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1、实验二 路由器配置,了解TCP/IP协议掌握IP地址分类，子网掩码的作用，识别网络标识号、主机标识号，子网的数目 掌握静态、动态路由的基本配置,一、实验目的,TCP/IP协议起源于美国国防部高级项目研究机构DARPA在60年代开发的ARPAnet。目前广泛应用于因特网和公司内部的私有网络,二、TCP/IP介绍,主机,Internet,TCP/IP,主机,4,三、IP编址,TCP/IP地址介绍,172.18.0.2,172.18.0.1,172.17.0.2,172.17.0.1,172.16.0.2,172.16.0.1,10.13.0.0,192.168.1.0,10.13.0.1,192.
2、168.1.1,IP地址：是一种逻辑地址，32位长，常用点分十进制表示，分为网络号和主机号两部分，有明显的逻辑层次结构，适合于不同的网络之间通信。,MAC地址：是一种物理地址。每一块网卡出厂都会分配一个MAC地址，该地址是唯一的。,IP 地 址,255,255,255,255,DottedDecimal,Maximum,Network,Host,32 bits,IP 地 址,255,255,255,255,DottedDecimal,Maximum,Network,Host,1286432168421,11111111,11111111,11111111,11111111,Binary,32
3、bits,1,8,9,16,17,24,25,32,1286432168421,1286432168421,1286432168421,IP 地 址,255,255,255,255,DottedDecimal,Maximum,Network,Host,1286432168421,11111111,11111111,11111111,11111111,10101100,00010000,01111010,11001100,Binary,32 bits,172,16,122,204,ExampleDecimal,ExampleBinary,1,8,9,16,17,24,25,32,12864321
4、68421,1286432168421,1286432168421,Class A: Class B: Class C: Class D: 组播地址 Class E: 科研用,IP 地址分类,8 bits,8 bits,8 bits,8 bits,IP 地址分类,1,Class A:,Bits:,0NNNNNNN,Host,Host,Host,8,9,16,17,24,25,32,Range (1-126),1,Class B:,Bits:,10NNNNNN,Network,Host,Host,8,9,16,17,24,25,32,Range (128-191),1,Class C:,Bits
5、:,110NNNNN,Network,Network,Host,8,9,16,17,24,25,32,Range (192-223),1,Class D:,Bits:,1110MMMM,Multicast Group,Multicast Group,Multicast Group,8,9,16,17,24,25,32,Range (224-239),11,保留IP地址,下述IP地址有特别的用途，或者是留给私有的内部网络使用，不允许在因特网中使用。全“0”地址代表所有网络，用于默认路由全“1”本地广播地址，代表本网段的所有节点127.x.x.x 回环地址，用于回环测试 10.x.x.x172.1
6、6.x.x 172.31.x.x192.168.x.x如果公司内部使用保留IP地址，在连接因特网时，需要使用网络地址转换技术NAT把私有IP地址转换为因特网上合法的公有IP地址,12,11111111,计算可用的主机地址,172 16 0 0,10101100,00010000,00000000,00000000,16151413121110 9,87654321,网络,主机,00000000,00000001,11111111,11111111,11111111,11111110,.,.,00000000,00000011,11111101,1,2,3,65534,65535,65536,-
7、,.,2,65534,N,2N-2 = 216-2 = 65534,网络地址,本地广播地址,IP地址分类练习,地址,类别,网络,主机,10.2.1.1,128.63.2.100,201.222.5.64,192.6.141.2,130.113.64.16,256.241.201.10,IP地址分类练习（答案）,地址,类别,网络,主机,10.2.1.1,128.63.2.100,201.222.5.64,192.6.141.2,130.113.64.16,256.241.201.10,A,B,C,C,B,Nonexistent,10.0.0.0,128.63.0.0,201.222.5.0,19
8、2.6.141.0,130.113.0.0,0.2.1.1,0.0.2.100,0.0.0.64,0.0.0.2,0.0.64.16,15,子网划分,网络 172.16.0.0,172.16.0.0,不设子网的地址,172.16.0.1,172.16.0.2,172.16.0.3,.,172.16.255.253,172.16.255.254,网络 172.16.0.0,设置子网的地址,172.16.1.0,172.16.2.0,172.16.3.0,172.16.4.0,子网掩码,子网掩码结合ip地址一起使用来识别该网络的网络地址和主机地址。 子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同
9、，子网掩码的长度也是32位，用连续的二进制数字“1”表示网络地址；用连续二进制数字“0”表示主机地址。,缺省情况下的子网掩码,A类：8位网络号，24位主机号 默认子网掩码为：255.0.0.0B类：16位网络号，16位主机号 默认子网掩码为：255.255.0.0C类：24位网络号，8位主机号 默认子网掩码为：255.255.255.0,子网掩码划分子网,方法:从主机号中拿出几位连续的位作为子网编号.,默认情况下,划分子网,利用子网掩码划分子网,16,网络,主机,172.16.2.160,255.255.0.0,172,0,0,10101100,11111111,10101100,000100
10、00,11111111,00010000,00000000,00000000,10100000,00000000,00000000,00000010,子网,网络号,128192224240248252254255,扩展了8位地址的网络,利用子网掩码划分子网,16,网络,主机,172.16.2.160,255.255.255.0,172,2,0,10101100,11111111,10101100,00010000,11111111,00010000,11111111,00000010,10100000,00000000,00000000,00000010,子网,网络号,128192224240
11、248252254255,利用子网掩码划分子网,网络,主机,172.16.2.160,255.255.255.192,10101100,11111111,10101100,00010000,11111111,00010000,11111111,00000010,10100000,11000000,10000000,00000010,子网,扩展了10位地址的网络,16,172,2,128,网络号,128192224240248252254255,128192224240248252254255,子网地址的获得,ip地址与子网掩码进行逻辑与运算,结果即为子网地址.,10.8.20.30,255.2
12、55.240.0,10 | 8 |00010100| 30 255|255|11110000| 0 10 . 8 . 16 . 0,子网掩码练习,地址,子网掩码,类别,子网,172.16.2.10,10.6.24.20,10.30.36.12,255.255.255.0,255.255.240.0,255.255.255.0,子网掩码练习（答案）,地址,子网掩码,类别,子网,172.16.2.10,10.6.24.20,10.30.36.12,255.255.255.0,255.255.240.0,255.255.255.0,B,A,A,172.16.2.0,10.6.16.0,10.30.3
13、6.0,27,四、路由器的配置方法,28,硬件自检定位并加载Cisco IOS映象文件定位并运行配置文件,Cisco设备的简单启动过程,可以通过多种途径来配置第一次配置必须通过console控制端口,控制端口,Aux 端口,端口,PC or Unix服务器,Web 或网络管理服务器,虚拟终端,多种途径的配置,Telnet,TFTP,Router(config)#interface type numberRouter(config-if)#,type 包括 serial, ethernet，number 用来识别具体的单个端口,用户模式特权模式全局配置模式端口配置模式,路由器的常用配置模式,例：
14、配置串口,进入全局配置模式,Router(config-if)#clock rate 56000Router(config-if)#,Router(config)#interface s0/s1/e0 Router(config-if)#,Router#configure terminalRouter(config)#,指定某个端口,设置时钟频率 (只在DCE端),Router(config-if)#ip address 202.114.85.1 255.555.255.0,指定端口IP地址,32,五、了解路由,要实现路由路由器必须知道:目的地址源地址所有可能的路由路径最佳路由路径管理路由信息
15、,什么是路由,172.16.1.0,10.120.2.0,路由是指导IP报文发送的路径信息。,34,什么是路由,一条路由信息应包含以下内容：目标网络（与报文的目的地址进行匹配，进行路由选择）、下一跳地址（指明路由的发送路径）、Metric和管理距离。,RouterA#sh ip routeCodes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B BGP, D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area, N1 - OSPF NSSA exte
16、rnal type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2, E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E EGP, i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, * - candidate default, U - per-user static route, o ODR, T - traffic engineered routeGateway of last resort is not set 172.16.0.0/24 is subnett
17、ed, 1 subnetsC 172.16.1.0 is directly connected, Ethernet0 10.0.0.0/24 is subnetted, 2 subnetsR 10.2.2.0 120/1 via 10.1.1.2, 00:00:07, Serial2C 10.1.1.0 is directly connected, Serial2R 192.168.1.0/24 120/2 via 10.1.1.2, 00:00:07, Serial2,Cisco的路由表,目的网络,管理距离AD（区分不同路由协议的可信度）和度量值metric（在同一路由协议内比较不同路由的代
18、价）,下一跳IP地址,转发接口,36,管理距离（路由优先级),用于区分路由信息的可信度，值越小越可信。如果路由器通过不同的路由协议获得多条到达同一目的网络的路径，那么，从管理距离最小（优先级最高）的路由协议学习到的路由被优先加入路由表中。 管理距离（路由优先级）是根据路由协议算法的优劣程度等因素得出的经验数值。,37,度量值（路由权）Metric,即使在同一种路由选择协议内部，也可能存在到达目的网络的多条路径，路由器优先使用度量值metric最小的路由来转发数据。Metrics：每种路由协议用于衡量最佳路径的标准（只比较该路由协议获得的到同一目的网络的所有路径，不与其它路由协议获得的路径进行比
19、较）每种路由协议所使用的度量值含意不同，因此，不同路由协议的metric没有可比性。需要使用管理距离（路由优先级）来裁决从不同路由协议获得的多条路径的优劣。,38,计算度量值（路由权）Metric,路由度量值（路由权）经常由以下几方面的属性来综合计算：Hop count数据包到达目标所必须经过的网络数量，跳数越小路由越好。路径长度是指到达目标的总跳数。Ticks在Novell IPX 网络中代表延迟，每tick约1/18秒。Cost通常由管理员根据链路带宽、线路价格、或其他因素综合设定，开小值最小的路径优先。Bandwidth链路的数据容量，即最大传输速率。Delay把数据包从源送到目的所需的
20、时间，取决于带宽、路由器队列的长度、网络冲突、物理距离等多种因素。Load网络资源（如路由器或者链路）被利用的程度（活动的数量）。. Reliability通常指每条网络链路上的差错率. MTUMaximum transmission unit. 路径上所有链路能够接受的数据包的最大长度字节数。,39,静态路由由网络管理员在路由器上手工添加路由信息以实现路由目的,动态路由根据网络结构或流量的变化，路由协议会自动调整路由信息以实现路由,六、实验内容,静态路由和动态路由的配置。,40,配置静态路由,41,172.16.2.1,SO,静态路由,172.16.1.0,B,172.16.2.2,Netw
21、ork,A,在小型网络中适宜设置静态路由。使用静态路由可有效保障网络安全、节约带宽，但当网络改变时，静态路由不会自动改变，必须要有网络管理员的介入。静态路由必须在参与通信的两端路由器上进行双向配置。在静态路由中,当相应端口关闭后,sh ip route不会显示该路由,当端口恢复正常后,sh ip route又会显示该路由。,B,Stub Network,指定一条可以到达目标网络的路径,Router(config)#ip route network mask address | interface,静态路由的配置,Destination-network目标网络或子网mask子网掩码Next-ho
22、p-address下一跳路由器的IP地址interface收发数据包的接口名称,43,Stub Network,ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.2.1,172.16.2.1,SO,静态路由的例子,172.16.1.0,B,172.16.2.2,Network,A,B,这是一条单方向的路径，必须配置一条相反的路径。,44,Stub Network,ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.2.2,缺省路由,172.16.2.1,SO,172.16.1.0,B,172.16.2.2,Network,A,B,使用缺省路由后，St
23、ub Network可以到达路由器A以外的网络。0.0.0.0 0.0.0.0 代表任何网络默认路由最后起作用，即仅当路由表中没有明确的匹配项时才使用默认路由如报文的目的地不在路由表中且路由中没有缺省路由，那么该报文被丢弃的同时，返回源端一个ICMP报文指明该目的地址或网络不可达。,45,配置动态路由,距离矢量的路由协议,距离矢量算法运用矢量叠加的方式来获取和计算路由信息。把每一条路由信息看作由目的网络和距离组成的矢量，每个路由器从其邻居获得路由信息，并在获得的每一条路由信息上叠加从自己到达这个邻居的距离矢量，从而形成自己的路由信息。,47,距离矢量路由协议的特点,距离矢量路由协议在相邻路由器
24、之间进行路由信息的传递，路由器周期性地把自己的路由表传送给邻居路由器。距离矢量协议路由器直接传递各自的路由表信息，路由器从邻居得到路由信息后更新自己的路由表，并把自己更新后的路由表传给邻居，这样一级一级的传递下下达到整个网络的同步。每个路由器都不知道整个网络的拓补结构，只知道与自己直接相连的网络情况，并根据从邻居得到的路由信息来更新自己的路由表，然后周期性地发给自己的邻居。实现和管理都比较简单收敛速度比较慢，周期更新报文数据量大，消耗较多的带宽为避免路由环路必须进行各种特殊处理基于距离矢量算法的路由协议有：rip、igrp等。,A,B,C,10.1.0.0,10.2.0.0,10.3.0.0,
25、10.4.0.0,E0,S0,S0,S1,S0,E0,Routing Table,10.2.0.0,10.3.0.0,0,0,Routing Table,10.3.0.0,S0,0,10.4.0.0,E0,0,Routing Table,10.1.0.0,10.2.0.0,0,0,距离矢量源信息的获得,每个路由器的路由表在最初只有与之直连的网络路由器从邻居发现到达目的网络的最佳路径,路由器从收集到的源信息中选择到达目标地址的最佳路径过一段时间后路由器收到邻居发来的网络信息，并将距离加1,A,B,C,10.1.0.0,10.2.0.0,10.3.0.0,10.4.0.0,E0,S0,S0,S1,
26、S0,E0,Routing Table,10.1.0.0,10.2.0.0,10.3.0.0,Routing Table,10.2.0.0,10.3.0.0,10.4.0.0,10.1.0.0,0,0,1,1,Routing Table,10.3.0.0,S0,0,10.4.0.0,E0,0,10.2.0.0,1,1,0,0,距离矢量源信息的获得,距离矢量源信息的获得,A,B,C,10.1.0.0,10.2.0.0,10.3.0.0,10.4.0.0,E0,S0,S0,S1,S0,E0,Routing Table,10.1.0.0,10.2.0.0,10.3.0.0,10.4.0.0,Rout
27、ing Table,10.2.0.0,10.3.0.0,10.4.0.0,10.1.0.0,0,0,1,1,Routing Table,10.3.0.0,S0,0,10.4.0.0,E0,0,10.2.0.0,S0,10.1.0.0,1,2,1,2,0,0,路由器从收集到的源信息中选择到达目标地址的最佳路径过一段时间后路由器收到邻居发来的网络信息，并将距离加1,51,配置动态RIP路由,指定IP路由协议,Router(config)#router protocol keyword,指定与路由器直接相连的网络,Router(config-router)#network network-numbe
28、r,动态路由配置,激活RIP协议,Router(config)#router rip,Router(config-router)#network network-number,RIP 配 置,选择所能到达的网络必须是有效的网络即A、B、C类网络号，不包括子网号和子网掩码,2.3.0.0,RIP 配置举例,2.3.0.0,172.16.1.1,S2,E0,S3,192.168.1.1,10.1.1.1,10.2.2.2,10.1.1.2,S2,S3,10.2.2.3,172.16.1.0,A,B,C,192.168.1.0,E0,55,配置IGRP路由,使用IGRP的网络较大缺省100hops，
29、最大255hops支持多路径,IGRP 介 绍,IGRP,配 置 IGRP,Router(config-router)#network network-number,指定可以到达的网络,Router(config)#router igrp autonomous-system,指定IGRP为IP路由协议,router igrp 100network 172.16.0.0network 10.0.0.0,IGRP 配置举例,router igrp 100network 10.0.0.0,router igrp 100network 192.168.1.0network 10.0.0.0,Autonomous System = 100,172.16.1.1,S2,E0,S3,192.168.1.1,10.1.1.1,10.2.2.2,10.1.1.2,S2,S3,10.2.2.3,172.16.1.0,A,B,C,192.168.1.0,E0,59,七、实验报告要求,简述网络中路由的主要作用；比较各种路由协议的特点；绘制实验中所用到的网络拓扑图，分析选取何种路由协议，并列写完成该路由协议所需的主要命令；分析实验过程中出现的问题及如何解决。,
