第四章路由技術(shù)

目錄4.1路由器技術(shù)基礎(chǔ)4.2靜態(tài)路由4.3動態(tài)路由4.4地址轉(zhuǎn)換技術(shù)4.5中小型企業(yè)網(wǎng)的組建

4.1路由器技術(shù)基礎(chǔ)路由器簡介路由器■路由器的基本組件●-CPU●

RAM●

ROM■操作系統(tǒng)●路由器是網(wǎng)絡(luò)組成的中心●

-路由器通常用于兩種連接:●

-WAN連接(連接到ISP)●

-LAN連接路由器是計(jì)算機(jī)■路由器檢查數(shù)據(jù)報(bào)的目的IP地址，有助于確定最佳路徑添加到路由表中。路由器組件路由器軟件InternetworkOperatingSystem（IOS）路由器接口■路由器管理接口：Console口Auxiliary口■路由器物理接口使得路由器接受或發(fā)送數(shù)據(jù)包■每個(gè)接口連接到一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)■路由器外部由各種插孔和插座組成■接口類型:-以太網(wǎng)-快速以太網(wǎng)-串口-DSL-ISDN-Cable現(xiàn)實(shí)中的路由表直連網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的路由表基本的下一站路由選擇算法子網(wǎng)選路統(tǒng)一路由選擇算法中的路由表■特定主機(jī)路由表項(xiàng)掩碼：，目的地址：目的主機(jī)IP地址■默認(rèn)路由表項(xiàng)掩碼：，目的地址：默認(rèn)路由器的IP地址■標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)路由表項(xiàng)A類網(wǎng)絡(luò)–掩碼：，目的地址：目的A類網(wǎng)絡(luò)的IP地址B類網(wǎng)絡(luò)–掩碼：，目的地址：目的B類網(wǎng)絡(luò)的IP地址C類網(wǎng)絡(luò)–掩碼：，目的地址：目的C類網(wǎng)絡(luò)的IP地址■子網(wǎng)路由表項(xiàng)掩碼：子網(wǎng)具有的掩碼，目的地址：目的子網(wǎng)的IP地址統(tǒng)一的路由選擇算法IP數(shù)據(jù)報(bào)傳輸與處理過程（1）IP數(shù)據(jù)報(bào)傳輸與處理過程（2）IP數(shù)據(jù)報(bào)傳輸與處理過程（3）路由器配置（1）路由器配置（2）路由器配置（3）■檢驗(yàn)基本的路由配置-使用showrunning-config命令-存儲路由器基本配置copyrunning-configstartup-config-其他檢驗(yàn)路由器的命令:Showrunning-config–顯示當(dāng)前隨機(jī)訪問存儲器中的配置Showstartup-config–顯示NVRAM中的配置文件ShowIProute–現(xiàn)實(shí)路由表Showinterfaces–顯示所有接口的配置信息ShowIPintbrief-顯示接口的簡要信息

查看路由表

■

Showiproute用于查看路由表知識拓展■在兩臺設(shè)備中使用動態(tài)路由配置使PC2可以直接Ping通Router1所連接的PC1。■在Router2中使用標(biāo)準(zhǔn)訪問控制列表控制PC2可以Ping通Router1所連接的PC1，但不可以Ping通Router1的S1/0接口?！鲈赗outer2中使用擴(kuò)展訪問控制列表控制PC2可以Ping通Router1所連接的PC1，但不可以通過telnetRouter1的S1/0接口訪問Router1。4.2靜態(tài)路由

靜態(tài)路由簡介■路由是指為到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)所進(jìn)行的最佳路徑選擇，路由是網(wǎng)絡(luò)層最重要的功能。路由分類

路由協(xié)議距離矢量路由協(xié)議（如RIP）鏈路狀態(tài)路由協(xié)議（如OSPF，IS-IS）靜態(tài)路由協(xié)議動態(tài)路由協(xié)議靜態(tài)路由■路由表中的靜態(tài)路由-包含:網(wǎng)絡(luò)地址和子網(wǎng)掩碼以及路由下一跳IP地址或出接口-在路由表中用S標(biāo)出-在靜態(tài)或動態(tài)路由被使用之前，路由表中必須包含與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的直連路由■何時(shí)使用靜態(tài)路由-路由器較少-唯一外連出口-星型拓?fù)鋓proute命令的語法和用途■iproute用途從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)路由到末節(jié)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，一般使用靜態(tài)路由iproute命令的語法和用途■

IProute命令配置靜態(tài)路由:iproute例如:配置靜態(tài)路由■在路由表中放置一條靜態(tài)路由配置靜態(tài)路由■配置兩個(gè)以上遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的路由在R1使用命令教學(xué)方法與任務(wù)結(jié)果

■教學(xué)方法學(xué)生分組進(jìn)行任務(wù)實(shí)施，可以3～5人一組，小組討論，確定方案后進(jìn)行講解，教師給予指導(dǎo)，全體學(xué)生參與評價(jià)?！鋈蝿?wù)結(jié)果方案實(shí)施完成后，首先要檢測路由器的配置情況，通過ping命令進(jìn)行測試，確保不同的網(wǎng)絡(luò)可以通過路由器進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)的互通。

4.3動態(tài)路由

工作任務(wù)■某公司包括總公司和分公司兩部分，總公司和分公司分別使用一臺路由器連接2個(gè)部門，需要將兩臺路由器通過廣域網(wǎng)鏈路連接在一起并進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐渲?，以?shí)現(xiàn)總公司和分公司各部門網(wǎng)絡(luò)間的互通?！鰹榱吮阌诠芾韱T在未來將總公司和分公司擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)數(shù)量時(shí)，不需要同時(shí)更改路由器的配置，計(jì)劃使用RIP或OSPF路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間的互通。動態(tài)路由簡介■最廣泛的路由協(xié)議有兩種：一種是RIP（RoutingInformationProtocol，路由信息協(xié)議），另一種是OSPF（OpenShortestPathFirst，開放式最短路徑優(yōu)先）協(xié)議。RIP采用距離—矢量算法，OSPF則使用鏈路—狀態(tài)算法。

路由協(xié)議分類

路由協(xié)議距離矢量路由協(xié)議（如RIP）鏈路狀態(tài)路由協(xié)議（如OSPF，IS-IS）靜態(tài)路由協(xié)議動態(tài)路由協(xié)議動態(tài)路由協(xié)議■維護(hù)路由表-動態(tài)路由協(xié)議用來共享路由信息維護(hù)更新自身的路由表■

IProutingprotocols.常見的路由協(xié)議:-RIP-IGRP-EIGRP-OSPFRIP協(xié)議與距離-矢量算法

■RIP是一種較為簡單的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（InteriorGatewayProtocol，IGP），主要用于規(guī)模較小的網(wǎng)絡(luò)中?！鼍嚯x—矢量路由選擇算法

基本思想是路由器周期性地向其相鄰路由器廣播自己知道的路由信息，用于通知相鄰路由器自己可以到達(dá)的網(wǎng)絡(luò)以及到達(dá)該網(wǎng)絡(luò)的距離（通常用“跳數(shù)”表示），相鄰路由器可以根據(jù)收到的路由信息修改和刷新自己的路由表。路徑度量值metric■

metric：表征路徑優(yōu)劣的數(shù)值■

metric越小，說明路徑越好距離-矢量路由算法■路由器啟動時(shí)初始化自己的路由表

●初始路由表包含所有去往與該路由器直接相連的網(wǎng)絡(luò)路徑

●初始路由表中各路徑的距離均為0■各路由器周期性地向其相鄰的路由器廣播自己的路由表信息OSPF協(xié)議■OSPF是OpenShortestPathFirst（即“開放最短路由優(yōu)先協(xié)議”）的縮寫。

OSPF區(qū)域■

OSPF協(xié)議允許自治系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)被劃分成區(qū)域來管理，區(qū)域間傳送的路由信息被進(jìn)一步抽象，從而減少了占用網(wǎng)絡(luò)的帶寬。

OSPF的配置■本拓?fù)渲杏腥齻€(gè)帶寬各不相同的串行鏈路，且每臺路由器都具有多條路徑通向遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。routerospf命令■啟用OSPF使用以下命令:

R1(config)#routerospfprocess-id

Processid:是一個(gè)介于1和65535之間的數(shù)字，由網(wǎng)絡(luò)管理員選定。process-id僅在本地有效，這意味著路由器之間建立相鄰關(guān)系時(shí)無需匹配該值。network命令■Router(config-router)#network

network-addresswildcard-mask

area

area-id

通配符掩碼:網(wǎng)絡(luò)地址和通配符掩碼一起,用于指定此network命令啟用的接口或接口范圍.

area:OSPF區(qū)域是共享鏈路狀態(tài)信息的一組路由器。OSPF網(wǎng)絡(luò)也可配置為多區(qū)域.

area-id:如果所有路由器都處于同一個(gè)OSPF區(qū)域，則必須在所有路由器上使用相同的area-id來配置network命令比較好的做法是在單區(qū)域OSPF中使用area-id0教學(xué)方法與任務(wù)結(jié)果

■教學(xué)方法學(xué)生分組進(jìn)行任務(wù)實(shí)施，可以3～5人一組，小組討論，確定方案后進(jìn)行講解，教師給予指導(dǎo)，全體學(xué)生參與評價(jià)?！鋈蝿?wù)結(jié)果方案實(shí)施完成后，首先要檢測路由器動態(tài)路由的配置情況，通過ping命令進(jìn)行測試，確保不同的網(wǎng)絡(luò)可以通過路由器進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)的互通。

4.4地址轉(zhuǎn)換技術(shù)

NAT概述■NAT的基本概念網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NetworkAddressTranslation，NAT)通過將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的私有IP地址翻譯成全球唯一的公網(wǎng)IP地址，使內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)可以連接到互聯(lián)網(wǎng)等外部網(wǎng)絡(luò)上，廣泛應(yīng)用于各種類型因特網(wǎng)接入方式和各種類型的網(wǎng)絡(luò)中。

■

NAT的實(shí)現(xiàn)方式有三種●靜態(tài)轉(zhuǎn)換就是將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的私有IP地址轉(zhuǎn)換為公有合法的IP地址時(shí)，IP地址的對應(yīng)關(guān)系是一對一的，是不變的，即某個(gè)私有IP地址只轉(zhuǎn)換為某個(gè)固定的公有IP地址。借助于靜態(tài)轉(zhuǎn)換，能實(shí)現(xiàn)外部網(wǎng)絡(luò)對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中某些特定設(shè)備(如服務(wù)器)的訪問。NAT●動態(tài)轉(zhuǎn)換是指將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的私有地址轉(zhuǎn)換為公有地址時(shí)，IP地址對應(yīng)關(guān)系是不確定的、隨機(jī)的，所有被授權(quán)訪問因特網(wǎng)的私有地址可隨機(jī)轉(zhuǎn)換為任何指定的合法地址?！癯dNAT（PAT）是改變外出數(shù)據(jù)包的源IP地址和源端口并進(jìn)行端口轉(zhuǎn)換，即端口地址轉(zhuǎn)換采用超載NAT方式。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)均可共享一個(gè)合法外部IP地址實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)的訪問，從而可以最大限度地節(jié)約IP地址資源。NAT的優(yōu)缺點(diǎn)■優(yōu)勢：●節(jié)省合法注冊地址；●

NAT可以減少規(guī)劃地址集時(shí)地址重疊情況的發(fā)生。

■缺點(diǎn)：●

NAT增加了配置和排錯(cuò)的復(fù)雜性?！?/p>

NAT也可能會使某些需要使用內(nèi)嵌IP地址的應(yīng)用不能正常工作，因?yàn)樗[藏了端到端的IP地址。NAT的應(yīng)用支持的業(yè)務(wù)類型和應(yīng)用支持在數(shù)據(jù)流中有IP地址的業(yè)務(wù)類型不支持的業(yè)務(wù)類型任何應(yīng)用數(shù)據(jù)流中不承載源/目的IP地址的TC/UDP業(yè)務(wù)ICMP路由表更新HTTPFTP(包括PORT和PASV)DNS區(qū)域傳送TFTPTCP／IP上的NetBIOS(數(shù)據(jù)報(bào)、名稱和會話服務(wù)BOOTPTelnetDNStalk，ntalkNTPH.323／NetMeetingSNMPNFSIP多播(只轉(zhuǎn)換源地址)NetshowNAT支持的數(shù)據(jù)流NAT的應(yīng)用■轉(zhuǎn)換內(nèi)部LAN的地址內(nèi)部局域網(wǎng)網(wǎng)段的地址經(jīng)過NAT，轉(zhuǎn)換成的內(nèi)部全局地址。NAT的配置■靜態(tài)NAT的配置NAT的配置

■內(nèi)部局域網(wǎng)使用的IP地址為～，路由器局域網(wǎng)端口(默認(rèn)網(wǎng)關(guān))的IP地址是，子網(wǎng)掩碼為?！鼍W(wǎng)絡(luò)分配的合法IP地址范圍是～，路由器在廣域網(wǎng)的地址是，子網(wǎng)掩碼是?！隹捎糜诘刂忿D(zhuǎn)換的地址是～。

靜態(tài)NAT的配置■建立靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換：Router(config)#ipnatRouter(config)#ipnatRouter(config)#ipnatinsidesourcestatic32Router(config)#ipnatRouter(config)#ipnat■在內(nèi)部和外部端口上啟用NAT

Router(config)#interfaceserial0／0Router(config-if)#ipnatoutsideRouter(config)#interfaceFastEthernet0／0Router(config-if)#ipnatinside

動態(tài)NAT的配置■定義內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中允許訪問外部網(wǎng)絡(luò)的訪問控制列表。定義訪問控制列表的語法為：Router(config)#access-listaccess-list-numberpermitsourcesource—wiidcardAccess-list-number為l～99之間的整數(shù)。在本例中，使用如下命令定義訪問控制列表：Router(config)#access上述命令表示，允許～訪問外部網(wǎng)絡(luò)。動態(tài)NAT的配置■定義合法IP地址池。Router(config)#ipnatpoolpool-namestar-ipend-jp{netmasknetmaskprefix-lengthprefix-Length)[typerotary]●Pool-name：放置轉(zhuǎn)換后地址的地址池的名稱?！馭tar-ip/end-ip：地址池內(nèi)起始和終止IP地址?！馧etmasknetmask：子網(wǎng)掩碼，以4段3點(diǎn)的十進(jìn)制數(shù)表示。●Prefix-lengthprefix-length：子網(wǎng)掩碼，以掩碼中l(wèi)的數(shù)量表示。兩種掩碼的表示方式等價(jià)，任意使用一個(gè)即可?！駎yperotary(可選)：地址池中的地址為循環(huán)使用。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換■命令語法如下：Router(config)#ipnatinsidesourcelistaccess-list-numberpoolpool-name[overload]●overload(可選)：使用地址復(fù)用，用于PAT?！裨趦?nèi)部和外部端口上啟用NAT

Router(config)#interfaceserial0／ORouter(config-if)#ipnatoutsideRouter(config)#interfaceFastEthernet0／0Router(config-if)#ipnatinsidePAT的配置■定義內(nèi)部訪問列表Router(config)#access允許訪問因特網(wǎng)的網(wǎng)段為～，子網(wǎng)掩碼?！龆x合法IP地址池Router(config)#ipnatpoolonlyone3061.159.62.130netmask合法地址池的名字是onlyone，合法地址的范圍是，掩碼是。由于只有一個(gè)地址，所以起始地址與終止地址相同。PAT的配置■設(shè)置復(fù)用動態(tài)IP地址轉(zhuǎn)換

在全局配置模式中，設(shè)置在內(nèi)部的局部地址與內(nèi)部全局地址IP地址之間建立動態(tài)地址轉(zhuǎn)換。命令語法如下：Router(config)#ipnatinsidesource1istaccess-list-numberpoolpool-nameoverload■在內(nèi)部和外部端口上啟用NAT

Router(config)#interfaceserial0／0Router(config-if)#ipnatoutsideRouter(config)#interfaceFastEthernetO／ORouter(config-if)#ipnatinside

知識拓展通過學(xué)習(xí),嘗試在復(fù)雜環(huán)境中應(yīng)用多種NAT轉(zhuǎn)換方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)的地址轉(zhuǎn)換。

4.5中小型企業(yè)網(wǎng)的組建

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳季值拇罱ā瞿闶悄彻镜木W(wǎng)絡(luò)管理人員，接入層均采用二層交換機(jī)S2960，通過3臺路由器分別連接3個(gè)部門的網(wǎng)絡(luò)，其中技術(shù)部有60臺計(jì)算機(jī)，銷售部有28臺計(jì)算機(jī)，財(cái)務(wù)部有12臺計(jì)算機(jī)?！鼋o你分配的IP地址塊為，你必須支持現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)還要考慮未來的發(fā)展，采用可變長子網(wǎng)的劃分方法為網(wǎng)絡(luò)中所有的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置合適的IP地址。具體要求■對于路由器1、路由器2、路由器3的F0/0接口，配置子網(wǎng)中可用的最大IP地址?！鰧τ诮粨Q機(jī)1、交換機(jī)2、交換機(jī)3的管理地址，配置該子網(wǎng)中可用的第二大IP地址?！鰧τ诼酚善?的S0/0/0接口配置子網(wǎng)中可用的最小IP地址?！鰧τ诼酚善?的S0/0/0接口配置子網(wǎng)中可用的最大IP地址。■對于路由器2的S0/0/1接口配置子網(wǎng)中可用的最小IP地址?！鰧τ诼酚善?的S0/0/0接口配置子網(wǎng)中可用的最大IP地址。■對于每個(gè)部門的2臺計(jì)算機(jī)使用子網(wǎng)中的前兩個(gè)IP地址（可用的兩個(gè)最小地址）。■為了提高網(wǎng)絡(luò)的安全性、可靠性、可用性，需要配置Telnet、VLAN、路由等功能。

IP地址的規(guī)劃與分配設(shè)備名稱接口IP地址子網(wǎng)掩碼默認(rèn)網(wǎng)關(guān)Router1F0/0292無S0/0/0192.168.11352Router2F0/0424無S0/0/01452S0/0/11752Router3F0/01040無S0/0/01852Switch1VLAN11922Switch2VLAN16244Switch3VLAN1094010PC1、PC2NIC922PC3、PC4NIC56244PC5、PC6NIC784010VLAN配置命令■設(shè)置系統(tǒng)名，在交換機(jī)Switch1上創(chuàng)建VLAN10，端口F0/1～F0/5在VLAN10；在Switch2上創(chuàng)建VLAN20，端口F0/1～F0/5在VLAN20；在交換機(jī)Switch3上創(chuàng)建VLAN30，端口F0/6～F0/10在VLAN30?！?/p>

Switch>enableSwitch#configureterminalSwitch(config)#hostnameSwitch1Switch1(config)#vlan10Switch1(config-vlan)#exit●向VLAN中添加端口Switch1(config)#interfacerangefastethernet0/1-5Switch1(config-if-range)#switchmodeaccessSwitch1(config-if-range)#switchportaccessvlan10安全口令配置

■對所有的設(shè)備配置vty，密碼統(tǒng)一為123，要求能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理。

Switch1(config)#interfacevlan1（進(jìn)入交換機(jī)的管理VLAN）Switch1(config-if)#ipaddress（為交換機(jī)配置IP地址和子網(wǎng)掩碼0Switch(config-if)#noshutdown(激活該VLAN)Switc