网络设备安装与调试-神码版（第2版） 课件 项目4 路由协议配置

*网络设备安装与调试（神码版）第2版

“十二五”职业教育国家规划教材经全国职业教育教材审定委员会审定*项目4路由协议配置

网络设备安装与调试（神码版）第2版*项目4路由协议配置

项目描述路由器提供了异构网互联的机制，可以实现将一个网络的数据包发送到另一个网络。而路由就是指导IP数据包发送的路径信息。路由协议就是在路由指导IP数据包发送过程中事先约定好的规定和标准。路由协议通过在路由器之间共享路由信息来支持可路由协议。路由信息在相邻路由之间传递，确保所有路由器知道到其他路由器的路径。总之，路由协议创建了路由表，描述了网络拓扑结构；路由协议与路由器协同工作，执行路由选择和数据包转发功能。在实际应用中路由器通常连接着许多不同的网络，如果想要实现多个不同网络间的通信，则需要在路由器上配置路由协议。本项目重点学习路由器的静态路由配置、默认路由与浮动路由配置和路由器的动态路由配置。*项目4路由协议配置*项目4路由协议配置任务4.1静态路由的配置

任务4.1静态路由的配置

静态路由是指由网络管理员手工配置的路由信息。当网络的拓扑结构或链路状态发生变化时，网络管理员需要手工修改路由表中的静态路由信息。静态路由信息在默认情况下不会传递给其他路由器。静态路由一般适用于比较简单的网络环境。

任务情境

某公司刚成立，规模很小。该公司的网络管理员经过考虑，决定在公司的路由器、交换机和运营商路由器之间使用静态路由，实现网络的互联。任务4.1静态路由的配置

情境分析静态路由一般适合比较简单的网络环境。在这样的环境中，网络管理员应非常清楚地了解网络的拓扑结构，以便于配置正确的路由信息。由于该网络规模较小且不经常变动，所以使用静态路由比较合适。下面以两台型号为DCR-2655的路由器和一台型号为C6200-28X-EI的三层交换机来模拟网络，学习和掌握静态路由的配置方法，本任务的拓扑结构如图4.1.1所示。任务4.1静态路由的配置具体要求如下。（1）各路由器和交换机的端口IP如表4.1.1所示。（2）根据图4.1.1所示的拓扑结构，使用相应的线缆连接好所有的网络设备。设置每台计算机的IP地址、子网掩码和默认网关，如表4.1.2所示。任务4.1静态路由的配置

任务实施（1）恢复交换机和路由器的出厂配置，此处略。（2）配置R1的主机名称及其接口IP地址。任务4.1静态路由的配置（3）配置R2的主机名称及其接口IP地址。任务4.1静态路由的配置（4）配置S1的主机名称及其接口IP地址。任务4.1静态路由的配置（5）查看R1接口的配置情况。（6）查看S1接口的配置情况。任务4.1静态路由的配置（6）查看S1接口的配置情况。任务4.1静态路由的配置（7）在各网络设备上配置静态路由。在R1上配置静态路由。在R2上配置静态路由。在R3上配置静态路由。任务4.1静态路由的配置（8）查看R1的路由表。任务4.1静态路由的配置

任务验收（1）配置路由协议后，验证网络的连通性。在PC1上pingPC2和PC3，发现网络已连通，如图4.1.2所示。任务4.1静态路由的配置

任务资讯

1．路由表的产生方式

路由器或三层交换机在转发数据时，首先需要在路由表中查找相应的路由。路由表的产生方式有如下3种。（1）直连网络：路由器或三层交换机自动添加和自己直接连接的网络路由。（2）静态路由：由网络管理员手工配置的路由信息。当网络的拓扑结构或链路发生变化时，需要网络管理员手动修改路由表中的相关路由信息。（3）动态路由：由路由协议动态产生的路由。

2．静态路由的优缺点

静态路由的优点：使用静态路由的好处是网络安全且保密性高。动态路由因为需要在路由器之间频繁地交换各自的路由表，而对路由表的分析可以揭示网络的拓扑结构和网络地址等信息。因此，出于网络安全方面的考虑可以采用静态路由。

静态路由的缺点：大型和复杂的网络环境通常不宜采用静态路由。一方面，网络管理员难以全面地了解整个网络的拓扑结构；另一方面，当网络的拓扑结构和链路状态发生变化时，路由器中的静态路由信息需要大范围地调整，这一工作的难度和复杂程度非常高。

在小型网络中，使用静态路由是较好的选择。而当管理员想要控制数据转发路径时，也可以使用静态路由。

静态路由的配置命令如下：任务4.1静态路由的配置

学习小结

本任务介绍了路由器、三层交换机之间如何实现静态路由，需要注意的是，在添加静态路由时非直连网段也需要进行配置。静态路由开销小，但是不灵活，只适用于相对稳定的网络。在小型网络中，静态路由是不错的选择，但是对于大中型网络来说，静态路由就不适用了。*项目4路由协议配置任务4.2默认路由与浮动静态路由的配置任务4.2默认路由与浮动静态路由的配置

任务情境

情境分析

随着业务规模的不断扩大，某公司现有北京总部和天津分部两个办公地点，分部与总部之间使用路由器互连。经过考虑该公司的网络管理员，决定在总部和分部之间的路由器上配置默认路由和浮动路由，从而提高链路的可用性，使所有计算机能够互相访问。北京、天津的路由器分别为R1和R2，路由器需配置默认路由和浮动路由。配置浮动路由实现当总部与分部互联的主链路断开时，可以通过备份链路互联。任务4.2默认路由与浮动静态路由的配置下面以两台型号为DCR-2655的路由器来模拟网络，学习和掌握默认路由及浮动路由的配置方法，拓扑结构如图4.2.1所示。具体要求如下。（1）路由器的端口IP如表4.2.1所示。任务4.2默认路由与浮动静态路由的配置（2）根据图4.2.1所示的拓扑结构，使用相应的线缆连接好所有的计算机和路由器。设置每台计算机的IP地址、子网掩码和默认网关，如表4.2.2所示。（3）在2台路由器上添加默认路由及浮动路由实现全网互通和链路备份。在配置浮动路由优先级时，配置10.1.1.0网段为主链路，20.1.1.0网段为备份链路，最终实现总部计算机与分部计算机的互通。任务4.2默认路由与浮动静态路由的配置

任务实施（1）恢复路由器的出厂配置，此处略。（2）在R1接口上配置IP地址。任务4.2默认路由与浮动静态路由的配置（3）在R2上接口上配置IP地址。任务4.2默认路由与浮动静态路由的配置（4）查看R1接口的地址配置情况。任务4.2默认路由与浮动静态路由的配置（5）查看R2接口的地址配置情况。任务4.2默认路由与浮动静态路由的配置（6）在R1上配置默认路由。（7）在R2上配置默认路由。任务4.2默认路由与浮动静态路由的配置（8）查看R1的路由表。任务4.2默认路由与浮动静态路由的配置（9）查看R2的路由表。任务4.2默认路由与浮动静态路由的配置

任务验收1．配置路由协议后，验证网络的连通性。（1）使用PC1

pingPC2的IP地址，可以看到是连通的，如图4.2.2所示。（2）通信正常，再使用tracert命令查看此时PC1与PC2通信所经过的网关，如图4.2.3所示。任务4.2默认路由与浮动静态路由的配置2．测试计算机通信时使用备用链路。（1）将路由器R1的Serial0/1关闭。使用PC1

pingPC2的IP地址，可以看到网络依然是通的，如图4.2.4所示。（2）使用tracert命令查看此时PC1与PC2通信所经过的网关，如图4.2.5所示。任务4.2默认路由与浮动静态路由的配置

任务资讯

1．默认路由

默认路由是一种特殊的路由，指的是路由表中与包的目的地址之间没有匹配的表项时路由器能够做出的选择。如果没有默认路由，那么目的地址在路由表中没有匹配表项的包将被丢弃。默认路由在某些时候非常有效，当存在末梢网络时，默认路由会大大简化路由器的配置，减轻网络管理员的工作负担，提高网络性能。

默认路由的命令格式与静态路由的命令格式相同。只是把目的IP地址和子网掩码改为了0.0.0.0和0.0.0.0。默认路由的配置命令如下：2．浮动静态路由

浮动静态路由（FloatingStaticRoute）是一种特殊的静态路由，通过配置去往相同的目的网段，但是优先级不同的静态路由，以保证在网络中优先级较高的路由，即主路由失效的情况下，提供备份路由。在正常情况下，备份路由不会出现在路由表中。

学习小结（1）默认路由是目的地址/掩码为0.0.0.0/0的路由。（2）浮动静态路由是一种特殊的静态路由。*项目4路由协议配置任务4.3动态路由RIPv2协议的配置

任务4.3动态路由RIPv2协议的配置

任务情境

路由信息协议（RoutingInformationProtocol，RIP）是应用较早、使用较普遍的动态路由协议，也是内部网关协议。由于RIP以跳数作为衡量路径的开销，且规定最大跳数为15，因此在实际应用中RIP是有一定限制的，通常适用于中小型的企业网络。

由于业务规模的不断扩大，某公司局域网中的路由器和三层交换机的数量逐渐增多。该公司的网络管理员发现原有的静态路由已经不适合现在的公司，因此，决定在公司的路由器之间使用动态的RIP路由协议，实现网络互联。任务4.3动态路由RIPv2协议的配置情境分析由于公司的网络规模开始扩大，在路由器较多的网络环境中，手动配置静态路由会给网络管理人员带来很大的工作负担，使用RIP路由协议可以很好地解决此问题。因此决定使用动态的RIPv2路由协议。下面以两台型号为DCR-2655的路由器和一台型号为C6200-28X-EI的三层交换机来模拟网络，学习和掌握动态路由RIPv2协议的配置方法，本任务的拓扑结构如图4.3.1所示。

具体要求如下：（1）各路由器和交换机的端口IP如表4.3.1所示。（2）根据图4.3.1所示的拓扑结构，连接好所有的计算机。设置每台计算机的IP地址、子网掩码和默认网关，如表4.3.2所示。任务4.3动态路由RIPv2协议的配置（3）在2台路由器和1台交换机之间添加动态路由RIPv2协议实现全网互通。任务4.3动态路由RIPv2协议的配置

任务实施（1）恢复交换机和路由器的出厂配置，此处略。（2）配置R1的主机名称及其接口IP地址。任务4.3动态路由RIPv2协议的配置

任务实施（1）恢复交换机和路由器的出厂配置，此处略。（2）配置R1的主机名称及其接口IP地址。任务4.3动态路由RIPv2协议的配置

任务实施（3）配置R2的主机名称及其接口IP地址。任务4.3动态路由RIPv2协议的配置

任务实施（4）配置S1的主机名称及其接口IP地址。任务4.3动态路由RIPv2协议的配置

任务实施（5）查看R1接口的配置情况。任务4.3动态路由RIPv2协议的配置

任务实施（6）查看R1接口的配置情况。任务4.3动态路由RIPv2协议的配置

任务实施（7）在各网络设备上配置RIPv2协议并关闭自动汇总。在R1上配置RIPv2协议并关闭自动汇总。在R2上配置RIPv2协议并关闭自动汇总。任务4.3动态路由RIPv2协议的配置

任务实施在S1上配置RIPv2协议并关闭自动汇总。任务4.3动态路由RIPv2协议的配置

任务实施（8）查看R1的路由表。任务4.3动态路由RIPv2协议的配置

任务实施（9）查看S1的路由表。任务4.3动态路由RIPv2协议的配置

任务验收（1）配置路由协议后，验证网络的连通性。在PC1上ping192.168.2.1，网络已连通，如图4.3.2所示。任务3动态路由RIPv2协议的配置

任务资讯1.RIP简介

RIP是应用较早、使用较普遍的内部网关协议（InteriorGatewayProtocol，IGP），适用于小型同类网络的一个自治系统（AutonomousSystem，AS）内的路由信息的传递。RIP的管理距离为120。RIP是基于距离矢量算法的。它使用“跳数”，即metric来衡量到达目的地址的路由距离，取值范围为1～15，数值16表示无穷大。RIP进程使用UDP的520端口来发送和接收RIP分组。RIP分组每隔30s以广播的形式发送一次，为了防止出现“广播风暴”，其后续的的分组将做随机延时再发送。在RIP中，如果一个路由在180s内未被刷新，则相应的距离就被设定成无穷大，并从路由表中删除该表项。

使用距离矢量路由协议的路由器并不了解到达目的网络的整条路径。距离矢量路由协议将路由器作为通往最终目的地的路径上的路标。路由器唯一了解的远程网络信息就是到达该网络的距离（即度量）及可以通过哪条路径或哪个接口到达该网络。距离矢量路由协议并不了解确切的网络拓扑图。

有两个距离矢量IPv4的IGP，即RIPv1，第一代传统协议；RIPv2，简单距离矢量路由协议。

RIPv1被提出的较早，其有许多缺陷。为了改善RIPv1的不足，在RFC1388中提出了改进的RIPv2，并在RFC1723和RFC2453中进行了修订。RIPv2定义了一套有效的改进方案，它支持子子网路由选择，支持CIDR，支持组播，并提供了验证机制。RIPv1和RIPv2的区别如表4.3.3所示。表4.3.3RIPv1和RIPv2的区别任务3动态路由RIPv2协议的配置

任务资讯2.RIP版本有两个距离矢量IPv4的IGP，即RIPv1，第一代传统协议；RIPv2，简单距离矢量路由协议。

RIPv1被提出的较早，其有许多缺陷。为了改善RIPv1的不足，在RFC1388中提出了改进的RIPv2，并在RFC1723和RFC2453中进行了修订。RIPv2定义了一套有效的改进方案，它支持子子网路由选择，支持CIDR，支持组播，并提供了验证机制。RIPv1和RIPv2的区别如表4.3.3所示。任务3动态路由RIPv2协议的配置3．RIP定时器RIP在路由更新和维护路由信息时主要使用以下4个定时器，分别是Updatetimer、Agetimer、Garbage-collectiontimer和Suppresstimer。①更新定时器（Updatetimer）：当此定时器超时时，立即发送路由更新报文，缺省为每30s发送一次。②老化定时器（Agetimer)：RIP设备如果在老化时间内没有收到邻居发来的路由更新报文，则认为该路由不可达。当学到一条路由并将其添加到RIP路由表中时，老化定时器启动。如果老化定时器超时，设备仍没有收到邻居发来的路由更新报文，则把该路由的度量值置为16（表示路由不可达)，并启动下面将要介绍的“垃圾收集定时器”。③垃圾收集定时器(Garbage-collection

timer)：如果在垃圾收集时间内仍没有收到原来某个不可到路由的更新，则该路由将被从RIP路由表中彻底删除。④抑制定时器(Suppresstimer)：当RIP设备收到对端的路由更新，其度量值为16，则对应路由进入抑制状态，并启动抑制定时器，默认为180s。这时，为了防止路由振荡，在抑制定时器超时之前，即使再收到对端的路由度量值小于16的更新，也不接收。当抑制定时器超时后，就重新允许接收对端发送的路由更新报文。任务3动态路由RIPv2协议的配置4.在三层交换机上配置的RIPv2动态路由协议命令如下所示。任务4.3动态路由RIPv2协议的配置

学习小结（1）RIP协议有两个版本RIPv1和RIPv2，本任务使用的是RIPv2。（2）RIP协议只宣告和自己直连的网段。（3）路由器之间必须都开启同版本的RIP协议才能互相学习，实现动态更新路由信息。*项目4路由协议配置任务4.4动态路由OSPF协议的配置*任务4.4动态路由OSPF协议的配置OSPF协议是目前网络中应用最广泛的动态路由协议之一，也属于内部网关路由协议，能够适应各种规模的网络环境，是典型的链路状态协议。

任务情境某公司逐渐发展壮大，网络中路由器的数量也逐渐增多。该公司的网络管理员经过测试，发现原有的路由协议已不再适合现在的公司了，因此，决定在公司的路由器之间使用动态的OSPF路由协议，实现网络的互联。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置

情境分析由于公司的网络规模越来越大，管理员发现使用OSPF路由协议再适合不过了，因为OSPF路由协议可以实现快速的收敛，并且出现环路的可能性不大，适合中大型企业网络。下面以两台型号为DCR-2655的路由器和一台型号为C6200-28X-EI的三层交换机来模拟网络，学习和掌握动态路由OSPF协议的配置方法，本任务的拓扑结构如图4.4.1所示。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置具体要求如下。（1）各路由器和交换机的端口IP如表4.4.1所示。（2）根据图4.4.1所示的拓扑结构，连接好所有的网络设备。设置每台计算机的IP地址、子网掩码和默认网关，如表4.4.2所示。（3）在2台路由器和1台交换机之间添加动态路由OSPF协议，以实现全网互通。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置

任务实施（1）恢复交换机和路由器的出厂配置，此处略。（2）配置R1的主机名称及其接口IP地址。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置（3）配置R2的主机名称及其接口IP地址。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置（4）配置S1的主机名称及其接口IP地址。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置（5）查看R1接口的配置情况。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置（6）查看S1接口的配置情况。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置（7）在各网络设备上配置OSPF路由协议。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置（8）查看各网络设备的路由表信息。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置（8）查看各网络设备的路由表信息。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置（8）查看各网络设备的路由表信息。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置

任务验收配置路由协议后，验证网络的连通性。在PC1上ping172.16.2.2，网络已连通，如图4.4.2所示。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置

任务资讯1．OSPF协议的概念开放最短路径优先（OpenShortestPathFirst，OSPF）协议是由IETF组织开发的开放性标准协议，是目前网络中应用最广泛的路由协议之一，它也是一个链路状态内部网关路由协议。运行OSPF协议的路由器会将自己拥有的链路状态信息，通过启用OSPF协议的接口发送给其他OSPF协议设备，同一个OSPF协议区域中的所有设备都会参与链路状态信息的创建、发送、接收与转发，到这个区域中的所有的设备都获得了相同的链路状态信息为止。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置2．OSPF协议区域一个OSPF协议网络可以被划分成多个区城（Area）。如果一个OSPF协议网络只包含一个区域，则被称为单区域OSPF协议网络；如果一个OSPF协议网络包含了多个区域，则被称为多区域OSPF协议网络。在OSPF协议网络中，每一个区域都有一个编号，称为区域ID（AreaID）。区域ID是一个32位的二进制数，一般用十进制数来表示。区域ID为0的区域称为骨干区域（BackboneArea），其他区域都称为非骨干区域。单区域OSPF协议网络中只包含一个区域，这个区域就是骨干区域。在多区域OSPF协议网络中，除骨干区域外，还有若干个非骨干区域。一般来说，每一个非骨干区域都需要与骨干区域直连，当非骨干区域没有与骨干区域直连时，要采用虚链路（VirtualLink）技术从逻辑上实现非骨干区域与骨干区域的直连。也就是说，非骨干区域之间的通信必须要通过骨干区域中转才能实现。要创建OSPF路由进程，在全局命令配置模式下，执行以下命令。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置说明：进程号的数值为1～65535，网络中的每台路由器上的进程号可以相同也可以不同。神州数码路由器中，在使用OSPF路由协议时，network后面跟的是直连网段和相应的子网掩码，这一点和其他品牌的路由器有所区别，需要特别注意。神州数码交换机中，在使用OSPF路由协议时，network后面跟的是直连网段和反掩码。对于复杂的网络，OSPF协议可使用多个区域以分层的方式实施。所有区域都必须连接到骨干区域（区域0）。互连各个区域的路由器称为区域边界路由器（ABR）。使用多区域OSPF协议网络，可以把一个大型自治系统划分为更小的区域，以支持分层路由。采用分层路由后，各个区域之间仍然能够进行路由（区域间路由），但许多处理器密集型的路由操作（如重新计算数据库）须在区域内进行。例如，每当路由器收到与区域中的拓扑更改有关的最新信息时（包括添加、删除或修改链路），路由器必须重新运行SPF算法，创建新的SPF树并更新路由表。SPF算法会占用很多CPU资源，且其耗费的计算时间取决于区域的大小。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置注意：拓扑更改以距离矢量的格式分布到其他区域的路由器中。换句话说，这些路由器只须更新其路由表，无须重新运行SPF算法。一个区域中有过多的路由器会使LSDB（LinkStateDataBase，链路状态数据库）非常大并增加CPU的负载。因此，将路由器有效地分区可以把巨大的数据库分成更小、更易管理的数据库。多区域OSPF协议网络的分层拓扑结构具有以下优势。（1）路由表减小：路由表条目减少，因为区域之间的网络地址可以总结。默认情况下不启用路由总结。（2）链路状态更新的开销减少：将处理和内存的要求降到最低。（3）SPF计算频率降低：使拓扑的更改仅影响区域内部。例如，由于LSA泛洪在区域边界终止，它使路由更新的影响降到最小。在配置OSPF多区域网络协议时，骨干区域（Area0）只有一个，且要为每个路由器指定所在的区域。*任务4.4动态路由OSPF协议的配置3．链路状态及链路状态通告OSPF协议是一种基于链路状态的路由协议。链路状态也指路由器的接口状态，其核心思想是，每台路由器都将自己的各个接口的接口状态（链路状态）共享给其他路由器。在此基础上，每台路由器都可以依据自身的接口状态和其他路由器的接口状态计算出去往各个目的地址的路由。路由器的链路状态包含了该接口的IP地址及子网掩码等信息。链路状态通告（Link