路由器交換機設備IOS系統(tǒng)的基本操作

計算機網絡課程設計——路由器/交換機設備IOS系統(tǒng)的基本操作學院:學院:111學號：1111 姓名: 111專業(yè):111年級:111日期:111課題任務名稱路由器/交換機設備IOS系統(tǒng)的基本操作相關理論背景/基礎知識概述路由器的簡介路由器（Router）又稱網關設備（Gateway）是用于連接多個邏輯上分開的網絡，所謂邏輯網絡是代表一個單獨的網絡或者一個子網。當數(shù)據從一個子網傳輸?shù)搅硪粋€子網時，可通過路由器的路由功能來完成。因此，路由器具有判斷網絡地址和選擇IP路徑的功能，它能在多網絡互聯(lián)環(huán)境中，建立靈活的連接，可用完全不同的數(shù)據分組和介質訪問方法連接各種子網，路由器只接受源站或其他路由器的信息，屬網絡層的一種互聯(lián)設備。路由器的工作原理路由器分本地路由器和遠程路由器，本地路由器是用來連接網絡傳輸介質的，如光纖、同軸電纜、雙絞線；遠程路由器是用來連接遠程傳輸介質，并要求相應的設備，如電話線要配調制解調器，無線要通過無線接收機、發(fā)射機。路由器是互聯(lián)網的主要結點設備。路由器通過路由決定數(shù)據的轉發(fā)。轉發(fā)策略稱為路由選擇（routing），這也是路由器名稱的由來（router，轉發(fā)者）。作為不同網絡之間互相連接的樞紐，路由器系統(tǒng)構成了基于TCP/IP的國際互聯(lián)網絡Internet的主體脈絡，也可以說，路由器構成了Internet的骨架。它的處理速度是網絡通信的主要瓶頸之一，它的可靠性則直接影響著網絡互連的質量。因此，在園區(qū)網、地區(qū)網、乃至整個Internet研究領域中，路由器技術始終處于核心地位，其發(fā)展歷程和方向，成為整個Internet研究的一個縮影。在當前我國網絡基礎建設和信息建設方興未艾之際，探討路由器在互連網絡中的作用、地位及其發(fā)展方向，對于國內的網絡技術研究、網絡建設，以及明確網絡市場上對于路由器和網絡互連的各種似是而非的概念，都有重要的意義。出現(xiàn)了交換路由器產品，從本質上來說它不是什么新技術，而是為了提高通信能力，把交換機的原理組合到路由器中，使數(shù)據傳輸能力更快、更好。路由器的結構電源接口（POWER）：接口連接電源。復位鍵（RESET）：此按鍵可以還原路由器的出廠設置。貓(MODEM)或者是交換機與路由器連接口（WAN）：此接口用一條網線與家用寬帶調制解調器（或者與交換機）進行連接。電腦與路由器連接口（LAN1~8）：此接口用一條網線把電腦與路由器進行連接。需注意的是：WAN口與LAN口一定不能接反。家用無線路由器和有線路由器的IP地址根據品牌不同，主要有和兩種。IP地址與登錄名稱與密碼一般標注在路由器的底部。登錄無線路由器網有的出廠默認登錄賬戶：admin登錄密碼：admin有的無線路由器的出廠默認登錄賬戶是：amdin登錄密碼是空的。路由器的工作過程工作站A將工作站B的地址連同數(shù)據信息以數(shù)據路由器1收到工作站A的數(shù)據包后，先從報頭中取出地址，并根據路徑表計算出發(fā)往工作站B的最佳路徑：R1->R2->R5->B；并將數(shù)據包發(fā)往路由器2。路由器2重復路由器1的工作，并將數(shù)據包轉發(fā)給路由器5。路由器5同樣取出目的地址，發(fā)現(xiàn)就在該路由器所連接的網段上，于是將該數(shù)據包直接交給工作站B。工作站B收到工作站A的數(shù)據包，一次通信過程宣告結束。路由器的作用連通不同的網絡從過濾網絡流量的角度來看，路由器的作用與交換機和網橋非常相似。但是與工作在網絡物理層，從物理上劃分網段的交換機不同，路由器使用專門的軟件協(xié)議從邏輯上對整個網絡進行劃分。例如，一臺支持IP協(xié)議的路由器可以把網絡劃分成多個子網段，只有指向特殊IP地址的網絡流量才可以通過路由器。對于每一個接收到的數(shù)據包，路由器都會重新計算其校驗值，并寫入新的物理地址。因此，使用路由器轉發(fā)和過濾數(shù)據的速度往往要比只查看數(shù)據包物理地址的交換機慢。但是，對于那些結構復雜的網絡，使用路由器可以提高網絡的整體效率。路由器的另外一個明顯優(yōu)勢就是可以自動過濾網絡廣播。從總體上說，在網絡中添加路由器的整個安裝過程要比即插即用的交換機復雜很多。信息傳輸層有的路由器僅支持單一協(xié)議，但大部分路由器可以支持多種協(xié)議的傳輸，即多協(xié)議路由器。由于每一種協(xié)議都有自己的規(guī)則，要在一個路由器中完成多種協(xié)議的算法，勢必會降低路由器的性能。路由器的主要工作就是為經過路由器的每個數(shù)據幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據有效地傳送到目的站點。由此可見，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關鍵所在。為了完成這項工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關數(shù)據－－路徑表（RoutingTable），供路由選擇時使用。路徑表中保存著子網的標志信息、網上路由器的個數(shù)和下一個路由器的名字等內容。路徑表可以是由系統(tǒng)管理員固定設置好的。靜態(tài)路由表：由系統(tǒng)管理員事先設置好固定的路徑表稱之為靜態(tài)（static）路徑表。動態(tài)路由表：動態(tài)（Dynamic）路徑表是路由器根據網絡系統(tǒng)的運行情況而自動調整的路徑表。路由器是一種多端口設備，它可以連接不同傳輸速率并運行于各種環(huán)境的局域網和廣域網，也可以采用不同的協(xié)議。路由器屬于OSI模型的第三層--網絡層。指導從一個網段到另一個網段的數(shù)據傳輸，也能指導從一種網絡向另一種網絡的數(shù)據傳輸。路由器的分類寬帶路由器是近幾年來新興的一種網絡產品，它伴隨著寬帶的普及應運而生。寬帶路由器在一個緊湊的箱子中集成了路由器、防火墻、帶寬控制和管理等功能，具備快速轉發(fā)能力，靈活的網絡管理和豐富的網絡狀態(tài)等特點模塊化路由器主要是指該路由器的接口類型及部分擴展功能是可以根據用戶的實際需求來配置的路由器，這些路由器在出廠時一般只提供最基本的路由功能，用戶可以根據所要連接的網絡類型來選擇相應的模塊，不同的模塊可以提供不同的連接和管理功能。非模塊化路由器都是低端路由器，平時家用的即為這類非模塊化路由器。該類路由器主要用于連接家庭或ISP內的小型企業(yè)客戶。它不僅提供SLIP或PPP連接，還支持諸如PPTP和IPSec等虛擬私有網絡協(xié)議。這些協(xié)議要能在每個端口上運行。虛擬路由器以虛求實。一些有關IP骨干網絡設備的新技術突破，為將來因特網新服務的實現(xiàn)鋪平了道路。核心路由器又稱“骨干路由器”，是位于網絡中心的路由器。位于網絡邊緣的路由器叫接入路由器。核心路由器和邊緣路由器是相對概念。它們都屬于路由器，但是有不同的大小和容量。某一層的核心路由器是另一層的邊緣路由器。無線路由器就是帶有無線覆蓋功能的路由器，它主要應用于用戶上網和無線覆蓋。獨臂路由器的概念是出現(xiàn)在三層交換機之前，網內各個VLAN之間的通信可以用ISL關聯(lián)來實現(xiàn)，那樣的話，路由器就成為一個“獨臂路由器”，VLAN之間的數(shù)據傳輸要先進入路由器處理，然后輸出，以使得網絡中的大部分報文同一個VLAN內的報文將用不著通過路由器而直接在交換設備間進行高速傳輸。無線網絡路由器是一種用來連接有線和無線網絡的通訊設備，它可以通過Wi-Fi技術收發(fā)無線信號來與個人數(shù)碼助理和筆記本等設備通訊。無線網絡路由器可以在不設電纜的情況下，方便地建立一個電腦網絡。智能流控路由器能夠在自動地調整每個節(jié)點的帶寬，這樣每個節(jié)點的網速均能達到最快,不用限制每個節(jié)點的速度，這是其最大的特點。動態(tài)限速路由器是一種能實時地計算每位用戶所需要的帶寬，精確分析用戶上網類型，并合理分配帶寬，達到按需分配，合理利用，還具有優(yōu)先通道的智能調配功能，這種功能主要應用于網吧、酒店、小區(qū)、學校等，網吧最常用的則是奧雷路由器。交換機的簡介交換機(英文：Switch，意為“開關”)是一種用于電信號轉發(fā)的網絡設備。它可以為接入交換機的任意兩個網絡節(jié)點提供獨享的電信號通路。最常見的交換機是以太網交換機。其他常見的還有電話語音交換機、光纖交換機等。交換機的工作原理工作在數(shù)據鏈路層，交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數(shù)據包以后，處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的MAC（網卡的硬件地址）的NIC（網卡）掛接在哪個端口上，通過內部交換矩陣迅速將數(shù)據包傳送到目的端口，目的MAC若不存在，廣播到所有的端口，接收端口回應后交換機會“學習”新的MAC地址，并把它添加入內部MAC地址表中。使用交換機也可以把網絡“分段”，通過對照IP地址表，交換機只允許必要的網絡流量通過交換機。通過交換機的過濾和轉發(fā)，可以有效的減少沖突域，但它不能劃分網絡層廣播，即廣播域。交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數(shù)據傳輸。每一端口都可視為獨立的物理網段（注：非IP網段），連接在其上的網絡設備獨自享有全部的帶寬，無須同其他設備競爭使用。當節(jié)點A向節(jié)點D發(fā)送數(shù)據時，節(jié)點B可同時向節(jié)點C發(fā)送數(shù)據，而且這兩個傳輸都享有網絡的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網交換機，那么該交換機這時的總流通量就等于2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時，一個HUB的總流通量也不會超出10Mbps。總之，交換機是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉發(fā)數(shù)據幀功能的網絡設備。交換機的作用交換機的主要功能包括物理編址、網絡拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流控。交換機還具備了一些新的功能，如對VLAN（虛擬局域網）的支持、對鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有防火墻的功能。學習：以太網交換機了解每一端口相連設備的MAC地址，并將地址同相應的端口映射起來存放在交換機緩存中的MAC地址表中。轉發(fā)/過濾：當一個數(shù)據幀的目的地址在MAC地址表中有映射時，它被轉發(fā)到連接目的節(jié)點的端口而不是所有端口（如該數(shù)據幀為廣播/組播幀則轉發(fā)至所有端口）消除回路：當交換機包括一個冗余回路時，以太網交換機通過生成樹協(xié)議避免回路的產生，同時允許存在后備路徑。交換機除了能夠連接同種類型的網絡之外，還可以在不同類型的網絡（如以太網和快速以太網）之間起到互連作用。如今許多交換機都能夠提供支持快速以太網或FDDI等的高速連接端口，用于連接網絡中的其它交換機或者為帶寬占用量大的關鍵服務器提供附加帶寬。一般來說，交換機的每個端口都用來連接一個獨立的網段，但是有時為了提供更快的接入速度，我們可以把一些重要的網絡計算機直接連接到交換機的端口上。這樣，網絡的關鍵服務器和重要用戶就擁有更快的接入速度，支持更大的信息流量。交換機的分類人工交換：電信號交換的歷史應當追溯到電話出現(xiàn)的初期。當電話被發(fā)明后，只需要一根足夠長的導線，加上末端的兩臺電話，就可以使相距很遠的兩個人進行語音交談。電路程控:電話終端用戶只要向電子設備發(fā)送一串電信號，電子設備就可以根據預先設定的程序，將請求方和被請求方的電路接通，并且獨占此電路，不會與第三方共享以太網機:隨著計算機及其互聯(lián)技術（也即通常所謂的“網絡技術”）的迅速發(fā)展，以太網成為了迄今為止普及率最高的短距離二層計算機網絡。而以太網的核心部件就是以太網交換機。光交換機:光交換是人們正在研制的下一代交換技術。所有的交換技術都是基于電信號的，即使是的光纖交換機也是先將光信號轉為電信號，經過交換處理后，再轉回光信號發(fā)到另一根光纖。遠程配置交換機:交換機除了可以通過“Console”端口與計算機直接連接，還可以通過普通端口連接。此時配置交換機就不能用本地配置，而是需要通過Telnet或者Web瀏覽器的方式實現(xiàn)交換機配置。實踐環(huán)境/條件及資源說明由于沒有實際的路由器和交換機可供操作，所以我在網上就下載了一個cisco的模擬器，用來對路由器和交換機的的基本操作和配置。PacketTracer是由Cisco公司發(fā)布的一個輔助學習工具，為學習CCNA課程的網絡初學者去設計、配置、排除網絡故障提供了網絡模擬環(huán)境。學生可在軟件的圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網絡拓撲，軟件中實現(xiàn)的IOS子集允許學生配置設備；并可提供數(shù)據包在網絡中行進的詳細處理過程，觀察網絡實時運行情況。實踐任務內容注：要求在模擬配置軟件中僅使用行命令窗口，請勿使用對話框配置。TFTPServer軟件不限。本任務要求演示和記錄以下內容：路由器/交換機IOS的工作模式切換如何使用show命令檢查配置及設備信息如何使用IOS提供的CLI幫助系統(tǒng)如何設置路由器/交換機的控制臺密碼、虛擬終端（VTY）密碼、進入特權模式的密碼、使用AUX接口的密碼，以及設置對口令的自動加密服務。如何設置路由器/交換機設備的主機名稱如何設置設備開機時的固定顯示信息（Banner旗標信息）以及設備某個端口的描述/介紹信息如何對路由器/交換機設備進行Telnet遠程登錄操作如何對路由器/交換機設備的IOS映像文件進行備份與恢復操作如何對路由器/交換機設備的配置文件進行備份與恢復操作過程步驟說明路由器/交換機IOS的工作模式切換路由器/交換機IOS的工作模式分為三種：用戶模式，特權模式，全局配置模式用戶模式Router>enable是最低級別的模式，它只允許有限數(shù)量的基本監(jiān)視命令特權模式Router#config相比用戶執(zhí)行模式，它提供更多的命令和權限，比如debug命令，和更為細致的測試等全局配置模式Router(config)#相比用戶執(zhí)行模式，它提供更多的命令和權限，比如debug命令，和更為細致的測試等圖1用戶模式圖2特權模式圖3全局配置模式使用show命令檢查配置及設備信息Showversion 查看路由器有關版本的信息Showcdpinterface顯示打開的CDP接口信息Showcdpneighbors顯示CDP查找進程的結果Showhosts 顯示主機名和地址的緩存列表Showinterfaces 顯示路由器上配置的所有接口的狀態(tài)Showipinterface列出接口的狀態(tài)和全局參數(shù)Showiproute顯示路由選擇表的當前狀態(tài)Showrunning-config顯示RAM中的當前配置信息圖4查看交換機有關版本信息圖5顯示打開的CDP接口信息圖6顯示CDP查找進程的結果圖7顯示主機名和地址的緩存列表圖8顯示路由器上配置的所有接口的狀態(tài)圖9列出接口的狀態(tài)和全局參數(shù)圖10顯示路由選擇表的當前狀態(tài)圖11顯示路由器的進程圖12顯示RAM中的當前配置信息使用IOS提供的CLI幫助系統(tǒng)在cli中使用？號可以查看ios在當前模式下可以有哪些命令可用圖13在用戶模式下使用？圖14在特權模式下使用？圖15在全局配置模式下使用？（1）圖16在全局配置模式下使用？（2）設置路由器/交換機的控制臺密碼Router(config)#lineconsole0 //進入控制臺0Router(config-line)#password123456 //為控制臺短褲設置密碼Router(config-line)#login //驗證設置是否成功圖17設置路由器/交換機的控制臺密碼設置路由器/交換機的虛擬終端密碼Router(config)#linevty04 //最大允許5個人同時telnetRouter登陸Router(config-line)#password123456//設置虛擬終端的密碼Router(config-line)#login // 驗證密碼是否設置成功 圖18設置路由器/交換機的虛擬終端密碼特權模式明文密碼Router(config)#enablepassword123456//設置特權模式明文密碼的密碼圖19設置特權模式明文密碼的密碼特權模式加密密碼Router(config)#enablesecret123456//設置特權模式加密密碼圖20設置特權模式加密碼設置路由器/交換機設備的主機名稱Router(config)#hostnamelizhiwei//設置路由器的主機名稱圖21設置路由器/交換機設備的主機名稱設置設備開機時的固定顯示信息Router(config)#bannermotd#hello!!!!#//設置設備開機時固定顯示信息hello?。?！圖22設置設備開機時固定顯示信息設置設備某個端口的描述/介紹信息wg_ro_c(config)#interfacefa0/1wg_ro_c(config-if)#descriptionEngineeringLAN,Bldg.18圖23設置設備某個端口的描述/介紹信息對路由器/交換機設備進行Telnet遠程登錄操作對路由器/交換機設備進行Telnet遠程登錄操作:首先創(chuàng)建一臺主機和一臺交換機，主機和交換機之間使用交叉線相連Router>enableRouter#config //進入全局配置模式Router(config)#hostnamecisco1721 //命名為“cisco1721”cisco1721(config)#enablepassword123456//配enable口令為“123456”，明文顯示cisco1721(config)#enablesecret123456//配enable加密口令為“123456”，密文顯示cisco1721r(config)#lineconsole0 //進入console口cisco1721(config-line)#password123456 //配置console口令為“123456”Router(config-line)#login//口令檢查Router(config)#interfacefastEthernet0/0Router(config-if)#ipadd9//配置IP地址Router(config-if)#noshutdown //開啟接口//Telnet口令:如果要使用Telnet來登陸網絡中的路由器進行管理與配置，必須配置Telnet口令。路由器一般支持最多16（5）個Telnet用戶。Linevty015（04）建立telnet會話訪問時使用的密碼保護。Router(config)#linevty015//進入vty015Router(config-line)#password123456//口令為“123456”Router(config-line)#login//口令檢查圖24主機與路由器的連線圖圖25設置主機的ip，子網掩碼，默認網關圖26遠程登錄路由器圖27輸入登錄密碼123456登錄路由器圖28輸入特權密碼123456進入特權模式接著我們就可以對路由器進行遠程控制了：圖29遠程控制路由器（1）圖29遠程控制路由器（2）對路由器/交換機設備進行Telnet遠程登錄操作:1.進入vlan1接口模式

switch(config)#interfacevlan1

2.打開vlan1端口

switch(config-if)#noshutdown

3.配置vlan1的IP地址

switch(config-if)#ipaddress

三、配置交換機Telnet登錄

1.在全局配置模式下設置特權模式口令

switch(config)#enablepassword123456

2.在全局配置模式下設置虛擬終端(Virtualterminal)的線路號

switch(config)#linevty04

s