1、理解路由器的功能和作用；了解路由器的理解路由器的功能和作用；了解路由器的分类；理解路由的基本过程；理解静态路由和分类；理解路由的基本过程；理解静态路由和动态路由；理解缺省路由；了解常用的路由协动态路由；理解缺省路由；了解常用的路由协议。议。路由与路由协议路由与路由协议第1页，共56页。路由器的作用路由器的作用路由的过程路由的过程路由表路由表路由协议路由协议路由与路由协议路由与路由协议第2页，共56页。路由与路由协议路由与路由协议第3页，共56页。路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是转发分组。也就是说，口的专用计算机，其任务是转
2、发分组。也就是说，将路由器某个输入端口收到的分组，按照分组要去将路由器某个输入端口收到的分组，按照分组要去的目的地（即目的网络），将该分组从某个合适的的目的地（即目的网络），将该分组从某个合适的输出端口转发给下一跳路由器。输出端口转发给下一跳路由器。路由器路由器第4页，共56页。目的站点源站点图14.1 路由器和OSI模型传输层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层传输层网络层数据链路层物理层路由器14.1 路由器路由器第5页，共56页。路由器路由器第6页，共56页。图14.2 路由器的实现 路由器路由器第7页，共56页。14.1.3 路由器的分类路由器的分类14.1 路由器路由器第8页
3、，共56页。路由器路由器第9页，共56页。14.1.5 路由器在网络互连中的作用路由器在网络互连中的作用1.提供异构网络的互连提供异构网络的互连路由器路由器第10页，共56页。1.提供异构网络的互连提供异构网络的互连图14.4 一个采用路由器互连的网络路由器A路由器B路由器C主机A主机B主机3主机4主机5主机A9主机A8主机6主机B1主机B0F0/1F0/0F0/0S0/0S0/1F0/0T0以太网1以太网2令牌环网 路由器路由器第11页，共56页。路由器路由器第12页，共56页。路由器路由器第13页，共56页。路由器路由器第14页，共56页。2.实现网络的逻辑划分实现网络的逻辑划分F0/11
4、92.168.2.1图14.5 一个由路由器互连的网络主机A192.168.1.2主机3192.168.1.4主机4192.168.2.2主机6192.168.2.4F0/0 192.168.2.1网络1：192.168.1.0网络2：192.168.2.0主机A7主机B主机5T0192.168.3.1主机A9主机A8网络3：192.168.3.0 路由器路由器第15页，共56页。路由器路由器第16页，共56页。3.实现实现VLAN之间的通信之间的通信图14.6 路由器用于实现不同VLAN之间的通信路由器电子工程系汽车系教务处1 9 2.1 6 8.1.0 1 9 2.1 6 8.2.0 19
5、2.168.3.0 路由器路由器第17页，共56页。路由器路由器第18页，共56页。14.2.1 14.2.1 被路由协议和路由选择协议被路由协议和路由选择协议被路由协议被路由协议 路由选择协议路由选择协议网络层协议的运行网络层协议的运行 多协议路由多协议路由 路由选择表路由选择表 路由选择路由选择第19页，共56页。1.被路由协议被路由协议路由选择路由选择第20页，共56页。2.路由选择协议路由选择协议路由选择路由选择第21页，共56页。2.路由选择协议路由选择协议 路由选择路由选择第22页，共56页。2.路由选择协议路由选择协议路由选择路由选择距离矢量路由选择 链路状态路由选择 从网络邻居
6、的角度观察网络拓扑结构 得到整个网络的拓扑结构图 路由器转换时增加距离矢量 计算出通往其他路由器的最短路径 频繁、周期地更新；慢速收敛 由事件触发来更新；快速收敛 把整个路由表发送到相邻路由器 只把链路状态路由选择的更新传送到其他路由器上 第23页，共56页。图14.7 网络层协议的运行过程XABCY应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层XYABC路由选择路由选择第24页，共56页。路由选择路由选择第25页，共56页。图图14.9 连接在同一台路由器上的两个网段连接在同一台路
7、由器上的两个网段主机主机AIP：192.168.1.2MAC：0000.0C11.1111路由器路由器f0/0接口接口IP：192.168.1.1MAC：0000.0C22.2222Y主机主机BIP：192.168.2.2MAC：0000.0C44.4444数据包数据包a路由器路由器f0/1接口接口IP：192.168.2.1MAC：0000.0C33.3333路由器路由器A14.2.2 14.2.2 路由的基本过程路由的基本过程路由选择路由选择第26页，共56页。动态路由和静态路由动态路由和静态路由路由进程确定路径的方法有两种：路由进程确定路径的方法有两种：第27页，共56页。动态路由和静态
8、路由动态路由和静态路由 缺省路由缺省路由 在在Cisco路由器上可以配置三种路由路由器上可以配置三种路由:第28页，共56页。动态路由和静态路由动态路由和静态路由在全局配置模式下，建立静态路由的命令格式为：router（config）#ip routerip router prefix mask address|interface distance tagtag tag permanentPrefix：所要到达的目的网络。mask：子网掩码。address：下一跳的IP地址，即相邻路由器的端口地址。interface：本地网络接口。distance：管理距离（可选）。tag ：tag值（可选）
9、。permanent：指定此路由即使该端口关掉也不被移掉。14.3.1静态路由静态路由第29页，共56页。动态路由和静态路由动态路由和静态路由要想使每台路由器对到每个可能目的地的路由都进行维护是不可行的，所以路由器可以保存一条缺省路由，或者叫最后的可用路由。当路由器不能用路由表中的一个更具体条目来匹配一个目的网络时，它就将使用缺省路由，即“最后的可用路由”。14.3.2缺省路由缺省路由第30页，共56页。动态路由和静态路由动态路由和静态路由动态路由的成功依赖于路由器的两个基本功能：维护路由选择表。以路由更新的形式将信息及时地发布给其它路由器。动态路由依靠一个路由选择协议和其他路由器共享信息。一
10、个路由选择协议定义了一系列规则，当路由器和邻居路由器通信时就使用这些规则。14.3.3动态路由动态路由第31页，共56页。动态路由和静态路由动态路由和静态路由3.3.动态路由协议基础：动态路由协议基础：自治域系统自治域系统路由协议的分类（有类和无类）路由协议的分类（有类和无类）邻居关系邻居关系网络路径的度量网络路径的度量收敛时间收敛时间14.3.3动态路由动态路由第32页，共56页。动态路由和静态路由动态路由和静态路由 （1）自治域系统）自治域系统 自治域系统是指处在一个统一管理的域下的一组网络的集合。自治域系统是指处在一个统一管理的域下的一组网络的集合。一般情况下，从协议的方面来看，可以把运
11、行同一种路由协议的一般情况下，从协议的方面来看，可以把运行同一种路由协议的网络看做是一个自治域系统；从地理区划方面来看，一个电信运网络看做是一个自治域系统；从地理区划方面来看，一个电信运营商或者具有大规模网络的企业可以被分配一个或多个自治域系营商或者具有大规模网络的企业可以被分配一个或多个自治域系统。统。第33页，共56页。动态路由协议动态路由协议内部网关协议（内部网关协议（IGPIGP）外部网关协议（外部网关协议（EGPEGP）主要用于多个自治域之间的路由选择BGP和BGP-4自治域内部采用的路由选择协议自治域内部采用的路由选择协议RIPRIP、IGRPIGRP、EIGRPEIGRP、OSP
12、FOSPF 动态路由和静态路由动态路由和静态路由第34页，共56页。路由协议路由协议有类（有类（Classful）的路由协议）的路由协议无类（无类（Classless）的路由协议）的路由协议支持可变长度的子网掩码，能够从邻居那里学到子网，所有关于子网的路由在被学到时都不用被变成子网的主类网，而以子网的形式直接进入路由表。不支持可变长度的子网掩码，不能从邻居那里学到子网，不支持可变长度的子网掩码，不能从邻居那里学到子网，所有关于子网的路由在被学到时都会自动变成子网的主所有关于子网的路由在被学到时都会自动变成子网的主类网类网 动态路由和静态路由动态路由和静态路由第35页，共56页。路由器A图14.
13、14 路由器邻居关系路由器B192.168.1.0网段192.168.3.0网段192.168.2.0网段HelloHello形成邻居关系我知道192.168.1.0网段我知道192.168.3.0网段 动态路由和静态路由动态路由和静态路由第36页，共56页。动态路由和静态路由动态路由和静态路由 （4）网络路径的度量）网络路径的度量 所谓度量值（度量值 value），就是路由器根据自己的路由算法计算出来的一条路径的优先级。当有多条路径到达同一个目的地时，度量值最小的路径是最佳的路径，应该进入路由表。路由器中最常用的度量值包括：带宽（bandwidth）延迟（delay）负载（load）可靠性（
14、reliability）跳数（hop count）滴答数（ticks）开销（cost）第37页，共56页。动态路由和静态路由动态路由和静态路由（5 5）收敛时间）收敛时间路由选择算法对动态路由选择来说是基础。只要因为网络升级、重新配置或故障而改变，网络信息库就必须随之改变。信息需要以精确的、一致的观点反映新的拓扑结构。这个精确的、一致的观点就称为收敛（convergence）。当一个互联网中的所有路由器都运行着相同的信息时，就称为该网络已收敛。快速收敛是网络希望具有的特征，因为它可以尽量避免路由器利用过时的信息作出错误的或无效的路由判断。第38页，共56页。动态路由和静态路由动态路由和静态路由
15、4.4.配置路由器使用路由选择协议配置路由器使用路由选择协议（1 1）RouterRouter命令启动一个路由选择进程。语法如下：命令启动一个路由选择进程。语法如下：RouterRouter（configconfig）#router router protocol options protocol options其中：其中：protocolprotocol：可以是：可以是RIPRIP、IGRPIGRP、EIGRPEIGRP或或OSPFOSPF等。等。OptionsOptions：表示自治域系统号，例如：表示自治域系统号，例如IGRPIGRP和和EIGRPEIGRP协议中所使用协议中所使用的。的
16、。（2 2）NetworkNetwork命令是必需的。命令是必需的。NetworkNetwork命令的语法如下：命令的语法如下：RouterRouter（config-rputerconfig-rputer）#network network network-numbernetwork-number其中：其中：network-numbernetwork-number是直连网络的是直连网络的IPIP网络地址。网络地址。第39页，共56页。14.4 路由选择协议路由选择协议 路由信息协议路由信息协议(Routing Information Protocol(Routing Information P
17、rotocol，简称，简称RIP)RIP)是应用较早、使用较普遍的内部网关协议，适用于由是应用较早、使用较普遍的内部网关协议，适用于由同一个网络管理员管理的网络内的路由选择，是典型的距同一个网络管理员管理的网络内的路由选择，是典型的距离向量离向量(distance-vector)(distance-vector)协议。协议。RIPRIP采用距离向量算法，采用距离向量算法，即路由器根据跳数作为度量标准来确定到给定目的地的最即路由器根据跳数作为度量标准来确定到给定目的地的最佳路由。佳路由。14.4.1路由选择信息协议路由选择信息协议第40页，共56页。14.4 路由选择协议路由选择协议 RIPRI
18、P协议配置协议配置：（1 1）启动）启动RIPRIP路由路由（2 2）配置参与配置参与RIPRIP路由的子网路由的子网（3 3）（可选）指定）（可选）指定RIPRIP发送单播更新发送单播更新（4 4）（可选）配置）（可选）配置RIPRIP的版本的版本（5 5）（可选）配置端口不发送）（可选）配置端口不发送RIPRIP更新更新（6 6）（可选）调整路由选择协议计时器）（可选）调整路由选择协议计时器14.4.1路由选择信息协议路由选择信息协议第41页，共56页。14.4 路由选择协议路由选择协议相关调试命令相关调试命令 ：RouterRouter（configconfig）#show ip pro
19、tocols#show ip protocols RouterRouter（configconfig）#show ip router#show ip router RouterRouter（configconfig）#show ip rip database#show ip rip database RouterRouter（configconfig）#debug ip rip#debug ip rip 14.4.1路由选择信息协议路由选择信息协议第42页，共56页。14.4 路由选择协议路由选择协议IGRPIGRP是一种距离向量型的内部网关协议（是一种距离向量型的内部网关协议（IGPIGP）
20、。距离向）。距离向量路由协议要求每个路由器以规则的时间间隔向其相邻的量路由协议要求每个路由器以规则的时间间隔向其相邻的路由器发送其路由表的全部或部分。随着路由信息在网络路由器发送其路由表的全部或部分。随着路由信息在网络上扩散，路由器就可以计算到所有结点的距离。上扩散，路由器就可以计算到所有结点的距离。14.4.2 IGRP协议协议第43页，共56页。14.4 路由选择协议路由选择协议EIGRPEIGRP是一个平衡混合型路由协议（是一个平衡混合型路由协议（CiscoCisco公司创造的术公司创造的术语），既有传统的距离矢量协议的特点（路由信息依靠语），既有传统的距离矢量协议的特点（路由信息依靠邻
21、居路由器通告，遵守路由水平分割和毒性逆转规则，邻居路由器通告，遵守路由水平分割和毒性逆转规则，路由自动归纳，配置简单。又有传统的链路状态路由协路由自动归纳，配置简单。又有传统的链路状态路由协议的特点（没有路由跳数的限制，当路由信息发生变化议的特点（没有路由跳数的限制，当路由信息发生变化时，采用增量更新的方式，保留对所有可能路由（网络时，采用增量更新的方式，保留对所有可能路由（网络的拓扑结构）的了解、支持变长子网掩码、路由手动归的拓扑结构）的了解、支持变长子网掩码、路由手动归纳。）。纳。）。14.4.3 EIGRP协议协议第44页，共56页。14.4 路由选择协议路由选择协议在在EIGRPEIG
22、RP中，有五种类型的数据包：中，有五种类型的数据包：HELLOHELLO包包 更新包（更新包（updateupdate）查询包（查询包（queryquery）答复包（答复包（replyreply）确认包（确认包（ACKACK）14.4.3 EIGRP协议协议第45页，共56页。14.4 路由选择协议路由选择协议EIGRPEIGRP路由协议维护以下三个表路由协议维护以下三个表 （1 1）邻居表）邻居表 （2 2）拓扑表）拓扑表 （3 3）路由表）路由表14.4.3 EIGRP协议协议第46页，共56页。14.4 路由选择协议路由选择协议 开放最短路径优先（开放最短路径优先（Open Shorte
23、st Path FirstOpen Shortest Path First，OSPFOSPF）是一种基于开放标准的典型的链路状态路由选择协议。采用是一种基于开放标准的典型的链路状态路由选择协议。采用OSPFOSPF的路由器彼此交换并保存整个网络的链路信息，从而掌的路由器彼此交换并保存整个网络的链路信息，从而掌握全网的拓扑结构，独立计算路由。握全网的拓扑结构，独立计算路由。14.4.4 OSPF协议协议第47页，共56页。14.4 路由选择协议路由选择协议 EGP EGP由以下三个独立的过程组成：由以下三个独立的过程组成：邻机探测过程：用以定义两个相邻网关决定是否同意邻机探测过程：用以定义两个相
24、邻网关决定是否同意变成邻机。变成邻机。邻机可达性过程：用以监视邻机之间的链路。邻机可达性过程：用以监视邻机之间的链路。网络可达性过程：网络可达性处理。网络可达性过程：网络可达性处理。14.4.5 14.4.5 外部网关路由协议外部网关路由协议EGPEGP第48页，共56页。14.4 路由选择协议路由选择协议BGPBGP是一种在是一种在TCPTCPIPIP网络中完成域间路由计算的协议，它网络中完成域间路由计算的协议，它是一种外部网关协议。这也意味着它是在多个是一种外部网关协议。这也意味着它是在多个ASAS域内或是域内或是域间对分组传输的路由进行选择和域间路由信息交换的协域间对分组传输的路由进行选
25、择和域间路由信息交换的协议。作为一种标准的外部网关协议，议。作为一种标准的外部网关协议，BGPBGP设计之初就是为解设计之初就是为解决大型互连网的路由选择问题的，应用结果证明决大型互连网的路由选择问题的，应用结果证明BGPBGP较较EGPEGP更具有优良的扩展性和更高的效能。更具有优良的扩展性和更高的效能。14.4.6 边界网关路由协议边界网关路由协议BGP第49页，共56页。14.5 任务任务1：路由器的配置：路由器的配置 1.1.通过控制台端口直接访问路由器通过控制台端口直接访问路由器 大多数Cisco设备都使用逆转（rollover）电缆来连接到路由器的控制台端口。该电缆的另一端与一个R
26、J45-to-DB9或RJ45-to-DB25终端适配器相连，而后者被连接到PC上的串行通信端口（COM1、COM2或其他COM端口）。和交换机的连接基本一样。2.为为telnet访问配置路由器访问配置路由器 本实例将以Cisco2611路由器为例进行配置，以便能够从LAN上的任何工作站访问它。(1)配置路由器的主机名、以太网IP地址和vty线路。（2）在PC上利用telnet通过LAN/WAN访问路由器第50页，共56页。14.5 任务任务1：路由器的配置：路由器的配置3.配置无编号配置无编号IP接口接口路由器routera的serial0/0（211.81.192/1）和路由器router
27、b的serial0/0（211.81.193.1）接口可以在这条串行链路上通过TCP/IP通信，尽管它们不属于同一个IP子网，如图14.15所示。RouteARouteB211.81.192.1无编号IPF0/0S0/0S0/0图14.15 无编号IP地址配置F0/0211.81.193.1无编号IP第51页，共56页。14.5 任务任务1：路由器的配置：路由器的配置 4.在专线中配置默认路由在专线中配置默认路由如图14.16所示是一个企业通过专线上网的示意图。需要在企业端的路由器B进行默认路由的配置。路由器A在电信一段，一般由电信工作人员进行配置。图14.16 在末节网络拓扑中配置静态默认路由F0/0：192.168.1.1/24S0/0：218.12.225.5/30路由器A路由器B电信S0/0：218.12.225.6/30企业内部局域网第52页，共56页。14.5 任务任务2：RIP协议配置协议配置 VLAN1RtbLo0192.169.2.2/24图14.17 RIP配置示例RtaLo0192.169.1.1/24端口2端口1F0/0192.168.1.1/24F0/0192.168.1.2/24F0/1192.168.2.2/24VLAN2端口3第53页，共56页。习习 题题第54页，共56页。习习 题题第55页，共56页。习习 题题第56页，共56页。
