路由器基础介绍课件.ppt
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1、路由器相关知识路由器相关知识培训时间培训时间1ppt课件培训内容1、路由器介绍2、路由器工作流程3、TCP/IP编址与子网划分4、路由协议简述5、访问控制列表(ACL)6、网络地址转换(NAT)2ppt课件什么是路由器?什么是路由器?所谓路由就是指通过相互连接的网络,把信息从源地点传输到目标地点的活动,因此,路由可以理解为选路。一般来说,在路由过程中,信息至少会经过一个或多个中间节点。路由器介绍路由器介绍3ppt课件路由器介绍路由器介绍RAMNVRAMFlashROMConsoleAuxiliaryInterfaces路由器的组成4ppt课件路由器介绍路由器介绍 CPU:中央处理单元,和计算机
2、一样,它是路由器的控制和运算部件。RAM/DRAM:内存(Random Access Memory/Dynamic Random Access Memory)是路由器主要的存储部件。RAM也叫做工作存储器,包含动态的配置信息。用于存储临时的运算结果。如路由表、ARP表、快速交换缓存、缓冲数据包、数据队列、当前配置文件。Flash Memory:可擦除、可编程的ROM,用于存放路由器的IOS,Flash的可擦除特性允许更新、升级IOS而不用更换路由器内部的芯片。路由器断电后,Flash的内容不会丢失。Flash容量较大时,就可以存放多个版本IOS。路由器的主要部件路由器的主要部件5ppt课件路由
3、器介绍路由器介绍 NVRAM:非易失性RAM(nonvolatile RAM),用于存放路由器的配置文件,路由器断电后,NVRAM中的内容仍然保持。NVRAM 包含的是配置文件的备份。ROM:只读存储器,存储了路由器的开机诊断程序、引导程序和特殊版本的IOS软件(用于诊断等有限用途),ROM中软件升级需要更换芯片。接口(Interface),用于网络连接,路由器就是通过这些接口和不同的网络进行连接的。6ppt课件路由器介绍路由器介绍路由器的功能路由器的功能:网络层属于OSI中的第三层,从它的名字可以看出,它解决的是网络与网络之间,即网际的通信问题,而不是同一网段内部的事。网络层的主要功能即是提
4、供路由,即选择到达目标主机的最佳路径,并沿该路径传送数据包。除此之外,网络层还要能够消除网络拥挤,具有流量控制和拥挤控制的能力。路由器是一种典型的网络层设备。路由器路由器7ppt课件路由器的工作流程路由器的工作流程 Internet是由众多相对独立的子网连接起来的互联网络,各子网内部又由许多主机组成。子网内部主机间的通信按照链路层协议进行;子网之间的通信则要通过路由器实现。传统上路由器工作于网络7层协议的第三层,其主要任务是接收来自一个网络接口的分组,根据其中所含的目的地址,决定转发到哪一个下一个目的地址(可能是路由器也可能就是目的主机),并决定从哪个网络接口转发出去。这是路由器的最基本功能分
5、组转发功能。为了维护和使用路由器,路由器还需要有配置或者说控制功能。简单地说,路由器的主要工作是:(1)路径判断,使用一定的路由算法选择合适路径;(2)转发。8ppt课件路由器的工作流程路由器的工作流程 在收到任何一个数据包后,首先将该数据包的第二层信息去掉(拆包),查看第三层信息;然后,根据路由表确定数据包的路由;再检查安全访问表;若被通过,则再进行第二层信息封装(打包);最后将该数据包转发。如果在路由表中查不到对应网络层地址的网络。则路由器向源地址的站点返回一个信息,并把这个数据包丢掉。1接收帧,并分解IP数据包 2IP包头合法性验证 3IP数据包选项处理 4IP数据包本地提交和转发 5转
6、发寻径 6转发验证 7TTL处理 8数据包分段 9链路层寻址9ppt课件路由器工作流程路由器工作流程IPETHPPP以太口以太口串口串口IPPPPETH串串口口以太以太口口协议封装协议封装路由选择路由选择协议转换协议转换路由器路由器路由器路由器WAN传送传送拆包拆包LAN1LAN2接收发送发送工作过程工作过程10ppt课件TCP/IP编址与子网划分编址与子网划分 TCP/IP编址原则编址原则 在TCP/IP中的每个逻辑IP地址长度为32位,每一位的值只能是0或1,它采用二进制进行编址。我们采用带点十进制数表示逻辑地址。连接到TCP/IP环境中的主机必须有唯一的TCP/IP地址。主机主机:一台主
7、机就是这样一些设备,它有一个网络接口连接到一个网络。例如:带有NIC的计算机、路由器、网络打印机。如果计算机有两个NIC,我们认为这是两台主机。TCP/IP地址分为两部分地址分为两部分:(1)主机所在的网络,通常称为网络标识(Net ID);(2)实际的主机地址(主机表示)。11ppt课件TCP/IP编址与子网划分编址与子网划分地址的类别地址的类别 在TCP/IP中定义了5类地址。1.A类地址:00000000.X.Y.Z01111111.X.Y.Z 2.B类地址:10000000.X.Y.Z10111111.X.Y.Z (128.0.Y.Z191.255.Y.Z)3.C类地址:1100000
8、0.X.Y.Z11011111.X.Y.Z (192.0.0.Z233.255.255.Z)45.D类和E类地址 最后两类用于特殊的目的。D类范围:224.X.Y.Z239.X.Y.Z,这类地址要被用于组播,组播是一种将单个数据包发送给多个主机的方法。注注:这个地址不是一个主机地址这个地址不是一个主机地址 E类范围:240.X.Y.Z255.X.Y.Z,这是一个用于实验的地址范围,并不用于实际的网络.12ppt课件TCP/IP编址与子网划分编址与子网划分内部地址内部地址(私用地址私用地址)IP地址范围内有一些未被InterNic指定,这些地址可分配给未连接到Internet的主机使用,这些主机
9、如果需要访问Internet,可使用网络代理(proxy)服务器连接到公共网络上。它们是:A类:10.0.0.010.255.255.255 B类:172.16.0.0172.31.255.255 C类:192.168.0.0192.168.255.25513ppt课件TCP/IP编址与子网划分编址与子网划分子网掩码子网掩码 一个子网掩码是一个二进制数,用于对TCP/IP地址进行特殊的运算,以便从主机标识中确定网络标识,屏蔽主机地址,获得网络地址,每个主机都需要一个子网掩码。缺省子网掩码:A类:255.0.0.0 B类:255.255.0.0 C类:255.255.255.0子网掩码的斜杠表示
10、法:A类:255.0.0.0 /8 B类:255.255.0.0 /16 C类:255.255.255.0 /24 斜杠表示的整数,就是所有1的个数 注意:子网掩码是连续的注意:子网掩码是连续的0,1组合组合。14ppt课件TCP/IP编址与子网划分编址与子网划分net-idnet-idhost-id 为全为全 0net-id网络地址网络地址A类类地地址址默认子网掩码默认子网掩码255.0.0.0网络地址网络地址B类类地地址址默认子网掩码默认子网掩码255.255.0.0网络地址网络地址C类类地地址址默认子网掩码默认子网掩码255.255.255.01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
11、1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0host-id 为全为全 0host-id 为全为全 015ppt课件TCP/IP编址与子网划分编址与子网划分子网划分:子网划分:在IP地址的分配过程中使用了把部分主机位用作网络位的方案,叫做子网划分。划分子网的好处:划分子网的好处:1)充分利用IP地址 2)方便管理,
12、网络管理者有时需要分割网络,尤其是大型网络,使其成为较小的网络,减小广播域.16ppt课件TCP/IP编址与子网划分编址与子网划分子网地址子网地址 子网地址包括一个网络号、一个网络内的子网号和一个子网内的主机号码三部分,其中子网号和主机号是网络管理员按需要分配的。子网划分前后IP地址结构:网络位主机位网络位子网位主机位17ppt课件TCP/IP编址与子网划分编址与子网划分子网和主机的计算公式子网和主机的计算公式 1.计算用于标示子网的位组合公式:2N-2(其中N用于标示子网的位数)标示子网的位组合全0和全1(全0子网、广播子网),对于一些网络设备可能出现问题,所以剔除这两种组合。2.计算用于标
13、示主机的位组合公式:2N-2(其中N是用于标示主机的位数)当主机位为全0时,则此时的IP地址相当于只是标示了一个网络的地址;当主机位为全1时,则此时的IP地址相当于是一个广播地址 18ppt课件TCP/IP编址与子网划分编址与子网划分划分子网的依据划分子网的依据1.共有多少个单独的网络2.每个单独的网络中所需最大数目的主机是多少19ppt课件路由协议路由协议职责不同职责不同交换机:连通子网内的主机,联通距离近,一般在园区内。路由器:连通不同的子网,联通距离远,全球各地工作的位置不同工作的位置不同交换机:局域网(子网内)路由器:局域网的边界和广域网地图不同地图不同:MAC地址表和路由表处理速度不
14、同处理速度不同:交换机快,路由器慢路由器与交换机区别路由器与交换机区别20ppt课件静态路由静态路由由网络管理员在路由器上手工添加路由信息来实现路由由网络管理员在路由器上手工添加路由信息来实现路由动态路由动态路由根据网络结构或流量的变化,路由协议会自动调整路由信息来根据网络结构或流量的变化,路由协议会自动调整路由信息来实现路由实现路由分为距离矢量路由协议,如分为距离矢量路由协议,如;链路状态路由协议,如;链路状态路由协议,如OSPF,ISIS静态路由和动态路由路由协议路由协议21ppt课件静态路由配置静态路由配置注意:只有下一跳所属的的接口是点对点(注意:只有下一跳所属的的接口是点对点(PPP
15、PPP、HDLCHDLC)的接口时,才)的接口时,才可以填写可以填写,否则必须填写,否则必须填写-address。Router ip route-static ip-address mask|masklen interface-type interface-name|nexthop-address preference value reject|blackhole 静态路由的配置命令静态路由的配置命令:例如:例如:ipip route-static 129.1.0.0 16 10.0.0.2 route-static 129.1.0.0 16 10.0.0.2 ipip route-stati
16、c 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 route-static 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 ipip route-static 129.1.0.0 16 Serial 2 route-static 129.1.0.0 16 Serial 222ppt课件静态路由配置示例静态路由配置示例129.1.0.0/16E0RT BS010.0.0.2RT A10.0.0.1S0在路由器在路由器 RT A上配置:上配置:ip route-static 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 ip route-static
17、129.1.0.0 16 10.0.0.2 ip route-static 129.1.0.0 16 s0 23ppt课件RT A10.0.0.1S010.0.0.2S0RT BNetwork NPublic Network在路由器 RT A上配置:ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.2Internet 上 大约99.99%的路由器上都存在一条缺省路由!缺省路由并不一定都是手工配置的静态路由,有时也可以由动态路由协议产生。缺省路由配置示例缺省路由配置示例24ppt课件路由自环路由自环在路由器 RT A上配置:ipip route-static 20.0
18、.0.0 route-static 20.0.0.0 8 10.0.0.28 10.0.0.2“路由自环路由自环”对网络的危害极大,应尽量避免。对网络的危害极大,应尽量避免。在路由器 RT B上配置:ipip route-static 20.0.0.0 8 route-static 20.0.0.0 8 10.0.0.110.0.0.1RT A10.0.0.1S010.0.0.2S0RT BNetwork NPublic Network25ppt课件动态路由协议动态路由协议26ppt课件动态路由协议分类动态路由协议分类 距离矢量算法 定义:相邻的路由器之间互相交换路由表,并进行矢量叠加,最后知
19、道整个路由表。特点:管理简单,收敛速度慢,报文量大,网络开销大,易产生回路。链路状态算法 定义:路由器分成区域,收集区域内所有路由器的链路状态信息,再生成网络拓扑结构,路由器再根据拓扑结构计算路由。特点:没有环路,网络震荡时收敛快,网络流量小27ppt课件距离矢量路由协议原理距离矢量路由协议原理28ppt课件距离矢量协议拓朴变化距离矢量协议拓朴变化拓朴变拓朴变化引起化引起路由表路由表的更新的更新更新路由表更新路由表向路由器向路由器A传送更传送更新的路由新的路由表表更新路由表更新路由表AB29ppt课件链路状态路由协议算法链路状态路由协议算法LSDBLSA 的 RTALSA 的 RTBLSA 的
20、RTCLSA 的RTD(二)每台路由器的链(二)每台路由器的链路状态数据库路状态数据库(一)网络的拓朴结构一)网络的拓朴结构CABD123CABD123CABD123CABD123(四)每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树(四)每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树(三)由链路状态数据库得(三)由链路状态数据库得到的带权有向图到的带权有向图CABD235RTCRTDRTBRTA130ppt课件动态路由器协议简介动态路由器协议简介 RIP(Routing Information Protocol):采用距离矢量算法。早期的路由协议,配置简单。用HOP计算路由的花费。最大支持直径为15个
21、路由器的网络。OSPF(Open Shortest Path First):采用链路状态算法。网络流量小,收敛速度快。没有路由环路。缺点是复杂。中大型网络使用 IS-IS(Intermediate System to Intermediate System):采用链路状态算法。BGP(Border Gateway Protocol):自治系统间的路由协议。基本功能是在自治系统间无环路的交换路由信息。31ppt课件直连路由直连路由32ppt课件路由表更新过程(一)路由表更新过程(一)33ppt课件路由表更新过程(二)路由表更新过程(二)34ppt课件路由环路路由环路35ppt课件距离矢量环路现象
22、距离矢量环路现象36ppt课件路由环路解决办法路由环路解决办法 方法一:定义最大路由权值 方法二:水平分割 方法三:毒性逆转 方法四:抑制时间 方法五:触发更新37ppt课件方法一:定义最大路由权值方法一:定义最大路由权值38ppt课件方法二:水平分割方法二:水平分割 水平分割(split horizon)是一种避免路由环的出现和加快路由汇聚的技术。由于路由器可能收到它自己发送的路由信息,而这种信息是无用的,水平分割技术不反向通告任何从终端收到的路由更新信息,而只通告那些不会由于计数到无穷而清除的路由。水平分割法的规则和原理是:路由器从某个接口接收到的更新信息不允许再从这个接口发回去。39pp
23、t课件方法三:毒性逆转方法三:毒性逆转 毒性逆转(poison reverse):在基于路由信息协议的网络中,当一条路径信息变为无效之后,路由器并不立即将它从路由表中删除,而是用16,即不可达的度量值将它广播出去。这样虽然增加了路由表的大小,但对消除路由循环很有帮助,它可以立即清除相邻路由器之间的任何环路。40ppt课件方法四:抑制时间方法四:抑制时间112234567891011112234567891011抑制时间后更新抑制时间后更新抑制时间后更新抑制时间后更新41ppt课件方法五:触发更新方法五:触发更新42ppt课件RIP协议概述协议概述RIP最多支持以跳数为衡量标准,最多15跳。RI
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