项目8：实现静态路由选择

8 1用户需求 项目8 实现静态路由选择 某高校学校新近兼并了2个学校 这两个学校都建有自己的校园网 先需要将这两个校区的校园网通过路由器连接到本部的路由器 现要在路由器上做静态路由配置 实现各校区校园网内部主机的相互通信 并且通过主校区连接到互联网 8 2相关知识 项目8 实现静态路由选择 8 2 1路由器和网络层 8 2 2路由基础 8 2 3构建路由表 8 2 4静态路由 8 2 5汇总静态路由 8 2 6默认路由 1 2相关知识 项目8 实现静态路由选择 8 2 1路由器和网络层 路由器的主要用途是连接多个网络 并将数据包转发到自身的网络或其它网络 由于路由器的主要转发决定是根据第3层IP数据包 即根据目的IP地址 做出的 因此路由器被视为第3层设备 做出决定的过程称为路由 路由器在第3层做出主要转发决定 但它也参与第1和第2层的过程 路由器检查完数据包的IP地址 并通过查询路由表做出转发决定后 它可以将该数据包从相应接口朝着其目的地转发出去 路由器会将第3层IP数据包封装到对应送出接口的第2层数据链路帧的数据部分 帧的类型可以是以太网 HDLC或其它第2层封装 即对应特定接口上所使用的封装类型 第2层帧会编码成第1层物理信号 这些信号用于表示物理链路上传输的位 1 2相关知识 项目8 实现静态路由选择 8 2 1路由器和网络层 项目8 实现静态路由选择 8 2 2路由基础 路由是由路由器把数据从一个网络转发到另一个网络的过程 数据在网络上是以数据包为单元进行转发的 每个数据包都携带两个逻辑地址 IP地址 一个是数据的源地址 另一个是数据要到达的目的地址 所以每个数据包都可以被独立地转发 1 路由过程 项目8 实现静态路由选择 8 2 2路由基础 1 路由过程 项目8 实现静态路由选择 8 2 2路由基础 为了找到R3的f0 0接口的MAC地址 主机PC1使用了地址解析协议 ARP 获得了必要信息后 主机PC1就开始封装数据包 把f0 0接口的MAC地址封装在数据链路层的目的地址域 把自己的MAC地址封装在数据链路层的源地址域 把自己的IP地址封装在网络层的源地址域 把主机PC3的IP地址封装在网络层的目的地址域 之后 把数据发送出去 1 路由过程 项目8 实现静态路由选择 8 2 2路由基础 获取了R1接口s0 0的数据链路层地址后 R3重新封装数据 把R1的s0 0接口的物理地址封装在数据链路层的目标地址域中 把自己s0 1接口的物理地址封装在数据链路层的源地址域中 网络层的两个IP地址没有替换 之后 把数据发送出去 1 路由过程 项目8 实现静态路由选择 8 2 2路由基础 2 路由器的路由动作 寻径功能 转发功能 路由器的路由动作 项目8 实现静态路由选择 8 2 2路由基础 2 路由器的路由动作 寻径功能 转发功能 路由器的路由动作 转发即沿寻径好的最佳路径传送信息分组 路由器首先在路由表中查找 判明是否知道如何将分组发送到下一个站点 路由器或主机 如果路由器不知道如何发送分组 通常将该分组丢弃 否则就根据路由表里的相应表项将分组发送到下一个站点 如果目的网络直接与路由器相连 路由器就把分组直接送到相应的接口上 这就是路由转发协议 RoutedProtocol 如IP协议 IPX协议等 项目8 实现静态路由选择 8 2 2路由基础 2 路由器的路由动作 寻径功能 转发功能 路由器的路由动作 寻径即判定到达目的地的最佳路径 由路由选择算法来实现 路由器间互通信息进行路由更新 更新维护路由表使之正确反映网络的拓扑变化 并由路由器根据度量来决定最佳路径 这就是路由选择协议 RoutingProtocol 如路由信息协议 RIP 内部网关路由协议 IGRP 增强内部网关路由协议 EIGRP 以及开放式最短路径优先 OSPF 等路由选择协议 项目8 实现静态路由选择 8 2 3构建路由表 1 路由的种类 直连路由 动态路由 路由的种类 静态路由 项目8 实现静态路由选择 8 2 3构建路由表 1 路由的种类 直连路由 动态路由 路由的种类 直连网络就是直连到路由器某一接口的网络 当路由器接口配置有IP地址和子网掩码时 此接口即成为该相连网络的主机 接口的网络地址和子网掩码以及接口类型和编号都将直接输入路由表 用于表示直连网络 路由器若要将数据包转发到某一主机 如PC2 则该主机所在的网络应该是路由器的直连网络 生成直连路由的条件有两个 接口配置了网络地址 并且这个接口物理链路是连通的 静态路由 项目8 实现静态路由选择 8 2 3构建路由表 1 路由的种类 项目8 实现静态路由选择 8 2 3构建路由表 1 路由的种类 直连路由 动态路由 路由的种类 静态路由是由网络管理员手工配置路由器中的路由信息 当网络的拓扑结构或链路的状态发生变化时 网络管理员需要手工去修改路由表中相关的静态路由信息 静态路由 项目8 实现静态路由选择 8 2 3构建路由表 1 路由的种类 直连路由 动态路由 路由的种类 由路由器按指定的协议格式在网上广播和接收路由信息 通过路由器之间不断交换的路由信息动态地更新和确定路由表 并随时向附近的路由器广播 这种方式称为动态路由 动态路由通过检查其他路由器的信息 并根据开销 链接等情况自动决定每个包的路由途径 动态路由方式仅需要手工配置第一条或最初的极少量路由线路 其他的路由途径则由路由器自动配置 动态路由由于较具灵活性 使用配置简单 成为目前主要的路由类型 静态路由 项目8 实现静态路由选择 8 2 3构建路由表 2 路由表 路由表是保存在RAM中的数据文件 其中存储了与直接连接网络以及远程网络相关的信息 路由表包含网络与下一跳的关联信息 这些关联告知路由器 要以最佳方式到达某一目的地 可以将数据包发送到特定路由器 即在到达最终目的地的途中的 下一跳 下一跳也可以关联到通向最终目的地的外发或送出接口 使用showiproute命令可以显示路由器的路由表 项目8 实现静态路由选择 8 2 3构建路由表 2 路由表 Router showiprouteCodes C connected S static I IGRP R RIP M mobile B BGPD EIGRP EX EIGRPexternal O OSPF IA OSPFinterareaN1 OSPFNSSAexternaltype1 N2 OSPFNSSAexternaltype2E1 OSPFexternaltype1 E2 OSPFexternaltype2 E EGPi IS IS L1 IS ISlevel 1 L2 IS ISlevel 2 ia IS ISinterarea candidatedefault U per userstaticroute o ODRP periodicdownloadedstaticrouteGatewayoflastresortisnotsetC192 168 11 0 24isdirectlyconnected FastEthernet0 0C192 168 12 0 24isdirectlyconnected FastEthernet0 1C192 168 13 0 24isdirectlyconnected FastEthernet1 0Router 项目8 实现静态路由选择 8 2 4静态路由 1 静态路由特点 静态路由是由网络管理员手工输入到路由器的 当网络拓扑发生变化而需要改变路由时 网络管理员就必须手工改变路由信息 不能动态反映网络拓扑 静态路由不会占用路由器的CPU RAM和线路的带宽 同时静态路由也不会把网络的拓扑暴露出去 通过配置静态路由 用户可以人为地指定对某一网络访问时所要经过的路径 通常只能在网络路由相对简单 网络与网络之间只能通过一条路径路由的情况下使用静态路由 如从一个网络路由到末端网络时 一般使用静态路由 末端网络是只能通过单条路由访问的网络 项目8 实现静态路由选择 8 2 4静态路由 1 静态路由特点 项目8 实现静态路由选择 8 2 4静态路由 2 静态路由的配置 1 在全局配置模式下 建立静态路由的命令格式为 Router config iproutedestination networknetwork mask next hop address interface 其中 destination network 所要到达的目标网络号或目标子网号 network mask 目标网络的子网掩码 可对此子网掩码进行修改 以汇总一组网络 next hop address 到达目标网络所经由的下一跳路由器的IP地址 即相邻路由器的接口地址 interface 将数据包转发到目的网络时使用的送出接口 用于到达目标网络的本机出口 2 可以使用noiproute命令来删除静态路由 3 可以使用showiproute命令来显示路由器中的路由表 4 可以使用showrunning config命令来检查静态路由 项目8 实现静态路由选择 8 2 5汇总静态路由 1 汇总路由的概念 汇总路由是一条可以用来表示多条路由的单独的路由 汇总路由一般是具有相同的送出接口或下一跳IP地址的连续网络的集合 多条静态路由可以汇总成一条静态路由 前提是符合以下条件 1 目的网络可以汇总成一个网络地址 2 多条静态路由都使用相同的送出接口或下一跳IP地址 这称为路由汇总 也有的书称作路由总结 项目8 实现静态路由选择 8 2 5汇总静态路由 1 汇总路由的概念 汇总路由是一条可以用来表示多条路由的单独的路由 汇总路由一般是具有相同的送出接口或下一跳IP地址的连续网络的集合 多条静态路由可以汇总成一条静态路由 前提是符合以下条件 1 目的网络可以汇总成一个网络地址 2 多条静态路由都使用相同的送出接口或下一跳IP地址 这称为路由汇总 也有的书称作路由总结 项目8 实现静态路由选择 8 2 5汇总静态路由 2 汇总路由的优点 较小的路由表可以使路由表查找过程更加有效率 因为需要搜索的路由条数更少 如果可以使用一条静态路由代替多条静态路由 则可减小路由表 在许多情况中 一条静态路由可用于代表数十 数百 甚至数千条路由 我们可以使用一个网络地址代表多个子网 例如 10 0 0 0 16 10 1 0 0 16 10 2 0 0 16 10 3 0 0 16 10 4 0 0 16 10 5 0 0 16一直到10 255 0 0 16 所有这些网络都可以用一个网络地址代表 10 0 0 0 8 项目8 实现静态路由选择 8 2 5汇总静态路由 3 汇总路由 例如在一台路由器R3上有三条静态路由 所有三条路由都通过相同的Serial0 0 1接口转发通信 R3上的这三条静态路由分别是 iproute172 16 1 0255 255 255 0Serial0 0 1iproute172 16 2 0255 255 255 0Serial0 0 1iproute172 16 3 0255 255 255 0Serial0 0 1如果可能 希望将所有这些路由汇总成一条静态路由 172 16 1 0 24 172 16 2 0 24和172 16 3 0 24可以汇总成172 16 0 0 22网络 因为所有三条路由使用相同的送出接口 而且它们可以汇总成一个172 16 0 0255 255 252 0网络 所以我们可以创建一条汇总路由 项目8 实现静态路由选择 8 2 5汇总静态路由 3 汇总路由 项目8 实现静态路由选择 8 2 5汇总静态路由 3 汇总路由 1 以二进制格式写出想要汇总的网络 2 找出用于汇总的子网掩码 从最左侧的位开始 3 从左向右 找出所有连续匹配的位 4 当发现有位不匹配时 立即停止 当前所在的位即为汇总边界 5 现在 计算从最左侧开始的匹配位数 本例中为22 该数字即为汇总路由的子网掩码 本例中为 22或255 255 252 0 6 找出用于汇总的网络地址 方法是复制匹配的22位并在其后用0补足32位 项目8 实现静态路由选择 8 2 5汇总静态路由 4 配置汇总路由 要使用汇总路由 必须首先删除当前的三条静态路由 R3 config noiproute172 16 1 0255 255 255 0serial0 0 1R3 config noiproute172 16 2 0255 255 255 0serial0 0 1R3 config noiproute172 16 3 0255 255 255 0serial0 0 1接下来 配置汇总静态路由 R3 config iproute172 16 0 0255 255 252 0serial0 0 1 项目8 实现静态路由选择 8 2 6默认路由 2 默认路由的命令 配置缺省路由通常有两种 1 0 0 0 0路由创建一条到0 0 0 0 0的IP路由是配置缺省路由的最简单的方法 在全局配置模式下建立缺省路由的命令格式为 Router config iproute0 0 0 00 0 0 0 next hop ip interface 其中 next hop ip为相邻路由器的相邻接口地址 interface为本地物理接口号 2 default network路由 ipdefault network 命令可以被用来标记一条到任何IP网络的路由 而不仅仅是0 0 0 0 0 作为一条候选缺省路由 其命令语法格式如下 Router config ipdefault networknetwork 项目8 实现静态路由选择 8 3方案设计 针对客户提出的要求 公司网络工程师计划通过同步串口线路将两个校区局域网连接到主校区的路由器上 然后再连接到互联网上 在这里用一台路由器和计算机来模拟互联网 分别对路由器的接口分配IP地址 并配置静态路由 这样 对校园网内的各主机设置IP地址及网关就可以相互通信了 1 2相关知识 项目8 实现静态路由选择 8 4项目实施 路由器静态路由 通过本项目的完成 使学生可以掌握以下技能 1 能够使用路由器静态路由实现网络的连通 2 能够正确使用路由器默认路由 8 4 1项目目标 1 配置路由器的名称 控制台口令 超级密码 2 配置路由器各接口地址 3 配置路由器的静态路由 默认路由 8 4 2项目任务 1 2相关知识 项目8 实现静态路由选择 8 4项目实施 路由器静态路由 1 2相关知识 项目8 实现静态路由选择 8 4项目实施 路由器静态路由 为了构建如图8 6所示的网络实训环境 需要如下网络设备 1 Cisco2811路由器 4台 2 Cisco2960交换机 3台 3 PC机4台 4 双绞线 若干根 5 反转电缆两根 8 4 3设备清单 1 2相关知识 项目8 实现静态路由选择 8 4项目实施 路由器静态路由 步骤1 规划设计 1 规划各路由器名称 各接口IP地址 子网掩码如表8 1所示 8 4 4实施过程 项目8 实现静态路由选择 8 4 4实施过程 项目8 实现静态路由选择 步骤1 规划设计 2 规划各计算机的IP地址 子网掩码和网关如表8 2所示 8 4 4实施过程 项目8 实现静态路由选择 步骤2 实训环境准备 1 在路由器 交换机 用做傻瓜 和计算机断电的状态下 按照图8 6连接硬件 2 给各个设备供电 步骤3 按照8 2所列设置各计算机的IP地址 子网掩码 默认网关 步骤4 清除各路由器的配置 步骤5 测试网络连通性使用ping命令分别测试PC0 PC11 PC21 PC31这4台计算机之间的连通性 8 4 4实施过程 项目8 实现静态路由选择 步骤6 配置路由器A在PC11计算机上通过超级终端登录到路由器A上 进行配置 1 配置路由器主机名 2 为路由器各接口分配IP地址 3 查看路由器路由表 4 配置静态路由 routera configterminalroutera config iproute192 168 20 0255 255 255 0192 168 100 2routera config iproute192 168 30 0255 255 255 0192 168 200 2或routera config iproute192 168 20 0255 255 255 0serial0 0 0routera config iproute192 168 30 0255 255 255 0serial0 0 1 8 4 4实施过程 项目8 实现静态路由选择 5 查看路由表此时可以看到路由器的路由表中包含直连路由 也包含静态路由 routera showiproute GatewayoflastresortisnotsetC192 168 10 0 24isdirectlyconnected FastEthernet0 0C192 168 110 0 24isdirectlyconnected FastEthernet0 1S192 168 20 0 24 1 0 via192 168 100 2S192 168 30 0 24 1 0 via192 168 200 2C192 168 100 0 24isdirectlyconnected Serial0 0 0C192 168 200 0 24isdirectlyconnected Serial0 0 1Routera 8 4 4实施过程 项目8 实现静态路由选择 步骤7 配置路由器B在PC21计算机上通过超级终端登录到路由器B上 进行配置 1 配置路由器主机名 略 2 为路由器各接口分配IP地址 略 3 查看路由器路由表 略 4 配置静态路由 5 查看路由表此时可以看到路由器的路由表中包含直连路由 也包含静态路由 8 4 4实施过程 项目8 实现静态路由选择 步骤8 配置路由器C在PC31计算机上通过超级终端登录到路由器C上 进行配置 1 配置路由器主机名 略 2 为路由器各接口分配IP地址 略 3 查看路由器路由表 略 4 配置静态路由 5 查看路由表步骤9 测试网络连通性使用ping命令分别测试PC0 PC11 PC22 PC31这4台计算机之间的连通性 8 4 4实施过程 项目8 实现静态路由选择 步骤10 在路由器B上配置默认路由 检查网络连通性 并比较默认路由和静态路由的区别 Routerb configterminalRouterb config iproute0 0 0 00 0 0 0192 168 100 1Routerb showiproute Gatewayoflastresortis192 168 100 1tonetwork0 0 0 0C192 168 20 0 24isdirectlyconnected FastEthernet0 0C192 168 100 0 24isdirectlyconnected Serial0 0 0S 0 0 0 0 0 1 0 via192 168 100 1Routerb 8 4 4实施过程 项目8 实现静态路由选择 步骤11 配置路由器ISP 1 配置路由器A的默认路由Routera config iproute0 0 0 00 0 0 0192 168 110 1 2 配置路由器ISP配置路由器的名称 接口地址 静态路由等 3 分别showiproute查看路由器A