第4章园区网络路由

网络工程设计与系统集成杨威人民邮电出版社（第3版）NetworkEngineeringDesignandSystemIntegration（3ndEdition）“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材普通高等教育“十一五”国家级规划教材©人民邮电出版社2014.10第2页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19问题思考你日常上网时，数据流要途经哪些设备？网络系统中，哪一层的设备可以给用户提供路径或最佳路径？©人民邮电出版社2014.10第3页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19学习目标：了解园区网边界路由器和路由交换机的作用。理解路由器的组成、路由协议、路由器的安装与配置准备等基本知识。掌握静态路由协议配置，PPP认证配置，OSFP动态路由协议的配置与应用。能够在大中型局域网互连中，熟练使用路由器和路由交换机组网。熟悉多生成树协议、多生成树域和虚拟路由冗余协议，以及策略路由应用。基本掌握园区网VRRP+MSTP的配置，源IP地址策略路由配置，会在VLAN接口应用策略路由。第4章园区网路由与系统集成©人民邮电出版社2014.10第4页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19重点知识：路由器组成、路由协议、路由器安装与配置准备IPv4静态路由协议配置IPv4OSFP动态路由协议配置多生成树域和虚拟路由冗余协议VRRP+MSTP的配置，源IP地址策略路由配置VLAN接口应用策略路由难点知识：IPv4OSFP动态路由协议配置多生成树域和虚拟路由冗余协议VRRP+MSTP配置第4章园区网路由与系统集成©人民邮电出版社2014.10第5页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19网络路由技术概述路由器基本配置与应用OSPF路由应用与配置路由冗余与负载均衡策略路由配置与应用第4章园区网路由与系统集成©人民邮电出版社2014.10第6页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/194.1网络路由技术概述路由器基础路由器组成Show命令的定义路由器启动和配置路由器文件备份网络层路径选择路由器运行步骤可路由协议和路由协议静态路由协议和动态路由协议©人民邮电出版社2014.10第7页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19路由器路由器提供多种服务：网络互连LAN连接接口局域网中路由器承担的角色：边界路由器路由器在LAN中的作用核心交换机接入交换机InternetLANWAN218.27.100.1218.26.121.1218.26.121.2©人民邮电出版社2014.10第8页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19路由器内部组成RAMNVRAMFlashROMInterfacesConsoleAuxiliary互连网操作系统程序运行配置文件路由表和缓冲区配置文件备份操作系统文件（可升级部分）路由器接口Router#showversionRouter#showflashRouter#showInterfacesRouter#showprocessesCPURouter#showprotocolsRouter#showmemRouter#showstacksRouter#showbuffersRouter#showrunning-configRouter#showtermRouter#showstartup-configRouter#showconfigRAMNVRAMFlash©人民邮电出版社2014.10第9页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19RAM临时存放路由器的配置文件RAM内容将在关电或重启后消失存放的内容路由表ARP缓存快速交换缓存报缓存报存放队列©人民邮电出版社2014.10第10页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19NVRAMNon-volatileRAM存放备份/启动配置文件内容在系统关电或重启后仍然存在©人民邮电出版社2014.10第11页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19FlashEEPROM(ElectronicallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory)存放CiscoIOS(InternetOperatingSystem)可以在不更换Flash芯片的情况下升级系统软件可以存放多个版本的IOS关电后保持内容©人民邮电出版社2014.10第12页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19ROM包含开机自检程序(POST:PowerOnSelfTest)一段引导程序(加载CiscoIOS)操作系统级软件备份IOS安装新的芯片组时需要升级©人民邮电出版社2014.10第13页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19网络接口网络连接的地方，通过接口传输数据报连接到主板或者成为一个独立的模块©人民邮电出版社2014.10第14页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19路由器的操作界面-用户模式用户模式被限制模式，只能察看路由器的状态不能配置路由器提示符为“”，提示符之前的内容为路由器的名字Password:Router表示处在用户模式©人民邮电出版社2014.10第15页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19路由器的操作界面-特权模式特权模式可以进行用户模式下的任何操作配置路由器的全权通过在用户模式下输入“enable”命令和密码进入RouterenablePassword:Router#表示处在特权模式©人民邮电出版社2014.10第16页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19路由器的操作界面-帮助可以通过输入?来获得当前可用的命令列表Router?Router#?当信息多于一屏时，在屏幕下端显示--More–信息按一下spacebar键将显示下一屏数据©人民邮电出版社2014.10第17页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19ipflash:interfacesipxversionparserRouter#show?输入命令中的帮助在输入命令任何部分后都可以输入?来获得剩余命令的提示在?和命令之间需要一个spacebar来分隔例如：路由器显示当前所有可用的show命令的子项©人民邮电出版社2014.10第18页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19错误指示当输入了错误的命令时，系统将在第一个错误处显示一个^符号例如：Router#showruning-config^%Invalidinputdetectedatthe‘^’marker©人民邮电出版社2014.10第19页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19FlashNVRAMRAMInternetworkOperatingSystemProgramsActiveConfigurationFileTablesandBuffersBackupConfigurationFileOperatingSystemsInterfacesRouter#showversionRouter#showflashRouter#showinterfacesRouter#showprocessesCPURouter#showprotocolsRouter#showrunning-configRouter#writetermRouter#showmemRouter#showstacksRouter#showbuffersRouter#showstartup-configRouter#showconfig©人民邮电出版社2014.10第20页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19工作原理与功能202.27.171.0202.25.11.0ABCDEXYfe0s0s1s0s1s2fe0该图中的X主机访问Y主机，X主机直连路由器A，Y主机直连路由器E。从该图路由器连接拓扑可知，从A到E有5条路径。即A→C→E，A→D→E，A→B→D→E，A→B→D→C→E，A→D→C→E。当X访问Y的（请求）数据包到达A时，A进行最佳路径（如路经短、时间短）选择和包交换（A的fe0端口接收数据包，将该数据包转发到s0端口），将该数据包通过选定的路径（如A→C→E）传输到E，由E通过fe0端口直连的网络转发给Y。©人民邮电出版社2014.10第21页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/194.1.2路由协议与被路由协议静态路由协议缺省路由协议动态路由协议路由表动态更新路由表动态更新静态路由存根网络缺省路由©人民邮电出版社2014.10第22页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19路由协议动态路由概述动态路由是指利用路由器上运行的动态路由协议定期和其他路由器交换路由信息，而从其他路由器上学习到的路由信息，自动建立起自己的路由。©人民邮电出版社2014.10第23页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19路由协议路由协议(RoutingProtocol)：用于路由器动态寻找网络最佳路径，保证所有路由器拥有相同的路由表，一般路由协议决定数据包在网络上的行走路径。这类协议的例子有OSPF,RIP等路由协议。通过提供共享路由选择信息的机制来支持被动路由协议。路由选择协议消息在路由器之间传送。路由选择协议允许路由器与其他路由器通信来修改和维护路由选择表。©人民邮电出版社2014.10第24页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19被路由协议由若干路由器互连的网络，可看成是一个运输系统。该运输系统包括载货车辆（路由协议）、货物（被路由协议，如IP，IPX等）、运输线路（路由器连接拓扑）等。如图4.4所示。该图中X主机的IP数据包封装成数据帧送往路由器A。A接收数据帧后，对数据帧解帧→解包、读取目标IP地址，查询路由表选取最佳输出端口，对数据重新打包→封帧，将数据送往路由器B。B和C进行与A相同的操作。当Y主机收到X主机发出的数据帧后，对该数据帧进行解封装、解包操作，并按照数据包头的TCP端口号，将数据送往应用层。由此可看出，X和Y通信过程中，A、B、C中的路由协议完成了车辆运输功能，所承载的货物就是X发给Y的IP数据包及Y反馈给X的IP数据包。©人民邮电出版社2014.10第25页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/194.1.3园区网路由设备选型路由器路由交换机路由器选型考虑因素©人民邮电出版社2014.10第26页“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材2019/12/19考虑的因素说明实际需求首要原则就是考虑实际需要，一方面必须满足使用需要，另一方面不要盲目追求品牌、新功能等。只要路由器的功能、稳定性、可靠性满足实际需求就可以可扩展性要考虑到近期内（2～5年）网络扩展，所以选用边界路由器、路由交换机时，必须考虑一定的扩展余地。如增加网络光接口、电接口的数量等性能因素高性能IP路由包括静态路由、动态路由、控制数据流向的策略路由、负载均衡，以及双协议栈等。在价格限定下，重点考察路由器的IP数据包转发性能，即每秒百万包的数量Mpps价格因素用户组网，在综合考虑以上因素以后，最关心的是价格。在满足实际使用需求下，可选用价格低一些的产品，以降低费用服务支持路由器是一种高科技产品，售前、售后支持和服务是非常重要的。必须要选择能绝对保证服务质量的品牌产品品牌因素选择路由器不可避免会受品牌因素的