網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——路由器原理與測(cè)試

• 下列練習(xí)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)搭建詳細(xì)過程配置與說明
• 練習(xí)1：實(shí)現(xiàn)靜態(tài)路由傳輸協(xié)議
• 練習(xí)2：實(shí)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(xiàng)目實(shí)驗(yàn)搭建詳細(xì)過程配置與說明

路由實(shí)例項(xiàng)目資源

練習(xí)1：實(shí)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(tái)機(jī)器對(duì)應(yīng)的接口需要配置對(duì)應(yīng)IP地址才能互通（同一網(wǎng)段） ### 系統(tǒng)命名 [Huawei]sysname R3 ### 進(jìn)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(shí)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(dá)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(gè)生命周期，每當(dāng)經(jīng)過一次路由轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)都會(huì)減一，當(dāng)減到0時(shí)，數(shù)據(jù)包將會(huì)丟棄，丟棄者會(huì)發(fā)送一個(gè)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(shí)，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(gè)值使用一個(gè)字節(jié)表示，也就是最大只有255，如果兩個(gè)通訊者之間經(jīng)過的路由超過255時(shí)，它是不能通過IP進(jìn)行通訊的。 這個(gè)值還用來探測(cè)路徑，數(shù)據(jù)包的TTL值從1開始，一個(gè)一個(gè)增加，直到到達(dá)對(duì)方，這樣通過標(biāo)識(shí)回應(yīng)者，就可以知道整個(gè)傳輸路徑了，Windows中的命令為tracert，就是使用的這種機(jī)制。

練習(xí)2：實(shí)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(gè)默認(rèn)路由即可實(shí)現(xiàn)PC1和PC2、3、4互相ping通。

3## 添加默認(rèn)路由即可實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)互通(開玩笑般，針對(duì)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(jí)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(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。

主機(jī)1給主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)包。會(huì)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(duì)應(yīng)的接口將數(shù)據(jù)傳輸過去。

每個(gè)路由器都會(huì)進(jìn)行以上順序，傳輸?shù)侥繕?biāo)主機(jī)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(jī)1返回“目標(biāo)不可達(dá)”提示信息。

1.2、路由表

路由表是路由器中維護(hù)路由條目的集合。

直連網(wǎng)段：當(dāng)接口狀態(tài)為”up“時(shí)，會(huì)自動(dòng)生成指定網(wǎng)段對(duì)應(yīng)接口的表?xiàng)l目。

非直連網(wǎng)段：靜態(tài)路由、動(dòng)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(gè)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(dòng)寫入，固定不變（管理員更改）。
——特點(diǎn)：精確控制了數(shù)據(jù)包的流動(dòng)，單向傳輸。
默認(rèn)路由：一般用于末梢網(wǎng)路，簡(jiǎn)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(gè)唯一的路徑可以到達(dá)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(jī)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(jìn)行與運(yùn)算，若非同一網(wǎng)段發(fā)往路由器A轉(zhuǎn)發(fā)。 2. 主機(jī)A通過ARP請(qǐng)求獲取路由器A的接口MAC地址，在數(shù)據(jù)鏈路(主機(jī)A)將IP數(shù)據(jù)包封裝為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，此時(shí)以太網(wǎng)幀首部的源MAC地址為主機(jī)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(huì)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?xiàng)l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="ze8trgl8bvbq" 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(jī)B，通過ARP關(guān)閉獲取主機(jī)B的MAC地址，在重新封裝主機(jī)B目標(biāo)MAC地址，將數(shù)據(jù)傳輸給主機(jī)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(huì)發(fā)生ARP廣播，這時(shí) 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(huì)回應(yīng)HostA自己的mac地址，而后再回發(fā)送一個(gè)ping包 源IP：192.168.1.2/24，這時(shí) 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(huì)讓你走E1 沒有源mac就會(huì)丟包，E1端口就會(huì)觸發(fā)ARP廣播，這時(shí) 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(jìn)行緩存，HostA第二個(gè)ping包到E1，E1進(jìn)行查看是不是自己，這時(shí) 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(dá)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(shí) 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(gè)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(diǎn)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(dòng)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(jiǎn)單的路由協(xié)議。它是“路由信息協(xié)議（Route Information Protocol）”的簡(jiǎn)寫，主要傳遞路由信息，通過每隔30秒廣播一次路由表，維護(hù)相鄰路由器的位置關(guān)系，同時(shí)根據(jù)收到的路由表信息計(jì)算自己的路由表信息。RIP是一個(gè)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(dá)。

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(gè)區(qū)域中所有路由器維護(hù)著一個(gè)相同的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)（LSDB）。區(qū)域又分為骨干區(qū)域（骨干區(qū)域的編號(hào)必須為0）和非骨干區(qū)域（非0編號(hào)區(qū)域），如果一個(gè)運(yùn)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(gè)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(hù)的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過最短路徑優(yōu)先算法（SPF算法）計(jì)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(hù)著一份鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過最短生成樹算法（SPF）**計(jì)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(hù)各個(gè)ISP的獨(dú)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(yùn)行在相對(duì)核心的地位，需要用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)有相當(dāng)?shù)牧私?#xff0c;否則可能會(huì)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(diǎn)，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(dá)到或超過100跳則認(rèn)為目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)）。IGRP最大的特點(diǎn)是使用了混合度量值，同時(shí)考慮了鏈路的帶寬、延遲、負(fù)載、MTU、可靠性5個(gè)方面來計(jì)算路由的度量值，而不像其他IGP協(xié)議單純的考慮某一個(gè)方面來計(jì)算度量值。IGRP已經(jīng)被Cisco獨(dú)立開發(fā)的EIGRP協(xié)議所取代。

EIGRP（增強(qiáng)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(qiáng)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(jí)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(diǎn)在于引入了非等價(jià)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(huì)定期地向它的鄰居路由器發(fā)送它的路由表
每個(gè)運(yùn)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(gè)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(dá)。也就是說一條路徑上最多只能包含15個(gè)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(dá)目的網(wǎng)絡(luò)要經(jīng)過的路由器數(shù)量加1，加1是因?yàn)槁酚善鞯街边B網(wǎng)絡(luò)的距離被定義為1。

• 每一個(gè)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?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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