计算机网络原理及应用 课件 模块五：主题6网络互联设备

扩展网络立体空间-网络互联技术计算机网络原理及应用课前回顾课前回顾1．通过前面的学习，我们知道路由器是__________两个或多个网络的硬件设备，在网络间起__________的作用，通过读取__________中的网络地址，然后决定如何转发的专用智能网络设备。2．在数据传输过程中会使用到MAC地址和IP地址两种地址。__________地址用于同一物理或逻辑网络设备间的通信，而__________用于多个网络的设备之间的通信，其中的一个重要操作是ARP，即在知道下一跳IP地址的前提下，获取下一跳MAC地址。请分析IP数据包在跨网通信的过程中，IP地址与MAC地址是如何发生变化的？3．回顾IP数据包的格式中各个字段的含义，路由器可以互联两个或多个独立的相同类型和不同类型的网络，当它收到一个IP分组的前8位是01000010，会选择丢弃该分组，为什么？课前回顾4．到网络实训室或借助Internet熟悉路由器的外部特征及其组件，如电源开关、管理端口、LAN和WAN接口、指示灯、网络扩展槽、内存扩展槽和USB端口。图为Cisco1941Series背板示意图，请识别该路由器的各个组成部分，并回答下列问题。（1）圈出并标记图中描绘的路由器的电源开关。（2）圈出并标记管理端口。（3）圈出并标记路由器的LAN接口。图中路由器有多少个LAN接口，接口的技术类型是什么？（4）圈出并标记路由器的WAN接口。图中路由器有多少个WAN接口，接口的技术类型是什么？课前回顾4．到网络实训室或借助Internet熟悉路由器的外部特征及其组件，如电源开关、管理端口、LAN和WAN接口、指示灯、网络扩展槽、内存扩展槽和USB端口。图为Cisco1941Series背板示意图，请识别该路由器的各个组成部分，并回答下列问题。（1）圈出并标记图中描绘的路由器的电源开关。（2）圈出并标记管理端口。（3）圈出并标记路由器的LAN接口。图中路由器有多少个LAN接口，接口的技术类型是什么？（4）圈出并标记路由器的WAN接口。图中路由器有多少个WAN接口，接口的技术类型是什么？主题6：网络互联设备学习目标知识目标本节目标理解路由器的组成及其基本组件。掌握路由器的工作原理和路由表的内容。掌握路由器的基本配置方式和管理方式。通过分析路由器工作原理，告诉学生自觉遵守社会秩序的重要性，引导学生发扬中华民族谦恭礼让的传统美德。素质目标能力目标能够描述路由器的物理部件。能够配置和管理路由器。8

互联设备的比较9

路由器的基本概念路由器是将数据包从一个网络转发到另一个网络的硬件设备工作在OSI参考模型的第三层，能“读懂”IP数据包中的内容在进行网络扩展时，不同子网间互联时需要路由器

路由器的基本概念路由器主要完成两项任务寻径：建立和维护路由表的过程，主要由软件实现（形成路由表）转发：将IP数据包从一个接口转到另一个接口，由硬件完成（查找路由表）10

路由器的基本概念路由器主要完成两项任务转发方式：直接转发与间接转发11

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路由器的组成部件路由器是一台特殊功能的计算机：没有配备键盘和显示器路由器的硬件构成NVRAM13

路由器的组成部件路由器的软件组成操作系统：IOS（互联网络操作系统）启动配置文件：保存在NVRAM，不会因掉电而丢失当前配置文件：保存在RAM，掉电会丢失内容IP地址配置14

路由器的路由表A.D的IP地址可以是192.168.12.6，默认网关是192.168.12.1。B.

D的IP地址可以是192.168.12.7，默认网关是192.168.12.1。C.

D的IP地址可以是192.168.12.7，默认网关是192.168.12.7。D.

D的IP地址可以是192.168.12.6，默认网关是192.168.12.7。请你为下图中的主机D配置TCP/IP参数。路由是指数据包转发路径选择的过程。15

路由器的路由表我想去192.168.1.1R1R2R3R4请走R4方向从这个口出去就到了192.168.0.1/24192.168.1.1/24请走R2方向思考：谁告诉你要去R1（中转站）？找到了中转站R1，需要做什么？找出与R1直接连接的所有路径？找出经R1的所有路径吗？路由表：是指路由器将所有关于如何到达目标网络的最佳路径信息以数据库表的形式存储起来的表（路由的数据库）16

路由器的路由表192.1.1.1/255.255.255.0

默认网关：192.1.1.254/24192.1.1.254/24192.2.1.1/24192.2.1.2/24192.2.2.1/24192.2.2.2/24192.1.2.254/24192.1.2.1/255.255.255.0

以太网2终端BR2R3终端A以太网1192.1.1.0/24192.1.2.0/24目的网络下一跳192.1.1.0/24直接192.1.2.0/24192.2.1.2……目的网络下一跳192.1.1.0/24192.2.1.1192.1.2.0/24192.2.2.2……目的网络下一跳192.1.1.0/24192.2.2.1192.1.2.0/24直接……R5192.3.1.1/24192.3.1.2/24192.3.2.1/24192.3.2.2/24R1

默认网关：192.1.2.254/24路由表项：将目的网络地址/子网掩码、下一跳路由器接口IP地址/输出接口、度量值等项目汇总成一条路由表的表项（标识达到远程目标网络的路径信息）17

路由器的路由表R1R2R3R4192.168.0.1/2410.1.1.2/24fa0/0S0/0/0209.165.200.226/30PC1PC2路由来源-标识如何获知该路由目标网络-标识远程网络的地址管理距离-标识路由源的可信度度量值---标识分配用来访问远程网络的值下一跳

---标识将数据包转发到下一路由器的IP地址时间戳

---标识自从获取路由之后经过的时间传出接口-标识用于将数据包转发到最终目标的退出接口192.1.1.1/255.255.255.0

默认网关：192.1.1.254/24192.1.1.254/24192.2.1.1/24192.2.1.2/24192.2.2.1/24192.2.2.2/24192.1.2.254/24192.1.2.1/255.255.255.0

以太网2终端BR2R3终端A以太网1192.1.1.0/24192.1.2.0/24目的网络

下一跳192.1.1.0/24直接192.1.2.0/24192.2.1.2……目的网络下一跳192.1.1.0/24192.2.1.1192.1.2.0/24192.2.2.2……目的网络下一跳192.1.1.0/24192.2.2.1192.1.2.0/24直接……R5192.3.1.1/24192.3.1.2/24192.3.2.1/24192.3.2.2/24R1

默认网关：192.1.2.254/2418

路由器的工作过程路由表项中最主要的信息IP数据包的转发过程确定源和目的终端是否在同一网络，决定数据包是否经路由器转发总部网络（重庆）分部网络（北京）以太网帧以太网帧以太网帧R1R2fa0/0fa0/0fa0/1fa0/1PC1PC2IP地址：172.16.10.2/24网关：172.16.10.1/24IP地址：172.16.20.2/24网关：172.16.20.1/24.1.1.1.210.10.10.0/24172.16.10.0/24172.16.20.0/24172.16.10.1255.255.255.0&172.16.10.0172.16.20.1255.255.255.0&172.16.20.0终端PC1网络地址：

终端PC2网络地址：终端PC1：

终端PC2：

路由器的工作过程IP数据包的转发过程PC1封装帧，发送帧总部网络（重庆）分部网络（北京）以太网帧以太网帧以太网帧R1R2fa0/0fa0/0fa0/1fa0/1PC1PC2IP地址：172.16.10.2/24网关：172.16.10.1/24MAC:99IP地址：172.16.20.2/24网关：172.16.20.1/24.1.1.1.210.10.10.0/24172.16.10.0/24172.16.20.0/24019910.220.2数据MAC:01MAC:02MAC:8010199路由器的工作过程IP数据包的转发过程解封装，查找路由表总部网络（重庆）分部网络（北京）以太网帧以太网帧以太网帧R1R2fa0/0fa0/0fa0/1fa0/1PC1PC2IP地址：172.16.10.2/24网关：172.16.10.1/24IP地址：172.16.20.2/24网关：172.16.20.1/24.1.1.1.210.10.10.0/24172.16.10.0/24172.16.20.0/24目的网络下一跳

传出接口172.16.20.0/2410.10.10.2fa0/1……019910.220.2数据MAC:01MAC:02MAC:801路由器的工作过程思考：任何查找路由表IP数据包的转发过程重新封装帧，再发送以后重复执行类似过程，将IP数据包传输至目的网络总部网络（重庆）分部网络（北京）以太网帧以太网帧以太网帧R1R2fa0/0fa0/0fa0/1fa0/1PC1PC2IP地址：172.16.10.2/24网关：172.16.10.1/24IP地址：172.16.20.2/24网关：172.16.20.1/24.1.1.1.210.10.10.0/24172.16.10.0/24172.16.20.0/24MAC:01MAC:02MAC:8018010210.220.2数据路由器的工作过程IP数据包的转发过程IP数据包转发过程小结不同传输网络的帧的内容不一样（比如以太网帧、PPP帧等）IP数据包是逐跳转发的，并且每跳都要进行选路查找路由器的操作：解封装→查找路由表→重新封装帧→发送帧到传输网络IP数据包转发过程中，源、目的MAC地址一直在变化，源、目的IP地址未变化总部网络（重庆）分部网络（北京）以太网帧以太网帧以太网帧R1R2fa0/0fa0/0fa0/1fa0/1PC1PC2IP地址：172.16.10.2/24网关：172.16.10.1/24IP地址：172.16.20.2/24网关：172.16.20.1/24.1.1.1.210.10.10.0/24172.16.10.0/24172.16.20.0/24路由器的工作过程IP数据包的转发过程需进一步思考的几个问题(file:///E:/RouteSwitch6_zh/index.html#1.2.1.6).PC1上的IP数据包被传递PC2的过程中，总共发生了多少次帧封装与解封装操作截止目前，还未对路由器进行定义，请根据前面所学知识，为路由器下一个定义交换机与路由器的转发功能是否相同？如果不同，请指出它们之间的区别是什么如果将R1与R2之间的链路更换为广域网链路，IP数据包的转发过程会发生变化吗总部网络（重庆）分部网络（北京）以太网帧以太网帧以太网帧R1R2fa0/0fa0/0fa0/1fa0/1PC1PC2IP地址：172.16.10.2/24网关：172.16.10.1/24IP地址：172.16.20.2/24网关：172.16.20.1/24.1.1.1.210.10.10.0/24172.16.10.0/24172.16.20.0/24S0/0/0S0/0/0广域网帧路由器的工作过程f0/0:16.0.0.2R513.0.0.0f0/0:15.0.0.2R4R6课堂练习15.0.0.0f0/1:15.0.0.116.0.0.0f0/2:13.0