河南中医药大学：《网络应用技术 Network Application and Technology》课程教学资源（实验指导）实验四使用路由器构建园区网.pdf_大学文库

《网络应用技术》/项目四:使用路由器构建园区网项目四:使用路由器构建园区网实验介绍路由器是不同网络之间互联的枢纽,也是园区网、甚至整个互联网的核心。本实验在前面学习的基础上,通过增加路由器,构建更为复杂的园区网,并通过配置静态路由实现路由转发。实验目的 1、理解路由器的工作原理 2、掌握静态路由的配置方法; 3、掌握使用路由器构建园区网的方法。三、实验类型综合性四、实验理论 1、路由在互联网中,数据包从源设备到达目的设备,通常都需要通过沿途的网络转发设备进行转发, 而网络转发设备要转发数据包,必须依赖自己所掌握的路径信息将数据包从正确的接口发送出去。在这个过程中,路由发挥了重要的作用此处的路由( Route)一词,既可以作为名词,也可以作为动词。路由(名词):表示路由条目的简称,表示转发设备内部所保存的到达目的网络的路径信息, 或者转发设备之间相互传播的到达目的网络的路径信息路由(动词):表示路由器或其他依据逻辑地址转发数据包的设备对数据包所执行的转发操作当一个数据包达到路由器时,路由器需要使用数据包的目的地址来查询路由条目列表(即路由表), 以此判断应该如何转发这个数据包,然后再根据判断结果将数据包转发出去,这个过程就叫路由。 2、路由协议在默认情况下,一台路由器只知道其接口直接连接的网络的路由,只有当网络中具有多个路由器时,由于路由器之间屏蔽了各自独立连接的网络分段,因此远端的路由器无法通过直连的接口获取所有网络分段的位置信息,这时必须为路由器添加必要的对远端网络位置的认知信息,这就要用到路由协议路由协议是路由器之间共同遵循的、相互分享路由信息的一种标准。借助路由协议,路由器之间可以相互交换自己掌握的路由,以此获得其他路由设备所拥有的路径信息。这样就可以让遵循这个路由协议的转发设备有能力向其他设备直连、而自己并不直连的网络转发数据包。由于去往某些目的网络的路径不是独一的,因此路由协议中还定义了标准来标识各条路径的优劣,以便路由器可以根据相应路由协议的算法,计算岀该协议认定的最佳路径。河南中医药大学信息技术学院|网络与信息系统科研工作室第1页

《网络应用技术》/ 项目四：使用路由器构建园区网 1 河南中医药大学信息技术学院 | 网络与信息系统科研工作室第1页项目四：使用路由器构建园区网一、实验介绍路由器是不同网络之间互联的枢纽，也是园区网、甚至整个互联网的核心。本实验在前面学习的基础上，通过增加路由器，构建更为复杂的园区网，并通过配置静态路由实现路由转发。二、实验目的 1、理解路由器的工作原理； 2、掌握静态路由的配置方法； 3、掌握使用路由器构建园区网的方法。三、实验类型综合性四、实验理论 1、路由在互联网中，数据包从源设备到达目的设备，通常都需要通过沿途的网络转发设备进行转发，而网络转发设备要转发数据包，必须依赖自己所掌握的路径信息将数据包从正确的接口发送出去。在这个过程中，路由发挥了重要的作用。此处的路由（Route）一词，既可以作为名词，也可以作为动词。路由（名词）：表示路由条目的简称，表示转发设备内部所保存的到达目的网络的路径信息，或者转发设备之间相互传播的到达目的网络的路径信息。路由（动词）：表示路由器或其他依据逻辑地址转发数据包的设备对数据包所执行的转发操作。当一个数据包达到路由器时，路由器需要使用数据包的目的地址来查询路由条目列表（即路由表），以此判断应该如何转发这个数据包，然后再根据判断结果将数据包转发出去，这个过程就叫路由。 2、路由协议在默认情况下，一台路由器只知道其接口直接连接的网络的路由，只有当网络中具有多个路由器时，由于路由器之间屏蔽了各自独立连接的网络分段，因此远端的路由器无法通过直连的接口获取所有网络分段的位置信息，这时必须为路由器添加必要的对远端网络位置的认知信息，这就要用到路由协议。路由协议是路由器之间共同遵循的、相互分享路由信息的一种标准。借助路由协议，路由器之间可以相互交换自己掌握的路由，以此获得其他路由设备所拥有的路径信息。这样就可以让遵循这个路由协议的转发设备有能力向其他设备直连、而自己并不直连的网络转发数据包。由于去往某些目的网络的路径不是独一的，因此路由协议中还定义了标准来标识各条路径的优劣，以便路由器可以根据相应路由协议的算法，计算出该协议认定的最佳路径

《网络应用技术》/项目四:使用路由器构建园区网 3、路由器路由器工作在OS模型的网络层,是不同网络之间互相连接的枢纽,是互联网的主要结点设备。路由器的基本作用就是实现数据包在不同网络之间的转发,转发策略称为路由选择 ( routing),这也是路由器名称的由来。路由器进行路由选择的关键是其内部有一个保存路由信息的数据库一一路由表。路由器依据路由表来决定数据包的转发路由表 41什么是路由表每台路由设备都会将去往各个网络的路由记录在一个数据表中,当它发送数据包时,就会查询这个数据表,尝试将数据包的目的P地址与这个数据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,这个数据表就叫做路由表 4.2路由表的结构 (1)查看路由表下面列出了某台路由器的路由表信息 [R-2 ]display ip routing-table Route Flags: R- relay, d-download to fib Routing Tables: Public Destinations: 16 Routes: 16 Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface 0.0.0.0/0 Static RD10.0.5.1 GigabitEtherneto/0/3 10.0.0.4/30 Direct0 D 10.0.0.5 GigabitEtherneto/0/1 10.0.0.5/32 Direct0 0 127.0.0.1 GigabitEtherneto/0/1 10.0.5.0/30 Direct 00 D 10.0.5.2 GigabitEtherneto/0/3 10.0.5.2/32 Direct0 D 127.0.0.1 GigabitEtherneto/0/3 172.16.1.0/24 Static 0002 RD 10.0.0.6 GigabitEtherneto/0/1 192.168.64.0/24RIP 100 D 10.0.0.1 GigabitEtherneto/0/0 192.168.65.0/24RIP 1002D10.0.0.1 abitEtherneto/0/0 [R-2] 可以看出,路由表中包含六个字段: Destination/Mask、 Proto、Pre、Cost、 Flags, NextHop、 nterface,下面分别介绍其含义 (2) Destination./Mask(目的网络) 表示“目的网络及其地址掩码”。 (3) Proto(路由获取方式) 路由表在显示其中的路由条目时,会标明这个路由条目的类型(即这个条目是如何获得的)。路由表中的条目获取方式有3种: ·直连路由:标识为 Direct。只要为路由器活动接口配置了IP地址,管理员不需要进行其他河南中医药大学信息技术学院|网络与信息系统科研工作室第2页

《网络应用技术》/ 项目四：使用路由器构建园区网 2 河南中医药大学信息技术学院 | 网络与信息系统科研工作室第2页 3、路由器路由器工作在OSI模型的网络层，是不同网络之间互相连接的枢纽，是互联网的主要结点设备。路由器的基本作用就是实现数据包在不同网络之间的转发，转发策略称为路由选择（routing），这也是路由器名称的由来。路由器进行路由选择的关键是其内部有一个保存路由信息的数据库——路由表。路由器依据路由表来决定数据包的转发。 4、路由表 4.1 什么是路由表每台路由设备都会将去往各个网络的路由记录在一个数据表中，当它发送数据包时，就会查询这个数据表，尝试将数据包的目的 IP 地址与这个数据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，这个数据表就叫做路由表。 4.2 路由表的结构（1）查看路由表下面列出了某台路由器的路由表信息。 [R-2]display ip routing-table Route Flags: R - relay, D - download to fib ------------------------------------------------------------------------------ Routing Tables: Public Destinations : 16 Routes : 16 Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface 0.0.0.0/0 Static 60 0 RD 10.0.5.1 GigabitEthernet0/0/3 10.0.0.4/30 Direct 0 0 D 10.0.0.5 GigabitEthernet0/0/1 10.0.0.5/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet0/0/1 10.0.5.0/30 Direct 0 0 D 10.0.5.2 GigabitEthernet0/0/3 10.0.5.2/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet0/0/3 172.16.1.0/24 Static 60 0 RD 10.0.0.6 GigabitEthernet0/0/1 192.168.64.0/24 RIP 100 2 D 10.0.0.1 GigabitEthernet0/0/0 192.168.65.0/24 RIP 100 2 D 10.0.0.1 GigabitEthernet0/0/0 [R-2] 可以看出，路由表中包含六个字段：Destination/Mask、Proto、Pre、Cost、Flags、NextHop、 Interface，下面分别介绍其含义。（2）Destination/Mask（目的网络）表示“目的网络及其地址掩码”。（3）Proto（路由获取方式）路由表在显示其中的路由条目时，会标明这个路由条目的类型（即这个条目是如何获得的）。路由表中的条目获取方式有 3 种：  直连路由：标识为 Direct。只要为路由器活动接口配置了 IP 地址，管理员不需要进行其他

《网络应用技术》/项目四:使用路由器构建园区网操作,路由表中就会自动生成对应的直连路由 ·静态路由:标识为 Static。所谓静态路由是管理员手动配置在路由设备上的去往某个网络的路由。当网络拓扑结构发生变化时,静态路由不会自动改变,必须由管理员手工修改。静态路由一般适用于较为简单的网络环境,在这样的环境中,管理员易于清楚地了解整个网络的拓扑结构,便于配置正确的路由信息动态路由:路由设备因与其他路由设备使用相同的路由协议,而从其他设备那里学习到的路由即为动态路由。当网络拓扑结构发生变化时,动态路由会自动调整变化。动态路由协议有多种,例如RP、OSPF、IS-S等。在路由表的 Proto一列中,会标出相应的动态路由协议名称,例如上面路由表中的RIP。 (4)Pre(优先级) Pre(优先级)参数用来标识不同路由协议、静态路由和直连路由的相对可靠性,数值越小, 优先级越高。从上面路由表中可以看出,静态路由条目的Pre值为60、直连路由的Pre值为0 动态路由的Pre值取决于路由器是通过哪个动态路由协议学习到这条路由的,例如RP协议的路由Pre值为100 (5)Cost(开销值) cost即开销值。当路由器通过同一种方式获取到了多条去往同一网络的路由时,路由器根据 cost值来判断哪条路径更优。不同协议对于计算Cost值会使用不同的参数、按照不同的标准来计算,但总的来说,开销值越小,优先级越高 (6) Flags(路由标记) Fags即路由标记。R,是 relay的首字母,说明是迭代路由,会根据路由下一跳的IP地址获取出接口。配置静态路由时如果只指定下一跳I地址,而不指定出接口,那么就是迭代路由,需要根据下一跳地址的路由获取出接口。D,是 download的首字母,表示该路由下发到FB表中。 FIB的全称是转发信息库( Forwarding Information Base)。 (7) NextHop(下一跳) 下一跳。每个路由表条目都会指明转发数据包的下一跳地址,这个地址通常是相邻路由设备某个接口的|P地址。 (8) Interface(出站接口) 指明将数据包从哪个出站接口转发出去 4.3默认路由在上面的路由表案例中,第一条路由的目的网络是“0.0.00/0”,这是一条特殊的静态路由, 又称作默认路由。是指当路由表中与数据包的目的地址之间没有匹配的表项时,路由器所选择的路由。也就是说,目的地不在路由表里的所有数据包都会使用默认路由,这条路由一般会连接另一个路由器,而这个路由器也同样处理数据包 5、路由器的工作过程 (1)对数据包执行解封裝当路由器接收到一个数据包时,它会通过解封装数据链路层封装,来查看数据包的网络层头部封装信息,以便获得数据包的目的IP地址河南中医药大学信息技术学院|网络与信息系统科研工作室第3页

《网络应用技术》/ 项目四：使用路由器构建园区网 3 河南中医药大学信息技术学院 | 网络与信息系统科研工作室第3页操作，路由表中就会自动生成对应的直连路由。  静态路由：标识为 Static。所谓静态路由是管理员手动配置在路由设备上的去往某个网络的路由。当网络拓扑结构发生变化时，静态路由不会自动改变，必须由管理员手工修改。静态路由一般适用于较为简单的网络环境，在这样的环境中，管理员易于清楚地了解整个网络的拓扑结构，便于配置正确的路由信息。  动态路由：路由设备因与其他路由设备使用相同的路由协议，而从其他设备那里学习到的路由即为动态路由。当网络拓扑结构发生变化时，动态路由会自动调整变化。动态路由协议有多种，例如 RIP、OSPF、IS-IS 等。在路由表的 Proto 一列中，会标出相应的动态路由协议名称，例如上面路由表中的 RIP。（4）Pre（优先级） Pre（优先级）参数用来标识不同路由协议、静态路由和直连路由的相对可靠性，数值越小，优先级越高。从上面路由表中可以看出，静态路由条目的 Pre 值为 60、直连路由的 Pre 值为 0，动态路由的 Pre 值取决于路由器是通过哪个动态路由协议学习到这条路由的，例如 RIP 协议的路由 Pre 值为 100。（5）Cost（开销值） Cost 即开销值。当路由器通过同一种方式获取到了多条去往同一网络的路由时，路由器根据 Cost 值来判断哪条路径更优。不同协议对于计算 Cost 值会使用不同的参数、按照不同的标准来计算，但总的来说，开销值越小，优先级越高。（6）Flags（路由标记） Flags 即路由标记。R，是 relay 的首字母，说明是迭代路由，会根据路由下一跳的 IP 地址获取出接口。配置静态路由时如果只指定下一跳 IP 地址，而不指定出接口，那么就是迭代路由，需要根据下一跳 IP 地址的路由获取出接口。D，是 download 的首字母,表示该路由下发到 FIB 表中。 FIB 的全称是转发信息库（Forwarding Information Base）。（7）NextHop（下一跳）下一跳。每个路由表条目都会指明转发数据包的下一跳地址，这个地址通常是相邻路由设备某个接口的 IP 地址。（8）Interface（出站接口）指明将数据包从哪个出站接口转发出去。 4.3 默认路由在上面的路由表案例中，第一条路由的目的网络是“ 0.0.0.0/0”，这是一条特殊的静态路由，又称作默认路由。是指当路由表中与数据包的目的地址之间没有匹配的表项时，路由器所选择的路由。也就是说，目的地不在路由表里的所有数据包都会使用默认路由，这条路由一般会连接另一个路由器，而这个路由器也同样处理数据包。 5、路由器的工作过程（1）对数据包执行解封装当路由器接收到一个数据包时，它会通过解封装数据链路层封装，来查看数据包的网络层头部封装信息，以便获得数据包的目的 IP 地址

《网络应用技术》/ 项目四：使用路由器构建园区网 6 河南中医药大学信息技术学院 | 网络与信息系统科研工作室第6页 4 Host--4 192.168.67.1 /24 192.168.67.254 SW-2 Ethernet 0/0/2 14 5 Host--5 192.168.68.1 /24 192.168.68.254 SW-3 Ethernet 0/0/1 15 6 Host--6 192.168.69.1 /24 192.168.69.254 SW-3 Ethernet 0/0/2 16 7 Host—7 192.168.70.1 /24 192.168.70.254 SW-4 Ethernet 0/0/1 17 8 Host--8 192.168.71.1 /24 192.168.71.254 SW-4 Ethernet 0/0/2 18 4、路由接口地址规划表 4-0-4 路由接口 IP 地址规划表序号设备名称接口名称接口地址连接设备备注 1 RS-1 Vlanif11 192.168.64.254 /24 — VLAN11 的 SVI 2 RS-1 Vlanif12 192.168.65.254 /24 — VLAN12 的 SVI 3 RS-1 Vlanif100 10.0.1.1 /30 — VLAN100 的 SVI 4 RS-2 Vlanif13 192.168.66.254 /24 — VLAN13 的 SVI 5 RS-2 Vlanif14 192.168.67.254 /24 — VLAN14 的 SVI 6 RS-2 Vlanif100 10.0.2.1 /30 — VLAN100 的 SVI 7 RS-3 Vlanif15 192.168.68.254 /24 — VLAN15 的 SVI 8 RS-3 Vlanif16 192.168.69.254 /24 — VLAN16 的 SVI 9 RS-3 Vlanif100 10.0.3.1 /30 — VLAN100 的 SVI 10 RS-1 Vlanif17 192.168.70.254 /24 — VLAN17 的 SVI 11 RS-1 Vlanif18 192.168.71.254 /24 — VLAN18 的 SVI 12 RS-1 Vlanif100 10.0.4.1 /30 — VLAN100 的 SVI 13 R-1 GE0/0/0 10.0.0.1 /30 R-2 GE0/0/0 14 R-1 GE0/0/1 10.0.1.2 /30 RS-1 GE0/0/24 15 R-1 GE0/0/2 10.0.2.2 /30 RS-2 GE0/0/24 16 R-2 GE0/0/0 10.0.0.2 /30 R-1 GE0/0/0 17 R-2 GE0/0/1 10.0.0.5 /30 R-3 GE0/0/0 18 R-3 GE0/0/0 10.0.0.6 /30 R-2 GE0/0/1 19 R-3 GE0/0/1 10.0.3.2 /30 RS-3 GE0/0/24 20 R-3 GE0/0/2 10.0.4.2 /30 RS-4 GE0/0/24 5、路由表规划表 4-0-5 静态路由规划表序号路由设备目的网络下一跳地址下一跳接口备注 1 RS-1 0.0.0.0 /0 10.0.1.2 R-1 GE0/0/1 默认路由 2 RS-2 0.0.0.0 /0 10.0.2.2 R-1 GE0/0/2 默认路由 3 RS-3 0.0.0.0 /0 10.0.3.2 R-3 GE0/0/1 默认路由 4 RS-4 0.0.0.0 /0 10.0.4.2 R-3 GE0/0/2 默认路由 5 R-1 192.168.64.0 /23 10.0.1.1 RS-1 VLAN100 SVI 聚合两个网段 192.168.64.0 /24

河南中医药大学：《网络应用技术 Network Application and Technology》课程教学资源（实验指导）实验四 使用路由器构建园区网

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