网络设备运维 教案 4-3路由器配置-动态路由rip

教学做一体化授课教案授课标题：第三部分路由器配置任务7.3动态路由RIP授课班级课次课时授课时间授课地点教学目标能力（技能）目标知识目标素质目标思政目标能够配置RIP动态路由能够在设备上查看RIP路由信息掌握路由协议的种类和特点掌握RIP路由信息的生成和维护掌握路由环路避免的方法培养学生分析判断的能力培养学生逻辑思维的能力培养学生团结协作的能力学习科学家的严谨、勇于创新的精神。理解当代的工匠精神。英语词汇课前训练英语词汇：autonomous自治、Update更新、timeout超时、Garbage-Collect垃圾收集、silent沉默、split-horizon水平分割、poison-reverse毒性逆转、summary汇总（聚合）、cipher密文、plain明文、debugging调试课前准备：教学课件、音视频资料、相关实验软件教学重、难点教学重点：RIP协议工作过程和配置方法教学难点：理解RIP协议工作过程思政内容和目标课程思政内容：• 团队协作：RIP协议需要网络设备间的协作，引导学生理解团队协作的重要性，培养团队协作精神。• 适应变化：RIP协议能够自动适应网络拓扑的变化，引导学生学会适应变化，培养灵活应变的能力。• 持续学习：动态路由协议不断发展，鼓励学生保持持续学习的态度，不断提升自己的专业技能。思政元素：• 团队精神：强调团队协作的重要性，培养学生的团队精神。• 应变能力：引导学生学会适应变化，培养灵活应变的能力。• 学习态度：鼓励学生保持持续学习的态度，不断提升自己的专业素养。能力训练任务描述及器材准备小李刚刚大学毕业，应聘到一家网络服务公司做网络运维工程师，负责企事业单位网络设备运维的外包服务。负责企事业单位中网络及其外部网络设备的维护、管理、故障排除等日常工作，确保服务的单位网络日常的正常运作。任务描述：动态路由协议RIP器材准备：HCL模拟软件等授课步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间安排告知（教学目的）本任务是学习动态路由协议RIP的工作过程和配置方法教师讲授演示课件演示学生观看2分钟教学内容引入或演示路由可以静态配置，也可以通过路由协议来自动生成，路由协议能够自动发现和计算路由，并在拓扑变化是自动更新，无须人工维护，所以使用与复杂的网络中。教师讲授演示课件演示操作演示学生观看3分钟任务一什么是动态路由网络中的路由器之间相互通信，传递路由信息，利用收到的路由信息更新和维护路由表的过程；基于某种路由协议实现的。或者解释为：动态路由是指路由器能够自动地建立自己的路由表，并且能够根据实际情况的变化适时地进行调整。动态路由的特点：减少管理任务；占用网络带宽一路由协议概述路由协议：路由器用来计算、维护网络路由信息的协议，通常有一定的算法，工作在传输层或应用层。常见的路由协议有RIP、OSPF、BGP等可路由协议：可被路由器转发的协议，工作在网络层。常见的可路由协议有IP、IPX等IPX：网间分组交换SPX：顺序分组交换1.动态路由协议的基本原理网络中所有路由器须实现相同的某种路由协议并已经启动该协议邻居发现：路由器通过发送广播报文或发送给指定的路由器邻居以主动把自己介绍给网段内的其它路由器。路由交换：每台路由器将自己已知的路由相关信息发给相邻路由器。路由计算：每台路由器运行某种算法，计算出最终的路由来。路由维护：路由器之间通过周期性地发送协议报文来维护邻居信息。2.路由协议与ip的关系RIP采用udp封装，端口号是520。由于udp是不可靠的传输层协议，所以RIP协议需要周期性的广播协议报文来确保邻居收到的路由信息。OSPF是目前应用最广泛的路由协议，可以为大中型网络提供分层次的，可靠的路由服务，OSPF直接采用ip来进行承载，所有的报文都由ip封装后进行传输，协议号是89。Ip是尽力而为的网络层协议，本身是不可靠的，所以为了保证协议报文传输的可靠性，OSPF采用了复杂的确认机制来保证传输可靠。BGP采用停车票来保证协议传输的可靠性，TCP端口号是1793.路由协议的分类现在的Internet网络规模很大，无论哪种路由协议都不能完成全网的路由计算，所以现在的网络被分成了很多个自治系统（autonomoussystem，AS）（也称为路由域），自治系统是一组共享相似路由策略，并在单一管理域中运行的路由器集合。每个自治系统都有一个唯一的自治系统编号，这个编号有因特网授权的管理机构IANA分配，通过不同的编号来区分不同的自治系统。编号范围是1-65535，其中1-64511是注册的互联网编号，64512-65535是专用网络编号。按照工作范围的不同路由协议可以分为IGP和EGPIGP:内部网关协议（InteriorGatewayProtocol）在同一个自治系统内交换路由信息的路由协议。目前最常用的两种内部网关协议分别是：路由信息协议（RIP）和开放最短路径优先路由协议（OSPF）。EGP：外部网关协议（ExteriorGatewayProtocol）用于连接不同的自治系统，并在不同的自治系统间交换路由信息。BGP（BorderGatewayProtocol边界网关协议）是目前唯一使用的一种EGP协议，也是Internet所使用的路由协议。BGP属于距离矢量协议，可以使用多种不同的属性来测量路径。IGP和EGP协议的区别IGP协议在工作时：收敛快、占用资源少、选路佳EGP协议在工作时：可靠性：控制更新量，仅做增量更新—仅触发、无周期可控性：不是简单的依赖度量值，而是大量可被人为修改的属性来进行选路AS-BY-AS：以一个AS为一跳按照路由的寻径算法和交换路由信息的方式，路由协议可以分为距离矢量（distance-vectorD-V）路由协议和链路状态（link-state）路由协议距离矢量路由协议RIP用于域内小型网络BGP用于域间网络链路状态路由协议OSPF用于域内大型网络IS-IS4.路由协议的性能指标协议计算的正确性协议使用的算法能够计算出最优的路由，且正确无自环。路由收敛速度当网络的拓扑结构发生变化之后，能够迅速感知并及时更新相应的路由信息。协议占用系统开销协议自身的开销（内存、CPU、网络带宽）最小。协议自身的安全性协议自身不易受攻击，有安全机制。协议适用网络规模协议可以应用在何种拓扑结构和规模的网络中。二RIP原理1.RIP协议概述RIP是RoutingInformationProtocol（路由信息协议）的简称。RIP是一种基于距离矢量（Distance-Vector）算法的路由协议。RIP协议适用于中小型网络，分为RIPv1和RIPv2。RIP支持水平分割、毒性逆转和触发更新等工作机制防止路由环路。RIP协议基于UDP传输，端口号520。2.RIP协议的工作过程RIP路由表初始化：RTA启动RIP协议后，RIP进程负责发送请求报文，请求RIP邻居对其回应。RTB收到请求报文后，以响应报文回应，报文中携带了RTB路由表的全部信息RIP路由表更新路由器收到相应报文后，查看相应报文中的路由，并更新本地路由表，原则：对本路由表中已有的路由项，当发送响应报文的rip邻居相同时，无论响应报文中携带的路由项度量值增大还是减少，都更新该路由项（度量值相同时只将其老化定时器清零）对本路由表中已有的路由项，当发送响应报文的rip邻居不同时，只在路由项度量值减少时，更新该路由项。对本路由表中不存在的路由项，在度量值小于协议规定最大值（16）是在路由表中增加该路由项。3.RIP路由表的维护RIP的路由信息维护是由定时器来完成的。RIP协议定义了三个钟要的定时器更新定时器Update定义了发送路由更新的时间间隔30s。超时定时器timeout定义了路由老化时间，如果在老化时间内没有收到关于某条路由的更新报文，则该条路由的度量值会被设置的无穷大（16），并且从IP路由表中撤销，定时器默认值是180s。垃圾定时器Garbage-Collect定义了一条路由从度量值变为16开始，直到它从路由表里面被彻底删除所经过的时间，如果Garbage-Collect超时，该路由仍没有得到更新，则该路由将被彻底删除，默认值是120s。路由器对RIP协议维护一个单独的路由表，也称为RIP路由表，此表汇总的有效路由会被添加到IP路由表中，作为转发依据。4.RIP路由环路避免分为单路径网络环路和多路径网络环路由于RIP是典型的距离矢量路由协议，当网络出现故障时，有可能产生路由环路现象。通过以下机制在避免产生环路：路由毒化（routepoisoning）就是路由器主动把路由表中发生故障的路由项以度量值无穷大（16）的形式通告给RIP邻居，已使邻居能够及时得知网络网络故障。水平分割（splithorizon）是在RIP中最常用的避免环路发生的解决方案之一，水平分割的思想就是RIP路由器从某个接口学到的路由，不会再从该接口发回给邻居路由器。总结起来就一句话：路由器中某接口发送出去的路由，不会再从该接口接收。毒性逆转（poisonreverse）是另一种避免环路的方法，毒性逆转是指，RIP从某个接口学到路由后，将该路由的度量值设置为无穷大（16），并从原接口发回邻居路由。定义度量最大值当环路跳数达到16时，被认为不可达。这样可以解决发生环路时路由度量值无限增大的问题，同时也校正了错误的路由信息，但是在最大值到达之前，路由环路还是会存在，定义最大值只是一种补救措施，只能减少路由环路存在的时间，并不能避免环路的发生。抑制时间与路由毒化结合使用，能够在一定程度上避免路由环路产生。抑制时间规定，当一条路由的度量值变为无穷大(16)该路由进入了抑制状态，在此状态下只有来自同一邻居且度量值小于无穷大的路由更新才会被路由器接收，取代不可达路由。触发更新是指，当路由表中路由信息差生变化是，路由器不必等到更新周期到来，而立即发送路由更新给相邻路由器。路由更新中包含网络不可达信息迅速传播全网。让全网知道该路由信息时不可达的。5.RIPV2的改进RIPv1发送协议报文时不携带掩码，路由交换过程中有时会造成错误。不支持认证；只能以广播方式发布协议报文RIPv2的改进：RIPv2是一种无类别路由协议（ClasslessRoutingProtocol）。RIPv2协议报文中携带掩码信息，支持VLSM（可变长子网掩码）和CIDR。RIPv2支持以组播方式发送路由更新报文，组播地址为224.0.0.9，减少网络与系统资源消耗。RIPv2支持对协议报文进行验证，并提供明文验证和MD5验证两种方式，增强安全性。三、配置RIP1.RIP基本配置创建RIP进程并进入RIP视图[Router]rip[process-id]在指定网段接口上使能RIP[Router-rip-1]networknetwork-address[wildcard-mask]wildcard-mask通配符掩码中，0表示要检查的位，1表示不需要检查的位。Network0.0.0.0命令用来在所有接口上是能RIPNetwork命令中包含两层含义：指定本机上哪些接口路由能够添加到RIP路由表中指定本机上哪些接口能够收发RIP协议报文可选配置命令配置接口工作在抑制状态（只接收不发送RIP报文）[Router-rip-1]silent-interface{interface-typeinterface-number|all}使能RIP水平分割功能（RIP默认是启用的）[Router-Ethernet1/0]ripsplit-horizon使能RIP毒性逆转功能[Router-Ethernet1/0]rippoison-reverseRipv2配置命令指定全局RIP版本[Router-rip-1]version{1|2}关闭RIPv2自动路由聚合功能[Router-rip-1]undosummary配置RIPv2报文的认证[Router-Ethernet1/0]ripauthentication-mode{md5{rfc2082{ciphercipher-string|plainplain-string}key-id|rfc2453{ciphercipher-string|plainplain-string}}|simple{ciphercipher-string|plainplain-string}}显示RIP当前运行状态及配置信息<Router>displayrip调试信息，用来查看rip协议收发报文的情况<RTA>debuggingrip1packet教师演示操作演示学生观看80分钟训练一实验3.2.1RIP动态路由学生操作学生操作教