網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——路由器原理與測試

• 下列練習(xí)項目實驗搭建詳細(xì)過程配置與說明
• 練習(xí)1：實現(xiàn)靜態(tài)路由傳輸協(xié)議
• 練習(xí)2：實現(xiàn)默認(rèn)路由傳輸協(xié)議
• • a、開啟遠(yuǎn)程登錄控制路由器
• 1、路由器
• • 1.1、路由器工作原理
  • 1.2、路由表
  • 1.3、路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的封裝過程
• 2、路由協(xié)議
• • 2.1、三大路由協(xié)議：RIP、BGP、OSPF
  • • 2.1.1、RIP協(xié)議

下列練習(xí)項目實驗搭建詳細(xì)過程配置與說明

路由實例項目資源

練習(xí)1：實現(xiàn)靜態(tài)路由傳輸協(xié)議

### 關(guān)閉提示功能 [Huawei]un in en ### 每臺機器對應(yīng)的接口需要配置對應(yīng)IP地址才能互通（同一網(wǎng)段） ### 系統(tǒng)命名 [Huawei]sysname R3 ### 進入接口 [R3]int g0/0/1 ### 接口添加IP地址 [R3-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.13.11 24 ### 配置路由表：添加靜態(tài)路由(只能實現(xiàn)當(dāng)前指定網(wǎng)段間互通/雙方都需添加/)，若雙方之間未配置靜態(tài)路由的網(wǎng)段不能數(shù)據(jù)互通 ##### 數(shù)據(jù)到達網(wǎng)段，鄰接路由器直連端口IP地址 [R2]ip route-static 192.168.11.0 24 192.168.12.12 [R2]ping 192.168.11.11

為什么TTL為 1 ？ IP協(xié)議中TTL值是數(shù)據(jù)包的一個生命周期，每當(dāng)經(jīng)過一次路由轉(zhuǎn)發(fā)時都會減一，當(dāng)減到0時，數(shù)據(jù)包將會丟棄，丟棄者會發(fā)送一個ICMP數(shù)據(jù)包，通知發(fā)送者，主要用來防止出現(xiàn)路由環(huán)路時，數(shù)據(jù)包無限循環(huán)轉(zhuǎn)發(fā)，而造成網(wǎng)絡(luò)擁堵，這個值使用一個字節(jié)表示，也就是最大只有255，如果兩個通訊者之間經(jīng)過的路由超過255時，它是不能通過IP進行通訊的。 這個值還用來探測路徑，數(shù)據(jù)包的TTL值從1開始，一個一個增加，直到到達對方，這樣通過標(biāo)識回應(yīng)者，就可以知道整個傳輸路徑了，Windows中的命令為tracert，就是使用的這種機制。

練習(xí)2：實現(xiàn)默認(rèn)路由傳輸協(xié)議

默認(rèn)路由：末梢路由AR1只要配置一個默認(rèn)路由即可實現(xiàn)PC1和PC2、3、4互相ping通。

3## 添加默認(rèn)路由即可實現(xiàn)全網(wǎng)互通(開玩笑般，針對于當(dāng)前的末梢路由器) [R4]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.15.11

a、開啟遠(yuǎn)程登錄控制路由器

### 配置telnet遠(yuǎn)程控制路由器 # 設(shè)置認(rèn)證配置模式，定義用 [R1]aaa # 配置admin登錄密碼 [R1-aaa]local-user admin password cipher 1234 # 設(shè)置登錄權(quán)限：15 [R1-aaa]local-user admin privilege level 15 # 設(shè)置登錄類型：telnet [R1-aaa]local-user admin service-type telnet # 啟用認(rèn)證配置模式 [R1-ui-vty0-4]authentication-mode aaa # 設(shè)置權(quán)限級別：15 [R1-ui-vty0-4]user privilege level 15# 遠(yuǎn)程登錄 <R4>telnet 192.168.11.1

1、路由器

1.1、路由器工作原理

通過路由表，選擇最佳路徑，實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。

主機1給主機2發(fā)送數(shù)據(jù)包。會將數(shù)據(jù)包發(fā)送給該網(wǎng)段的網(wǎng)關(guān)路由器。

路由器接收到數(shù)據(jù)包之后，先查看數(shù)據(jù)包IP首部中的目標(biāo)IP地址，再查詢自己的路由表，通過路由表中IP地址對應(yīng)的接口將數(shù)據(jù)傳輸過去。

每個路由器都會進行以上順序，傳輸?shù)侥繕?biāo)主機2。若沒有找到數(shù)據(jù)包的目的地址，根據(jù)路由器的配置轉(zhuǎn)發(fā)到默認(rèn)接口給主機1返回“目標(biāo)不可達”提示信息。

1.2、路由表

路由表是路由器中維護路由條目的集合。

直連網(wǎng)段：當(dāng)接口狀態(tài)為”up“時，會自動生成指定網(wǎng)段對應(yīng)接口的表條目。

非直連網(wǎng)段：靜態(tài)路由、動態(tài)路由的方式條件路由條目。
靜態(tài)路由：1.指定目標(biāo)網(wǎng)段。2.指定下一個路由器直連接口IP地址或者自身的本地接口。3.靜態(tài)需要管理員手動寫入，固定不變（管理員更改）。
——特點：精確控制了數(shù)據(jù)包的流動，單向傳輸。
默認(rèn)路由：一般用于末梢網(wǎng)路，簡化了路由器的配置，提高了網(wǎng)絡(luò)性能，減小了路由表的大小。

末梢網(wǎng)絡(luò)：只有一個唯一的路徑可以到達其它網(wǎng)絡(luò)。

1.3、路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的封裝過程

1. 主機A再網(wǎng)絡(luò)層將上層數(shù)據(jù)封裝為IP數(shù)據(jù)包，再把首部的源地址和目的地址進行與運算，若非同一網(wǎng)段發(fā)往路由器A轉(zhuǎn)發(fā)。 2. 主機A通過ARP請求獲取路由器A的接口MAC地址，在數(shù)據(jù)鏈路(主機A)將IP數(shù)據(jù)包封裝為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，此時以太網(wǎng)幀首部的源MAC地址為主機A的MAC地址與路由器A的直連接口MAC地址，就是源MAC地址、目的MAC地址。 3. 路由器A收到數(shù)據(jù)幀后會去掉數(shù)據(jù)鏈路層的封裝，尋找目標(biāo)IP地址相匹配的路由表條目，根據(jù)下一跳地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。 4. 路由器A重新封裝以太網(wǎng)幀后，源MAC地址變?yōu)槁酚善?span id="ozvdkddzhkzd" class="token class-name">A入端口，目標(biāo)MAC地址為下一跳路由器B入端口MAC地址。 5. 以此往下找到主機B，通過ARP關(guān)閉獲取主機B的MAC地址，在重新封裝主機B目標(biāo)MAC地址，將數(shù)據(jù)傳輸給主機B。### 具體過程： HostA要通訊HostB首先要通過網(wǎng)關(guān)，現(xiàn)在還有沒有網(wǎng)關(guān)的mac地址，這樣就會發(fā)生ARP廣播，這時 源IP：192.168.1.2/24 源mac地址：00-11-12-21-11-11 目標(biāo)IP：192.168.1.1/24 目標(biāo)mac地址：FF-FF-FF-FF-FF-FFping包過來，E0端口會回應(yīng)HostA自己的mac地址，而后再回發(fā)送一個ping包 源IP：192.168.1.2/24，這時 源mac地址：00-11-12-21-11-11 目標(biāo)IP：192.168.2.2/24 目標(biāo)mac地址：00-11-12-21-22-22ping包過來E0檢查目標(biāo)mac地址然后拆分，然后路由表會讓你走E1 沒有源mac就會丟包，E1端口就會觸發(fā)ARP廣播，這時 源IP：10.1.1.1/8 源mac地址：00-11-12-21-33-33 目標(biāo)IP：10.1.1.2/8 目標(biāo)mac地址：FF-FF-FF-FF-FF-FFB的E1端口先拆包看目標(biāo)IP然后給回應(yīng)，把自己mac反饋給E1，E1進行緩存，HostA第二個ping包到E1，E1進行查看是不是自己，這時 源IP：192.168.1.2/24 源mac地址：00-11-12-21-33-33 目標(biāo)IP：192.168.2.2/24 目標(biāo)mac地址：00-11-12-21-44-44到達B路由器，查看路由表是E0，然后缺少HostB的mac地址，ping包丟失，E0觸發(fā)ARP，這時 源IP：192.168.2.1/24 源mac地址：00-11-12-21-55-55 目標(biāo)IP：192.168.2.2/24 目標(biāo)mac地址：FF-FF-FF-FF-FF-FFHostB看目標(biāo)是自己，給回應(yīng)，把自己HostB的mac地址給HostBE0端口，HostA發(fā)第三個ping包就到了。

2、路由協(xié)議

主要作用就是路徑選擇。

路由協(xié)議是一種指定數(shù)據(jù)包傳輸方式得網(wǎng)上協(xié)議。節(jié)點設(shè)備為路由器，路由器通過路由表轉(zhuǎn)發(fā)接收到得數(shù)據(jù)，而轉(zhuǎn)發(fā)策略是人工指定的（靜態(tài)路由、動態(tài)路由/策略路由/）。

路由器之間共享路由信息，在相鄰路由器之間傳遞。通過路由協(xié)議創(chuàng)建的路由表。路由協(xié)議：RIP、IGRP(Cisco私有)、EIGRP(Cisco)、OSPF、IS-IS、BGP：用于尋找傳輸路徑，工作在網(wǎng)絡(luò)層。

RIP、IGRP、EIGRP、OSPF、IS-IS是內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。BGP是自治系統(tǒng)間的路由協(xié)議，是一種外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。

RIP(路由信息協(xié)議)：是最簡單的路由協(xié)議。它是“路由信息協(xié)議（Route Information Protocol）”的簡寫，主要傳遞路由信息，通過每隔30秒廣播一次路由表，維護相鄰路由器的位置關(guān)系，同時根據(jù)收到的路由表信息計算自己的路由表信息。RIP是一個距離矢量路由協(xié)議，最大跳數(shù)為15跳，超過15跳的網(wǎng)絡(luò)則認(rèn)為目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)不可達。

OSPF（開放式最短路徑優(yōu)先）：屬于鏈路狀態(tài)路由協(xié)議。OSPF提出了“區(qū)域（area）”的概念，每個區(qū)域中所有路由器維護著一個相同的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫（LSDB）。區(qū)域又分為骨干區(qū)域（骨干區(qū)域的編號必須為0）和非骨干區(qū)域（非0編號區(qū)域），如果一個運行OSPF的網(wǎng)絡(luò)只存在單一區(qū)域，則該區(qū)域可以是骨干區(qū)域或者非骨干區(qū)域。如果該網(wǎng)絡(luò)存在多個區(qū)域，那么必須存在骨干區(qū)域，并且所有非骨干區(qū)域必須和骨干區(qū)域直接相連。OSPF利用所維護的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，通過最短路徑優(yōu)先算法（SPF算法）計算得到路由表。

IS-IS（中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)）：屬于鏈路狀態(tài)路由協(xié)議。和**OSPF相同，IS-IS也使用了“區(qū)域”的概念，同樣也維護著一份鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，通過最短生成樹算法（SPF）**計算出最佳路徑。IS-IS的收斂速度較快。集成化IS-IS協(xié)議是ISP骨干網(wǎng)上最常用的IGP協(xié)議。

BGP（邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）：為了維護各個ISP的獨立利益，標(biāo)準(zhǔn)化組織制定了ISP間的路由協(xié)議BGP。BGP是“邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（Border Gateway Protocol）”的縮寫，處理各ISP之間的路由傳遞。但是BGP運行在相對核心的地位，需要用戶對網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)有相當(dāng)?shù)牧私?#xff0c;否則可能會造成較大損失。

IGRP（內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議）：屬于Cisco私有協(xié)議。IGRP和RIP一樣，同屬距離矢量路由協(xié)議，因此在諸多方面有著相似點，如IGRP也是周期性的廣播路由表，也存在最大跳數(shù)（默認(rèn)為100跳，達到或超過100跳則認(rèn)為目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)不可達）。IGRP最大的特點是使用了混合度量值，同時考慮了鏈路的帶寬、延遲、負(fù)載、MTU、可靠性5個方面來計算路由的度量值，而不像其他IGP協(xié)議單純的考慮某一個方面來計算度量值。IGRP已經(jīng)被Cisco獨立開發(fā)的EIGRP協(xié)議所取代。

EIGRP（增強型內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議）：由于IGRP協(xié)議的種種缺陷以及不足，Cisco開發(fā)了EIGRP協(xié)議（增強型內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議）來取代IGRP協(xié)議。EIGRP屬于高級距離矢量路由協(xié)議（又稱混合型路由協(xié)議），繼承了IGRP的混合度量值，最大特點在于引入了非等價負(fù)載均衡技術(shù)，并擁有極快的收斂速度。

2.1、三大路由協(xié)議：RIP、BGP、OSPF

2.1.1、RIP協(xié)議

內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議：距離向量路由協(xié)議。
——路由器會定期地向它的鄰居路由器發(fā)送它的路由表
每個運行RIP的路由器維持著一張路由表，路由表的內(nèi)容是從它自己到其他每個目的網(wǎng)絡(luò)的距離和下一跳（最大距離為15，距離為16表示此路由不可達。也就是說一條路徑上最多只能包含15個路由器，可見，RIP只適用于小型網(wǎng)絡(luò)），距離是指本路由器要到達目的網(wǎng)絡(luò)要經(jīng)過的路由器數(shù)量加1，加1是因為路由器到直連網(wǎng)絡(luò)的距離被定義為1。

• 每一個接收者通過把接收到的路由信息與自己路由表中的路由信息比較，并根據(jù)Bellman-Ford算法，選出最好的路由來更新自己的路由表
  
  三大路由協(xié)議詳細(xì)講述

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的网络技术——路由器原理与测试的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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