网络设备配置与管理（第3版）课件05 静态路由实现网络互联、06 利用RIP实现网络互联

05静态路由实现网络互联路由技术与校园网应用路由技术作用连接不同地域网络，解决多网络间信息传输，实现全球互联网互通。路由系统功能主要负责网络连接与路径选择，通过数万台路由器协同工作，执行算法优化路径。网络拓扑结构网状结构形成，多路径选择，需路由器群协作，执行路由算法，优化传输路线。路由设备管理由运营商或企业网络部门管理，通过路由协议交换信息，实现路径优化与网络互通。静态路由技术应用以校园网为例，介绍静态路由技术在实际场景中的应用与管理方式。学习IP地址的基本知识01IPv4地址简介

IPv4地址简介全球唯一标识，网络中定位TCP/IP主机，逻辑地址可修改但不重复。

IP地址理解类比现实方位标识，确保网络通信准确无误。IPv4地址简介

IPv4地址及其分类IPv4是32位，分点分十进制或4个八位组，由网络位和主机位构成，分5类，实际用A、B、C类，D类组播，E类保留科研。IPv4地址简介：一些特殊的IP地址下面列出的IP地址不能用来标识某个TCP/IP主机，而是专用于一些特殊的场合

本地环回地址127.x.y.z属于本地回环测试地址，ping该地址可检验本地网卡安装及TCP/IP协议栈配置是否正确。IPv4地址简介：一些特殊的IP地址广播地址

IPv4广播地址广播地址分直接与受限，直接广播地址主机位全1，如136.78.255.255；受限广播地址全位1，即255.255.255.255，仅限本网络内广播，不跨网传播。IPv4地址简介：一些特殊的IP地址IP地址0.0.0.0代表任何网络；主机位全部为0代表某一个网络IP地址169.254.x.y，即自动分配私有IP地址（AutomaticPrivateIPAddressing，APIPA）。如果DHCP的客户端无法从DHCP服务器租用到IP地址，则它们会自动产生一个网络号为169.254.0.0的临时地址，利用它与同一个网络内也是使用169.254.x.y地址的计算机通信IPv4地址简介

私有IP地址RFC1918定义A、B、C类私有IP地址，局域网可用无需申请，需NAT技术协助对外通信。IPv4地址简介：子网掩码子网掩码的功能一：区分网络位与主机位

子网掩码功能区分IP地址网络位与主机位，帮助网络内主机识别同网段，连续1标识网络位，连续0标识主机位，AND运算确定网络号。

子网掩码作用原理通过AND运算结合IP地址与子网掩码，确定网络号，剩余为主机号，用于判断两主机是否在同一网段，决定直接通信或需经由路由器。IPv4地址简介：子网掩码子网掩码的功能二：分割网络为子网

子网划分原理通过借用主机位作为子网位，可划分2^N个子网，每个子网最多允许2^(M-N)-2个主机，需去除全0和全1子网号在非CIDR环境下。

子网掩码作用用于将大网络分割成多个子网，每个子网需唯一网络号，可通过申请多个网络号或用子网掩码划分单一网络实现。IPv4地址的应用：子网的划分子网划分的方法

子网划分计算IP转二进制，子网掩码同转，网络位与主机位分界，置0得网络地址，置1得广播地址，中间为可用IP范围。子网划分实例192.168.1.0/24划分，子网数8，每子网主机数30，网络位扩展，主机位缩减，计算基于2的幂次法则。IPv4地址的应用：子网的划分子网划分的应用举例子网划分步骤从C类地址200.210.95.0划分6个子网，挪用3位主机位，子网掩码255.255.255.224，各子网地址递增32。子网地址与广播地址子网1-6地址分别为200.210.95.0,32,64,96,128,160，广播地址为31,63,95,127,159,191，每子网30个可用IP。IPv4地址的应用：子网的划分子网划分的快速应用方法

IPv4子网划分建立表格展示不同子网数对应的网络位数、子网掩码及可分配IP数，如2子网使用255.255.128.0掩码，可分配32766个IP。

子网划分实例续表细化至2048子网，挪用更多主机位，如2048子网需27/11网络位数，使用255.255.255.224掩码，每子网30个可用IP。IPv4地址的应用：VLSM可变长子网掩码

VLSM概念与优势VLSM是相对于有类IP地址的网络分配机制，可配置不同掩码，能灵活划分子网并保留足够主机数，基于比特位。IPv4地址的应用：VLSM可变长子网掩码VLSM在工程实践中的应用

VLSM应用通过VLSM,网络可细分为多级子网，合理规划全0和全1子网，高效利用地址空间。

VLSM实例局域网LAN用27位掩码满足30台设备需求，WAN则理想使用30位掩码，仅需2个地址，避免资源浪费。IPv4地址的应用：VLSM可变长子网掩码VLSM提高IP地址使用效率使用VLSM可增加IP地址灵活性，提高使用效率，其为不区分A、B、C类地址分类界线的编址方式。IPv6地址简介

IPv6地址资源IPv6提供近乎无限的地址空间，解决IPv4地址枯竭问题，支持互联网持续发展。

IPv6地址优势IPv6增强网络安全性，提升数据传输速度，改善服务质量，支持即插即用、移动性和多播功能。

IPv6地址长度IPv6地址长度为128位，采用十六进制表示，有3种主要表示方法。

十六进制表示法十六进制表示法格式为X:X:X:X:X:X:X:X，每个X是4位十六进制数，前导0可省略。

0位压缩表示法IPv6地址中间连续一段0可压缩为“::”以提高便捷性，“::”在地址中只能出现一次。

内嵌IPv4地址表示法为使IPv4用户访问IPv6资源，IPv4地址嵌入IPv6地址中，格式为X:X:X:X:X:X:d.d.d.d，前96位十六进制，后32位点分十进制，如::FFFF:192.168.0.1。路由器的接口和基本配置02路由器的硬件

路由器与交换机对比交换机无需配置，接电源连计算机即可组建简单局域网；路由器必须配置才能接入网络发挥作用。路由器的硬件：华为AR2220-AC路由器硬件配置路由器硬件配置

路由器硬件配置四核600MHz处理器，2GB内存，16MBFlash，交流150W电源，3个千兆口含GECombo光电复用接口，电光口默认自动识别，不可同时工作。

路由器外观设计正面与背面展示，一体化主控板设计，支持固定接口，GECombo接口实现光电灵活切换，适应不同场景需求。路由器的硬件：华为AR2220-AC路由器硬件配置接口与配置方式

接口功能8和9号为MiniUSB与CON/AUX，复用且互斥，用于控制台连接配置；11号ESD插孔，维护时需插入防静电腕带。

远程管理AUX接口支持Modem拨号，实现远程管理中心连接，适用于远程配置需求。路由器的硬件

AR2220-AC路由器接口AR2220-AC路由器背面有4个SIC槽位和2个WSIC槽位，可插接口单板扩展接口，2个SIC槽位可拆卸滑道合并为1个WSIC槽位，新槽位号取较大者。路由器的基本配置

学习情境项目中将涉及大量的路由器配置任务，为了能够更好地参与路由器配置工作，小张先学习了路由器的基本配置。路由器的基本配置：操作过程搭建网络拓扑

01路由器基本配置配置主机名、Console和VTY用户界面，接口配置与交换机有差异，需特别注意。

02网络拓扑搭建使用AR2220路由器，通过添加合适接口卡实现百兆以太网口和串行口连接，确保设备关机状态操作。路由器的基本配置：操作过程

配置主机名称进入系统视图，输入sysnameR1命令，将主机名称修改为R1，完成配置后显示[R1]。路由器的基本配置：操作过程配置控制台接口和启用远程登录

控制台配置设置Console口密码验证，密码为huawei，确保设备安全访问。

远程登录配置配置admin用户通过Telnet远程登录，使用AAA验证，密码加密存储，用户级别为配置级。路由器的基本配置：操作过程接口配置

配置串行接口广域网串行接口默认同步模式，需配置IP参数，示例：R1与R2的Serial1/0/0分别设为192.168.2.1与192.168.2.2。配置以太网接口以太网接口配置IP参数，如R1与R2的Ethernet2/0/1分别设为192.168.1.254与172.16.1.254。查看接口配置通过displayipinterfacebrief查看接口摘要信息，确认物理与协议状态；使用displayinterface具体接口查看详细状态。配置静态路由03路由技术简介路由技术关系转发与选择独立又配合，前者用后者维护的路由表，后者需前者发布数据分组。常用路由协议IP协议为转发标准，路由选择分静态与动态，配置合适选择协议是关键。寻径寻径是判定到达目的地最佳路径，由路由选择算法实现，该算法启动并维护路由表，路由器间通信更新路由表，反映网络拓扑变化并决定最佳路径即路由选择协议。转发转发是沿最佳路径传送信息分组，根据路由表决定数据转发、接口连接或丢弃，典型路由选择协议有静态路由和动态路由。静态路由静态路由是路由器中固定路由表，适用于网络范围不大、拓扑结构固定的网络，优点是简单、可靠、高效，优先级最高，冲突时以静态路由为准。动态路由动态路由是路由器间通信更新路由表，适用于大规模复杂网络，分IGP（如RIP、OSPF）和EGP（如BGP），常作静态路由补充。静态路由配置的实施

静态路由配置管理员需手动输入路由条目，适合简单稳定网络，条目多或网络频变不宜采用。

静态路由适用性适用于网络结构简单且稳定的场景，不适应频繁变动或大规模网络。静态路由配置的实施

网络中仅包含几台路由器在这种情况下，使用动态路由协议并没有任何实际好处。相反，动态路由可能会增加额外的管理负担。

单ISP网络接入Internet因为该ISP就是唯一的Internet出口点，所以不需要在此链路间使用动态路由协议。

"集中星形拓扑网络"集中星形拓扑结构由中心点和多个分散点组成，每个分散点仅一条连接到中心点，无需动态路由。静态路由配置的实施：操作过程

搭建网络拓扑网络拓扑如图5-11所示，请读者根据拓扑图在模拟器上搭建网络拓扑。静态路由配置的实施：操作过程配置路由器接口地址

静态路由配置配置R1接口IP：Serial1/0/0为192.168.0.6/30，Ethernet2/0/0为192.168.1.254/24，GigabitEthernet0/0/0为192.168.0.9/30。

查看接口状态R1四个接口物理层与链路层状态均为UP：Ethernet2/0/0，GigabitEthernet0/0/0，Serial1/0/0，NULL0。静态路由配置的实施：操作过程配置静态路由

01静态路由配置配置静态路由，以R1为例，针对非直连网络192.168.3.0/24、192.168.0.12/30、192.168.2.0/24，使用下一跳地址或出接口完成。

02查看路由表验证通过[R1]displayiprouting-table命令，检查包含"Static"标识的路由条目，确认静态路由设置正确，优先级为60。静态路由配置的实施：操作过程步骤3验证网络的连通性在PC1上利用ping命令测试到PC2和Server1的连通性，操作过程不再演示，请读者自行测试。静态路由配置的实施：操作过程配置默认路由

01默认路由配置用于转发未知目标地址的数据包，简化配置，提高网络性能。

02默认路由优先级通过设置优先值实现，值越大优先级越低，确保高可用性。THEEND谢谢06利用RIP实现网络互联动态路由RIP在大型网络应用网络互联方式静态路由维护难，动态路由适用大型网络，RIP为动态路由协议。RIP应用介绍本章与下一章详细讲解RIP在动态路由中的应用。学习RIP基本知识01任务1学习RIP基本知识

动态路由表的特点动态路由表内容通过路由器间交换信息，经算法运算得出，网络变化时会更新。

内部网关协议类型IETF制定的内部网关协议（IGP）包括OSPF协议和RIP协议。

本书主要介绍内容本书主要介绍内部网关协议RIP和OSPF。RIP简介

RIP简介RIP是应用较早、使用较普遍的内部网关协议，适用于小型同类网络自治系统内路由信息传递，基于距离矢量算法。

RIP的工作原理RIP是距离矢量路由协议，路由表从相邻路由器学来，收到的路由条目不变放入自己路由表，不完全了解整个网络，不知路由是否正确及目标是否可达。RIP术语metric值

RIP用跳数作metric值，直连网络为0，最大15，大于15不可达，适用于小型网络。管理距离

管理距离用于不同路由协议间比较，RIP为120，OSPF为110，EIGRP为90，路由器选管理距离最短的路由。传输协议

RIP将路由信息封装到UDP端口520数据包，版本1用广播地址255.255.255.255发送，版本2用组播地址发送。RIP版本

RIP有3个版本：RIPv1、RIPv2用于IPv4网络环境，RIPng用于IPv6网络环境。RIP运行的几个时间

RIPv1和RIPv2每隔30s发送路由表更新，路由180s未更新标记不可用，240s未更新从路由表删除。RIPv1和RIPv2的主要特点

RIP版本与默认行为配置RIP未指定版本时，路由器默认接收任意版本路由更新，只发送RIPv1版本路由更新。

RIP版本与安全加密RIP因路由更新可被任何运行RIP的路由器接收，为安全可加密更新，仅RIPv2支持明文或MD5加密认证。

RIPv1与RIPv2差异RIPv1无子网掩码，自动汇总为主类网络，限制多；RIPv2含子网掩码，支持CIDR和VLSM，可关闭自动汇总。

RIPv1与RIPv2区别RIPv1与RIPv2的主要区别：VLSM和CIDR支持、更新方式、IP类别、认证、更新是否带子网信息。RIP路由环路

RIP路由环路原因网络拓扑变化,RIP更新延迟,致路由收敛慢,产生错误路由,引发环路。

RIP路由环路影响数据包循环发送,消耗网络资源,效率低下,需采用特定策略解决。RIP路由环路

定义最大值RIP为避免路由更新延时造成环路，定义metric最大值为16，达16视为网络不可到达，不再接收该网络路由更新信息。

水平分割水平分割是消除路由环路并加快网络收敛的方法，规则为路由器从一个接口接收路由更新后，不再从此接口发送出去。

路由毒化路由毒化原理：网络故障时，路由器向相邻路由器发路由更新信息，标metric值为无穷大，依次通知各路由器网络失效，避免路由环路。

毒性逆转路由器B向A发送毒性逆转更新，说明192.168.1.0不可到达，确保所有路由器接收毒化路由信息，破坏水平分割是特例。

抑制计时器抑制计时器阻止定期更新消息不当时重置无效路由，保持路由改变一段时间，比更新传遍网络时间长。RIP路由环路：触发更新

触发更新加速网络收敛触发更新是路由变化时立刻发送更新信息，使网络路由器最短时间内收到，加快收敛速度。

抑制时间解决路由环路抑制时间内忽略同目的、同样或更差度量值的路由，确保触发更新传遍网络，避免损坏路由重新插入，解决路由环路。利用RIP实现网络互联02学习情境学习情境小张依据拓扑图实践RIP配置，深化理论学习，提升网络技能。实践操作通过实际配置RIP，小张将理论知识转化为操作能力，增强问题解决技巧。操作过程：搭建网络拓扑

网络拓扑搭建指南网络拓扑如图6-2所示，请读者根据拓扑图在模拟器上搭建网络拓扑。操作过程：搭建网络拓扑设备地址分配详情

网络设备配置PC1至PC3配置网卡IP:172.18.1-3.1/24;R1至R3及ISP接口IP覆盖172.16.123.x/30,100.0.0.x/24,确保网络连通性。

网络拓扑构建R1、R2、R3路由器通过S1/0/0,S1/0/1,S2/0/0接口互联,形成骨干网络,连接PC1-3实现局域网通信,接入ISP完成广域网连接。操作过程

配置计算机的IP地址根据表6-2分配地址，参照图6-3中PC1的配置示例，按相同方法配置图6-2网络拓扑中其他计算机的IP地址。操作过程：配置路由器的接口地址R1接口地址配置

配置GigabitEthernet0/0/0设置IP地址172.18.1.2/24于GigabitEthernet0/0/0接口。配置Serial1/0/0Serial1/0/0接口配置为172.16.123.1/30。配置Serial1/0/1分配172.16.123.6/30给Serial1/0/1接口。配置Serial2/0/0Serial2/0/0接口IP设为100.0.0.1/24。操作过程：配置路由器的接口地址R2接口地址配置

配置GigabitEthernet0/0/0设置IP地址172.18.2.2/24于GigabitEthernet0/0/0接口。

配置Serial1/0/0设置IP地址172.16.123.2/30于Serial1/0/0接口。

配置Serial1/0/1设置IP地址172.16.123.9/30于Serial1/0/1接口。操作过程：配置路由器的接口地址R3接口地址配置

配置GigabitEthernet0/0/0设置IP地址172.18.3.2/24于GigabitEthernet0/0/0接口。

配置Serial1/0/1设置IP地址172.16.123.10/30于Serial1/0/1接口。

配置Serial1/0/0设置IP地址172.16.123.5/30于Serial1/0/0接口。操作过程：配置路由器的接口地址ISP接口地址配置配置ISP接口地址：进入Serial1/0/0接口，设置IP地址为100.0.0.2，子网掩码24位。测试设备连通性利用ping命令测试相邻设备连通性，检查IP地址配置是否正确，确认相邻设备能相互通信，此步骤需读者自行操作。操作过程：使用RIPv2进行配置开启RIPv2

使用RIPv2配置在三台路由器上依次开启RIPv2，通过命令行配置版本为RIPv2，以支持子网掩码和图6-2所示拓扑功能。配置命令执行[R1]rip，[R1-rip-1]version2，同理在[R2]和[R3]上操作，确保RIP进程默认号为1，版本升级至RIPv2。操作过程：使用RIPv2进行配置宣告网段信息

网络配置通过RIPv2协议，各路由器需发布172.16.0.0与172.18.0.0两个直连网段，采用标准A、B类地址，忽略子网划分。

具体命令在R1、R2、R3上执行[R-x-rip-1]network命令，分别宣告172.18.0.0和172.16.0.0网段，实现信息共享。操作过程：使用RIPv2进行配置

外网访问限制说明R1路由器S2/0/0接口连ISP路由器，其直连网段未发布致用户无法访问外网，后续将添加路由实现内网访问外网。操作过程：步骤3查看路由器的路由信息查看路由器R1的路由表