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1、路由和數(shù)據(jù)報的轉發(fā)Routing Protocols and Concepts Chapter 1 目標了解路由器是帶操作系統(tǒng)的計算機，而且還有專為路由器處理而設計的硬件嘗試配置設備及應用地址.了解路由表結構.了解路由器如何決定路徑和數(shù)據(jù)報的交換 索引 1.1 路由器內部構造 1.2 CLI 配置和編址 1.3 建立路由表 1.4 路徑的確定與交換功能 1.5 路由器配置實驗 1.1 路由器內部構造 1.1.1路由器是計算機路由器的基本組件-CPURAMROM操作系統(tǒng)路由器是網(wǎng)絡組成的中心-路由器通常用于兩種連接:-WAN 連接 (連接到ISP)-LAN 連接 1.1.1路由器是計算機路由器檢

2、查數(shù)據(jù)報的目的IP地址，有助于確定最佳路徑添加到路由表中 1.1.2 路由器的 CPU 和存儲器路由器的組成及功能CPU 執(zhí)行操作系統(tǒng)的指令隨機訪問存儲器 (RAM) RAM中內容斷電丟失運行操作系統(tǒng):運行配置文件: IP 路由表: ARP 緩存: 數(shù)據(jù)包緩存區(qū):只讀存儲器 (ROM) 保存開機自檢軟件. ，存儲路由器的啟動引導程序bootstrap 指令 基本的自檢軟件迷你版 IOS.非易失 RAM (NVRAM) 存儲啟動配置. 這包括IP地址，路由協(xié)議，主機名閃存 運行操作系統(tǒng) (Cisco IOS)Interfaces 擁有多種物理接口用于連接網(wǎng)絡.接口類型舉例: 1.1.2路由器的

3、CPU 和存儲器路由器組件路由器軟件Internetwork Operating System（IOS） 1.1.3 Internetwork Operating SystemInternetwork Operating System思科路由器所應用的操作系統(tǒng)被稱為 Internetwork Operating System (IOS). 1.1.4 路由器啟動步驟路由器啟動的主要步驟檢測路由器硬件Power-On Self Test (POST)執(zhí)行引導裝入程序定位加載 Cisco IOS 軟件-定位 IOS-加載 IOS定位加載啟動配置文件或進入配置模式-啟動程序搜尋配置文件 1.1.4路

4、由器啟動步驟驗證路由器啟動過程:-show version 命令用于查看路由器在啟動過程中的信息。信息包括:平臺的 model number鏡像名稱 和IOS 版本只讀存儲器中的引導程序版本鏡像文件名及存儲路徑接口的類型及編號NVRAM的容量flash的容量配置寄存器的值 1.1.4路由器啟動步驟 1.1.5 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)包每個接口連接到一個獨立的網(wǎng)絡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 1.1.5路由器接口兩組主要的路由器接口局域網(wǎng)接口:

5、被用來連接局域網(wǎng)擁有二層mac地址 可被分配三層IP地址1.通常由 RJ-45接口組成廣域網(wǎng)接口用于連接外部網(wǎng)絡. 依靠廣域網(wǎng)技術, 可應用二層地址.使用三層地址 1.1.6 路由器和網(wǎng)絡層路由器和網(wǎng)絡層路由器借助目的IP地址轉發(fā)數(shù)據(jù)包路由表決定數(shù)據(jù)包的路徑.確定最佳路徑包被封裝成幀幀通過媒介以比特流的形式排列 1.1.6路由器和網(wǎng)絡層 Routers Operate at Layers路由器接收一串編碼比特流比特流被解碼后傳至二層路由器解壓縮數(shù)據(jù)幀保留數(shù)據(jù)包傳至第三層-在這層檢測目的IP地址決定路由路徑數(shù)據(jù)包被壓縮封裝送至出口 1.2 CLI 的配置和編址 1.2.1 執(zhí)行最基本的編址方案在

6、設計新網(wǎng)絡或規(guī)劃現(xiàn)有網(wǎng)絡時，請將網(wǎng)絡記錄下來。至少要繪制一幅指示物理連接的拓撲圖，以及一張列出以下信息的地址表：設備名稱接口使用規(guī)劃 IP地址和子網(wǎng)掩碼設備的默認網(wǎng)關地址，例如PC機 1.2.2 基本的路由器配置基本的路由器配置 1.2.2基本的路由器配置執(zhí)行基本的編址方案 1.2.2基本的路由器配置檢驗基本的路由配置-使用 show running-config 命令-存儲路由器基本配置 copy running-config startup-config-其他檢驗路由器的命令:Show running-config 顯示當前隨機訪問存儲器中的配置Show startup-config 顯示

7、NVRAM中的配置文件Show IP route 現(xiàn)實路由表Show interfaces 顯示所有接口的配置信息Show IP int brief -顯示接口的簡要信息 1.3 建立路由表 1.3.1 路由表介紹路由表存儲在 RAM 中，包含以下信息:直連網(wǎng)絡 一個設備連接到另一個路由器接口時會出現(xiàn)遠程網(wǎng)絡連接 這個網(wǎng)絡并非直接連接到某一臺路由器網(wǎng)絡的詳細信息 包括源信息, 網(wǎng)絡地址和子網(wǎng)掩碼, 下一條路由的IP地址建立路由表的三種途徑:直連路由 直接連到路由器上的網(wǎng)絡靜態(tài)路由 管理員手工構建路由表動態(tài)路由 路由器之間動態(tài)學習到的路由表 1.3.2 直連網(wǎng)絡 Show ip route 用于

8、查看路由表 現(xiàn)實中的路由表 1.3.2直連網(wǎng)絡添加一個直連網(wǎng)絡到路由表直連路由出現(xiàn)在路由表的條件接口應該 up up.1. IP 地址通過接口分配. 現(xiàn)實中的路由 1.3.3 靜態(tài)路由路由表中的靜態(tài)路由-包含: 網(wǎng)絡地址和子網(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程網(wǎng)絡相關的直連路由何時使用靜態(tài)路由-路由器較少-唯一外連出口-星型拓撲 1.3.3靜態(tài)路由 現(xiàn)實世界的靜態(tài)路由 1.3.4 動態(tài)路由動態(tài)路由協(xié)議-向路由表中添加遠程網(wǎng)絡-探索網(wǎng)絡-更新和維護路由表自主網(wǎng)絡探索-通過共享路由表信息路由器能探索到新的網(wǎng)絡 1.3.4動態(tài)

9、路由維護路由表-動態(tài)路由協(xié)議用來共享路由信息 維護更新自身的路由表 IP routing protocols. 常見的路由協(xié)議:-RIP-IGRP-EIGRP-OSPF 1.3.5 路由表原理路由表的原則-3 條法則: 每臺路由器根據(jù)其自身路由表中的信息獨立作出決策.一臺路由器的路由表中包含某些信息并不表示其它路由器也包含相同的信息1.有關兩個網(wǎng)絡之間路徑的路由信息并不能提供反向路徑（即返回路徑）的路由信息. 1.3.5路由表原理？1: 2:3:？ 1.4 路徑的確定和交換功能 1.4.1 數(shù)據(jù)包字段與數(shù)據(jù)幀字段 IP數(shù)據(jù)包字段提供關于數(shù)據(jù)包發(fā)送和接受主機的信息對于學習CCNA的同學要掌握以下

10、幾個部分:-目的IP地址-源IP 地址-版本號和生存周期-IP 包頭長度-優(yōu)先級和服務類型-數(shù)據(jù)包長度 1.4.1數(shù)據(jù)包字段與數(shù)據(jù)幀字段 MAC 子層幀格式 MAC 幀字段包括:-報頭-起始定界符-目的 MAC 地址-源 MAC地址-類型/長度-數(shù)據(jù)和填充體-幀校驗序列 1.4.2 最佳路徑和度量值 Metric是一個數(shù)值，用以確定到達目的地的最佳路徑 Metrics 可以是一個簡單的變量也可以是有多個變量符合而成路由協(xié)議有兩種Metric :-跳數(shù)-帶寬Metric（度量）越小路由越優(yōu)先 1.4.3 等價負載均衡等價 metric 是同樣的目的地有多條等價路徑等價負載均衡解決這個問題. 路由

11、器通過多個出口發(fā)送數(shù)據(jù)包 1.4.4 確定路徑包轉發(fā)包括兩個功能:找 出 最 佳 路 徑送 到 外 出 接 口通過以下三個方法之一確定結果:-Directly Connected Network直 接 通 過 本 路 由 器 接 口 轉 發(fā) 數(shù) 據(jù) 包 到 主 機 -Remote Network 轉 發(fā) 數(shù) 據(jù) 包 到 下 一 跳 路 由 器-No Route Determined丟 棄 該 數(shù) 據(jù) 包 并 報 告 差 錯 1.4.5交換功能路由器的交換功能把數(shù)據(jù)包從一個接口轉到另一個接口-當數(shù)據(jù)包到達路由器將做以下處理:剝離二層幀頭. 根據(jù)目的IP地址選出最佳路由.將數(shù)據(jù)包重新封裝成幀. 將

12、幀轉發(fā)出去.一個數(shù)據(jù)包從一臺網(wǎng)絡設備到另一臺-源和目的IP地址在過程中不會改變-包在路由器之間傳輸其源和目的2層地址地址將隨之變化 next.（二 層地 址 不 一 定 總 是 MAC地 址）-TTL值每經(jīng)過一跳減1 1.4.5 交換功能 Step1- PC1 將 IP 數(shù)據(jù)包封裝成以太網(wǎng)幀，并將其目的 MAC 地址設為 R1 FastEthernet 0/0 接口的 MAC 地址 1.4.5交換功能 Step2(1)- R1 發(fā)現(xiàn)幀的目的mac地址是自己的mac地址 Step2(2-3)- R1 剝離以太網(wǎng)幀后檢測目的IP地址. 1.4.5交換功能 Step2(4)- R1 在路由表中尋找目

13、的 IP地址. 1.4.5交換功能 Step2(5)- R1 查詢下一跳IP地址，更新目的地址從新封裝成幀 1.4.5交換功能 Step2(6)- R3 將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包從接口 Fa0/0轉發(fā)出去 1.4.5交換功能 Step3(1)- R2發(fā)現(xiàn)幀的目的mac地址是自己的mac地址 Step3(2-3)- R2 剖離以太網(wǎng)幀頭 檢測目的ip地址 1.4.5交換功能 Step3(4)- R2在路由表中尋找目的 IP地址 1.4.5交換功能 Step3(4)- R2更新目的地址從新封裝成幀 1.4.5交換功能 Step3(5)- R2將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包從接口 S0/0轉發(fā)出去 1.4.5交換功能 Ste

14、p4(1)- R3 接受 PPP 幀 Step4(2-3)- R3 剝離 PPP 幀 檢測目的 IP地址 1.4.5交換功能 Step4(4)- R3在路由表中尋找目的 IP地址 1.4.5交換功能 Step4(5)- R3 的快速以太口直接連接到目的，更新目的地址從新封裝成幀. 1.4.5交換功能 Step5- IP 數(shù)據(jù)包到達 PC2. 幀被剝離后繼續(xù)檢測上層協(xié)議 1.5 路由器配置實驗 總結路由器和計算機通過網(wǎng)絡發(fā)送數(shù)據(jù).路由器組件:-硬件. CPU, 存儲器, 系統(tǒng)總線, 接口-軟件IOS配置文件路由器基本配置:-主機名-路由器標語-口令-接口配置也就是IP地址和子網(wǎng)掩碼 路由表包括以下信息-直連網(wǎng)絡-遠程網(wǎng)絡-網(wǎng)絡地址和子網(wǎng)掩碼-下一跳IP地址 總結路由器確定包的路徑經(jīng)過以下幾步：接收二層幀確定其目的地址.檢測目的IP地址.若路由表中有相應路由條目，路由器將其封裝成幀后將其送往下一個目的.過程將持續(xù)到數(shù)據(jù)包到達目的.注意 只有 MAC 地址才改變源和目的地址 IP 地址不會變.