4.2路由技术（课件）《计算机网络技术》（西安电子科技大学）

计算机 网络 任务2 路由技术 知识点一 校园网设备 三层设备路由 路由的概念 个人电脑路由 路由是指数据包转发路径选择的过程。 我想去 主机 A 那里 网络1 网络2 路由器 应该往哪里发送呢 ？ ？ 根据路由信息将数据包发送到目的端 一个数据包之所以能够到达目标地址，全靠路由控制，它主要根据数据包中的目的IP地址进行寻址。 路由的概念 个人电脑路由 那么在我们的日常生活中，最熟悉的路由表莫过于自己电脑上的路由信息，操作方法也很简单，如下图，用管理员身份运行命令提示符，并输入“route print”指令。 IPv4路由表包括网络目标、网络掩码、网关、接口和跃点数，这些参数在路由控制过程中都起着关键的作用。路由器发送数据包时所使用的地址是网络层的地址，即IP地址。然而仅仅有IP地址还不足以实现将数据包发送到对端目标地址，在数据发送过程中还需要类似于“指明路由器或主机”，以便真正发往目标地址。保存这种信息的就是路由表(Routing Table)，路由器将所有关于如何到达目标网络的最佳路径信息以数据库表的形式存储起来。 个人电脑路由 三层设备路由 何为三层设备？网络层是OSI参考模型中的第3层，在TCP/IP协议体系中的网络层功能由IP规定和实现，因此又称为IP层。网络层主要关注如何将数据包从源端找到合适的路径转发到目的端，这和路由器的功能不谋而合，所以路由器是典型的三层设备，还有防火墙和三层交换机等具有网络层功能设备均可以称之为三层设备。 三层网络设备中都会维护一张重要的表，即路由表，该表中会存放去往各个网络的路由信息。当三层设备收到一个数据包后，会根据IP协议取出目的网络地址，再查询路由表，尝试将数据包的目的网络地址与路由表中的条目进行匹配，以此来判断该从哪个接口转发数据包，这个过程就叫做路由寻址。 主机A 主机B 4.0.0.0/8 F0 目的地址：4.0.0.1/8 路由器A 路由器B 路由器D F1 4.0.0.1/8 路由器C 2.2.2.2 表示路由的来源 表示目标网络号 表示管理距离和度量值 下一站要发往哪里 从哪个接口发出去 R 4.0.0.0/8 [120/1] via 2.2.2.2, 00:00:16, F1 路由转发的过程 路由表是指路由器将所有关于如何到达目标网络的最佳路径信息以数据库表的形式存储起来的表 路由器 路由表 1.0.0.0/8 f0/1 2.0.0.0/8 f0/2 3.0.0.0/8 f0/3 …… 电话簿 张三 83987654 李四 83456789 王五 83123456 …… R 4.0.0.0/8 [120/1] via 2.2.2.2, 00:00:16, F1 路由表的作用 三层设备路由表 如图，display ip routing-table指令可以在华为的路由器上查询完整的路由表。 这台路由器的路由表共有13条路由，每个路由条目均提供了大量信息。各个路由条目所提供的大量参数都与转发路由的优先级有关，即当去往同一网络目的地存在多条路由时，设备该如何根据这些参数做出选择。 路由表中包含了下列关键项： 目的地址( Destination/Mask):用来标识IP目的地址或目的网络。 网络掩码(Mask):在初始IP地址内容中已经介绍了网络掩码的结构和作用，用来标识IP地址中网络号所占的位数，确定IP地址的结构。 输出接口(Interface):指明IP数据包从该路由器的哪个接口转发出去。 下一跳IP地址(NextHop):指明IP数据包所经由的下一个路由器的接口地址。 知识点二 静态路由 静态路由的种类 静态路由简介 静态路由配置 路由协议是在路由指导IP数据包发送过程中事先约定好的规定和标准。它通过在路由器之间共享路由信息来支持可路由协议创建了路由表，描述了网络拓扑结构。 路由器A 路由器C 路由器B 路由器D 路由表 1.0.0.0/8 f0/1 2.0.0.0/8 f0/2 3.0.0.0/8 f0/3 …… 路由协议 什么是路由协议 静态路由协议 手工添加到路由器上的，有多少个网络就需要添加多少路由信息条目。 动态路由协议 路由器之间通过交换路由信息，负责建立、维护动态路由表，并计算最佳路径的协议。 静态路由协议 动态路由协议 路由协议分类 静态路由协议 手工添加到路由器上的，有多少个网络就需要添加多少路由信息条目。 根据手动设定路由信息进行数据转发 路由器A 路由器B 网络A 网络B 路由表 网络A走左侧 网络B走右侧 路由表 网络A走左侧 网络B走右侧 网络B走右侧 路由协议分类 静态路由优点 手工配置，可以精确控制路由选择，改进网络性能。 静态路由不会像动态路由那样，要求路由器之间频繁地交换各自的路由表，更加安全。 安全性 静态路由可以实现负载均衡和路由备份。 备份 手工配置 静态路由配置 如图，路由器R1和路由器R2的直连网段为20.0.12.0/24，路由器R1与PC1之间网段为192.168.1.0/24，路由器R2与PC2之间网段为192.168.2.0/24，由路由器R1和R2连接三个不同网段，要实现该网络中所有主机的互联互通，需要引入路由协议。 下面以华为系列路由器命令操作为主讲解配置静态路由命令的格式： ip route-static ip-address {mask|mask-ength} interface-type interface-number [nexthop-address] 命令中主要参数解释如下： 目的地址( ip-address )：用于标识数据包的目标地址或目标网络。 网络掩码( mask|mask-ength )：和目标地址一起来标识目标网络。把目标地址和网络掩码做逻辑与运算，可以得到目标网络。 下一跳地址 ( nexthop-address )：说明数据包所经由的下一跳地址。一般情况下，与本路由器直接相连的其他设备接口的IP地址即是下一跳地址。 出接口( interface-type, interface-number )：指定静态路由的出接口类型和接口号。对于接口类型为非P2P接口(包括NBMA类型接口或播类型接口，如以太网接口、Virtual-Template、VLAN接口等)，必须指定下一跳地址。 静态路由配置 静态路由配置 静态路由可以应用在串行网络或以太网中，但静态路由在这两种网络中的配置有所不同。在串行网络中配置静态路由时，可以只指定下一跳地址或只指定出接口。对于在串行接口默认封装PPP协议的路由器，静态路由的下一跳地址就是与接口相连的对端接口的地址，所以在串行网络中配置静态路由时可以只配置出接口。 对应的配置命令如下： [R1]ip route-static 192.168.2.0 24 20.0.12.2 解析：表示在系统模式下，使用ip route-static指令定义静态路由，192.168.2.0代表目标网络号，24表示子网掩码为255.255.255.0，下一跳地址为20.0.12.2（与本路由器直接相连的其他设备接口的IP地址，即路由器R2中GE0/0/0的IP地址）。 静态路由配置 静态路由可以应用在串行网络或以太网中，但静态路由在这两种网络中的配置有所不同。在串行网络中配置静态路由时，可以只指定下一跳地址或只指定出接口。对于在串行接口默认封装PPP协议的路由器，静态路由的下一跳地址就是与接口相连的对端接口的地址，所以在串行网络中配置静态路由时可以只配置出接口。 对应的配置命令如下： [R1]ip route-static 192.168.2.0 24 20.0.12.2 解析：表示在系统模式下，使用ip route-static指令定义静态路由，192.168.2.0代表目标网络号，24表示子网掩码为255.255.255.0，下一跳地址为20.0.12.2（与本路由器直接相连的其他设备接口的IP地址，即路由器R2中GE0/0/0的IP地址）。 静态路由配置 查看路由器表命令信息。 [R2]display ip routing-table 如图，带有static的路由条目是我们刚刚添加的静态路由，这条路由意味着，如果数据包想到达192.168.2.0/24目的网络，需要借助下一跳地址20.0.12.2的路由器接口把数据转发出去。 静态路由种类 当路由器的接口配置上IP地址并处于激活状态时，该IP地址即是路由器的直连路由，每个路由器接口必须独占一个网段。 直连路由 在通信网络中，缺省路由（Default Route）是路由表中一种特殊的静态路由，当网络中报文的路由无法匹配到当前路由表中的路由记录时，缺省路由用来指示路由器或网络主机将该报文发往指定的位置。 。 缺省路由 缺省路由 简单的说，缺省路由就是在没有找到匹配的路由表入口项时才使用的路由。即只有当没有合适的路由时，缺省路由才被使用。缺省路由既然属于静态路由的一种，那么它的配置就和静态路由是一样的，在路由表中，缺省路由以到网络由0.0.0.0/0的路由形式出现。用0.0.0.0作为目标网络号，用0.0.0.0作为子网掩码，所有的网络都会和这条路由记录符合。每个IP地址与0.0.0.0进行二进制“与”操作后的结果都得0，与目标网络号0.0.0.0相等。也就是说用0.0.0.0/0作为目标网络的路由记录符合所有的网络，我们称这种路由为缺省路由或默认路由。 如图所示，windows主机路由条目的第一条即是缺省路由，从主机上发出的所以数据包，一旦找不到合适的路由条目，则会从缺省路由对应的下一跳地址10.20.128.1转发数据。 缺省路由 知识点三 动态路由 动态路由简介 动态路由的分类 动态路由简介 对静态路由和动态路由的理解，就好比某人一个在陌生环境里如果想达到某个地点，可以有两种方式。如左图，第一种就是找到一张相关地方的地图，按图索骥，选择一条路径，直接到达目的地，这种属于静态路由；如右图，第二种方式是采用手机导航APP，根据耗费时间最少，换乘最少等等需求自动选择一条最佳的路径，这种属于动态路由。 动态路由协议 路由器之间通过交换路由信息，负责建立、维护动态路由表，并计算最佳路径的协议。 路由器A 路由器B 网络A 网络B 网络C （新增） 我连着网络 A 我连着网络 B 路由器A路由表 路由器B路由表 网络A走左侧 网络B走右侧 网络A走左侧 网络B走右侧 网络C走右侧 网络C走上方 动态路由协议自动算出 动态路由简介 动态路由分类 基于工作范围 基于协议算法 EGP( Exterior Gateway Protocol，外部网关协议) IGP（Interior Gateway Protocol，内部网关协议） 距离矢量路由协议(Distance Vector Routing Protocol)链路状态路由协议（Link-State Routing Protocol） 网络A 网络B RIP是距离矢量路由协议的一种，它使用跳数作为路径选择的依据。 路由器B 路由器A 路由器D 路由器C 去往A距离为1，路由器A 去往A距离为2路由器B 去往A距离为2路由器B 去往A距离为3路由器C 路由器C告诉D到网络A的距离为3 路由器B告诉C到网络A的距离为2 路由器B告诉D到网络A的距离为2 路由器A告诉B到网络A的距离为1 RIP路由协议工作方式 OSPF路由协议工作方式 OSPF是链路状态的路由协议，通过使用SPF算法对收集的链路状态计算出一条到目的网络的最佳路径 路由协议分很多种，每种都有自己的特点及适合使用的网络。 协议名称 使用的下层协议 类型 适用范围 RIP UDP 距离矢量路由协议 域内 OSPF IP 链路状态路由协议 域内 EIGRP IP 综合了距离矢量和链路状态两种协议 域内 IS-IS IP 链路状态协议 域内 EGP IP 距离矢量 对外连接 BGP TCP 路径矢量 对外连接 补充路由协议分类 知识点四 无线AP AC +AP无线组网方案 无线AP简介 无线AP与无线路由器的区别 无线AP（Access Point）即无线接入点，它类似于无线网络交换机，也是无线网络的核心。无线AP是移动计算机用户进入有线网络的接入点，主要用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部，典型距离覆盖几十米至上百米，目前主要技术为802.11系列。大多数无线AP还带有接入点客户端模式（AP client），可以和其它AP进行无线连接，延展网络的覆盖范围。 无线AP的工作原理是把双绞线传送的网络信号经过编译，实现电信号与无线电讯号之间的转换，形成无线网的覆盖。根据不同的功率，可以实现不同程度和范围的网络覆盖，一般无线AP的最大覆盖距离可达500米。 无线AP简介 无线AP的功能是把一个单位内的部分有线网络转换为无线网络，它是无线网和有线网之间沟通的桥梁。其信号范围为球形，搭建的时候最好放到比较高的地方，可以增加覆盖范围，无线AP也就是一个无线交换机，它接入在有线交换机或是路由器上。 而无线路由器就是一个带路由功能的无线接入点，接入在光纤宽带线路上，通过路由器功能实现自动拨号接入网络，并通过无线功能，建立一个独立的无线家庭组网。 简单来说，无线路由器作为家庭网络设备主要用于一个家庭的无线局域网的构建，而无线AP作为企业级网络设备，可以集中管理一个集团内部几百个WLAN。 无线AP与无线路由器的区别 WLAN系统一般由AC（接入控制器）和AP（无线接入点）组成。AC是接入控制器（Access Controller或Wireless Access Point Controller），是一种网络设备，负责管理某个区域内无线网络中的AP，把来自不同AP的数据进行汇聚并接入Internet，同时完成AP设备的配置管理、无线用户的认证、管理及宽带访问和安全等控制功能。 目前的AC已经有了长足的发展，集成了三层交换机以及认证系统等众多功能，成为运营商以及企业部署无线局域网的必备设备。简单来讲，AP是无线局域网的入口，AC可以管理这些入口。 AC+AP 方案，一直是企业无线网络的方案，也是目前唯一的方案。因为企业网络追求稳定和性能。家用路由器是无法满足的。在 AC+AP 的网络中，可以实现复杂的网络功能，比如调节 AP 的无线功率，控制 AP 的无线覆盖范围，调整无线终端的漫游体验。设置多个 SSID，设置多个 VLAN，设置访客专用无线，设置访客的 Portal 认证，VPN 设置等等，满足多样化复杂的网络需求。 AC+AP无线组网方案 部分习题答案 1、（单选题）路由选择协议位于OSI参考模型的（）。 A.物理层 B.数据链路层 C.网络层 D.传输层 2、（单选题）网络中两个路由器之间的通信依靠的是（）。 A. IP地址 B. MAC地址 C. 端口号 D. MAC地址表 3、（单选题）在windows操作系统中，常用下列（）命令测试目的主机或路由器的可达性。 A. netstat B. ping C. ipconfig D. tracert 4、（单选题）一个路由器的路由表通常包含（）。 A .目的网络和到达该目的网络的完整路径 B .所有目的主机和到达该目的的主机的完整路径 C .目的网络和到达该目的地网络路径上的下一个路由器的IP地址 D .互联网中所有路由器的IP地址 5、（单选题）以下属于三层网络设备的是（）。 A.交换机 B.中继器 C.集线器 D.路由器 6、（单选题）下列不属于路由分类方式的是（）。 A.动态路由 B.静态路由 C.直连路由 D.无线路由 7、（单选题）下列关于OSPF协议的描述中，错误的是（）。 A.OSPF是一种链路状态路由协议 B.链路状态协议的度量一般是指费用、距离、延时和带宽等 C.当链路状态发生变化时，链路状态路由协议使用泛洪法向所有路由器发送信息 D.链路状态数据库中保存一个完整的路由表 8、（单选题）无线局域网采用的数据通信标准是（）。 A.802.2 B. 802.3 C. 802.11 D. 802.1Q 9、（多选题）关于RIP协议，下列说法正确的是（）。 A.RIP是一种IGP B.RIP是一种链路状态路由协议 C.RIP是一种距离矢量路由协议 D.RIP是一种EGP 部分习题答案 二、填空题 1、在windows电脑上查看路由表，需要在cmd模式下输入route print命令。 2、动态路由协议可以分为外部网关协议和内部网关协议两类，根据算法，也可以分为距离矢量路由协议和链路状态路由协议两类。 3、AP为Access Point简称，一般翻译为无线接入点，其作用相当于局域网交换机。 部分习题答案 计算机网络发展的四个阶段 一级标题 二级标题 三级标题 1.面向单机的网络互连模式 (一) 面向单机的网络互连模式 字体 中文 思源黑体 CN Normal 英文 Times New Roman 标题 迷你简菱心 双击安装 颜色 辅色 $$