【培訓(xùn)課件】第7章路由器的原理及配置(共57張)

1、第7章 路由器的原理及配置本章要點(diǎn)本章要點(diǎn):7.1 路由器的概念7.2 路由器的工作7.3 路由器的配置7.4 路由器靜態(tài)路由配置7.5 路由器動(dòng)態(tài)協(xié)議配置7.6 DHCP的功能及配置 7.7 IP訪問控制列表的功能及配置7.1 路由器的概念7.1.1 基本概念7.1.2 路由器的基本功能7.1.3 路由器的結(jié)構(gòu)7.1.1 基本概念 作為網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，路由器在網(wǎng)絡(luò)互連中起到了不可或缺的作用。與物理層或數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備相比，其具有一些物理層或數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備所沒有的重要功能。它能實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互連，在物理上拓展了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模；實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的邏輯劃分；實(shí)現(xiàn)VLAN之間的通信；同時(shí)

2、，還可以實(shí)現(xiàn)其他一些重要的網(wǎng)絡(luò)功能，如提供訪問控制功能、優(yōu)先級(jí)服務(wù)和負(fù)載平衡等。 圖7-1 路由器1路由選擇 路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的主機(jī) 。 路由器通過路由協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)連接的情況及網(wǎng)絡(luò)的性能來建立網(wǎng)絡(luò)的拓結(jié)構(gòu)。路由算法為網(wǎng)絡(luò)上的路由產(chǎn)生一個(gè)權(quán)值，路由器通過權(quán)值來選擇最佳路由，權(quán)值越小，路由越佳。 7.1.2 路由器的基本功能路由器常用的權(quán)值包括：（1）帶寬（2）延遲（3）負(fù)載（4）可靠性（5）跳數(shù)（6）花費(fèi)2分組轉(zhuǎn)發(fā) 對(duì)于一臺(tái)路由器，其分組轉(zhuǎn)發(fā)的任務(wù)即是在收到數(shù)據(jù)包后，根據(jù)路由表所提供的最佳路徑的信息，將其轉(zhuǎn)發(fā)給下一跳的路由器

3、、目的端口或是缺省路由器。 缺省路由也稱為缺省網(wǎng)關(guān)，它是與主機(jī)在同一個(gè)子網(wǎng)中的路由器端口的IP地址。圖7-3 主機(jī)的缺省路由主機(jī)1的缺省網(wǎng)關(guān)是主機(jī)4的缺省網(wǎng)關(guān)是 路由器也有它的缺省網(wǎng)關(guān)，它一般指向與該路由器的一個(gè)端口的直接相連接的，并且通往Internet的出口路由器。圖7-4 路由器的缺省路由7.1.3 路由器的結(jié)構(gòu)1中央處理器（CPU）2只讀內(nèi)存（ROM）3隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM4非易失性隨機(jī)存儲(chǔ)器NVRAM5閃存flash6接口 （1）局域網(wǎng)接口 （2）廣域網(wǎng)接口 （3）配置接口 圖7-5 路由器硬件結(jié)構(gòu)7.2 路由器的工作7.2.1 路由器的

4、工作原理7.2.2 路由表7.2.3 路由器的工作模式7.2.1 路由器的工作原理 路由器工作在OSI參考模型的第3層，即網(wǎng)絡(luò)層。路由器利用網(wǎng)絡(luò)層定義的“邏輯”上的網(wǎng)絡(luò)地址來區(qū)別不同的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接和隔離，保持各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性。已知路由器的兩個(gè)基本功能即是路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)，路由器接收到數(shù)據(jù)包后，通過路由選擇獲得將該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目的端口的路徑，并沿著這個(gè)路徑將數(shù)據(jù)包從源主機(jī)一跳一跳地經(jīng)過若干個(gè)路由器，發(fā)送到目的主機(jī)。 圖7-6 路由器工作原理圖 7.2.2 路由表 路由器通過對(duì)路由表的查詢來選擇最佳路徑的策略，路由表中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)，供路由選擇時(shí)使用。路由表中保存著目的網(wǎng)絡(luò)

5、所對(duì)應(yīng)的目的端口、網(wǎng)上路由器的個(gè)數(shù)和下一個(gè)路由器的名字以及缺省路由等內(nèi)容。路由表可以是由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好的，也可以由系統(tǒng)動(dòng)態(tài)修改，可以由路由器自動(dòng)調(diào)整，也可以由主機(jī)控制。圖7-7 路由表結(jié)構(gòu) 路由協(xié)議管理距離路由協(xié)議管理距離直接連接0靜態(tài)路由1外部BGP20內(nèi)部EIGRP90IGRP100OSPF110IS-IS115RIP120外部EIGRP170內(nèi)部BGP200未知255表7-1 各路由協(xié)議的管理距離7.2.3 路由器的工作模式1用戶模式 以終端或Telnet方式進(jìn)入路由器時(shí)系統(tǒng)會(huì)提示用戶輸入口令，這時(shí)只要輸入正確有口令后便進(jìn)入第1級(jí)用戶模式級(jí)別。 2特權(quán)模式 在用戶模式下先輸入“en

6、able”，再輸入相應(yīng)的超級(jí)用戶密碼，即進(jìn)入第2級(jí)特權(quán)模式。 3設(shè)置模式 這種模式下，允許用戶真正修改路由器的配置。如果一臺(tái)路由器還沒進(jìn)行任何配置時(shí)，Console將會(huì)進(jìn)入這個(gè)工作模式，它可以協(xié)助用戶對(duì)路由器進(jìn)行初始化的配置。 4全局配置模式 在特權(quán)模式中輸入命令“config terminal”，也可以進(jìn)入設(shè)置模式。5其它配置模式 其它配置模式包括端口配置模式、虛擬終端配置模式、路由配置模式等。在全局配置的模式下輸入相應(yīng)的命令即可進(jìn)入相應(yīng)的配置模式。6RXBOOT模式 在路由器出現(xiàn)問題時(shí),有時(shí)可以RXBOOT 模式解決，它是路由器的維護(hù)模式。 7.3 路由器的配置7.3.1 路由器配置方式7

7、.3.2 常用配置命令7.3.3 接口配置7.3.1 路由器配置方式 （1）使用Console端口配置。 （2）使用telnet遠(yuǎn)程登錄配置 （3）從TFTP 服務(wù)器上下載配置文件和修改配置文件的方式配置。 （4）在AUX端口接一臺(tái)Modem同電話網(wǎng)相連，在遠(yuǎn)端撥號(hào)配置。 （5）使用網(wǎng)管協(xié)議SNMP進(jìn)行配置。圖7-8 遠(yuǎn)程登錄路由器7.3.2 常用配置命令1配置路由器主機(jī)名 2配置超級(jí)用戶口令3保存配置4刪除配置 5telenet命令6ping命令7trace 命令8show命令9系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置 10退出 圖7-9 路由器的網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)命令 7.3.3 接口配置1基本接口配置（1）啟動(dòng)與關(guān)閉（2）配

8、置模式 （3）帶寬配置（4）IP地址配置（5）Ethernet的工作方式2分類接口配置（1）LAN接口（2）WAN接口（3）POS接口（4）loopback接口7.4 路由器靜態(tài)路由配置 靜態(tài)路由是指由網(wǎng)絡(luò)管理員手工配置的路由信息，使用靜態(tài)路由協(xié)議時(shí)，路由器不能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況動(dòng)態(tài)地進(jìn)行路由選擇。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或鏈路的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，也無法動(dòng)態(tài)地改新路由表，必須網(wǎng)絡(luò)管理員手工去修改路由表中相關(guān)的靜態(tài)路由信息。因此它適合規(guī)模較小，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般不會(huì)變化的較為簡(jiǎn)單的局域網(wǎng)。 圖 7-10 靜態(tài)路由配置示例7.5 路由器動(dòng)態(tài)協(xié)議配置7.5.1 RIP配置7.5.2 OSPF配置7.5.1 RI

9、P配置1RIP的原理 在默認(rèn)情況下，RIP不考慮帶寬、時(shí)延等因素，而使用一種非常簡(jiǎn)單的制度：距離就是通往目的站點(diǎn)所需經(jīng)過的鏈路數(shù)，也稱為跳數(shù)，跳數(shù)越小，路徑越佳，RIP將跳數(shù)最小的路徑作為最佳路徑。RIP的跳數(shù)取值為115，數(shù)值16表示無窮大，即路徑不可達(dá)。RIP不支持可變長(zhǎng)掩碼，因此它只根據(jù)各類網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)來確定這個(gè)IP地址的掩碼。 2配置命令 （1）router rip命令 該命令用于啟動(dòng)RIP協(xié)議，開始RIP進(jìn)程。 （2）network命令 該命令用于設(shè)置參與RIP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)地址，它的命令格式為 。 （3）passive-interface命令 該命令用于指定被動(dòng)接口，該接口將被抑制路由

10、更新，即路由更新報(bào)文不再通過該路由器的接口。它的命令格式為 。 （4）distribute-list命令 該命令用于指定有路由過濾功能的接口，在被指點(diǎn)的路由器的接口上，既可以過濾其接收的路由更新信息，還可以過濾輸出的路由更新信息，它常與passive-interface一起使用，這樣被指定的接口既可以過濾接收的路由信息，也可阻止該路由器更新信息的輸出，即禁止了該接口參加RIP。它的命令格式為 。 （5）distance命令 該命令用來配置或改變OSPF的管理距離，它用來測(cè)量路由的可信度，該值越小則可信度越高，OSPF的管理距離默認(rèn)值為110，有效值范圍為1 255。它的命令格式為 。 （6）n

11、eighbor命令 該命令用于指定鄰居路由器，這樣，RIP路由器在不容許發(fā)送廣播包或是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不支持網(wǎng)絡(luò)廣播的特殊情況下，路由器仍可以單播的方式向該鄰居路由器發(fā)送路由更新信息。它的命令格式為 。 7.5.2 OSPF配置1OSPF的原理 OSPF全稱為開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議。相比于RIP，OSPF克服了它的許多缺陷：OSPF不再采用跳數(shù)的概念，而是根據(jù)接口的吞吐率、擁塞狀況、往返時(shí)間、可靠性等實(shí)際鏈路的負(fù)載能力來進(jìn)行路由選擇，在選擇出最短、最優(yōu)路由的同時(shí)并允許保持到達(dá)同一目標(biāo)地址的多條路由。OSPF是一種分層次的路由協(xié)議，其層次中最大的實(shí)體是自治系統(tǒng)，在每個(gè)自治系統(tǒng)中，再將網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的區(qū)

12、域，每個(gè)區(qū)域都有自己特定的標(biāo)識(shí)號(hào)，即區(qū)域ID，它是一個(gè)32位的無符號(hào)數(shù)值，范圍是04 294 967 295，其中區(qū)域ID為0時(shí)表示的是主干區(qū)域。 路由表的計(jì)算包括下面五個(gè)步驟： （1）存儲(chǔ)當(dāng)前的路由表，如果當(dāng)前的路由表是無效的，則從頭開始重新建立路由表。 （2）通過Dijkstra算法建立最短路徑樹，計(jì)算域內(nèi)路由。 （3）通過檢查鏈路狀態(tài)總結(jié)報(bào)告來計(jì)算域間路由，若該路由器連到多個(gè)域，則只檢查主干域的鏈路狀態(tài)總結(jié)報(bào)告。 （4）在連到一個(gè)或多個(gè)傳輸域的域邊界路由器中查看鏈路狀態(tài)總結(jié)報(bào)告，比較是否有比（2）（3）步更好的路徑； （5）自治系統(tǒng)外部路由的計(jì)算，通過查看自治系統(tǒng)外部的鏈路狀態(tài)報(bào)告來計(jì)算

13、目的地在自治系統(tǒng)外的路由。2配置命令 （1）router ospf命令 該命令用來啟動(dòng)OSPF進(jìn)程，命令格式 ，其中Process ID是OSPF的進(jìn)程號(hào)，它的范圍是165535。 （2）network ip命令 該命令用來定義參與OSPF的子網(wǎng)地址，它的命令的格式為 ，在單個(gè)IP地址參與OSPF時(shí)使用。 （3）range命令 該命令用于某一特定范圍的子網(wǎng)聚合參與OSPF時(shí)定義參與的這一范圍子網(wǎng)的子網(wǎng)，它的命令格式為 。 （4）passive-interface命令 該命令用來配置OSPF的被動(dòng)接口。 （5）distribute命令 該命令用來配置路由過濾功能。 （6）distance命令 該

14、命令用來配置或改變OSPF的管理距離。 （7）redistribute metric命令 該命令用來配置引入外部路由到OSPF的參數(shù) 。 （8）redistribute tag命令 該命令用來配置引入外部路由時(shí)缺省的標(biāo)記值。 （9）redistribute connected metric-type命令 該命令用來設(shè)置個(gè)入外部路由時(shí)的外部路由類型 7.6 DHCP的功能及配置7.6.1 DHCP的原理7.6.2 DHCP的配置7.6.1 DHCP的原理 （1）當(dāng) DHCP 客戶機(jī)第一次登錄網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候該客戶機(jī)沒有任何 IP 數(shù)據(jù)設(shè)定，它將向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出一個(gè) DHCPDISCOVER封包。由于客戶端還

15、不知道自己屬于哪一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，所以封包的來源地址會(huì)，其目的地址則為55，向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣播。 （2）一般默認(rèn)DHCP discover 的等待時(shí)間為 1 秒，當(dāng)客戶機(jī)將第一個(gè)DHCPDISCOVER封包送出去之后，在 1 秒之內(nèi)沒有得到響應(yīng)的話，就會(huì)進(jìn)行第二次DHCPDISCOVER廣播?？蛻舳俗疃嘤兴拇螐V播，除了第一次會(huì)等待 1 秒之外，其余三次的等待時(shí)間分別是 9秒、13秒、16 秒。如果都沒有得到 DHCP 服務(wù)器的響應(yīng)，客戶端則會(huì)顯示錯(cuò)誤信息，宣告 DHCPDISCOVER的失敗。之后，系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)在 5 分鐘之后再重復(fù)一次DHCPDISCOVER的過程。

16、 （3） 當(dāng) DHCP 服務(wù)器監(jiān)聽到客戶端發(fā)出的DHCPDISCOVER廣播后，將會(huì)對(duì)客戶機(jī)作出應(yīng)答。它會(huì)從那些還沒有租出的地址中，選擇最前面的閑置 IP，DHCP客戶所需的 TCP/IP 設(shè)定，響應(yīng)給客戶端一個(gè)DHCPOFFER封包。 （4）DHCP協(xié)議允許網(wǎng)絡(luò)上配置多臺(tái)DHCP，客戶機(jī)將會(huì)收到網(wǎng)絡(luò)上多臺(tái) DHCP 服務(wù)器的響應(yīng)，但它只會(huì)挑選其中一個(gè)DHCPOFFER，通常都是最先抵達(dá)的那個(gè)，然后客戶機(jī)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一個(gè)DHCPREQUEST廣播封包，告訴所有 DHCP 服務(wù)器它將接受哪一臺(tái)服務(wù)器提供的IP地址。同時(shí)客戶端還會(huì)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一個(gè)ARP封包，確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)上是否有其它機(jī)器在使用該IP地址；如

17、果發(fā)現(xiàn)該IP已經(jīng)被占用，客戶機(jī)則會(huì)發(fā)出一個(gè)DHCPDECLINE封包給 DHCP 服務(wù)器拒絕接受其DHCPOFFER并重新發(fā)送 DHCPDISCOVER信息。 （5）當(dāng)DHCP服務(wù)器接收到客戶端的DHCPREQUEST封包之后，向客戶端發(fā)出一個(gè) DHCPACK響應(yīng)，確認(rèn)該IP租約的正式生效。圖7-11 DHCP Server/Client工作模式圖7-12 DHCP的工作流程7.6.2 DHCP的配置 DHCP的配置主要IP池的建立與配置以及數(shù)據(jù)庫代理的配置。建立IP池后，進(jìn)行DHCP配置模式，該配置模式下對(duì)DHCP進(jìn)行配置，主要任務(wù)包括：IP池地址的子網(wǎng)地址、子網(wǎng)掩碼以及缺省網(wǎng)關(guān)、域名、域名

18、服務(wù)器IP地址、IP地址租用時(shí)間等的配置。 1IP池的建立與配置 （1）IP池的建立 （2）IP池子網(wǎng)地址與子網(wǎng)掩碼的配置 （3）排除不用于動(dòng)態(tài)分配的IP地址 （4）配置缺省網(wǎng)關(guān) （5）配置IP地址池的域名系統(tǒng) （6）IP地址租用時(shí)間2數(shù)據(jù)庫代理的配置 DHCP數(shù)據(jù)庫代理是用于存儲(chǔ)DHCP綁定信息的一臺(tái)主機(jī)。在一般情況下可以不對(duì)其進(jìn)行配置。若不想配置DHCP數(shù)據(jù)庫代理，則使用命令no ip dhcp conflict logging，該命令取消了地址沖突日志的記錄的功能，以實(shí)現(xiàn)不配置數(shù)據(jù)庫。7.7 IP訪問控制列表的功能及配置 7.7.1 訪問控制列表的作用7.7.2 訪問控制列表的執(zhí)行過程7

19、.7.3 訪問控制列表的過濾準(zhǔn)則7.7.4 訪問控制列表的分類7.7.5 訪問控制列表的重要參數(shù)7.7.6 訪問控制列表的配置2167.7.1 訪問控制列表的作用 （1）限制網(wǎng)絡(luò)流量 （2）限制通信流量 （3）網(wǎng)絡(luò)安全訪問 （4）限制通信類型圖7-13 訪問控制列表對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行過濾7.7.2 訪問控制列表的執(zhí)行過程 訪問控制列表是一個(gè)連續(xù)的列表，該控制列表在建立并配置好后，接著其應(yīng)用于一個(gè)接，一個(gè)VTY line或被其他命令引用后，列表開始生效。一個(gè)端口執(zhí)行哪條訪問控制列表，這需要按照列表中的條件語句執(zhí)行順序來判斷。一般是從第一條開始順序執(zhí)行的，如果一個(gè)數(shù)據(jù)包的報(bào)頭與表中的某個(gè)條件判斷語句相匹

20、配，那么后面的語句就將被忽略，不再進(jìn)行檢查，反之，才交給下一條語句進(jìn)行比較。 7.7.3 訪問控制列表的過濾準(zhǔn)則 （1）過濾源地址或目的地址 該準(zhǔn)則不僅可以允許或拒絕來自某源IP地址的數(shù)據(jù)包進(jìn)入路由器，還可以允許和拒絕目的地址為某IP地址的數(shù)據(jù)包通過路由器。 （2）過濾端口號(hào) 該準(zhǔn)則可以允許或拒絕某些協(xié)議的某些端口號(hào)的數(shù)據(jù)包通過路由器。 （3）過濾協(xié)議 該準(zhǔn)則可以允許或拒絕如TCP、UDP、ICMP等協(xié)議的數(shù)據(jù)包通過路由器。圖7-14 訪問控制列表的過濾準(zhǔn)則7.7.4 訪問控制列表的分類 （1）標(biāo)準(zhǔn)訪問控制列表 標(biāo)準(zhǔn)訪問控制列表基于網(wǎng)絡(luò)地址的信息流，且只允許過濾源地址。標(biāo)準(zhǔn)IP訪問表的表號(hào)標(biāo)識(shí)是從199后來又?jǐn)U展了范圍13001999。 （2）擴(kuò)展訪問控制列表 擴(kuò)展訪問控制列表通過網(wǎng)絡(luò)地址和傳輸中的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行信息流控制，允許過濾源地址、目的地址和上層應(yīng)用數(shù)據(jù)，它既檢查數(shù)據(jù)包的源地址，也檢查數(shù)據(jù)包的目的地址，還檢查數(shù)據(jù)包的特定協(xié)議類型、端口號(hào)等。 7.7.5 訪問控制列表的重要參數(shù) 1表號(hào)和名字 表號(hào)是用來標(biāo)識(shí)或是引用某個(gè)訪問控制列表。訪問控制列名的名字用字符串來表示。2通配符掩碼 訪問控制列表的通配符掩碼是一個(gè)32bi