路由和數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)介紹（課堂PPT）

1、思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1路由和數(shù)據(jù)報(bào)的轉(zhuǎn)發(fā)Routing Protocols and Concepts Chapter 12思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/目標(biāo)目標(biāo)了解路由器是帶操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，而且還有專為路由器處理而設(shè)計(jì)的硬件嘗試配置設(shè)備及應(yīng)用地址.了解路由表結(jié)構(gòu).了解路由器如何決定路徑和數(shù)據(jù)報(bào)的交換3思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/索引索引 1.1 路由器內(nèi)部構(gòu)造 1.2 CLI 配置和編址 1.3 建立路由表 1.4 路徑的確定與交換功能 1.5 路由器配置實(shí)驗(yàn)思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/41.1 路由器內(nèi)部構(gòu)造5思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.1

2、.1路由器是計(jì)算機(jī)路由器是計(jì)算機(jī) 路由器的基本組件-CPURAM（內(nèi)存）ROM操作系統(tǒng) 路由器是網(wǎng)絡(luò)組成的核心-路由器通常用于兩種連接:-WAN 連接 (連接到ISP)-LAN 連接6思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/ RAM 是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，它的特點(diǎn)是易揮發(fā)性，即掉電失憶。 ROM 通常指固化存儲(chǔ)器(一次寫入，反復(fù)讀取)，它的特點(diǎn)與RAM 相反。ROM又分一次性固化、光擦除和電擦除重寫兩種類型 。 RAM在斷電后不能儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，就是說RAM斷電后數(shù)據(jù)就沒了，RAM存數(shù)據(jù)必須要通電 ROM在斷電后可以儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。 一般硬盤、U盤都屬于ROM類型，內(nèi)存條是RAM。 7思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).ht

3、tp:/1.1.1路由器是計(jì)算機(jī)路由器是計(jì)算機(jī) 路由器檢查數(shù)據(jù)報(bào)的目的IP地址，有助于確定最佳路徑8思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.1.2 路由器的路由器的 CPU 和存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器 路由器的組成及功能CPU 執(zhí)行操作系統(tǒng)的指令隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器 (RAM) RAM中內(nèi)容斷電丟失中內(nèi)容斷電丟失運(yùn)行操作系統(tǒng):運(yùn)行配置文件: IP 路由表: ARP 緩存: 數(shù)據(jù)包緩存區(qū):只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器 (ROM) 保存開機(jī)自檢軟件. ，存儲(chǔ)路由器的啟動(dòng)引導(dǎo)程序bootstrap 指令基本的自檢軟件迷你版 IOS.非易失非易失 RAM (NVRAM) 存儲(chǔ)啟動(dòng)配置. 這包括IP地址，路由協(xié)議

4、，主機(jī)名閃存閃存 運(yùn)行操作系統(tǒng) (Cisco IOS)Interfaces 擁有多種物理接口用于連接網(wǎng)絡(luò).接口類型舉例:9思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.1.3 路由器啟動(dòng)步驟路由器啟動(dòng)步驟 路由器啟動(dòng)的主要步驟檢測路由器硬件Power-On Self Test (POST)執(zhí)行引導(dǎo)裝入程序定位加載 Cisco IOS 軟件-定位 IOS-加載 IOS定位加載啟動(dòng)配置文件或進(jìn)入配置模式-啟動(dòng)程序搜尋配置文件 10思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.1.5 路由器接口路由器接口 路由器管理接口：Console 口Auxiliary 口 路由器物理接口使得路由器接受或發(fā)送數(shù)據(jù)包 每個(gè)接

5、口連接到一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò) 路由器外部由各種插孔和插座組成 接口類型:-以太網(wǎng)-快速以太網(wǎng)-wan接口 11思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.1.5路由器接口路由器接口兩組主要的路由器接口局域網(wǎng)接口:被用來連接局域網(wǎng)擁有二層mac地址 可被分配三層IP地址1. 通常由 RJ-45接口組成廣域網(wǎng)接口用于連接外部網(wǎng)絡(luò).依靠廣域網(wǎng)技術(shù),使用三層地址 12思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.1.6 路由器和網(wǎng)絡(luò)層路由器和網(wǎng)絡(luò)層 路由器和網(wǎng)絡(luò)層路由器借助目的IP地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包路由表決定數(shù)據(jù)包的路徑.確定最佳路徑包被封裝成幀幀通過媒介以比特流的形式排列13思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.1.

6、6路由器和網(wǎng)絡(luò)層路由器和網(wǎng)絡(luò)層 Routers Operate at Layers路由器接收一串編碼比特流比特流被解碼后傳至二層路由器解壓縮數(shù)據(jù)幀保留數(shù)據(jù)包傳至第三層-在這層檢測目的IP地址決定路由路徑數(shù)據(jù)包被壓縮封裝送至出口思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/141.2 CLI 的配置和編址15思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.2.1 執(zhí)行最基本的編址方案執(zhí)行最基本的編址方案在設(shè)計(jì)新網(wǎng)絡(luò)或規(guī)劃現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)時(shí)，請將網(wǎng)絡(luò)記錄下來。至少要繪制一幅指示物理連接的拓?fù)鋱D，以及一張列出以下信息的地址表： 設(shè)備名稱 接口使用規(guī)劃 IP地址和子網(wǎng)掩碼 設(shè)備的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址，例如PC機(jī)16思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事

7、會(huì).http:/路由器配置模式路由器配置模式R1 用戶模式用戶模式R1 enableR1# 特權(quán)執(zhí)行模式特權(quán)執(zhí)行模式R1#config terminalR1(config)# 全局配置模式全局配置模式17思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/路由器配置模式路由器配置模式 IOS基本命令基本命令 TAB鍵和？鍵鍵和？鍵 Routerena 【Tab】 Routerenable Router#show ? access-lists List access lists arp Arp table cdp CDP information clock Display the system clock co

8、ntrollers Interface controllers status 18思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/Ctr+p或或 重用上條命令重用上條命令Ctr+N 或或 重用下條命令重用下條命令Ctr+Z 退出退出exit退出退出19思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.2.2 基本的路由器配置基本的路由器配置 基本的路由器配置 p17 class cisco20思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.2.2基本的路由器配置基本的路由器配置 執(zhí)行基本的編址方案21思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.2.2基本的路由器配置基本的路由器配置 檢驗(yàn)基本的路由配置-使用 show runn

9、ing-config 命令-存儲(chǔ)路由器基本配置 copy running-config startup-config-其他檢驗(yàn)路由器的命令:Show running-config 顯示當(dāng)前隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器中的配置Show startup-config 顯示NVRAM中的配置文件Show IP route 現(xiàn)實(shí)路由表Show interfaces 顯示所有接口的配置信息Show IP int brief -顯示接口的簡要信息思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/221.3 建立路由表23思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.3.1 路由表介紹路由表介紹 路由表存儲(chǔ)在 RAM 中，包含以下信息:直連

10、網(wǎng)絡(luò) 一個(gè)設(shè)備連接到另一個(gè)路由器接口時(shí)會(huì)出現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)連接 這個(gè)網(wǎng)絡(luò)并非直接連接到某一臺(tái)路由器網(wǎng)絡(luò)的詳細(xì)信息 包括源信息, 網(wǎng)絡(luò)地址和子網(wǎng)掩碼, 下一條路由的IP地址 建立路由表的三種途徑:直連路由 直接連到路由器上的網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)路由 管理員手工構(gòu)建路由表動(dòng)態(tài)路由 路由器之間動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)到的路由表24思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.3.2 直連網(wǎng)絡(luò)直連網(wǎng)絡(luò) Show ip route 用于查看路由表25思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/現(xiàn)實(shí)中的路由表現(xiàn)實(shí)中的路由表26思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.3.2直連網(wǎng)絡(luò)直連網(wǎng)絡(luò) 添加一個(gè)直連網(wǎng)絡(luò)到路由表直連路由出現(xiàn)在路由表的條件直連路由出現(xiàn)在

11、路由表的條件接口應(yīng)該 up up.1. IP 地址通過接口分配.27思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/現(xiàn)實(shí)中的路由現(xiàn)實(shí)中的路由28思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.3.3 靜態(tài)路由靜態(tài)路由 路由表中的靜態(tài)路由-包含: 網(wǎng)絡(luò)地址和子網(wǎng)掩碼 以及路由下一跳IP地址或出接口-在路由表中用S標(biāo)出-在靜態(tài)或動(dòng)態(tài)路由被使用之前，路由表中必須包含與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的直連路由 何時(shí)使用靜態(tài)路由-路由器較少-唯一外連出口-星型拓?fù)?9思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.3.3靜態(tài)路由靜態(tài)路由30思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/現(xiàn)實(shí)世界的靜態(tài)路由現(xiàn)實(shí)世界的靜態(tài)路由31思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:

12、/1.3.4 動(dòng)態(tài)路由動(dòng)態(tài)路由 動(dòng)態(tài)路由協(xié)議-向路由表中添加遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)-探索網(wǎng)絡(luò)-更新和維護(hù)路由表 自主網(wǎng)絡(luò)探索-通過共享路由表信息路由器能探索到新的網(wǎng)絡(luò)32思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.3.4動(dòng)態(tài)路由動(dòng)態(tài)路由 維護(hù)路由表-動(dòng)態(tài)路由協(xié)議用來共享路由信息 維護(hù)更新自身的路由表 IP routing protocols. 常見的路由協(xié)議:-RIP-IGRP-EIGRP-OSPF33思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.3.5 路由表原理路由表原理路由表的原則-3 條法則: 每臺(tái)路由器根據(jù)其自身路由表中的信息獨(dú)立作出決策.一臺(tái)路由器的路由表中包含某些信息并不表示其它路由器也包含相同的信息1

13、. 有關(guān)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間路徑的路由信息并不能提供反向路徑（即返回路徑）的路由信息.34思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.3.5路由表原理路由表原理？1:2:3:？思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/351.4 路徑的確定和交換功能 36思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.1 數(shù)據(jù)包字段與數(shù)據(jù)幀字段數(shù)據(jù)包字段與數(shù)據(jù)幀字段 IP數(shù)據(jù)包字段提供關(guān)于數(shù)據(jù)包發(fā)送和接受主機(jī)的信息 對于學(xué)習(xí)CCNA的同學(xué)要掌握以下幾個(gè)部分:-目的IP地址-源IP 地址-版本號和生存周期-IP 包頭長度-優(yōu)先級和服務(wù)類型-數(shù)據(jù)包長度37思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.1數(shù)據(jù)包字段與數(shù)據(jù)幀字段數(shù)據(jù)包字段與

14、數(shù)據(jù)幀字段 MAC 子層幀格式 MAC 幀字段包括:-報(bào)頭-起始定界符-目的 MAC 地址-源 MAC地址-類型/長度-數(shù)據(jù)和填充體-幀校驗(yàn)序列38思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.2 最佳路徑和度量值最佳路徑和度量值 Metric是一個(gè)數(shù)值，用以確定到達(dá)目的地的最佳路徑 Metrics 可以是一個(gè)簡單的變量也可以是有多個(gè)變量符合而成 路由協(xié)議有兩種Metric :-跳數(shù)-帶寬Metric（度量）越小路由越優(yōu)先（度量）越小路由越優(yōu)先39思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.3 等價(jià)負(fù)載均衡等價(jià)負(fù)載均衡 等價(jià) metric 是同樣的目的地有多條等價(jià)路徑 等價(jià)負(fù)載均衡解決這個(gè)問題.

15、 路由器通過多個(gè)出口發(fā)送數(shù)據(jù)包40思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.4 確定路徑確定路徑 包轉(zhuǎn)發(fā)包括兩個(gè)功能:找出最佳路徑送到外出接口 通過以下三個(gè)方法之一確定結(jié)果:-Directly Connected Network直接通過本路由器接口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包到主機(jī) -Remote Network 轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包到下一跳路由器-No Route Determined丟棄該數(shù)據(jù)包并報(bào)告差錯(cuò)41思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.5交換功能交換功能 路由器的交換功能把數(shù)據(jù)包從一個(gè)接口轉(zhuǎn)到另一個(gè)接口-當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)路由器將做以下處理:剝離二層幀頭. 根據(jù)目的IP地址選出最佳路由.將數(shù)據(jù)包重新封裝成

16、幀. 將幀轉(zhuǎn)發(fā)出去. 一個(gè)數(shù)據(jù)包從一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備到另一臺(tái)-源和目的IP地址在過程中不會(huì)改變-包在路由器之間傳輸其源和目的2層地址地址將隨之變化 next.（二層地址不一定總是MAC地址）-TTL值每經(jīng)過一跳減142思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.5 交換功能交換功能 Step1- PC1 將 IP 數(shù)據(jù)包封裝成以太網(wǎng)幀，并將其目的 MAC 地址設(shè)為 R1 FastEthernet 0/0 接口的 MAC 地址43思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.5交換功能交換功能 Step2(1)- R1 發(fā)現(xiàn)幀的目的mac地址是自己的mac地址 Step2(2-3)- R1 剝離以太網(wǎng)幀

17、后檢測目的IP地址.44思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.5交換功能交換功能 Step2(4)- R1 在路由表中尋找目的 IP地址. 45思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.5交換功能交換功能 Step2(5)- R1 查詢下一跳IP地址，更新目的地址從新封裝成幀46思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.5交換功能交換功能 Step2(6)- R3 將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包從接口 Fa0/0轉(zhuǎn)發(fā)出去47思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.5交換功能交換功能 Step3(1)- R2發(fā)現(xiàn)幀的目的mac地址是自己的mac地址 Step3(2-3)- R2 剖離以太網(wǎng)幀頭 檢

18、測目的ip地址48思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.5交換功能交換功能 Step3(4)- R2在路由表中尋找目的 IP地址49思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.5交換功能交換功能 Step3(4)- R2更新目的地址從新封裝成幀50思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.5交換功能交換功能 Step3(5)- R2將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包從接口 S0/0轉(zhuǎn)發(fā)出去51思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.5交換功能交換功能 Step4(1)- R3 接受 PPP 幀 Step4(2-3)- R3 剝離 PPP 幀 檢測目的 IP地址 52思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.5交換功能交換功能 Step4(4)- R3在路由表中尋找目的 IP地址53思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.5交換功能交換功能 Step4(5)- R3 的快速以太口直接連接到目的，更新目的地址從新封裝成幀.54思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/1.4.5交換功能交換功能 Step5- IP 數(shù)據(jù)包到達(dá) PC2. 幀被剝離后繼續(xù)檢測上層協(xié)議思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/551.5 路由器配置實(shí)驗(yàn)56思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會(huì).http:/總結(jié)總