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1、第8章 路由器第第8章章 路由器路由器8.1 路由器的基础知识路由器的基础知识8.1.1 路由器的基本概念路由器的基本概念 路由器的工作过程：路由器的工作过程：从某个端口收到一个数据包，它首先把链路层的包头去掉（拆包），读取目的IP地址，然后查找路由表，若能确定下一步往哪送，则再加上链路层的包头（打包），把该数据包转发出去；如果不能确定下一步的地址，则向源地址返回一个信息，并把这个数据包丢掉。路路由由器器（RouterRouter）是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互理解对方的数据，从而构成一个更大的网络。在网络拓扑结构中用图标表
2、示为。路由器的外观如右图所示。第8章 路由器1.路由器的工作原理：路由器的工作原理：为了保证路由成功，每个网络都必须有一个惟一的网络编号即网络ID号。路由器识别不同网络的方法是就通过识别不同网络的网络ID号进行的。路由器要识别另一个网络，首先要识别的就是对方网络所连接的路由器IP地址的网络ID，看是不是与目的节点地址中的网络ID号相一致。如果是，就向这个网络的路由器端口发送了，接收网络的路由器在接收到源网络发来的数据后，根据数据中所包括的目的节点IP地址中的主机ID号来识别是发给哪一个节点的，然后再直接发送到该节点。SWITCH1SWITCH2ROUTER1A3A2A1B3B2B1A网段B网段
3、如果A网段中的A1用户想发送数据给B网段的B2用户，具体的过程是怎样呢？8.1.2 路由器的工作原理和主要功能路由器的工作原理和主要功能 第8章 路由器2.路由器的主要功能路由器的主要功能（1）在网络间转发报文数据。（2）为网络间选择最合理的通信路径。（3）拆分和包装数据包。（4）不同协议网络之间的连接。（5）速率适配。（6）安全功能。第8章 路由器8.1.3 路由器采用的主要技术路由器采用的主要技术路由器采用的技术主要体现在以下几方面：1可编程可编程ASIC技术技术2VPN技术技术3QoS技术技术4MPLS技术技术5IPv6技术技术6多播技术多播技术7提高路由器吞吐量的技术提高路由器吞吐量的
4、技术8.1.3 路由器采用的主要技术路由器采用的主要技术 第8章 路由器8.1.4 路由器的分类路由器的分类 1按应用分按应用分从应用上来分，路由器可分为内部路由器与边界路由器。2按档次分按档次分按性能档次来划分，路由器可分为高、中和低档路由器。3按结构分按结构分按结构来划分，路由器可分为模块化结构与非模块化结构。4按性能分按性能分按性能来划分，路由器可分为线速路由器以及非线速路由器。5按功能分按功能分按功能的不同划分，将路由器分为骨干级路由器、企业级路由器和接入级路由器。第8章 路由器8.1.5 交换机与路由器的比较交换机与路由器的比较 1路由器与交换机的区别路由器与交换机的区别工作层次不同
5、。最初设计的交换机是工作在OSI参考模型的第二层，而路由器是设计工作在OSI参考模型的第三层。数据转发的依据不同。交换机是依据物理地址（即MAC地址）来确定转发数据的目的地址，而路由器依据不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。交换机连接的网段仍属于同一个广播域，连接到路由器上的网段被分成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。虽然支持VLAN功能的交换机也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要第三层设备。路由器提供了防火墙的服务，可以有效维护网络安全。三层交换机现在还不能提供完整的路由选择协议，而路由器则具备同时处理多个协议的能力。当连接不同协议
6、的网络，像以太网和令牌环的组合网络，依靠三层交换机是不可能完成网间数据传输的。第8章 路由器2交换机与路由器的使用场合交换机与路由器的使用场合二层交换机主要用在小型局域网，机器数量在30台以下的网络环境。三层交换机适用于大型局域网。为了减小广播风暴的危害，必须把大型局域网按功能或地域等因素划分成一个一个的小局域网，这样必然导致不同网段间存在大量的互访，单纯使用二层交换机没法实现网间的互访，单纯使用路由器，由于端口数量有限，路由速度较慢，限制了网络的访问速度，所以这种环境下，由二层交换技术和路由技术有机结合而成的三层交换机就最为合适。路由器端口类型多，支持的三层协议多，路由能力强，所以适合于在大
7、型网络之间的互连。互连设备的主要功能不在于在端口之间进行快速交换，而是要选择最佳路径，进行负载分担、链路备份和最重要的与其他网络进行路由信息交换，所有这些都是路由器完成的功能。在网络流量很大的情况下，如果三层交换机既做网内的交换，又做网间的路由，会加重它的负担，影响速度。这时可由三层交换机做网内的交换，由路由器专门负责网间的路由，这样可以充分发挥不同设备的优势，是个很理想的选择。第8章 路由器8.2 路由器的基本配置路由器的基本配置 8.2.1 路由器的硬件连接路由器的硬件连接 1路由器端口路由器端口（1）局域网端口 常见的路由器以太网端口主要有AUI、BNC和RJ-45端口，另外，还有FDD
8、I、ATM、光纤端口，针对不同的网络，路由器都有相应的连接端口，下面分别介绍几种主要的局域网端口。RJ-45端口。AUI端口。SC端口。路由器的端口类型一般有局域网端口、广域网端口和配置端口。路由器局域网端口用于对不同局域网段进行连接，广域网端口用于对不同类型的广域网络进行连接，配置端口用来与计算机或终端设备进行连接，通过特定的软件对路由器进行配置。第8章 路由器（2）广域网端口。路由器主要运用在广域网中，路由器的广域网端口也有很多不同的类型，下面介绍几种常见的广域网端口。RJ-45端口。高速同步串口。主要用于连接目前应用非常广泛的DDN、帧中继（FrameRelay）、X.25、PSTN（模
9、拟电话线路）等网络连接模式。在路由器的广域网连接中是应用最多的端口。下图所示为高速同步串口。异步串口。异步串口（ASYNC）主要是应用于Modem或Modem池的连接，用于实现远程计算机通过公用电话网拨入网络。ISDNBRI端口。ISDNBRI端口用于ISDN线路通过路由器实现与Internet或其他远程网络的连接。第8章 路由器（3）路由器配置端口路由器的配置端口有两个，分别是Console和AUX。Console端口。Console端口使用配备的专用连线直接连接到计算机的串口，然后，利用终端仿真程序（如Windows的“超级终端”）进行路由器本地基本配置。路由器的Console端口多为RJ
10、-45端口。如下图所示。AUX端口。AUX端口为异步端口，主要用于远程对路由器进行配置。AUX端口与Console端口通常被放置在一起，如上图所示。第8章 路由器2路由器的硬件连接路由器的硬件连接路由器的硬件连接主要包括：与局域网设备之间的连接、与广域网设备之间的连接以及与配置设备之间的连接。（1）路由器与局域网接入设备之间的连接。RJ-45至RJ-45。SC至RJ-45或SC至AUI。（2）路由器与Internet接入设备的连接。路由器的主要应用是在互联网中，路由器与互联网接入设备的连接情况主要有以下几种：同步串行口。通过异步串行口连接。（3）路由器配置端口的连接。路由器配置端口依据配置方式
11、不同，主要有两种连接形式：Console端口的连接方式。（本地配置连接）AUX端口的连接方式。（远程配置）第8章 路由器当网络启用了路由协议，网络便具有了能够自动更新路由表的强大功能。如果网络中只有一个路由器，就没有必要使用路由协议了，只有当网络中有多个路由器时，才有必要使用路由协议共享信息。下面介绍路由器中常用的一些协议。1RIP/RIP2协议协议2IGRP协议协议3OSPF/OSPF2协议协议4EIGRP协议协议5HDLC协议协议6PPP协议协议7X.25协议协议8.2.2 路由器使用的协议路由器使用的协议 8Frame Relay协议协议第8章 路由器8.2.3 路由器的基本配置路由器的
12、基本配置 1路由器的配置方式路由器的配置方式对路由器的配置可以通过以下几种方法来进行：（1）控制台方式。（2）远程登录方式。（3）网管工作站方式。（4）TFTP服务器方式。2Cisco路由器初始配置路由器初始配置（1）路由器的启动大致过程。（2）以Cisco2600系列路由器的初始配置为例，介绍路由器初始配置。配置路由器有2种主要的方式：第一种是手工配置，通过命令行的方式对路由器进行配置；第二种是运行路由器配置软件中的Setup.exe程序，这是一个交互式配置软件，适用于对IOS命令集不太熟悉的新用户。第8章 路由器3路由器配置的模式路由器配置的模式（1）用户模式。以终端或Telnet方式进入
13、路由器时系统会提示用户输入口令，输入口令后便进入了用户模式。这时，系统提示符为“”。这个模式下，用户只能查看路由器的一些基本信息，不能进行设置。（2）特权模式。特权模式的系统提示符是“#”。也不能对路由器的配置进行修改，如果要修改路由器配置，必须进入全局配置模式（3）全局配置模式。用户能修改路由器的配置，比如配置路由器主机名、密码等。（4）端口配置模式。路由器中有各种端口，要对这些端口进行配置，需要进入端口配置模式（5）线路配置模式。在这种模式下，可以修改控制和虚拟终端的一些相关设置。（6）路由协议配置模式。在这种模式下，可以对路由协议进行一些相关设置。第8章 路由器4路由器的常用命令路由器的
14、常用命令对路由器进行配置一般来说都是以命令方式进行的。路由器的IOS操作命令较多，下面介绍一些常用的、基本的配置命令。（1）帮助命令。在IOS操作中，无论任何状态和位置，都可以通过键入“？”得到系统的帮助。（2）改变设置状态的命令。路由器改变设置状态命令列表任务 命令 进入特权命令状态enable退出特权命令状态disable进入设置对话状态setup进入全局设置状态configterminal退出全局设置状态end进入端口设置状态interfacetypeslot/number进入子端口设置状态interface type number.subinterface point-to-point
15、|multipoint进入线路设置状态linetypeslot/number进入路由设置状态routerprotocol退出局部设置状态exit第8章 路由器（3）显示命令。显示命令就是用于显示某些特定需要的命令，以方便用户查看某些特定设置信息。任务 命令 查看版本及引导信息showversion查看运行设置showrunning-config查看开机设置showstartup-config显示端口信息showinterfacetypeslot/number显示路由信息showiprouter任务 命令 登录远程主机Telnethostname|IPaddress网络侦测pinghostnam
16、e|IPaddress路由跟踪tracehostname|IPaddress信息显示命令列表网络命令列表 路由器有时要进行网络检测和管理，应该具有一些网络进入命令，下表就是有关网络进入和检测方面的命令。第8章 路由器（4）基本设置命令。除上面我们所说的一些特殊命令之外，使用得更多的还是一些如下表所示的基本命令。任务 命令全局设置configterminal设置访问用户及密码usernameusernamepasswordpassword设置特权密码enablesecretpassword设置路由器名hostnamename设置静态路由iproutedestinationsubnet-maskn
17、ext-hop启动IP路由iprouting启动IPX路由ipxrouting端口设置interfacetypeslot/number设置IP地址ipaddressaddresssubnet-mask设置IPX网络ipxnetworknetwork激活端口noshutdown物理线路设置linetypenumber启动登录进程loginlocal|tacacsserver设置登录密码passwordpassword配置连接networkIPaddress第8章 路由器（5）协议配置命令。内部网关协议的配置：router协议名networknetwork外部网关协议。encapsulation协
18、议名5路由器的调试路由器的调试（1）首先将路由器的以太网端口和所有要使用的串口都激活。操作方法是进入该端口，执行noshutdown。（2）将和路由器相连的主机加上默认路由（中心路由器的以太网端口地址）。每台主机都要加默认路由。（3）ping本机的路由器以太网口，若不通，可能是以太网口没激活或不在一个网段。ping广域网口，若不通，则可能是没加缺省路由。ping对方广域网口，若不通，路由器配置可能有错误。ping主机以太网口，若不通，可能对方主机没加缺省路由。（4）添加网关（静态路由）。（5）使用Tracert对路由进行跟踪，以确定不通网段。第8章 路由器假设有三台路由器RouterA、Rou
19、terB、RouterC。其中，RouterB通过串口和广域网上的RouterA连接，同时RouterB通过以太网端口和RouterC连接，具体连接情况和它们的IP地址（它们的子网掩码均为255.255.255.0）见下图，现在对RouterB进行必要的配置，并显示配置情况，最后保存配置信息。RouterCIP:158.213.215.2以太网端口0Eethernet0IP:158.213.215.1串口0Serial0IP:132.213.3.1RouterAIP:132.213.3.2RouterB广域网1定义路由器机器名定义路由器机器名 如果要将路由器机器名定义为RouterB，进入路由
20、器后使用以下命令：routerenablepassword:xxxxxxxxrouter#configterminalrouter(config)#hostnameRouterBRouterB(config)#8.2.3 路由器的简单配置实例路由器的简单配置实例第8章 路由器2设置特权模式密码设置特权模式密码 在对路由器操作时，输入enable命令后，要求输入相应的密码，那么这个密码是如何设置的呢？使用如下命令就可以设置相应的密码：RouterB(config)#enablesecretrouterbb这样就可将密码改为routerbb。3配置局域网端口（以太网端口）配置局域网端口（以太网端口
21、）配置局域网端口就是将局域网端口子网地址范围内的一个IP地址分配给局域网端口。方法如下：RouterB(config)#interfaceethernet0/0进入端口配置模式RouterB(config-if)#ipaddress158.213.215.1255.255.255.0配置该端口的IP地址和子网掩码4配置广域网端口（同步端口）配置广域网端口（同步端口）广域网端口的配置方法和局域网端口配置类似。RouterB(config)#interfaceserial0/0RouterB(config-if)#ipaddress132.213.3.1255.255.255.0广域网一般接入路由
22、器的同步端口，用“serial0/0”表示，其中“0/0”代表端口位置。第8章 路由器5配置路由协议配置路由协议（1）配置RIP协议.RouterB(config)#routerripRouterB(config-router)#network158.213.215.0配置与RouterB直接相连的网络RouterCRouterB(config-router)#network132.213.3.0配置与RouterB直接相连的网络RouterA通过上面的配置，RouterB就可以通过串口0和以太口0分别与RouterA和RouterC交换RIP路由信息，发送并接收路由。（2）配置OSPF协议。
23、配置OSPF协议，路由器将限制只允许在相同区域内交换子网信息，不同区域间不交换路由信息。RouterB(config)#routerospf1（1代表ospf的进程号）RouterB(config-router)#network158.213.215.00.0.0.255area0（配置RouterC网络号及相关掩码，假定RouterC是广播型网络）RouterB(config-router)#network132.213.3.00.0.0.255area1（配置RouterA网络号及相关掩码）RouterB(config-router)#ipospfnetworkbroadcast指明网络类
24、型为广播型网络对于非广播型的网络连接，需要在配置时指定路由器的相邻路由器。第8章 路由器（3）配置IGRP协议。IGRP路由信息的交换是在特别设定的子网端口间进行的，如果不对子网设定，路由器就不会将该子网的信息广播给其他路由器。为了使IGRP路由信息能在非广播型的网络中传输，必须进行设定，以允许非广播型网络中的路由器交换路由信息。RouterB(config)#routerigrp300（300代表自治区号）RouterB(config-router)#network158.213.215.0RouterB(config-router)#neighbor132.213.3.2remote-AS
25、100（假定RouterA是非广播型网络，配置RouterA的IP地址，remote-AS100指RouterA的自治区号为100）6配置广域网协议配置广域网协议（1）配置HDLC协议。RouterB(config)#interfaceserial0指定路由器的串行端口RouterB(config-if)#ipaddress132.213.3.1255.255.255.0配置该端口IP地址及子网掩码RouterB(config-if)#encapsulationHDLC指定HDLC协议封装RouterB(config-if)#bandwidth56指定带宽为56Kb/s第8章 路由器（2）配置
26、PPP协议。RouterB(config)#interfaceserial0指定路由器的串行端口RouterB(config-if)#ipaddress132.213.3.1255.255.255.0配置该端口IP地址及子网掩码RouterB(config-if)#encapsulationPPP指定PPP协议封装RouterB(config-if)#bandwidth56指定带宽为56Kb/s（3）配置X.25协议。RouterB(config)#interfaceserial0指定路由器的串行端口RouterB(config-if)#ipaddress132.213.3.1255.255.
27、255.0配置该端口IP地址及子网掩码RouterB(config-if)#encapsulationx.25指定X.25协议封装RouterB(config-if)#bandwidth56指定带宽为56Kb/sRouterB(config-if)#x.25address70904006021设置该端口的X.25地址（4）配置帧中继协议。RouterB(config)#interfaceserial0指定路由器的串行端口RouterB(config-if)#ipaddress132.213.3.1255.255.255.0配置该端口IP地址及子网掩码RouterB(config-if)#enc
28、apsulationframe-relay 指定帧中继协议封装RouterB(config-if)#frame-relaylmi-typeansi设置本地管理端口LMI类型RouterB(config-if)#frame-relayinterface-dlci102设置链路标识码DLC第8章 路由器8配置默认路由配置默认路由默认路由是当前的网络在路由表中找不到时使用的方法。其配置方法为：RouterA(config)#iprouter0.0.0.00.0.0.0132.213.3.29查看配置查看配置 router#showrunning-config显示刚才的配置情况router#shows
29、tartup-config显示存在NVRAM中的配置router#showinterfacetypeslot/number显示路由器的端口信息router#showiprouter显示路由信息10保存配置保存配置 对路由器的配置进行修改之后，一定要将其存入NVRAM中才能在下一次启动时生效，使用如下命令可以将修改内容存入NVRAM。router#copyrunning-configstartup-config如果没有实验条件，可以在网络上下载BosonRouterSimulator，练习路由器的配置。7配置静态路由配置静态路由在简单的网络环境下，可以使用静态路由的方法。假设上面的例子中Rout
30、erA要通过RouterB到达RouterC。其静态路由配置方法为：RouterA(config)#iprouter158.213.215.0255.255.255.0serial0或者：RouterA(config)#iprouter158.213.215.0255.255.255.0132.213.3.2第8章 路由器1端口种类端口种类 2用户可用槽数用户可用槽数3CPU 4内存内存5网管网管6全双工线速转发能力全双工线速转发能力7设备吞吐量设备吞吐量8端口吞吐量端口吞吐量9路由表能力路由表能力10背板能力背板能力11丢包率丢包率12时延时延13冗余冗余14路由协议支持路由协议支持15互联网组管理协议（互联网组管理协议（IGMP）16加密方式加密方式17热插拔组件热插拔组件8.2 路由器的主要性能指标路由器的主要性能指标