路由器的原理及其配置(一)

      一，路由器的基础知识

         (1)路由器概述

        作为网络层的网络互连设备路由器在网络互连中起到了不可或缺的作用。与物理层或数据链路层的网络互连设备

相比，其具有一些物理层或数据链路层的网络互连设备所没有的重要功能。它能实现异构网络的互连，在物理上拓展

了网络的规模；实现网络的逻辑划分；实现VLAN之间的通信；同时，还可以实现其他一些重要的网络功能，如提供

访问控制功能、优先级服务和负载平衡等

        路由器是工作在网络层的设备。路由器负责将数据分组从源端主机经最佳路径传送到目的端主机。路由器主要用

于同类或异类局域网以及局域网与广域网之间的互联。是连接不同逻辑子网的网络互连设备。

路由器具有异构网络互连，广域网互连，和隔离广播信息的能力。

       (2)路由器工作原理

       a)路由器的基本功能

       1，路由选择

        路由选择就是路由器依据目的IP地址的网络地址部分，通过路由选择算法确定一条从源结点到达目的结点的最佳路由。

        路由器通过路由协议，网络连接的情况及网络的性能来建立网络的拓扑结构。路由算法为网络上的路由产生一个

权值，路由器通过权值来选择最佳路径，权值越小，路由最佳。

        对于一台路由器，其分组转发的任务即是在收到数据包后，根据路由表所提供的最佳路径的信息，将其转发给下

一条的路由器，目的端口或是缺省路由器。缺省路由器也称缺省开关，它是与主机在同一个子网中的路由端口的IP地址。

        路由器也有它的缺省开关。如果目标网络中没有直接显示在路由表里的时候，那么就将数据分组传送给缺省网

关。它一般指向与该路由器的一个端口的直接相连接的，并且通往Interest的出口路由。

       主机的缺省路由图：

 

       路由器的缺省路由图：

 

       分组转发的思想：

       目的IP地址，全程不变。

       目的MAC地址，逐跳修改。

       分组转发的示意图：

 

       (3)路由表

       a)路由表基本结构

       路由表通过对路由表的查询来选择最佳路径的策略，路由表中保存着各种传输路径的相关数据，供路由选择时使用。

       b)路由表的内容主要包括：

       1,目的网络地址及其所对应的目的端口

       2,下一跳路由器的名字

       3,缺省路由的信息

       路由表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。

       路由表结构示意图：

 

       c)路由表实例一

       路由表项讨论：

       1,“C”：直连，“S”静态，“I”：IGRP，“O”：OSPF，“R”：RIP，“i”：ISIS，“B“：BGP，“E”：EGP。

       2,第二列是目的网络地址和掩码

       3,第三列是目的端口或下一跳路由器地址

       如果是直连，则这个字段为给出的目的端口

       如果有下一跳路由器，则为下一跳路由器的IP地址

       4,缺省路由的路由表项网络地址全是0

       d)路由表实例二

       路由表项讨论：

       1，第二列表示路由类型

       E1 OSPF外部路由类型1

       E2 OSPF外部路由类型2

       2，第四列，如【110/22】

       310是管理距离，22是权值(metric)或成本

       管理距离用于衡量路由表中给定的路由信息源的”可信度“

       各路由协议的管理距离表：

 

       e)权值是路由器通过路径选择算法为网络上的路径产生的一个数字，路由器通过权值来选择最佳路径，权值越小，路由越佳。

       路由器常用的权值包括：

       1)带宽：链路的数据能力

       2)延迟：数据包从源送到目的所需的时间

       3)负载：链路上的活动数量

       4)可靠性：链路的差错率

       5)跳数：通过路由器的数量

       6)滴答数：用IBM PC的时钟滴答计数延迟

       7)花费：花费一般由管理员指定

       (4)路由器的结构

       路由器的结构就像一台计算机，但它是一台具有特殊功能的计算机。路由器与计算机一样具有中央处理器、内

存、存储器和接口等硬件系统。同时路由器的软件主要是由路由器的操作系统——互联网络操作系统组成。硬件系统

和软件系统共同组成路由器。

        路由器的硬件结构示意图：

 

        a)中央处理器

        CPU是路由器的处理核心，CPU负责实现路由协议，路径选择计算，交换路由信息，查找路由表，分发路由表和维护各种表格，以及转发数据包等功能。CPU的处理能力直接影响路由表查找时间，吞吐量和路由器的性能。

        b)内存

        1，只读内存(Read Only Memory ,ROM)

        ROM中包括开机诊断程序，引导程序和操作系统软件。不能修改其中保存的内容。

        2，随机存储器(RAM)

        RAM是可读可写存储器。用来存储用户的数据包队列以及路由器在运行过程中产生的中间数据，如路由表，ARP缓冲区等。此外，RAM还用来存储路由器的运行配置文件。当路由器被关闭或重新启动时，RAm中的内容都将丢失。

        3，非易失性随机存储器(NVRAM)

        NVRAM是可读可写存储器。是用来存储路由器的启动配置文件。在路由器断电时，其内容仍能保持。

        4，闪存(flash)

       是可擦写的ROM。它主要负责保存操作系统的映像文件和一些微代码。在路由器断电时，其内容仍能保持。

       c)接口

       1)局域网接口：包括以太网，快速以太网，千兆以太网，FDDI，ATM等。

       2)广域网接口：高速同步串行接口，异步串行接口，ISDM的PRI和BRI接口。

       3)接口配置：有控制接口Console(RJ-45)和辅助接口(AUX)。AUX通过MODEM连接广域网，拨号的方式实现对路由器的远程管理。

       路由器的每个接口都有自己的名字和编号，如快速以太网的名字是FastEthernet，它可以简写为f。接口编号的格式是mod/port，mod是模块号，port是端口号。如接口0/5，指的是第0模块上的第5个端口。

       (5)路由器的工作模式

       a)用户模式

       当通过控制台或Telnet成功登录到路由器后，将会看到它是一种只读模式，用户可以浏览关于路由器的某些信息，但不能进行任何修改。

       该模式默认的提示符为：router>

       b)特权模式

       在用户EXEC模式提示符后键入enable命令并按提示输入使能口令后将进入特权模式。可以管理系统时钟，进行错误检测，查看和保存配置文件，清除内存，处理并完成路由器的冷启动等操作。该模式不能对端口或网络协议进行配置。

       该模式默认的提示符为：router#

       c)全局配置模式

       在特权EXEC模式下，通过键入configure terminal命令可以进入。全局配置模式用于配置路由器的全局性参数(主机名，口令，TFTP服务器，静态路由，访问控制列表等)，更改已有配置等。

       该模式默认的提示符为：router(config)#

       d)其它配置模式

       包括接口配置模式、虚拟终端配置模式、路由配置模式等。在全局配置的模式下输入相应的命令即可进入相应的配置模式。

       接口配置模式：

       router(config)#interface f0/12

       router(config-if)#

       虚拟终端配置模式：

        router(config)#line vty 0 15

        router(config-line)#

        路由配置模式：

        router(config)#router rip

        router(config-router)#

        e)设置模式

        当通过console端口计入一台刚出厂的没有任何配置的路由器启动时会进入设置模式。系统以对话框提示用户设置路由器，协助用户建立第一次的配置文件。

        f)RXBOOT模式

        RXBOOT模式是路由器的维护模式。在密码丢失时，可以进入RXBOOT模式，以恢复密码。

        二，路由器的基本操作和配置方法

       (1)路由器的配置方式

       a)使用通过远程拨号配置路由器(AUX)

       b)使用控制端口Console配置路由器。

       c)使用telnet配置路由器

       1，必备条件

       作为模拟终端的计算机与路由器都必须与网络连通，它们之间能够相互通信。

       计算机必须有访问路由器的权限

       路由器必须预先配置好远程登录的密码

       2，路由器的配置

       router (config)#line vty 0 15

       router (config-line)#password 7 zzz307

       3，远程登录的具体步骤

        进入“运行窗口”，输入“telnet 202.112.7.4”

       d)使用TFTP配置路由器

       在网络上必须配置一台计算机作为TFTP server，且必须安装运行TFTP server软件。