路由基础知识课件

本章内容路由基础知识什么是静态路由什么是动态路由RIP路由协议的工作原理掌握路由网络的配置方法静态路由RIP合法IP不足的解决方法NAT课程议题1路由器的基础知识数据传输过程是怎样的

当一个用户想给其他用户发送一个文件时，计算机按照TCP/IP协议的规则先把该文件分成一个个小数据包，并加上一些特定的信息（可以看成是装箱单），如数据包大小，编号，校验码等，然后再在数据包上标上地址信息，形成可在因特网上传输的TCP/IP数据包。当TCP/IP数据包到达目的地后，计算机首先去掉地址标志，利用TCP的装箱单检查数据在传输后是否完整，如果接收方发现有损坏的数据包，就要求发送端重新发送被损坏的数据包，确认无误后再将各个数据包重新组合成原文件。什么是路由一般是指路由器将一个端口接受到的数据包转发到另外一个端口，信息经过一个网络传递到另一个网络的过程。路由要完成两个主要工作：选径和转发172.16.1.010.1.1.0路由发生在0SI网络参考模型中的第三层即网络层概念：路由选择路由规定把信息包从一个地址发送到另外一个地址的路径。一条路由并不规定全部路由，仅仅只是主机到网关的一条路径，然后再由网关把包转发到目的地主机或另外一个网关。路由选择是指选择一条发送报文的路径，而网关是指任何能够完成路由选择功能的网络设备，用来连接不同的网络。路由选择由IP层来完成概念：网关网关连接两个或多个网络，并提供路由选择功能。网关在网络层进行选择，一个网关从别的网关接收IP数据，为其选择路由，并按照选定的路由将IP数据报发送到其他网络。网关周期性地检查相连的网络连接状态。网关把报文按规定的路由发送到指定的目标网络，由目标网络负责把报文发送到目的主机。概念：路由类型一条路由并不完全描述一条完整的路径，它仅仅定义从一个主机到一个网关的路径段，或者一个网关到另外一个网关的路径段。TCP/IP通常按照下列顺序搜索路由表以找到路由的最佳匹配：主机路由：定义网关到一个指定主机的路由；网络路由：定义网关到一个指定网段或网络的一条路由；缺省路由：如果主机路由和网络路由都没有定义一条到目的地的路由，则使用缺省路由。路由表路由表的每项有两个成分：目的地IP地址和网关地址。路由表分为以下三类：直接路由：当目的地址和本机地址同处一个网段，使用直接路由。间接路由：当源和目的主机IP地址不在同一网段使用间接路由项。到达目的主机的途径是通过一个或多个网关。源主机只需要访问第一跨网关。缺省路由：如果目标IP不在上述两个路由项中，则使用缺省路由。路由选择算法从上述算法可以看出主机和网关都参与了路由选择活动。当主机上一个应用程序试图与另外一个主机通信时，系统将产生多个数据报。IP路由选择机制将根据目的IP地址的网络地址部分决定数据报应该送往哪个主机或者网段。路由器的功能作用实现不同IP网段主机间的相互访问实现不同通信协议网段主机间的相互访问不转发广播数据包功能基于IP地址的寻径和转发不同通信协议的转换特定IP数据包的分片和重组路由器转发数据过程1、路由器从接口收到数据包，读取数据包里的目的IP地址2、根据目的IP地址信息查找路由表进行匹配3、匹配成功后，按照路由表中转发信息进行转发4、匹配失败，将数据包丢弃，并向源发送方反回错误信息报文Packet路由表

目的网段转发方式192.168.1.0从F1口发出192.168.2.0从F2口发出

172.16.1.0交给B路由器的硬件知识路由器具有非常强大的网络连接和路由功能，它可以与各种各样的不同网络进行物理连接，这就决定了路由器的接口技术非常复杂，越是高档的路由器其接口种类也就越多。路由器既可以对不同局域网段进行连接，也要以对不同类型的广域网络进行连接，所以路由器的接口类型也就一般可以分为局域网接口和广域网接口两种。另外，因为路由器本身不带有输入和终端显示设备，但它需要进行必要的配置后才能正常使用，所以一般的路由器都带有一个控制端口"Console"，用来与计算机或终端设备进行连接，通过特定的软件来进行路由器的配置。路由器接口——配置接口配置接口Console口：可用于与计算机或终端设备进行连接，通过特定的软件来进行路由器的配置AUX口：可用于远端终端通过Modem接入路由器接口——局域网接口AUI接口：用粗同轴电缆作为传输介质的网络进行连接用RJ-45接口：双绞线以太网端口

SC接口：光纤端口，它是用于与光纤的连接

路由器接口——广域网接口高速同步串口异步串口：用来和Modem设连接

ISDNBRI端口路由器的管理方式带外管理通过带外对路由器进行管理(PC与路由器直接相连)带内管理通过Telnet对路由器进行远程管理通过Web对路由器进行远程管理通过SNMP工作站对路由器进行远程管理Console口及配置线缆RJ45-DB9转换器＋反转线缆DB9-RJ45线缆Console口(RJ45)AUX口（连接拨号网络）带外路由器配置连线利用配置线将主机的COM口和路由器的console口相连打开超级终端从开始-〉程序-〉附件-〉通讯-〉超级终端打开超级终端程序配置超级终端为连接命名选择合适的COM口配置正确的参数TELNET管理路由器在主机DOS命令行下输入：

telnetipaddress（路由器管理IP）TELNET管理路由器续

输入telnet密码和特权密码即可进入到路由器的配置界面基于WEB的管理

在地址栏中输入路由器的管理IP可以进入路由器的web管理页面课程议题2路由器的基本配置路由器配置模式配置模式提示符进入命令用户模式Router>特权模式Router#enable全局模式Router(config)#configureterminal线路配置模式Router(config-line)#vty04路由配置模式Router(config-router)#routerrip接口配置模式Router(config-if)#Interfacef1/1路由器上配置telnet第一步：配置远程登录密码RouterA(config)#linevty04！进入路由器线路配置模式RouterA(config-line)#login！配置远程登录RouterA(config-line)#passwordstar！设置路由器远程登录密码为“star”RouterA(config-line)#end第二步：配置路由器特权模式密码RouterA(config)#enablesecretstar！设置路由器特权模式密码为“star”

或者

RouterA(config)#enablepasswordstar路由器上配置telnet第三步:配置端口地址RouterA#configureterminal

！进入全局配置模式RouterA(config)#interfacefastethernet1/0

！进入路由器接口配置模式RouterA(config-if)#ipaddress192.168.0.1255.255.255.0

！配置路由器管理接口IP地址RouterA(config-if)#noshutdown ！开启路由器f1/0接口提醒：需要使用！路由表的产生方式----直连路由1.1.1.01.1.2.01.1.3.0路由器会自动生成本路由器激活端口所在网段的路由条目生成直连路由的条件：端口配置了网络地址，并且这个端口物理链路是连通的。路由表的产生方式----静态路由在简单拓扑结构的网络里，网络管理员手动输入路由条目。静态路由是指由网络管理员手工配置的路由信息。静态路由除了具有简单、高效、可靠的优点外，它的另一个好处是网络安全保密性高。静态路由

172.16.2.2S0172.16.2.1BABS0192.168.10.1202.99.8.1F0F0192.168.10.5202.99.8.3RAC192.168.10.0F0C172.16.2.0S0RBC202.99.8.0F0C172.16.2.0S0RA去往202.99.8.0？手工添加告诉路由器去往202.99.8.0走S0接口这条路S202.99.8.0S0RB去往192.168.10.0？手工添加告诉路由器去往192.168.10.0走S0接口这条路S192.168.10.0S0静态路由

静态路由配置命令配置静态路由用命令iprouterouter(config)#iproute[网络编号][子网掩码][转发路由器的IP地址/本地接口]例：iproute192.168.10.0255.255.255.0serial0例：iproute192.168.10.0255.255.255.0172.16.2.2静态路由描述转发路径的方式有两种指向本地接口（即从本地某接口发出）指向下一跳路由器直连接口的IP地址（即将数据包交给X.X.X.X）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。此时需要使用动态路由协议，如RIP、OSPF等。练习：静态路由R24.11.12.16.1R1R3R43.13.24.25.16.27.1对R1配置：访问4.0网段—3.2（IP地址）访问5.0网段—3.2（IP地址）访问6.0网段—3.2（IP地址）访问4.0网段—3.2（IP地址）R2、R3、R4？路由表产生的方式----动态路由动态路由协议学习到的路由在大型网络环境下，依靠路由协议比如OSPF、RIP路由协议学习动态路由动态路由概述动态路由是指利用路由器上运行的动态路由协议定期和其他路由器交换路由信息，而从其他路由器上学习到的路由信息，自动建立起自己的路由。动态路由协议距离矢量路由协议RIP路由信息协议IGRP内部网关路由协议链路状态路由协议OSPF开放式最短路径优先IS-IS中间系统-中间系统默认路由默认路由概述0.0.0.0/0可以匹配所有的IP地址，属于最不精确的匹配默认路由可以看作是静态路由的一种特殊情况当所有已知路由信息都查不到数据包如何转发时，按缺省路由的信息进行转发配置默认路由：router(config)#iproute0.0.0.00.0.0.0[转发路由器的IP地址/本地接口]默认路由routerB(config)#iproute0.0.0.00.0.0.0202.16.2.2Internet上大约99.99%的路由器上都存在一条默认路由!202.16.2.1S1/2172.16.1.0202.16.2.2互联网BBA三层交换的路由功能三层交换机默认开启路由功能Switch(config)#iprouting(开启三层交换机路由功能)三层交换机配置路由接口的两种方法开启三层交换机物理接口的路由功能Switch(config)#interfacefastethernet0/5Switch(config-if)#noswitchportSwitch(config-if)#ipaddress192.168.1.1255.255.255.0Switch(config-if)#noshutdown关闭物理接口路由功能Switch(config-if)#switchport采用SVI方式（switchvirtualinterface）Switch(config)#vlan100Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#interfacefastethernet0/10Switch(config-if)#switchportaccessvlan100Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interfacevlan100Switch(config-if)#ipaddress192.168.1.1.255255.255.0Switch(config-if)#noshutdown交换机与路由器的区别交换机：网段内 路由器：不同网段交换机：工作在二层 路由器：工作在三层交换机：对广播域扩散发 路由器：对广播域自己用， 不扩散发课程议题3路由协议距离矢量路由协议距离矢量（DistanceVector）路由器只向邻居发送路由信息报文路由器将更新后完整路由信息报文发送给邻居路由器根据接收到的信息报文计算产生路由表RIP、IGRPS1/3S1/2S1/2整个路由表路由器B路由器A路由器BS1/3整个路由表路由器A距离矢量路由协议(续)S1/3S1/2S1/2路由器A路由器BS1/3192.168.3.0/24192.168.1.0/24192.168.2.0/24RA路由表192.168.1.0/24S1/2192.168.2.0/24S1/31921.68.3.0RBRB路由表192.168.2.0/24S1/3192.168.3.0/24S1/2192.168.1.0RA协议报文192.168.1.0/24192.168.2.0/24协议报文192.168.2.0/24192.168.3.0/24距离矢量路由协议（续）拓朴变化引起路由表的更新

更新路由表向路由器A传送更新的路由表

更新路由表AB路由信息协议-RIPRIP协议概述RIP（Routing

Information

Protocols，路由信息协议），是应用较早、使用较普遍的内部网关协议(InteriorGatewayProtocol,简称IGP)，适用于小型同类网络，是典型的距离矢量(distance-vector)协议RIP是基于UDP，端口520的应用层协议UDPHeaderPortNo.SegmentPayloadIPHeaderProtocolNumberFrameHeaderCRCPacketPayloadFramePayload6-TCP17-UDP520-RIP概念：METRIC报文距离通常用网关跨（HOP）数来表示，称作METRIC。一个报文从源地址到达目的地址的距离依赖于报文必须经过的网关跨数。一台主机到它直联网的跨数为零，如果通过一个网关就能就能到达指定的网络，则它到该网络的跨数为1，依此类推。RIP协议的路由算法度量值：RIP协议是以跳数来衡量到达目的网络的度量值（metric）10.1.0.010.2.0.010.3.0.0E0S0S0S1S0E0ABC10.1.0.0E0010.2.0.0S0010.3.0.0S0110.4.0.0S0210.2.0.0s0010.3.0.0S1010.4.0.0S1110.1.0.0S0110.3.0.0s0010.4.0.0E0010.2.0.0S0110.1.0.0S0210.4.0.0RIP协议的路由算法S110.2.0.0S0S1E010.20.0.0度量值RIP协议假定如果从网络的一个终端到另一个终端的路由跳数超过15个，将被认为是可不到达的10.1.0.0E0S010.1.0.0E0010.2.0.0S0010.3.0.0S0110.20.0.0S0InfinityRIP启动时的初始RIPDatabase仅包含本路由器声明的路由。RIP协议启动后向各个接口广播或组播一个REQUEST报文。邻居路由器的RIP协议从某接口收REQUEST报文，根据自己的RIPDatabase，形成Update报文向该接口对应的网络广播。RIP接收邻居路由器回复的包含邻居路由器RIPDatabase的Update报文，形成自己的RIPDatabase。RIP的Metric以Hop为计算标准，最大有效跳数为15跳，16跳为无穷大代表无效。RIP协议的工作原理RIP路由信息的更新A更新路由表网络拓扑

结构

发生改变等待下一个发送

周期通告更新后

全部的路由表

更新路由表B依托于时间周期的更新当路由器A连接的网络拓扑发生改变后A路由器更新路由表，等到下一个发送周期通告更新后的路由表，路由器B收到此更新信息后更新自己的路由表RIP路由信息的更新RIP依赖三种定时器维护其数据库：更新定时器---30秒路由失效定时器---180秒清除路由条目时间240秒RIP路由协议的版本RIPv1有类路由协议，不支持VLSM以广播的形式发送更新报文不支持认证RIPv2无类路由协议，支持VLSM以组播的形式发送更新报文支持明文和MD5的认证配置RIP协议配置步骤1、开启RIP路由协议进程Router(config)#routerrip2、申请本路由器参与RIP协议的直连网段信息Router(config-router)#network192.168.1.03、指定RIP协议的版本2(默认是version1)Router(config-router)#version24、在RIPv2版本中关闭自动汇总Router(config-router)#noauto-summary查看RIP配置信息验证RIP的配置Router#showipprotocols显示路由表的信息Router#showiproute清除IP路由表的信息Router#cleariproute在控制台显示RIP的工作状态Router#debugiprip课程议题4NAT地址耗尽问题由于使用分类编址，以及由于Internet的飞速增长，可供使用的公网地址几乎已经耗尽了。但是，在每一类地址中都有一些地址段被指派为专用。这些地址一般用在我们的局域网中，而不能直接与外界Internet连接，因为这些地址是非注册的地址。这些地址如下：A类：10.X.X.XB类：172.16.X.X-172.31.X.XC类：192.168.X.X我们在实际中也会经常见到局域网使用这些专用的私有地址，但是我们还能够轻点鼠标，畅游Internet，这是如何实现的呢？什么是NATNAT就是将网络地址从一个地址空间转换到另外一个地址空间的一个行为。NAT（NetworkAddressTranslation）转换后，一个本地IP地址对应一个全局IP地址NAT/NAPT的术语NAT中用到的接口类型：内部网络－Inside外部网络－OutsideNAT中常见的术语：内部本地地址－InsideLocalAddress内部全局地址－InsideGlobalAddress外部本地地址－OutsideLocalAddress外部全局地址－OutsideGlobalAddress互联网OutsideInside企业内部网外部网NAT工作原理200.8.7.3/24200.8.7.4/2463.5.8.1192.168.1.5192.168.1.7源IP:192.168.1.7

目的IP:63.5.8.1内部本地地址内部全局地址192.168.1.7200.8.7.3192.168.1.5200.8.7.4

源IP:200.8.7.3

目的IP:63.5.8.1

源IP:63.5.8.1

目的IP:200.8.7.3

源IP:63.5.8.1

目的IP:192.168.1.7NAPT工作原理200.8.7.3/2463.5.8.1192.168.1.5192.168.1.7源IP:192.168.1.7:1024

目的IP:63.5.8.1:80内部本地地址：端口内部全局地址:端口外部全局地址:端口192.168.1.7:1024200.8.7.3:102463.5.8.1：80192.168.1.5:1136200.8.7.3:113663.5.8.1：80

源IP:200.8.7.3:1024

目的IP:63.5.8.1:80

源IP:63.5.8.1:80

目的IP:200.8.7.3:1024

源IP:63.5.8.1:80

目的IP:192.168.1.7:1024Web服务

源IP:200.8.7.3:1024

目的IP:63.5.8.1:80

源IP:63.5.8.1:80

目的IP:192.168.1.7:1024NAT/NAPT的配置NAT/NAPT的配置有两种静态NAT/NAPT动态NAT/NAPT静态NAT/NAPT需要向外网络提供信息服务的主机永久的一对一IP地址映射关系动态NAT/NAPT只访问外网服务，不提供信息服务的主机内部主机数可以大于全局IP地址数最多访问外网主机数决定于全局IP地址数临时的一对一IP地址映射关系静态NAT配置步骤1、定义内网接口和外网接口Router(config)#interfacefastethernet1/0Router(config-if)#ipnatoutsideRouter(config)#interfacefastethernet1/1Router(config-if)#ipnatinside2、建立静态的映射关系Router(config)#ipnatinsidesourcestatic192.168.1.7200.8.7.3静态NAPT1、定义内网接口和外网接口Router(config)#interfacefastethernet0Router(config-if)#ipnatoutsideRouter(config)#interfacefastethernet1Router(config-if)#ipnatinside2、建立静态的映射关系Router(config)#ipnatinsidesourcestatictcp192.168.1.71024200.8.7.31024Router(config)#ipnatinsidesourcestaticudp192.168.1.71024200.8.7.31024动态NAT配置1、定义内网接口和外网接口Router(config-if)#ipnatoutsideRouter(config-if)#ipnatinside2、定义内部本地地址范围Router(config)#access-list10permit192.168.1.00.0.0.2553、定义内部全局地址池Router(config)#ipnatpoolabc200.8.7.3200.8.7.10netmask255.255.255.04、建立映射关系Router(config)#ipnati