tái)主機(jī)想要互相通信：網(wǎng)絡(luò)A通向路由器1通信需求第25頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三通信過(guò)程圖示IP地址：MAC地址：00:20:AF:00:00:02IP地址：MAC地址：00:20:AF:00:00:01以太網(wǎng)IP層上層協(xié)議這里無(wú)需考慮封裝IP包包發(fā)往IP地址以太網(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AB網(wǎng)絡(luò)情況協(xié)議層次第26頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，1

14、0點(diǎn)53分，星期三不同網(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?cè)賮?lái)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(tái)主機(jī)想要和網(wǎng)絡(luò)B中一臺(tái)主機(jī)通信，而網(wǎng)絡(luò)A是一個(gè)以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)B是一個(gè)X.25網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)B網(wǎng)絡(luò)A路由器1通信需求第27頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三以太網(wǎng)以太網(wǎng)接口不同網(wǎng)段的通信過(guò)程以太網(wǎng)IP層上層協(xié)議這里無(wú)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(jī)A接收端主機(jī)B路由器EthernetPPPHOST AHOST Bfei-1/1e1_2/1Ethernetfei-1/1e1_2/1

15、上層協(xié)議這里無(wú)需考慮IP層路由器PPP幀IP包IP包串行接口MAC幀IP包IP包第28頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三判斷與對(duì)端是否處于同一網(wǎng)段檢查ARP表是否有對(duì)端的MAC地址做數(shù)據(jù)鏈路層封裝（目的MAC為對(duì) 端MAC地址）通過(guò)物理層發(fā)送數(shù)據(jù)通過(guò)ARP獲得對(duì)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(guò)ARP獲得網(wǎng)關(guān)MAC地址NO發(fā)送錯(cuò)誤信息YESNOEnd 獲取對(duì)端IP地址通信流程第29頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三IP通信流程基本概念I(lǐng)P通

16、信流程基本概念I(lǐng)P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(guò)一個(gè)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(wú)關(guān)第30頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的操作XYApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalABCXYNetworkData LinkPhysicalNetworkD

17、ata LinkPhysicalNetworkData LinkPhysicalABC第31頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三路由過(guò)程示例192.168.6.0 /24192.168.2.0 /24e1_1e1_1fei_1/1192.168.2.3 192.168.1.0 /24192.168.3.0 /24192.168.4.1 /24R1R2R3R1 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 direc

18、t 0 0192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 rip 120 1192.168.6.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 rip 120 1 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 rip 120 2e1_2e1_1fei_1/1fei_1/1目的地址為:192.168.3.3AB192.168.4.2 /24第32頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三1.目的地址為192.168.6.2 /24192.168.2.0 /24192.168.2.3 1

19、92.168.1.0 /24192.168.3.0 /24192.168.4.0 /24R1R2R3R2 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 0192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.1.1 fei_1/1 direct 0 0192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.4.1 e1_1 rip 120 1192.168.3.0 255.255.255.0 192

20、.168.6.2 e1_2 rip 120 1e1_1e1_1fei_1/1e1_2e1_1fei_1/1fei_1/1目的地址為:192.168.3.3路由過(guò)程示例（續(xù)）192.168.6.1 /24第33頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三路由過(guò)程示例（續(xù)）192.168.6.0 /24192.168.2.0 /24192.168.2.3 192.168.1.0 /24192.168.3.0 /24192.168.4.0 /24R1R2R3R3 路由表192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.3.1 fei_1/1 direct 0 0 19

21、2.168.6.0 255.255.255.0 192.168.6.2 e1_1 direct 0 0192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_1 rip 120 1192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_1 rip 120 1192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_1 rip 120 2反方向數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)流程？e1_1e1_1fei_1/1e1_2e1_1fei_1/1fei_1/1目的地址為:192.168.3.3第34頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53

22、分，星期三課程內(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(guò)程VLAN路由第35頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三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(jī)VLAN oneVLAN twoVLAN threefei_1/1fei_1/3fei_1/2VLAN oneVLAN twoVLAN three802.1Q trunkencapsulationfei_0/1.1fei_0/1.2 fei_0/1.3VLAN間路由第36頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三VLAN oneVLA

23、N twoVLAN threefei_1/1fei_1/3配置：路由器上在多個(gè)物理接口配置不同 VLAN缺省網(wǎng)關(guān)IP地址，交換機(jī)上的 端口設(shè)置為ACCESS PORT，分別屬 于不同的VLAN特點(diǎn)：需要多個(gè)路由器物理接口，成本高 靈活性與可擴(kuò)展性差 fei_1/2方式一：普通路由第37頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三VLAN oneVLAN twoVLAN three802.1Q trunkencapsulationfei_0/1.1fei_0/1.2 fei_0/1.3ZXR10(config)#interface fei_0/1.1ZXR10(config-sub

24、if)#encapsulation dot1Q 1ZXR10(config)#interface fei_0/1.2ZXR10(config-subif)#encapsulation dot1Q 2ZXR10(config)#interface fei_0/1.3ZXR10(config-subif)#encapsulation dot1Q 3方式二：?jiǎn)伪勐酚膳渲茫涸诼酚善鲉蝹€(gè)物理接口配置多個(gè)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(jī)上的端口設(shè)置為802.1Q trunk 第38頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)53分，星期三VLAN oneVLAN twoVLAN three802.1Q trunkencapsulationfei_0/1.1fei_0/1.2 fei_0/1.3ZXR10(config)#interfa