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1、实验二实验二 路由器配置路由器配置了解了解TCP/IPTCP/IP协议协议掌握掌握IPIP地址分类，子网掩码的作用，识别网络地址分类，子网掩码的作用，识别网络标识号、主机标识号，子网的数目标识号、主机标识号，子网的数目 掌握静态、动态路由的基本配置掌握静态、动态路由的基本配置一、实验目的一、实验目的TCP/IP协议起源于美国国防部高级项目研究机构协议起源于美国国防部高级项目研究机构DARPA在在60年代开发的年代开发的ARPAnet。目前广泛应用于因特网和公司内部的私有网络目前广泛应用于因特网和公司内部的私有网络二、TCP/IP介绍主机主机InternetTCP/IP主机主机4三、IP编址TC
2、P/IP地址介绍172.18.0.2172.18.0.1172.17.0.2172.17.0.1172.16.0.2172.16.0.110.13.0.0192.168.1.010.13.0.1192.168.1.1 IPIP地址：是一种逻辑地址，地址：是一种逻辑地址，3232位长，常用点分十进制位长，常用点分十进制表示，分为网络号和主机号两部分，有明显的逻辑层次结表示，分为网络号和主机号两部分，有明显的逻辑层次结构，适合于不同的网络之间通信构，适合于不同的网络之间通信。 MAC地址：是一种物理地址。每一块网卡出厂都会地址：是一种物理地址。每一块网卡出厂都会分配一个分配一个MAC地址，该地址是
3、唯一的。地址，该地址是唯一的。 IP 地 址 255255 255 255DottedDecimalMaximumNetworkHost32 bitsIP 地 址 255255 255 255DottedDecimalMaximumNetworkHost1286432168421 11111111 11111111 11111111 11111111Binary32 bits18 916 1724 2532128643216842112864321684211286432168421IP 地 址 255255 255 255DottedDecimalMaximumNetworkHost1286
4、432168421 11111111 11111111 11111111 11111111 10101100 00010000 01111010 11001100Binary32 bits 172 16 122 204ExampleDecimalExampleBinary18 916 1724 2532128643216842112864321684211286432168421Class A: Class B: Class C: Class D: 组播地址 Class E: 科研用IP 地址分类NetworkHostHostHostNetwork NetworkHostHostNetwork
5、 Network NetworkHost8 bits8 bits8 bits8 bitsIP 地址分类1Class A:Bits:0NNNNNNNHostHostHost8 916 1724 2532Range (1-126)1Class B:Bits:10NNNNNNNetworkHostHost8 916 1724 2532Range (128-191)1Class C:Bits:110NNNNNNetworkNetworkHost8 916 17242532Range (192-223)1Class D:Bits:1110MMMMMulticast Group Multicast Gro
6、up Multicast Group8 916 17242532Range (224-239)11保留IP地址下述下述IPIP地址有特别的用途，或者是留给私有的内部地址有特别的用途，或者是留给私有的内部网络使用，不允许在因特网中使用。网络使用，不允许在因特网中使用。全全“0”“0”地址代表所有网络，用于默认路由地址代表所有网络，用于默认路由全全“1”“1”本地广播地址，代表本网段的所有节点本地广播地址，代表本网段的所有节点127.x.x.x 127.x.x.x 回环地址，用于回环测试回环地址，用于回环测试 10.x.x.x10.x.x.x172.16.x.x 172.16.x.x 172.31
7、.x.x 172.31.x.x192.168.x.x192.168.x.x如果公司内部使用保留如果公司内部使用保留IPIP地址，在连接因特网时，地址，在连接因特网时，需要使用网络地址转换技术需要使用网络地址转换技术NATNAT把私有把私有IPIP地址转换地址转换为因特网上合法的公有为因特网上合法的公有IPIP地址地址12 11111111计算可用的主机地址 172 16 0 0 10101100 00010000 00000000 0000000016151413121110 987654321网络网络主机主机 00000000 00000001 11111111 11111111 11111
8、111 11111110. 00000000 00000011 11111101123655346553565536-.265534N2N-2 = 216-2 = 65534网络地址网络地址本地广播地址本地广播地址IP地址分类练习地址地址类别类别网络网络主机主机10.2.1.1128.63.2.100201.222.5.64192.6.141.2130.113.64.16256.241.201.10IP地址分类练习（答案）地址地址类别类别网络网络主机主机10.2.1.1128.63.2.100201.222.5.64192.6.141.2130.113.64.16256.241.201.10A
9、BCCBNonexistent10.0.0.0128.63.0.0201.222.5.0192.6.141.0130.113.0.00.2.1.10.0.2.1000.0.0.640.0.0.20.0.64.1615子网划分网络 172.16.0.0172.16.0.0不设子网的地址172.16.0.1 172.16.0.2 172.16.0.3.172.16.255.253 172.16.255.254网络 172.16.0.0设置子网的地址172.16.1.0172.16.2.0172.16.3.0172.16.4.0子网掩码 子网掩码结合子网掩码结合ipip地址一起使用来识别该网络地址一
10、起使用来识别该网络的网络地址和主机地址。的网络地址和主机地址。 子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IPIP地址相同，子网掩码的长度也是地址相同，子网掩码的长度也是3232位，用连续的位，用连续的二进制数字二进制数字“1”“1”表示网络地址表示网络地址；用连续二进制用连续二进制数字数字“0”“0”表示主机地址表示主机地址。缺省情况下的子网掩码A类：类：8位网络号，位网络号，24位主机号位主机号 默认子网掩码为：默认子网掩码为：255.0.0.0B类：类：16位网络号，位网络号，16位主机号位主机号 默认子网掩码为：默认子网掩码为：255.255.0.0C类：
11、类：24位网络号，位网络号，8位主机号位主机号 默认子网掩码为：默认子网掩码为：255.255.255.0子网掩码划分子网 方法方法: :从主机号中拿出几位连续的位从主机号中拿出几位连续的位作为子网编号作为子网编号. .Network NetworkHostHostNetwork NetworkSub_networkHost默认情况下默认情况下划分子网划分子网利用子网掩码划分子网16网络网络主机主机172.16.2.160 255.255.0.0172001010110011111111101011000001000011111111000100000000000000000000101000
12、00000000000000000000000010子网子网网络号网络号128192224240248252254255扩展了8位地址的网络利用子网掩码划分子网16网络网络主机主机172.16.2.160 255.255.255.017220101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000000000000000000000000010子网子网网络号网络号128192224240248252254255利用子网掩码划分子网网络网络主机主机172.16.2.160 255.255.255.192101
13、011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010子网子网扩展了10位地址的网络161722128网络号网络号128192224240248252254255128192224240248252254255子网地址的获得 ipip地址与子网掩码进行逻辑与运算地址与子网掩码进行逻辑与运算, ,结果即为子网地址结果即为子网地址. .10.8.20.30255.255.240.0 10 | 8 |00010100| 30 255|255|11110000| 0 10
14、 . 8 . 16 . 0子网掩码练习地址地址子网掩码子网掩码类别类别子网子网172.16.2.1010.6.24.2010.30.36.12255.255.255.0255.255.240.0255.255.255.0子网掩码练习（答案）地址地址子网掩码子网掩码类别类别子网子网172.16.2.1010.6.24.2010.30.36.12255.255.255.0255.255.240.0255.255.255.0BAA172.16.2.010.6.16.010.30.36.027四、路由器的配置方法四、路由器的配置方法28硬件自检硬件自检定位并加载定位并加载Cisco IOS映象文件映象
15、文件定位并运行配置文件定位并运行配置文件Cisco设备的简单启动过程 可以通过多种途径来配置可以通过多种途径来配置 第一次配置必须通过第一次配置必须通过console控制端口控制端口控制端口控制端口Aux 端口端口端口端口PC or Unix服务器服务器Web 或网络管或网络管理服务器理服务器 虚拟终端虚拟终端多种途径的配置TelnetTFTPRouter(config)#interface type numberRouter(config-if)# type 包括包括 serial, ethernet， number 用来识别具体的单个端口用来识别具体的单个端口用户模式用户模式特权模式特权模
16、式全局配置模式全局配置模式端口配置模式端口配置模式路由器的常用配置模式路由器的常用配置模式例：配置串口进入全局配置模式进入全局配置模式Router(config-if)#clock rate 56000Router(config-if)#Router(config)#interface s0/s1/e0 Router(config-if)#Router#configure terminalRouter(config)#指定某个端口指定某个端口设置时钟频率设置时钟频率 ( (只在只在DCEDCE端端) )Router(config-if)#ip address 202.114.85.1 255.
17、555.255.0指定端口指定端口IPIP地址地址32五、了解路由要实现路由路由器必须知道要实现路由路由器必须知道: 目的地址目的地址 源地址源地址 所有可能的路由路径所有可能的路由路径 最佳路由路径最佳路由路径 管理路由信息管理路由信息什么是路由172.16.1.010.120.2.0路由是指导路由是指导IPIP报文发送的路径信息。报文发送的路径信息。34什么是路由 一条路由信息应包含以下内容：目标网络（一条路由信息应包含以下内容：目标网络（与报文的目的地址进行匹配，进行路由选择）、与报文的目的地址进行匹配，进行路由选择）、下一跳地址（指明路由的发送路径）、下一跳地址（指明路由的发送路径）、
18、MetricMetric和和管理距离。管理距离。RouterA#sh ip routeCodes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B BGP, D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area, N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2, E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E E
19、GP, i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, * - candidate default, U - per-user static route, o ODR, T - traffic engineered routeGateway of last resort is not set 172.16.0.0/24 is subnetted, 1 subnetsC 172.16.1.0 is directly connected, Ethernet0 10.0.0.0/24 is subnetted, 2 subnetsR 10.2.2
20、.0 120/1 via 10.1.1.2, 00:00:07, Serial2C 10.1.1.0 is directly connected, Serial2R 192.168.1.0/24 120/2 via 10.1.1.2, 00:00:07, Serial2Cisco的路由表目的网络管理距离管理距离AD（区分不同路由协议的可信度）和度量值区分不同路由协议的可信度）和度量值metric（在同一路由协议内比较不同路由的代价）在同一路由协议内比较不同路由的代价）下一跳IP地址转发接口36管理距离（路由优先级) 用于区分路由信息的可信度，值越小越可信用于区分路由信息的可信度，值越小越可信。
21、如果路由器通过不同的路由协议获得多条到达。如果路由器通过不同的路由协议获得多条到达同一目的网络的路径，那么，从管理距离最小（同一目的网络的路径，那么，从管理距离最小（优先级最高）的路由协议学习到的路由被优先加优先级最高）的路由协议学习到的路由被优先加入路由表中。入路由表中。 管理距离（路由优先级）是根据路由协议算管理距离（路由优先级）是根据路由协议算法的优劣程度等因素得出的经验数值。法的优劣程度等因素得出的经验数值。37度量值（路由权）Metric即使在同一种路由选择协议内部，也可能存在即使在同一种路由选择协议内部，也可能存在到达目的网络的多条路径，路由器优先使用度到达目的网络的多条路径，路由
22、器优先使用度量值量值metricmetric最小的路由来转发数据。最小的路由来转发数据。MetricsMetrics：每种路由协议用于衡量最佳路径的标每种路由协议用于衡量最佳路径的标准（只比较该路由协议获得的到同一目的网络准（只比较该路由协议获得的到同一目的网络的所有路径，不与其它路由协议获得的路径进的所有路径，不与其它路由协议获得的路径进行比较）行比较）每种路由协议所使用的度量值含意不同，因此每种路由协议所使用的度量值含意不同，因此，不同路由协议的，不同路由协议的metricmetric没有可比性。需要使没有可比性。需要使用管理距离（路由优先级）来裁决从不同路由用管理距离（路由优先级）来裁决
23、从不同路由协议获得的多条路径的优劣。协议获得的多条路径的优劣。38计算度量值（路由权）Metric路由度量值（路由权）经常由以下几方面的属性来综合计算：路由度量值（路由权）经常由以下几方面的属性来综合计算：Hop count数据包到达目标所必须经过的网络数量，跳数越数据包到达目标所必须经过的网络数量，跳数越小路由越好。路径长度是指到达目标的总跳数。小路由越好。路径长度是指到达目标的总跳数。Ticks在在Novell IPX 网络中代表延迟，每网络中代表延迟，每tick约约1/18秒。秒。Cost通常由管理员根据链路带宽、线路价格、或其他因素通常由管理员根据链路带宽、线路价格、或其他因素综合设定
24、，开小值最小的路径优先。综合设定，开小值最小的路径优先。Bandwidth链路的数据容量，即最大传输速率。链路的数据容量，即最大传输速率。Delay把数据包从源送到目的所需的时间，取决于带宽、路把数据包从源送到目的所需的时间，取决于带宽、路由器队列的长度、网络冲突、物理距离等多种因素。由器队列的长度、网络冲突、物理距离等多种因素。Load网络资源（如路由器或者链路）被利用的程度（活动网络资源（如路由器或者链路）被利用的程度（活动的数量）。的数量）。. Reliability通常指每条网络链路上的差错率通常指每条网络链路上的差错率. MTUMaximum transmission unit. 路
25、径上所有链路能够接路径上所有链路能够接受的数据包的最大长度字节数。受的数据包的最大长度字节数。39静态路由由网络管理员在路由器上手工添加路由信息以实现路由目的动态路由根据网络结构或流量的变化，路由协议会自动调整路由信息以实现路由六、实验内容静态路由和动态路由的配置。静态路由和动态路由的配置。40配置静态路由配置静态路由41172.16.2.1SO静态路由172.16.1.0B172.16.2.2NetworkA在小型网络中适宜设置静态路由。在小型网络中适宜设置静态路由。使用静态路由可有效保使用静态路由可有效保障网络安全、节约带宽，但当网络改变时，静态路由不会自障网络安全、节约带宽，但当网络改变
26、时，静态路由不会自动改变，必须要有网络管理员的介入。动改变，必须要有网络管理员的介入。静态路由必须在参与通信的两端路由器上进行双向配置。静态路由必须在参与通信的两端路由器上进行双向配置。在静态路由中在静态路由中, ,当相应端口关闭后当相应端口关闭后, ,shsh ipip route route不会显示不会显示该路由该路由, ,当端口恢复正常后当端口恢复正常后, ,shsh ipip route route又会显示该路由。又会显示该路由。BStub Network指定一条可以到达目标网络的路径指定一条可以到达目标网络的路径Router(config)#ip route network mask
27、 address | interface静态路由的配置Destination-network目标网络或子网目标网络或子网mask子网掩码子网掩码Next-hop-address下一跳路由器的下一跳路由器的IP地址地址interface收发数据包的接口名称收发数据包的接口名称43Stub Networkip route 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.2.1172.16.2.1SO静态路由的例子172.16.1.0B172.16.2.2NetworkAB这是一条单方向的路径，必须配置一条相反的路径。这是一条单方向的路径，必须配置一条相反的路径。44Stub Net
28、workip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.2.2缺省路由172.16.2.1SO172.16.1.0B172.16.2.2NetworkAB使用缺省路由后，使用缺省路由后，Stub Network可以到达路由器可以到达路由器A以外的网络以外的网络。0.0.0.0 0.0.0.0 代表任何网络代表任何网络默认路由最后起作用，即仅当路由表中没有明确的匹配项时才默认路由最后起作用，即仅当路由表中没有明确的匹配项时才使用默认路由使用默认路由如报文的目的地不在路由表中且路由中没有缺省路由，那么该如报文的目的地不在路由表中且路由中没有缺省路由，那么该报文被丢弃的同时，返回源端
29、一个报文被丢弃的同时，返回源端一个ICMP报文指明该目的地址或网报文指明该目的地址或网络不可达。络不可达。45配置动态路由配置动态路由距离矢量的路由协议距离矢量算法运用矢量叠加的方式来获取和计算路由距离矢量算法运用矢量叠加的方式来获取和计算路由信息。把每一条路由信息看作由目的网络和距离组成信息。把每一条路由信息看作由目的网络和距离组成的矢量，每个路由器从其邻居获得路由信息，并在获的矢量，每个路由器从其邻居获得路由信息，并在获得的每一条路由信息上叠加从自己到达这个邻居的距得的每一条路由信息上叠加从自己到达这个邻居的距离矢量，从而形成自己的路由信息。离矢量，从而形成自己的路由信息。RoutingT
30、ableRoutingTableRoutingTableRoutingTableDistanceHow farVectorIn which direction47距离矢量路由协议的特点距离矢量路由协议在相邻路由器之间进行路由信息的传递，距离矢量路由协议在相邻路由器之间进行路由信息的传递，路由器周期性地把自己的路由表传送给邻居路由器。路由器周期性地把自己的路由表传送给邻居路由器。距离矢距离矢量协议路由器直接传递各自的路由表信息，路由器从邻居得量协议路由器直接传递各自的路由表信息，路由器从邻居得到路由信息后更新自己的路由表，并把自己更新后的路由表到路由信息后更新自己的路由表，并把自己更新后的路由表
31、传给邻居，这样一级一级的传递下下达到整个网络的同步。传给邻居，这样一级一级的传递下下达到整个网络的同步。每个路由器都不知道整个网络的拓补结构，只知道与自己直每个路由器都不知道整个网络的拓补结构，只知道与自己直接相连的网络情况，并根据从邻居得到的路由信息来更新自接相连的网络情况，并根据从邻居得到的路由信息来更新自己的路由表，然后周期性地发给自己的邻居。己的路由表，然后周期性地发给自己的邻居。实现和管理都比较简单实现和管理都比较简单收敛速度比较慢，周期更新报文数据量大，消耗较多的带宽收敛速度比较慢，周期更新报文数据量大，消耗较多的带宽为避免路由环路必须进行各种特殊处理为避免路由环路必须进行各种特殊
32、处理基于距离矢量算法的路由协议有：基于距离矢量算法的路由协议有：rip、igrp等。等。10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0Routing Table10.2.0.010.3.0.0 00S0S1Routing Table10.3.0.0S0010.4.0.0E00Routing Table10.1.0.010.2.0.0 E0S0 00距离矢量源信息的获得每个路由器的路由表在最初只有与之直连的网络每个路由器的路由表在最初只有与之直连的网络路由器从邻居发现到达目的网络的最佳路径路由器从邻居发现到达目的网络的最佳路径路由器从收集到的源信息中选择
33、到达目标地址的最佳路径路由器从收集到的源信息中选择到达目标地址的最佳路径过一段时间后路由器收到邻居发来的网络信息，并将距离加过一段时间后路由器收到邻居发来的网络信息，并将距离加1 110.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0Routing Table10.1.0.010.2.0.010.3.0.0Routing Table10.2.0.010.3.0.010.4.0.010.1.0.00011S0S1S1S0Routing Table10.3.0.0S0010.4.0.0E0010.2.0.0S0 1E0S0S0100距离矢量源信息的获得距离矢量源
34、信息的获得10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0Routing Table10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0Routing Table10.2.0.010.3.0.010.4.0.010.1.0.00011S0S1S1S0Routing Table10.3.0.0S0010.4.0.0E0010.2.0.0S010.1.0.0S012E0S0S0S01200路由器从收集到的源信息中选择到达目标地址的最佳路径路由器从收集到的源信息中选择到达目标地址的最佳路径过一段时间后路由器收到邻居发来的网络信息，并将距离过一段时间
35、后路由器收到邻居发来的网络信息，并将距离加加1 151配置动态配置动态RIPRIP路由路由 指定指定IP路由协议路由协议Router(config)#router protocol keyword 指定与路由器直接相连的网络指定与路由器直接相连的网络Router(config-router)#network network-number动态路由配置 激活激活RIP协议协议Router(config)#router ripRouter(config-router)#network network-numberRIP 配 置选择所能到达的网络选择所能到达的网络必须是有效的网络即必须是有效的网络即A
36、、B、C类网络号，不包括子网类网络号，不包括子网号和子网掩码号和子网掩码2.3.0.0router ripnetwork 172.16.0.0network 10.0.0.0RIP 配置举例router ripnetwork 10.0.0.02.3.0.0router ripnetwork 192.168.1.0network 10.0.0.0172.16.1.1S2E0S3192.168.1.110.1.1.110.2.2.210.1.1.2S2S310.2.2.3172.16.1.0ABC192.168.1.0 E055配置IGRP路由 使用IGRP的网络较大 缺省100hops，最大25
37、5hops 支持多路径IGRP 介 绍IGRP配 置 IGRPRouter(config-router)#network network-number 指定可以到达的网络指定可以到达的网络Router(config)#router igrp autonomous-system 指定指定IGRP为为IP路由协议路由协议router igrp 100network 172.16.0.0network 10.0.0.0IGRP 配置举例router igrp 100network 10.0.0.0router igrp 100network 192.168.1.0network 10.0.0.0Au
38、tonomous System = 100172.16.1.1S2E0S3192.168.1.110.1.1.110.2.2.210.1.1.2S2S310.2.2.3172.16.1.0ABC192.168.1.0 E059七、实验报告要求七、实验报告要求简述网络中路由的主要作用；简述网络中路由的主要作用；比较各种路由协议的特点；比较各种路由协议的特点；绘制实验中所用到的网络拓扑图，分析选取何绘制实验中所用到的网络拓扑图，分析选取何种路由协议，并列写完成该路由协议所需的主种路由协议，并列写完成该路由协议所需的主要命令；要命令；分析实验过程中出现的问题及如何解决。分析实验过程中出现的问题及如何解决。