[计算机硬件及网络]第2章 交换机与路由器.ppt

2.2 路由器,2.2.1 路由器的概念 2.2.2 路由器的作用 2.2.3 路由器工作原理 2.2.4 Cisco简介 2.2.5 路由器的连接与配置,2.2.1 路由器的概念,如果要将两个局域网连起来，中间需要有一个网桥。网桥工作在数据链路层，根据MAC地址来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”。路由器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“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。路由器工作在网络层，根据网络地址如IP地址进行转发。,2.2.1 路由器的概念,实现局域网的远程连接或连接Internet，通常使用路由器。与交换机的一样，专用路由器的系统软件是存储在ROM或Flash ROM中的，也常称之为路由器的网络操作系统。有的公司如Cisco，其交换机和路由器的网络操作系统软件是基本相同的，并大都使用命令行界面进行人机交互。,2.2.2 路由器的作用, 连通不同的网络 从过滤网络流量的角度来看，路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络物理层，从物理上划分网段的交换机不同，路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。 路由器总是有多个LAN和WAN端口，每个端口所联的网段是一个独立的网络或子网号。,2.2.2 路由器的作用, 连通不同的网络 路由器能对其互联的两个异构形网络的帧格式进行转换。,2.2.2 路由器的作用, 连通不同的网络 路由器所联网络的广播包被隔离在本网段之内，起到了防火墙作用。根据统计的80/20规律，一个网络应用的80信息是在同一个LAN中交换的，使80的信息不会经路由器转到其它网络上，隔离广播风暴，从面提高了整个网络的带宽。,2.2.2 路由器的作用, 选择信息传送的线路 路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。 为了完成这项工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据-路径表(Routing Table)，供路由选择时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。,2.2.2 路由器的作用, 静态路径表 由系统管理员事先设置好固定的路径表称之为静态(static)路径表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变。 动态路径表 动态(Dynamic)路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表。 路由器根据路由选择协议(Routing Protocol)提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。,（3）屏蔽数据链路层和物理层网络差异 路由器正是工作在IP下三层的通信子网上，从而屏蔽了底两层物理网络的差异，实现各种网络的互联。,2.2.2 路由器的作用,路由器,Router,路 由,（4）流量管理,优先权：对特定服务的包给予特别的优先权，使某些对延时敏感的包快速通过。 排队：对某几类服务进行排队通过 包过滤：过滤某些用户不需要的信息流，减少网络流量，缓解网络阻塞。包括对特定的工作站、某些网络或子网、某些协议。,2.2.2 路由器的作用,（5）解决拥塞问题,输出速度跟不上输入速度，路由器的缓存可能被淹没。 采用源抑制，发现拥塞时，向源主机发送源抑制的ICMP报文，源主机收到报文后，降速发送。,2.2.2 路由器的作用,路由器的工作原理 路由器的结构和启动过程 路由器的基本配置,路由器的工作原理,路由器工作在OSI模型中下三层，最高层为网络层，通过统一的第三层来屏蔽底两层的不同，从而实现多个独立的异种网互联，并通过路由表实现寻径；由于是一个存储转发设备，可以实现包的过滤、优先、排队等流量管理。,路由器的工作原理,路由器A,路由器B,IP寻径,IP寻径,IP数据报,逻辑网 IP层,加帧头,去帧头,帧传输和直接寻径,数据链路层,物理层,路由器的工作原理,Cisco路由器的IOS（Internetwork Operating System）是路由器的操作系统,就象计算机的操作系统一样。,路由器内存体系结构,RAM NVRAM Flash ROM,Interfaces,Console Auxiliar,内存 :ROM,ROM：相当于PC的BIOS。存放引导程序和IOS的一个最小子集。 为只读存储器，系统掉电，程序不会丢失。,内存 ：Flash,Flash：包含压缩的IOS和微代码 是一种可擦写，可编程的ROM，系统掉电，程序不会丢失。,内存 ：NVRAM,NVRAM（No-Voliate RAM）：存放路由器的配置文件。 系统掉电，程序不会丢失。,内存 ：RAM,动态内存，系统掉电，内容丢失。,路由器的启动过程,首先运行ROM的程序，进行系统自检和引导，然后读Flash内的IOS，装入DRAM中，并从NVRAM中读入路由器的配置，计算并生成路由表。,路由表生成过程,开机初始化时形成初步路由表 通过与相邻路由器交换路由信息刷新完善路由表,2.2.4 Cisco简介,世界上占领先地位的网间网互联技术和产品服务供应商。 1984年成立于加州Menlo Park。 取名于San Francisco,全球重要的网络厂商,交换机份额：35 路由器份额：60 Internet骨干网路由器：80,产品系列,全系列产品满足不同用户的要求,Cisco1600,Cisco2500,Cisco2600,Cisco3600,Cisco4000,As5200/5300,As5800,Cisco7200,Cisco7500,Cisco12000,路由器产品系列,部门级：1600、2500 多媒体：2600、3600 企业级：4000、7200 骨干级：7500 电信运营级：12000 访问服务：5200、5300、5800,2.2.5路由器的连接与配置,路由器的操作模式 1. EXEC模式 Red-Giantenable ; 进入特权模式主机名#，可以执行全部的EXEC命令。 Red-Giant#disable ; 返回用户模式主机名，可以执行EXEC命令的一部分。 Red-Giant 2. setup交互式配置模式 实达路由器提供setup交互式配置模式，在路由器首次上电使用的时候，由于路由器内部没有任何设置，这时路由器会自动的进入setup交互式配置模式中，也可以在普通用户层输入“enable”和口令后进入路由器的特权用户层，然后在特权用户模式下,随时键入“setup”就可以进入交互式配置模式。这时用户只需要回答一些问题，便可以轻松的将路由器配置完成了。其配置如下： Star#setup 进入全局配置模式下 Red-Giant#configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with NTL/Z. Red-Giant(config)#exit Red-Giant# 全局配置模式：主机名(config)# 配置路由器的整体参数,2.2.5 路由器的连接与配置, 进入线路配置模式 Red-Giant(config)#line console 0 Red-Giant(config-line)#exit Red-Giant(config)# 线路配置模式：主机名(config-line)# 配置路由器的线路参数 进入接口配置模式 Red-Giant(config)#interface serial 0 Red-Giant(config-if)#exit Red-Giant(config)# 如果欲从接口配置模式下直接返回特权模式，则： Red-Giant(config-if)#end Red-Giant#,2.2.5 路由器的连接与配置,接口配置模式：主机名(config-if)# 配置路由器的接口参数 进入子接口配置模式 Red-Giant(config)#interface serial 0.1 Red-Giant(config-subif)#exit Red-Giant(config)# RGNOS(实达网络操作系统)的操作帮助 支持命令简写(按TAB键将命令补充完整)。 每种操作模式，直接输入“?”显示该模式下所有的命令。 命令空格“?”，显示命令参数并对其解释说明。 字符“?”，显示以该字符开头的命令。 命令历史缓存，(Ctrl+P)显示上一条命令，(Ctrl+N)显示下一条命令。 错误提示信息。,2.2.5 路由器的连接与配置, 路由器的配置命令 1. 显示命令 常用路由器显示命令 Red-Giant#show version ; 显示路由器硬件及软件的信息 Red-Giant#show running-config ; 显示当前运行的配置参数 Red-Giant#show startup-config ; 显示NVRAM中配置参数的副本 路由器接口显示命令 labr1#show interfaces ; 显示接口的状态 labr1#show ip interface brief ; 显示接口的摘要信息,2.2.5 路由器的连接与配置,2. 执行命令 常用路由器EXEC命令 Red-Giant#copy running-config startup-config ; 将当前运行的配置参数复制到NVRAM Building configuration. OK Red-Giant# Red-Giant#erase startup-config ; 清空NVRAM中的配置参数 OK Red-Giant# Red-Giant#reload ; 路由器重新启动 Proceed with reload? confirm,2.2.5 路由器的连接与配置, 路由器测试命令 labr1telnet IP address ; 远程登陆到其他设备 labr1ping IP address ; 测试目的端的可达性 labr1traceroute IP address ; 测试到达目的端的路径 labr1#ping 路由器TFTP命令 labr1#copy running-config tftp ; 将配置参数上传到TFTP服务器 labr1#copy tftp running-config ; 从TFTP服务器上下载配置参数,2.2.5 路由器的连接与配置,3. 配置命令 配置路由器口令 Red-Giant(config)#hostname labr1 ; 配置路由器的主机名 labr1(config)# labr1(config)#line console 0 labr1(config-line)#login labr1(config-line)#password star ; 配置console登陆密码 labr1(config)#enable password star ; 配置特权密码 labr1(config)#enable secret star 路由器接口配置命令 labr1(config-if)#ip address IP address IP subnet mask secondary ; 配置接口IP地址 labr1(config-if)#no shutdown ; 将接口启用,2.2.5 路由器的连接与配置,labr1(config-if)#shutdown ; 将接口关闭 labr1#show interfaces fastEthernet 0 FastEthernet0 is up, line protocol is up (表示物理层协议工作正常) (表示数据链路层协议工作正常) FastEthernet0 is up, line protocol is down (表示物理层协议工作正常) (表示数据链路层协议工作不正常) FastEthernet0 is down, line protocol is down (表示物理层协议工作不正常) FastEthernet1 is administratively down, line protocol is down (表示从管理上将该接口处于关闭状态),2.2.5 路由器的连接与配置,2.2.6 路由器配置实训,搭建路由配置环境，进行静态路由和动态路由的配置。 搭建及测试路由器配置环境，拓扑如图2-56所示 将计算机通过配置电缆与任何一台Star-2624连接好。 用“enable”进入特权用户层，然后进行setup交互式配置，将以太网口0的IP地址设为54，子网掩码为：。 用网线将一台计算机接到以太网口0上，将计算机的IP地址设为与以太网口0的IP地址在同一个网段，同时将其网关设为以太网口0的IP地址设为54。然后用Ping命令进行测试。结果应能Ping通。,图2-56 Star-2624路由配置的拓扑图,2.2.6 路由器配置实训, 按照2-56的拓扑结构和IP规划进行主机名和口令、接口和静态路由的配置。 路由器star1主机名和口令的配置 routerenable password: router#config terminal router(config)#hostname star1 star1(config)#enable password 0 123 ;设置telnet的授权密码。 star1(config)#enable secret 0 123 ;设置特权层的授权密码。 路由器star1接口的配置 路由器star1以太口0的配置 star1(config)#interface ethernet 0,2.2.6 路由器配置实训,star1(config-if)#ip address 54 star1(config-if)#exit 路由器star1同步串口0的配置 star1(config)#interface serial 0 star1(config-if)#ip address star1(config-if)#exit 路由器star1静态路由的配置 star1(config)#ip route star1(config)#ip route star1(config)#ip route star1(config)#exit star1#write ; 保存配置,2.2.6 路由器配置实训,路由器star2和star3的配置可以参照star1的配置。三个路由器配置完后，设置计算机的IP地址和默认网关，计算机a的默认网关为54，计算机b的默认网关为54，计算机c的默认网关为54。配置完之后，就可以进行静态路由的测试：从任何一台主机Ping各以太口、同步串口(广域网口)应能够Ping得通，任何一台主机Ping其他主机也应能够Ping得通。 路由器动态路由协议的配置 进行完静态路由的配置后，我们要进行动态路由协议的配置之前，为免影响实验的实际效果，需要将前面设置的静态路由删除掉(其他不变)，然后添加动态路由协议。路由器star1的配置步骤如下： 静态路由的删除,2.2.6 路由器配置实训,star1(config)#no ip route star1(config)#no ip route 动态路由的添加 star1(config)#router rip star1(config-router)network star1(config-router)network star1(config-router)version 2 star1(config-router)end star1#write 路由器star2和star3的配置请参照star1的配置过程。 配置后用“debug ip rip”对RIP协议进行调试，然后进行测试。在测试时，从任何一台主机Ping各以太口、同步串口(广域网口)应能够Ping得通，从任何一台主机Ping其他得主机也应能够Ping得通。,2.2.6 路由器配置实训,DDN连接加静态路由实训,在现实网络环境下，不可能所有的路由都由单一的静态路由组成，所以浮动静态路由就由此产生了，在对这种方式进行连接的时候，必须要注意DCE接口的配置和使用，实训通过用备份口作浮动静态路由进行具体配置，来学会AUX口备份主链路的方法。 R2624路由器2台，V.35 DCE(data communicate equipment )电缆1条，V.35 DTE(data terminal equipment )电缆1条，电话线2条；按照如图2-57所示组建网络。,图2-57 DDN连接网络示意图,DDN连接加静态路由实训, R2624(DTE)路由器配置 interface ethernet 0 ip add no shutdown interface serial 0 encapsulation ppp ip add backup interface async 65 backup delay 2 15 int async a 65 encapsulation ppp ip address dialer-group 1 dialer in-band,dialer-string 6137 reject accm dialer interval 45 dialer retry 1 no shutdown line aux 0 speed 115200 stopbits l databits 8 modem out dialer-list protocol ip pomit ip.route. serial 0 1 ip route async a65 100,DDN连接加静态路由实训, 配置说明： backup interface async 65 backup delay 2 15 指定备份口为async 65，并且说明了在主链路中断2s以后启用备份链路，在主链路恢复正常15s以后，数据传输切换回主链路。因为主链路协商ppp协议需要一段时间，所以回切时间要设长一些。 ip route. serial 0 1 ip.rou