《中小型网络组建与管理》课件-项目三配置及管理路由器和交换机

项目三

配置及管理路由器和交换机任务一：配置路由器和交换机任务三：配置多交换机VLAN技术任务五：配置路由器接口目录任务二：Telnet远程管理交换机任务四：实现交换机vlan间路由任务六：静态路由及缺省路由任务七：RIP路由协议任务八：OSPF路由协议交换机的访问方式通过带外方式对交换机进行管理通过Telnet对交换机进行远程管理通过Web对交换机进行远程管理通过SNMP管理工作站对交换机进行远程管理CONSOLE口连接路由器/交换机使用SecureCRT

快速连接配置串口参数锐捷命令模式简介 命令模式：锐捷设备管理界面分成若干不同的模式，用户当前所处的命令模式决定了可以使用的命令。用户模式： 开机自动进入：Switch>特权模式：

Switch>enable Switch#配置模式： 全局模式：Switch#configureterminal

Switch(config)# VLAN模式：Switch(config)#vlan10

Switch(config-vlan)#

接口模式：Switch(config)#interface

fastethernet0/0

Switch(config-if)#

用户模式只能简单查看系统信息，特权模式可以简单配置交换机，通过全局模式进入各种功能模式可以配置交换机所有功能。获得帮助“？”键：列出每个命令模式支持的命令，列出该命令的下一个关联的关键字Switch#?Switch#show

？命令？：列出该关键字关联的下一个变量Switch(config)#showospf?命令字符串+？：获得相同开头字母的命令关键字字符串Switch#di?dirdisable

<Tab>键：自动补齐剩余命令单词Switch#showconf<Tab>Switch#showconfiguration

任务一：配置路由器和交换机任务三：配置多交换机VLAN技术任务五：配置路由器接口目录任务二：Telnet远程管理交换机任务四：实现交换机vlan间路由任务六：静态路由及缺省路由任务七：RIP路由协议任务八：OSPF路由协议用户管理级别 在缺省情况下，系统只有两个受口令保护的授权级别：普通用户级别（1级）和特权用户级别（15级）。但是用户可以为每个模式的命令划分16个授权级别。通过给不同的级别设置口令，就可以通过不同的授权级别使用不同的命令集合。在特权用户级别口令没有设置的情况下，进入特权级别亦不需要口令校验。AAA简介

AAA（AuthenticationAuthorizationandAccounting；认证、授权和计费）：它提供了对认证、授权和计费功能进行配置的一致性框架。

AAA以模块方式提供以下服务：认证：验证用户是否可获得访问权，可选择使用RADIUS协议或Local。授权：授权用户可使用哪些服务。记费：记录用户使用网络资源的情况。配置TELNET1配置特权模式密码Switch(config)#enablesecret[levellevel]

0|5

encrypted-password配置管理IP地址Switch(config)#interfacevlan

vlan-id。Switch(config-if)#ipaddressip-addressmaskSwitch(config-if)#noshutdown配置TELNET2配置用户名、密码及特权等级Switch(config)#usernamename[passwordpassword]Switch(config)#usernamename[privilegelevel]

停用AAA安全模式Switch(config)#noaaanew-model配置TELNET3配置VTYSwitch(config)#linevty04Switch((config-line))#passwordpasswordSwitch((config-line))#loginlocalSwitch((config-line))#transportinput{all|ssh|telnet|none}任务一：配置路由器和交换机任务三：配置多交换机VLAN技术任务五：配置路由器接口目录任务二：Telnet远程管理交换机任务四：实现交换机vlan间路由任务六：静态路由及缺省路由任务七：RIP路由协议任务八：OSPF路由协议VLAN产生的原因 交换网络是平面网络结构，必须依赖广。而广播域过大会导致：带宽浪费安全性降低不易管理VLAN概述 虚拟局域网（VLAN）：VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的数据交换技术。VLAN是为解决以太网的广播问题和安全性而提出的一种协议，协议名为IEEE802.1Q，一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。交换机广播帧广播帧VLAN10VLAN20跨交换机的VLAN工程部销售部财务部一层二层三层VLAN的实现方法基于端口划分的VLAN：根据以太网交换机的端口来划分。基于MAC地址划分的VLAN：根据每个主机网卡的MAC地址来划分。基于网络层划分的VLAN根据每个主机的网络层地址划分的。基于协议类型划分的VLAN基于协议类型划分，每种协议一个VLAN。基于端口的VLAN目前最常用的划分VLAN的方法VLAN1024681012141618202224VLAN201357911131517192123802.1Q协议简介定义了基于端口的VLAN模型规定如何标识带有VLAN成员信息的以太帧定义VLAN标签的格式VLAN10VLAN20VLAN30VLAN10VLAN20VLAN30802.1Q标记的以太网帧

Untag报文就是普通的ethernet报文，普通PC机的网卡是可以识别这样的报文进行通讯。

Tag报文结构的变化是在源mac地址和目的mac地址之后，加上了4bytes的VLAN信息，也就是VLANtag头，其中VLANID为区分VLAN的标志，VLANID的范围为1-4094，这样的报文普通PC机的网卡是不能识别的，交换机能识别并进行处理。交换机的端口类型ACCESS端口UnTagged端口，即接入端口Access端口只能属于一个VLAN，它发送的帧不带有VLAN标签，一般用于连接计算机的端口Trunk端口Tagged端口，即干道接口可以允许多个VLAN通过，它发出的数据帧，缺省VLAN数据不带VLAN标签，其他VLAN数据带有VLAN标签，一般用于交换机之间连接的端口。Access和Trunk端口处理报文的流程

配置VLAN添加或者修改VLANSwitch(config)#vlan

vlan-id

Switch(config-vlan)#name

vlan-name

删除VLAN

Switch(config)#novlan

vlan-id

将端口配置为access端口 向VLAN内添加端口Switch(config)#interface

interface-id

Switch(config)#interfacerange{port-range}Switch(config-if)#

switchportmodeaccess

Switch(config-if)#switchportaccess

vlan

vlan-id将端口配置为trunk端口将端口设置成Trunk端口Switch(config)#interface

interface-id

Switch(config-if)#switchportmodetrunk

指定Trunk端口的缺省VLAN

Switch(config-if)#switchporttrunknativevlan

vlan-id

默认的缺省VLAN是VLAN1。Trunk链路两端必须一致。查看VLAN的配置查看vlan的配置：Switch#show

vlanVLANNameStatusPorts----------------------------------------------------------------------------1defaultactiveFa0/1,Fa0/2,Fa0/3,Fa0/4,Fa0/5,Fa0/6Fa0/7,Fa0/8,Fa0/9,Fa0/10,Fa0/11,Fa0/12Fa0/13,Fa0/14,Fa0/15,Fa0/16,Fa0/17,Fa0/18Fa0/19,Fa0/20,Fa0/21,Fa0/22,Fa0/23,Fa0/2410projectactive20salesactive30financeactive任务一：配置路由器和交换机任务三：配置多交换机VLAN技术任务五：配置路由器接口目录任务二：Telnet远程管理交换机任务四：实现交换机vlan间路由任务六：静态路由及缺省路由任务七：RIP路由协议任务八：OSPF路由协议利用路由器实现VLAN间的通信 单臂路由：使用IEEE802.1Q把一个路由器上的子接口设置为干道模式，实现VLAN之间的通信。但是由于端口带宽小，转发率低，容易造成性能瓶颈。802.1QTrunkF0/0VLAN10VLAN20VLAN30FastEthernet0/0FastEthernet0/0.1FastEthernet0/0.2FastEthernet0/0.3利用三层交换机配置VLAN间路由三层交换机中内含交换机模块和路由器模块。使用ASIC硬件处理路由，可以实现高速路由。三层交换机和路由器的不同之处在于，路由器是对每一个数据包都进行拆包、查找路由和转发的完整过程；三层交换机是对一个数据流的第一个数据包进行拆包、查找路由和转发的完整过程，后续数据包使用ASIC硬件快速进行路由转发。SVI端口

VLAN的虚拟接口（Switchvirtualinterface，SVI）：三层交换机中创建vlan时，会自动创建此vlan的SVI接口，是一个三层逻辑端口，能设置IP地址，可作为VLAN内主机的网关。SVI：VLAN10192.168.10.1VLAN10IP：192.168.10.10SVI：VLAN20192.168.20.1VLAN20IP：192.168.20.10配置三层交换 三层交换机的路由功能默认开启，一般不用配置。有些三层交换机中没有开启路由器功能，可用如下命令开启路由转发功能。

Switch(config)#iprouting

创建VLAN的虚拟接口并配置IP地址：

Switch(config)#interfacevlan

vlan-id

Switch(config-if)#ipaddress

ip-addressmask

把二层接口改为三层接口并配置IP地址

Switch(config)#interfaceEthernetethernet-id

Switch(config-if)#

noswitchport

Switch(config-if)#ipaddress

ip-addressmask

任务一：配置路由器和交换机任务三：配置多交换机VLAN技术任务五：配置路由器接口目录任务二：Telnet远程管理交换机任务四：实现交换机vlan间路由任务六：静态路由及缺省路由任务七：RIP路由协议任务八：OSPF路由协议什么是路由

路由器提供了在异构网络中的互连机制，实现将数据包从一个网络发送到另一个网络。路由就是指导IP数据包发送的路径信息。路由器工作原理

路由器中时刻维持着一张路由表，所有报文的发送和转发都通过查找路由表从相应端口发送。这张路由表可以是静态配置的，也可以是动态路由协议产生的。物理层从路由器的一个端口收到一个报文，上送到数据链路层。数据链路层去掉链路层封装，根据报文的协议域上送到网络层。网络层首先看报文是否是送给本机的，若是，去掉网络层封装，送给上层。若不是，则根据报文的目的地址查找路由表，若找到路由，将报文送给相应端口的数据链路层，数据链路层封装后，发送报文。若找不到路由，报文丢弃。模块化路由器简介 模块化路由器：主要是指该路由器的接口类型及部分扩展功能是可以根据用户的实际需求来配置的路由器。插槽：插槽是为了拓展路由器端口数量及类型。一般有两种MIM和SIC插槽：MIM是一个较大的槽位，可以插入端口比较多的模块，比如8端口增强异步串口模块、16端口增强异步串口接口模块等等。SIC是小槽位，只能插端口密度较低的模块，比如1端口同异步串口接口卡、1端口E1/CE1/PRI接口卡等。接口模块：是为了满足不同的网络接入而开发的具有不同网络接口的板卡，有以太网模块，快速以太网模块，串行接口模块等。路由器接口简介CONSOLE口：是带外配置交换机的串行接口，管理人员可以在PC机上通过超级终端对路由器进行配置。VTY：VTY是虚拟终端口，使用Telnet时进入的就是路由器的VTY口。路由器上有5个VTY口，分别0、1、2、3、4。以太网口：连接主机/路由器的以太网接口，可工作在10M，100M，1000M等速率串行接口：串行接口简称串口，也称串行通信接口，是采用串行通信方式的扩展接口，是远程接入端口，主要用于广域网接入，在以前的网络中，网络速率比较低。支持的主要协议有PPP、HDLC、帧中继，ATM等。串行接口按电气标准及协议来分包括RS-232-C、RS-422、RS485等。逻辑接口：逻辑接口指能够实现数据交换功能但物理上不存在，需要通过配置建立的接口，包括Dialer（拨号）接口、子接品、LoopBack接口、NULL接口以及虚拟模板接口等。PPP概述PPP（Point-to-PointProtocol点到点协议）是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。这种链路提供全双工操作，并按照顺序传递数据包。PPP是一种分层的协议，最初由LCP发起对链路的建立、配置和测试。在LCP初始化后，通过一种或多种“网络控制协议（NCP）”来传送特定协议族的通信。PPP提供了一种在点对点的链路上封装多协议数据报（

IP、IPX和AppleTalk）的标准方法。PPP协议体系结构

PPP协议使用了OSI分层体系结构中的3层。PPP协议中提供了一整套方案来解决链路建立、维护、拆除、上层协议协商、认证等问题。PPP协议包含这样几个部分：链路控制协议LCP；网络控制协议NCP）；认证协议，最常用的包括口令验证协议PAP和挑战握手验证协议CHAP。PAP和CHAP认证

PPP支持两种授权协议：PAP（PasswordAuthenticationProtocol）和CHAP（ChallengeHandAuthenticationProtocol）。密码验证协议（PAP）通过两次握手机制，为建立远程节点的验证提供了一个简单的方法。挑战握后验证协议（CHAP）使用三次握手机制来启动一条链路和周期性的验证远程节点。PAP认证原理

PAP不是一种健壮的身份验证协议。身份验证时密码在链路上以明文发送，而且由于验证重试的频率和次数由远程节点来控制，因此不能防止回放攻击和重复的尝试攻击。CHAP认证原理

CHAP是一种加密的验证方式，为三次握手协议，能够避免建立连接时传送用户的真实密码。NAS向远程用户发送一个挑战口令（challenge），其中包括会话ID和一个任意生成的挑战字串。远程客户必须使用MD5单向哈希算法返回用户名和加密的挑战口令，会话ID以及用户口令，其中用户名以非哈希方式发送。配置PPP协议Router(config)#interfaceserial

number

配置时钟频率，需要在DCE设备上配置

Router(config-if)#clockratebps

配置封装协议：

Router(config-if)#encapsulationencapsulation-type配置PAP认证服务器端，建立本地口令数据库Router(config-if)#username

name{nopassword|password{password|[0|7]服务器端，要求进行PAP认证Router(config-if)#pppauthentication

{chap|pap|chap

pap|papchap}客户端将用户名和口令发送到对端Router(config-if)#ppppapsent-username

username[password

encryption-typepassword]

配置CHAP认证服务器端和客户端，建立本地口令数据库：Router(config-if)#usernamename{nopassword|password{password|[0|7]服务器端，要求进行CHAP认证：Router(config-if)#pppauthentication{chap|pap|chap

pap|papchap}客户端和服务器端配置验证的用户名和密码：Router(config-if)#pppchaphostnamehostnameRouter(config-if)#pppchappasswordpassword任务一：配置路由器和交换机任务三：配置多交换机VLAN技术任务五：配置路由器接口目录任务二：Telnet远程管理交换机任务四：实现交换机vlan间路由任务六：静态路由及缺省路由

任务七：RIP路由协议任务八：OSPF路由协议静态路由静态路由：静态路由是指由用户或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。静态路由信息在缺省情况下是私有的，不会传递给其他的路由器。缺省路由：在路由表中，缺省路由以目的网络为0.0.0.0、子网掩码为0.0.0.0的形式出现。如果数据包的目的地址不能与任何路由相匹配，那么系统将使用缺省路由转发该数据包。静态路由配置命令

Router(config-if)#

iproute

network-numbernetwork-mask{

ip-address|interface-id[

ip-address]}[distance][enabled|disabled｜permanent｜weight|tag]参数描述network-mask目的IP掩码ip-address下一跳IP地址Interface-id接口号Distance管理距离Enable该路由为有效路由Disabled该路由为无效路由Permanent指定此路由即使该端口关掉也不被移掉Tag标记Weight权重静态路由配置示例实施静态路由选择的过程共有3步：第一步：为路由器间互联的每个数据链路确定地址（包括子网和网络）。第二步：为每个路由器标识所有非直连的数据链路。第三步：为每个路由器写出关于每个非直连数据链路的路由说明。浮动静态路由

浮动静态路由通过设置到同一目的网段的静态路由的不同路径的不同优先级来实现。浮动静态路由不能被永久的保存在路由选择表中，它仅仅会出现在一种特殊的情况下，即在一条首选路由发生失败的时候。浮动静态路由主要考虑到链路的冗余性能。静态路由实现负载均衡 静态路由实现负载均衡静态路由通过设置到同一目的网段的静态路由的不同路径的相同优先级来实现。配置缺省路由Router（config）#iproute0.0.0.00.0.0.0

{interfacce-name|gateway-address}[preferencepreference-value]

缺省路由产生方式有两种：一种为管理员手工设置的缺省路由；另一种为动态路由中配置后自动产生的缺省路由。任务一：配置路由器和交换机任务三：配置多交换机VLAN技术任务五：配置路由器接口目录任务二：Telnet远程管理交换机任务四：实现交换机vlan间路由任务六：静态路由及缺省路由任务七：RIP路由协议任务八：OSPF路由协议RIP路由协议是内部网关路由协议（IGP）。适用于小型网络。典型的距离矢量路由协议。原理、配置简单。不能准确选择最优路径，收敛也较慢。RIP路由协议概念

RIP协议使用距离矢量算法来决定最优路径。跳数（hopcount）：一个报文从本节点到目的节点中途经的中转次数，也就是一个包到达目标所必须经过的路由器的数目。下一跳（nexthop）：本网上的报文欲通过本网络节点到达目的节点，如不能直接送达，则本节点应把此报文送到某个中转站点，此中转站点称为下一跳。跳（hop）：报文转发的中转过程。RIP路由协议最大支持的跳数为15，跳数16表示不可达。到达同一目的路由的跳数最小即为最优路由，跳数相同则为等价路由。使用UDP520端口交换路由信息。周期性更新，路由更新为完整的路由表。路由信息每经过一个路由器，跳数加1。RIP协议的工作过程1RoutingTableNETNexthopMetricC2.0.0.00C3.0.0.001.0.0.02.0.0.03.0.0.04.0.0.0.1.1.2.2RoutingTableNETNexthopMetricC1.0.0.00C2.0.0.00RoutingTableNETNexthopMetricC3.0.0.00C4.0.0.00路由器A路由器B路由器CRIP路由器初始的路由表中只有自己的直连路由。RIP协议的工作过程2路由更新路由更新R1.0.0.01hopR2.0.0.01hopR1.0.0.01hopR2.0.0.01hop1.0.0.02.0.0.03.0.0.04.0.0.0.1.1.2.2路由器A路由器B路由器C路由更新路由更新R3.0.0.01hopR4.0.0.01hopR3.0.0.01hopR4.0.0.01hop路由更新路由更新R2.0.0.01hopR3.0.0.01hopR2.0.0.01hopR3.0.0.01hop路由器A、B、C发出路由更新。RIP协议的工作过程3RoutingTableNETNexthopMetricC2.0.0.00C3.0.0.00R1.0.0.02.0.0.11R4.0.0.03.0.0.211.0.0.02.0.0.03.0.0.04.0.0.0.1.1.2.2RoutingTableNETNexthopMetricC1.0.0.00C2.0.0.00R3.0.0.02.0.0.21RoutingTableNETNexthopMetricC3.0.0.00C4.0.0.00R2.0.0.03.0.0.11路由器A路由器B路由器C各路由器收到路由更新，刷新路由表，并在更新周期到来时发送新的路由更新。RIP协议的工作过程4RoutingTableNETNexthopMetricC2.0.0.00C3.0.0.00R1.0.0.02.0.0.11R4.0.0.03.0.0.211.0.0.02.0.0.03.0.0.04.0.0.0.1.1.2.2RoutingTableNETNexthopMetricC1.0.0.00C2.0.0.00R3.0.0.02.0.0.21R4.0.0.02.0.0.22RoutingTableNETNexthopMetricC3.0.0.00C4.0.0.00R1.0.0.03.0.0.12R2.0.0.03.0.0.11路由器A路由器B路由器C随着路由刷新和路由更新不断重复，所有路由器都学习到了全部的路由，网络也收敛完毕。RIP的三个计时器更新计时器30s（为了防止同时更新，叠加一个随机变量，一般为5s之内）无效计时器180s，6倍更新时间内未收到更新，该路由被标记为16跳（不可达）刷新计时器120s，无效路由在刷新计时器时间内仍未被更新，则被删除30s发送路由更新0s180s300s路由无效删除路由RIP更新路由表路由表中是否已有该条目？是否接收到的信息是否优于路由表中的条目?是否与原条目来自同一源地址?是更新路由表是否忽略路由信息否接收到路由信息RIPV1和V2RIPV1特性：使用广播的方式发送路由更新。路由更新信息中不携带子网掩码，支持有类路由协议。RIP报文大小限制是512字节，最多可以携带25条路由信息。RIPV2特性：路由信息中加入了子网掩码，支持无类的路由协议。RIPv2发送更新报文的方式为组播或广播，组播地址为224.0.0.9。支持认证。配置RIP协议启动RIP进程Router(config)#routerrip定义关联网络Router(config-router)#network

network-numberRIP只对外通告关联网络的路由信息RIP只向关联网络所属接口通告路由信息定义RIP的版本Router(config-router)#version{1|2}关闭RIPv2自动汇总Router(config-router)#noauto-summary

路由自动汇总：当子网路由穿越有类网络边界时，将自动汇总成有类网络路由RIPv2缺省情况下将进行路由自动汇聚，RIPv1不支持该功能任务一：配置路由器和交换机任务三：配置多交换机VLAN技术任务五：配置路由器接口目录任务二：Telnet远程管理交换机任务四：实现交换机vlan间路由任务六：静态路由及缺省路由任务七：RIP路由协议任务八：OSPF路由协议OSPF路由协议概述

OSPF（OpenShortestPathFitst，ospf）开放最短路径优先协议,是由Internet工程任务组开发的路由选择协议，公用协议，任何厂家的设备都可以使用此协议。运行OSPF的路由器需要一个能够唯一标示自己的RouterID；每台路由器通过使用Hello报文与它的邻居之间建立邻接关系；每台路由器向每个邻居发送链路状态通告(LSA)，有时叫链路状态报文(LSP)，每个邻居在收到LSP之后要依次向它的邻居转发这些LSP(泛洪)；每台路由器要在数据库中保存一份它所收到的LSA的备份，所有路由器的数据库应该相同；依照拓扑数据库每台路由器使用Dijkstra算法计算出到每个网络的最短路径，并将结果输出到路由选择表中。OSPF路由协议的特点快速适应网络变化。在网络发生变化时,发送触发更新。以较低的频率(每30分钟)发送定期更新,这被称为链路状态刷新。支持不连续子网和CIDR。支持手动路由汇总。收敛时间短。采用Cost作为度量值使用区域概念，这可有效的减少协议对路由器的CPU和内存的占用。有路由验证功能，支持等价负载均衡。OSPF协议的三张表邻居表：2台路由器的OSPF要协同工作，基本要求就是二者形成全毗邻的邻接关系，而邻居表存储了OSPF路由器邻居的状态和邻居的其他信息。拓扑数据库（LSDB）：OSPF用LSA来描述网络拓扑信息，LSDB中存储着路由器产生或者受到的LSA。OSPF路由表：基于LSDB进行SPF算法运算，计算出的路由存储在此表中，也就是说用于实际数据传送的路由存在此处。OSPF支持的网络类型广播型网络：比如以太网，TokenRing和FDDI，这样的网络上会选举一个DR和BDR,DR/BDR的发送的OSPF包的目标地址为224.0.0.5，运载这些OSPF包的帧的目标MAC地址为0100.5E00.0005；而除了DR/BDR以外的OSPF包的目标地址为224.0.0.6，这个地址叫AllDRouters。NBMA网络：比如X.25,FrameRelay,和ATM,不具备广播的能力，在这样的网络上要选举DR和BDR,因此邻居要人工来指定。点到多点网络：是NBMA网络的一个特殊配置，可以看成是点到点链路的集合。在这样的网络上不选举DR和BDR。