路由器基本原理及配置

路由器WAN接口
（1）RJ-45端口 （2）高速同步串口
在路由器的广域网连接中，应用最多的端口还要算"高 速同步串口"（SERIAL）了，这种端口主要是用于连接目前 应用非常广泛的DDN、帧中继（Frame Relay）、X.25、 PSTN（模拟电话线路）等网络连接模式。在企业网之间有 时也通过DDN或X.25等广域网连接技术进行专线连接。这种 同步端口一般要求速率非常高，因为一般来说通过这种端口 所连接的网络的两端都要求实时同步。
路由器启动顺序
• 加电自检（Power on self test (POST)） • 装载引导程序（Load and run bootstrap code） • 查找IOS（Find the IOS software） • 装载IOS（ Load the IOS software） • 查找配置文件（Find the configuration） • 装载配置文件（Load the configuration） • 运行（Run）
路由器WAN接口
路由器不仅能实现局域网之间连接，更重 要的应用还是在于局域网与广域网、广域网 与广域网之间的相互连接。路由器与广域网 连接的接口称之为广域网接口（WAN接口）。 路由器中常见的广域网接口有以下几种。
（1）RJ-45端口 （2）AUI端口 （3）高速同步串口 （4）异步串口 （5）ISDN BRI端口
路由器基本组成
路由器有自己的操作系统，cisco路由器采用 的操作系统软件为IOS（Internetwork Operating System）。与计算机上的操作系统一样，Cisco IOS会管理路由器的硬件和软件资源，包括存储 器分配、进程、安全性和文件系统。Cisco IOS 属于多任务操作系统，继承了路由、交换、 Internet及电信等功能。虽然许多路由器中的 Cisco IOS看似相同，但实际上是不同类型的IOS 映像。通常，IOS内部的功能越多，IOS映像就 越多。
路由表
路由表的形成
路由协议
路由表的组成
路由概述
2. 路由表
①列出了路由表中出现字 母的含义 ②列出了本路由表中有哪 些路径 ③表示管理距离，用来定 义路由来源的优先级别 ④表示度量值，是指路由 协议用来分配到达远程网 络的路由开销的值
路由概述
2. 路由表 路由器在查找路由表的过程中遵循最长匹配原 则：掩码越长，越先匹配，即按照以下顺序匹配： •主机地址（主机路由） •子网 •一组子网 •主网号 •一组主网号（超网） •缺省地址 •度量值 •管理距离
WAN接口配置
• 串口配置
Router(config)#int serial0/0 Router(config-if)#ip add ip ip_subnet_mask Router(config-if)#clock rate 128000 //DCE的Router需要配置时钟频率。一般实际
情况下，这个不需要自己配置，因为DCE 设备都在运营商那。
4.广域网封装协议 • HDLC • PPP • 帧中继Frame Relay • ATM
广域网—封装协议
• HDLC协议
– High-Level Data Link Control，高级数据链路控 制 – Cisco路由器默认的封装，是面向位的控制协议
• PPP协议
– Point to Point Protocol，点对点协议 – 面向字符的控制协议 – 支持IP地址协商 – 支持用户验证
路由器基本原理及配置
主讲: 杨丽莎 2013.7
路由器基本组成
路由器就是一 台计算机，包括硬 件和操作系统 （IOS）。 硬件包含：
– – – – – CPU ROM RAM(内存) 闪存（Flash） NVRAM
路由器基本组成
•CPU：负责路由器的配置管理以及数据包的转发处理工作， 如维护路由和桥接所需的各种表格以及路由决定等。路由器处 理数据包的速度在很大程度上取决于CPU的处理速度。 •ROM:一般开机时按CTRL+BREAK便可进入，相当于PC的 BIOS，路由器运行时首先要运行ROM中的程序，该程序主要 进行加电自检，对路由器的硬件进行检测，其次含引导程序及 IOS的一个最小子集。 •Flash:一种可擦写、可编程的ROM，它是存储CISCO IOS软 件的地方，可以通过写入新版本的IOS对路由器进行软件升级， 相当于计算机中的硬盘。 •第三种是NVRAM:主要目的是保存路由器的配置文件。 •第四种是DRAM：动态内存，是程序运行的场地，相当于计 算机的RAM。DRAM中主要包含路由表、ARP缓存、数据包 缓存等，以及正在执行的路由器配置文件。当路由器关机时， 里面的内容会全部丢失。
CISCO路由器的几种特殊接口配置
3.子接口 子接口是一个物理接口的逻辑表现形式， 物理接口称为父接口。一个父接口可以配置 多个子接口。 子接口共享物理接口的物理层参数，但数 据链路层和网络层的参数可以各自配置。 配置命令： Router(config)#interface fast0/1.1
路由器的工作原理
分组交换机
X.25、帧中继、ATM
IP网络就是分组 交换网络
广域网
3.虚带路
– 虚电路像一条专用电路 – 永久虚电路（PVC）和交换虚电路（SVC）
预先定义好的虚电路， 不管是否传输数据，这 条虚电路都存在并开通
分组交换机
被通信数据激活，临时 建立的虚链路，当数据 传输完成，链路拆除
虚电路
广域网
静态路由基本配置
1.静态路由配置命令
Router(config)# ip route network [mask] {next-hopaddress | interface-id}[distance]
静态路由定义了一条到目标网络或子网的路径，由管理员手工输入。 各参数选项的含义如下： ip route：静态路由配置命令 network：目标网络或主机地址 mask：目标网络或主机对应的子网掩码 next- hop-address：到达目标网络的下一跳IP地址，或者 interface-id：本地出接口 distance：管理距离
典型广域网拓朴结构
网络中心 家庭办公 PSTN
分组交 换网络
分支机构
分支机构
广域网协议配置
•HDLC协议封装 Router(config-if)#interface serial0/0 Router(config-if)#encapsulation hdlc HDLC是CISCO设备在同步串行线路上的默认 封装方法。 •PPP协议封装 Router(config-if)#interface serial0/0 Router(config-if)#encapsulation ppp
路由器WAN接口
• DTE和DCE
Router
Modem
DTE
DCE
Байду номын сангаас
DTE：带有连接广域网 线路端口的用户端设备
DCE：广域网提供 商的末端通信设备
如果直接与服务提供商或执行信号时钟控制的设备相连接， 则路由器是DTE。 如果在测试环境中执行背对背路由器方案，则其中一台路由 器是DTE，另一台路由器是DCE。
路由器从输入接口接收IP 后，分析与修改数据包头，使用 路由表查找输出端口，把数据交换到输出线路上。数据转 发的主要流程包括数据输入、包头分析、数据存储、包头 修改和数据输出。
广域网
1.广域网基本 概念 • 使用网络提 供商和电信 公司所提供 的传输设施 传输数据
北京总公司
网管工作站
分组交换网
Internet
路由概述
1 路由选择
路由是指导IP报文发送的路径信息，包含两个动作：选择最佳路径和数 据转发。 IP网络中的路由选择是由路由设备完成的。路由器通过执行一定的路由 协议，形成路由表，通过这张表为IP数据报寻找一条到达目的主机或网络的 最佳路由，并转发该数据报，实现路由选择。
路由概述
2. 路由表 路由器或者其他互联网网络设备上存储的 表，该表中存有到达特定网络终端的路径 •直连网络 •静态路由 •动态路由 用于生成路由表的协议，包括距离矢 量路由协议和链路状态路由协议。 •路由表信息 •路径 •管理距离 •度量值
NVRAM TFTP Server Console Configuration File
装载配置文件或 进入Setup模式
Locate and Load Configuration File or Enter Setup Mode
路由器配置方式
• • • • •
控制台方式（通过Console口）★ AUX口接MODEM方式 远程登录（Telnet）方式 ★ 网管工作站方式 TFTP服务器方式 ★
静态路由基本配置
2.全网静态路由配置方法 静态路由的配置步骤： 步骤1 选择一个设备，由进而远地列出它所有的非直连网段； 步骤2 在该设备上，为每一个非直连网段配置一条静态路由； 步骤3 由近而远地选择设备，为每个设备重复上述过程，直至所有 设备配置完成。
静态路由基本配置
2.全网静态路由配置方法 各路由器上的非直连网段： RA上2个：192.168.2.0/24、192.168.3.0/24 RB上3个：192.168.1.0/24、172.16.1.4/30和192.168.3.0/24 RC上3个：192.168.1.0/24、172.16.1.0/30和192.168.2.0/24 RA静态路由配置有2条： RA(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 RA(config) #ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 RB静态路由配置有3条： RB(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 RB(config)#ip route 172.16.1.4 55.255.255.252 RB(config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 思考：RC的静态路由配置
– 根据需要进行连接 – 每一次通信会话期间都要建立、保持，然后拆 除 – 在电信运营商网络中建立起来的专用物理电路
Modem
例如电话网络 Modem 就是电路交换 网络
电路交换网络 PPP 、ISDN
Modem
分组交换连接
• 分组交换连接
– 将传输的数据分组 – 多个网络设备共享实际的物理线路 – 使用虚电路/虚通道（Virtual Channel）传输
广州办事处
广域网
2.广域网连接方式 • 专线连接 • 交换式连接
– 电路交换连接 – 分组交换连接
专线连接
• 专线连接（点对点或租用线路）
– 点到点专用连接 – 提供了一条独享的、预先建立好了的广域网络 通信通道 – 通道是永久的和固定的 – 费用昂贵
PPP、HDLC
电路交换连接
• 电路交换连接
CISCO路由器的几种特殊接口配置
2.Null 接口 虚拟接口，可路由通信，但会把所有到达它的数据包丢弃 用于避免路由环路的出现 系统自动创建一个null0接口 ，null接口永远处于up状态 null接口配置举例 由于任何到达null接口的报文都会被丢弃，可以将需要过 滤掉的报文直接发送到null0接口，而不必配置访问控制列表。 例如：使用静态路由配置命令 ip route 192.101.0.0 255.255.0.0 null 0 将丢弃所有去往网段192.101.0.0的报文。
路由器启动顺序
RAM
ROM
ROM
Flash TFTP Server ROM Cisco Internetwork Operating System POST Bootstrap
执行POST 装载启动程序Load Bootstrap
装载IOS
Locate and Load Operating System
Router(config-if)#no shut
router#show controllers serial 0
CISCO路由器的几种特殊接口配置
1.Loopback接口 虚拟接口，永远呈激活状态 主要用于以下几种情况： • 作为一台路由器的管理地址 • 作为动态路由协议OSPF、BGP的Router-ID • 作为动态路由协议BGP建立TCP连接的源地址 配置命令： Router(config)#interface lookback0