第 8章 路由器
第 8章 路由器
?8.1 路由器的基础知识
? 8.1.1 路由器的基本概念
路由器的工作过程,从某个端口收到一个数据包,它首先
把链路层的包头去掉(拆包),读取目的 IP地址,然后查找路
由表,若能确定下一步往哪送,则再加上链路层的包头(打
包),把该数据包转发出去;如果不能确定下一步的地址,则
向源地址返回一个信息,并把这个数据包丢掉。
路由器 ( Router) 是一种连接多个网络或网段的网络设备,
它能将不同网络或网段之间的数据信息进行, 翻译,, 以使它们
能够相互理解对方的数据, 从而构成一个更大的网络 。 在网络拓
扑结构中用图标表示为 。
路由器的外观如右图所示。
第 8章 路由器
1,路由器的工作原理:
为了保证路由成功, 每个网络都必须有一个惟一的网络编号
即网络 ID号 。 路由器识别不同网络的方法是就通过识别不同网络
的网络 ID号进行的 。 路由器要识别另一个网络, 首先要识别的就
是对方网络所连接的路由器 IP地址的网络 ID,看是不是与目的节
点地址中的网络 ID号相一致 。 如果是, 就向这个网络的路由器端
口发送了, 接收网络的路由器在接收到源网络发来的数据后, 根
据数据中所包括的目的节点 IP地址中的主机 ID号来识别是发给哪
一个节点的, 然后再直接发送到该节点 。
SWITCH 1 SWITCH 2
ROUTER 1
A3A2A1 B3B2B1
A网段 B网段如果 A网段中的
A1用户想发送数
据给 B网段的 B2
用户,具体的过
程是怎样呢?
? 8.1.2 路由器的工作原理和主要功能
第 8章 路由器
2,路由器的主要功能
( 1) 在网络间转发报文数据 。
( 2) 为网络间选择最合理的通信路径 。
( 3) 拆分和包装数据包 。
( 4) 不同协议网络之间的连接 。
( 5) 速率适配 。
( 6)安全功能。
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1,可编程 ASIC技术
2,VPN技术
3,QoS技术
4,MPLS技术
5,IPv6技术
6,多播技术
7,提高路由器吞吐量的技术
8.1.3 路由器采用的主要技术
第 8章 路由器8.1.4 路由器的分类
1,按应用分
从应用上来分, 路由器可分为内部路由器与边界路由器 。
2,按档次分
按性能档次来划分, 路由器可分为高, 中和低档路由器 。
3,按结构分
按结构来划分, 路由器可分为模块化结构与非模块化结构 。
4,按性能分
按性能来划分, 路由器可分为线速路由器以及非线速路由器 。
5,按功能分
按功能的不同划分, 将路由器分为骨干级路由器, 企业级路
由器和接入级路由器 。
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8.1.5 交换机与路由器的比较
1,路由器与交换机的区别
① 工作层次不同 。 最初设计的交换机是工作在 OSI参考模型的第二
层, 而路由器是设计工作在 OSI参考模型的第三层 。
② 数据转发的依据不同 。 交换机是依据物理地址 ( 即 MAC地址 ) 来
确定转发数据的目的地址, 而路由器依据不同网络的 ID号 ( 即 IP地
址 ) 来确定数据转发的地址 。
③ 交换机连接的网段仍属于同一个广播域, 连接到路由器上的网段
被分成不同的广播域, 广播数据不会穿过路由器 。 虽然支持 VLAN
功能的交换机也可以分割广播域, 但是各子广播域之间是不能通信
交流的, 它们之间的交流仍然需要第三层设备 。
④ 路由器提供了防火墙的服务, 可以有效维护网络安全 。
⑤ 三层交换机现在还不能提供完整的路由选择协议, 而路由器则具
备同时处理多个协议的能力 。 当连接不同协议的网络, 像以太网和
令牌环的组合网络, 依靠三层交换机是不可能完成网间数据传输的

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2.交换机与路由器的使用场合
二层交换机主要用在小型局域网,机器数量在 30台以下的网络环境。
三层交换机适用于大型局域网。为了减小广播风暴的危害,必须把大型
局域网按功能或地域等因素划分成一个一个的小局域网,这样必然导致不
同网段间存在大量的互访,单纯使用二层交换机没法实现网间的互访,单
纯使用路由器,由于端口数量有限,路由速度较慢,限制了网络的访问速
度,所以这种环境下,由二层交换技术和路由技术有机结合而成的三层交
换机就最为合适。
路由器端口类型多,支持的三层协议多,路由能力强,所以适合于在大
型网络之间的互连。互连设备的主要功能不在于在端口之间进行快速交换
,而是要选择最佳路径,进行负载分担、链路备份和最重要的与其他网络
进行路由信息交换,所有这些都是路由器完成的功能。
在网络流量很大的情况下,如果三层交换机既做网内的交换,又做网间
的路由,会加重它的负担,影响速度。这时可由三层交换机做网内的交换
,由路由器专门负责网间的路由,这样可以充分发挥不同设备的优势,是
个很理想的选择。
第 8章 路由器
?8.2 路由器的基本配置
? 8.2.1 路由器的硬件连接
1,路由器端口
( 1) 局域网端口
常见的路由器以太网端口主要有 AUI,BNC和 RJ-45端口, 另
外, 还有 FDDI,ATM,光纤端口, 针对不同的网络, 路由器都
有相应的连接端口, 下面分别介绍几种主要的局域网端口 。
① RJ-45端口 。
② AUI端口 。
③ SC端口 。
路由器的端口类型一般有局域网端口、广域网端口和配置端
口。路由器局域网端口用于对不同局域网段进行连接,广域网端
口用于对不同类型的广域网络进行连接,配置端口用来与计算机
或终端设备进行连接,通过特定的软件对路由器进行配置。
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( 2) 广域网端口 。
路由器主要运用在广域网中, 路由器的广域网端口也有很多不
同的类型, 下面介绍几种常见的广域网端口 。
① RJ-45端口 。
② 高速同步串口 。 主要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 。 在路由器的广域网连接中是应用最多的端口 。 下图
所示为高速同步串口 。
③ 异步串口 。 异步串口 ( ASYNC) 主要是应用于 Modem或
Modem池的连接, 用于实现远程计算机通过公用电话网拨入网
络 。
④ ISDN BRI端口 。 ISDN BRI端口用于 ISDN线路通过路由器实
现与 Internet或其他远程网络的连接 。
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( 3) 路由器配置端口
路由器的配置端口有两个, 分别是 Console和 AUX。
① Console端口 。 Console端口使用配备的专用连线直接连接到
计算机的串口, 然后, 利用终端仿真程序 ( 如 Windows的, 超
级终端, ) 进行路由器本地基本配置 。 路由器的 Console端口多
为 RJ-45端口 。 如下图所示 。
② AUX端口 。 AUX端口为异步端口, 主要用于远程对路由器
进行配置 。 AUX端口与 Console端口通常被放置在一起, 如上图
所示 。
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2,路由器的硬件连接
路由器的硬件连接主要包括:与局域网设备之间的连接, 与
广域网设备之间的连接以及与配置设备之间的连接 。
( 1) 路由器与局域网接入设备之间的连接 。
① RJ-45至 RJ-45。
② SC至 RJ-45或 SC至 AUI。
( 2) 路由器与 Internet接入设备的连接 。
路由器的主要应用是在互联网中, 路由器与互联网接入设备
的连接情况主要有以下几种:
① 同步串行口 。
② 通过异步串行口连接 。
( 3) 路由器配置端口的连接 。
路由器配置端口依据配置方式不同, 主要有两种连接形式:
① Console端口的连接方式 。 ( 本地配置连接 )
② AUX端口的连接方式 。 ( 远程配置 )
第 8章 路由器
当网络启用了路由协议, 网络便具有了能够自动更新路由表
的强大功能 。 如果网络中只有一个路由器, 就没有必要使用路
由协议了, 只有当网络中有多个路由器时, 才有必要使用路由
协议共享信息 。 下面介绍路由器中常用的一些协议 。
1,RIP/RIP2协议
2,IGRP协议
3,OSPF/ OSPF2协议
4,EIGRP协议
5,HDLC协议
6,PPP协议
7,X.25协议
? 8.2.2 路由器使用的协议
8,Frame Relay协议
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? 8.2.3 路由器的基本配置
1,路由器的配置方式
对路由器的配置可以通过以下几种方法来进行:
( 1) 控制台方式 。
( 2) 远程登录方式 。
( 3) 网管工作站方式 。
( 4) TFTP服务器方式 。
2,Cisco路由器初始配置
( 1)路由器的启动大致过程。
( 2)以 Cisco2600系列路由器的初始配置为例,介绍路由
器初始配置。
配置路由器有 2种主要的方式:第一种是手工配置,通
过命令行的方式对路由器进行配置;第二种是运行路由器配
置软件中的 Setup.exe程序,这是一个交互式配置软件,适用
于对 IOS命令集不太熟悉的新用户。
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3,路由器配置的模式
( 1) 用户模式 。 以终端或 Telnet方式进入路由器时系统会提
示用户输入口令, 输入口令后便进入了用户模式 。 这时, 系统
提示符为, >”。 这个模式下, 用户只能查看路由器的一些基本
信息, 不能进行设置 。
( 2) 特权模式 。 特权模式的系统提示符是, #” 。 也不能对路
由器的配置进行修改, 如果要修改路由器配置, 必须进入全局
配置模式
( 3) 全局配置模式 。 用户能修改路由器的配置, 比如配置路
由器主机名, 密码等 。
( 4) 端口配置模式 。 路由器中有各种端口, 要对这些端口进
行配置, 需要进入端口配置模式
( 5) 线路配置模式 。 在这种模式下, 可以修改控制和虚拟终
端的一些相关设置 。
( 6) 路由协议配置模式 。 在这种模式下, 可以对路由协议进
行一些相关设置 。
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4,路由器的常用命令
对路由器进行配置一般来说都是以命令方式进行的 。 路由器
的 IOS操作命令较多, 下面介绍一些常用的, 基本的配置命令 。
( 1) 帮助命令 。 在 IOS操作中, 无论任何状态和位置, 都可
以通过键入,?, 得到系统的帮助 。
( 2) 改变设置状态的命令 。
路由器改变设置状态命令列表
任务 命令
进入特权命令状态 enable
退出特权命令状态 disable
进入设置对话状态 setup
进入全局设置状态 config terminal
退出全局设置状态 end
进入端口设置状态 interface type slot/number
进入子端口设置状态 interface type number, subinterface [point-to-point | multipoint]
进入线路设置状态 line type slot/number
进入路由设置状态 router protocol
退出局部设置状态 exit
第 8章 路由器
( 3) 显示命令 。 显示命令就是用于显示某些特定需要的命令,
以方便用户查看某些特定设置信息 。
任务 命令
查看版本及引导信息 show version
查看运行设置 show running-config
查看开机设置 show startup-config
显示端口信息 show interface type slot/number
显示路由信息 show ip router
任务 命令
登录远程主机 Telnet hostname|IP address
网络侦测 ping hostname|IP address
路由跟踪 trace hostname|IP address
信息显示命令列表
网络命令列表
路由器有时要进行网络检测和管理,应该具有一些网络进入命
令,下表就是有关网络进入和检测方面的命令。
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( 4) 基本设置命令 。 除上面我们所说的一些特殊命令之外, 使
用得更多的还是一些如下表所示的基本命令 。
任务 命令
全局设置 config terminal
设置访问用户及密码 username username password password
设置特权密码 enable secret password
设置路由器名 hostname name
设置静态路由 ip route destination subnet-mask next-hop
启动 IP 路由 ip routing
启动 IPX 路由 ipx routing
端口设置 interface type slot/number
设置 IP 地址 ip address address subnet-mask
设置 IPX 网络 ipx network network
激活端口 no shutdown
物理线路设置 line type number
启动登录进程 login [local|tacacs server]
设置登录密码 password password
配置连接 network IP address
第 8章 路由器( 5) 协议配置命令 。
① 内部网关协议的配置:
router 协议名
network network
② 外部网关协议 。
encapsulation 协议名
5,路由器的调试
( 1) 首先将路由器的以太网端口和所有要使用的串口都激活 。
操作方法是进入该端口, 执行 no shutdown。
( 2) 将和路由器相连的主机加上默认路由 ( 中心路由器的以太
网端口地址 ) 。 每台主机都要加默认路由 。
( 3) ping本机的路由器以太网口, 若不通, 可能是以太网口没激
活或不在一个网段 。 ping广域网口, 若不通, 则可能是没加缺省
路由 。 ping对方广域网口, 若不通, 路由器配置可能有错误 。
ping主机以太网口, 若不通, 可能对方主机没加缺省路由 。
( 4) 添加网关 ( 静态路由 ) 。
( 5) 使用 Tracert对路由进行跟踪, 以确定不通网段 。
第 8章 路由器
假设有三台路由器 Router A,Router B,Router C。 其中, Router B通过串
口和广域网上的 Router A连接, 同时 Router B通过以太网端口和 Router C连接,
具体连接情况和它们的 IP地址 ( 它们的子网掩码均为 255.255.255.0) 见下图,
现在对 RouterB进行必要的配置, 并显示配置情况, 最后保存配置信息 。
Router C
IP,158.213.215.2
以太网端口 0 Eethernet 0
IP,158.213.215.1
串口 0 Serial 0
IP,132.213.3.1
Router A
IP,132.213.3.2
Router B
广域网
1,定义路由器机器名
如果要将路由器机器名定义为 RouterB,进入路由器后使用以下命令:
router> enable
password:xxxxxxxx
router# config terminal
router(config)# hostname RouterB
RouterB(config)#
? 8.2.3 路由器的简单配置实例
第 8章 路由器
2,设置特权模式密码
在对路由器操作时, 输入 enable命令后, 要求输入相应的密码, 那么这个密
码是如何设置的呢? 使用如下命令就可以设置相应的密码:
RouterB (config)# enable secret routerbb
这样就可将密码改为 routerbb。
3,配置局域网端口 ( 以太网端口 )
配置局域网端口就是将局域网端口子网地址范围内的一个 IP地址分配给局
域网端口 。 方法如下:
RouterB (config)# interface ethernet 0/0 进入端口配置模式
RouterB (config-if) # ip address 158.213.215.1 255.255.255.0 配置该端口的 IP
地址和子网掩码
4,配置广域网端口 ( 同步端口 )
广域网端口的配置方法和局域网端口配置类似 。
RouterB (config)# interface serial 0/0
RouterB (config-if)# ip address 132.213.3.1 255.255.255.0
广域网一般接入路由器的同步端口, 用, serial 0/0”表示, 其中, 0/0”代表端
口位置 。
第 8章 路由器5,配置路由协议
( 1) 配置 RIP协议,
RouterB (config)#router rip
RouterB (config-router)#network 158.213.215.0 配置与 Router B直接相连的网
络 Router C
RouterB (config-router)# network 132.213.3.0 配置与 Router B直接相连的网络
Router A
通过上面的配置, Router B就可以通过串口 0和以太口 0分别与 Router A和
Router C交换 RIP路由信息, 发送并接收路由 。
( 2) 配置 OSPF协议 。
配置 OSPF协议, 路由器将限制只允许在相同区域内交换子网信息, 不同
区域间不交换路由信息 。
RouterB (config)#router ospf 1 ( 1代表 ospf的进程号 )
RouterB (config-router)#network 158.213.215.0 0.0.0.255 area 0 ( 配置 Router C
网络号及相关掩码, 假定 Router C是广播型网络 )
RouterB (config-router)# network 132.213.3.0 0.0.0.255 area 1 ( 配置 Router A
网络号及相关掩码 )
RouterB (config-router)#ip ospf network broadcast 指明网络类型为广播型网络
对于非广播型的网络连接, 需要在配置时指定路由器的相邻路由器 。
第 8章 路由器
( 3)配置 IGRP协议。
IGRP路由信息的交换是在特别设定的子网端口间进行的,如果不对子网设定
,路由器就不会将该子网的信息广播给其他路由器。为了使 IGRP路由信息能
在非广播型的网络中传输,必须进行设定,以允许非广播型网络中的路由器
交换路由信息。
RouterB (config)#router igrp 300 ( 300代表自治区号)
RouterB (config-router)#network 158.213.215.0
RouterB (config-router)# neighbor 132.213.3.2 remote-AS100 (假定 Router A是
非广播型网络,配置 Router A的 IP地址,remote-AS100指 Router A的自治区号
为 100)
6,配置广域网协议
( 1) 配置 HDLC协议 。
RouterB (config)#interface serial 0 指定路由器的串行端口
RouterB (config-if)#ip address 132.213.3.1 255.255.255.0 配置该端口 IP地址
及子网掩码
RouterB (config-if)#encapsulation HDLC 指定 HDLC协议封装
RouterB (config-if)#bandwidth 56 指定带宽为 56Kb/s
第 8章 路由器
( 2) 配置 PPP协议 。
RouterB (config)#interface serial 0 指定路由器的串行端口
RouterB (config-if)#ip address 132.213.3.1 255.255.255.0 配置该端口 IP地址
及子网掩码
RouterB (config-if)#encapsulation PPP 指定 PPP协议封装
RouterB (config-if)#bandwidth 56 指定带宽为 56Kb/s
( 3) 配置 X.25协议 。
RouterB (config)#interface serial 0 指定路由器的串行端口
RouterB (config-if)#ip address 132.213.3.1 255.255.255.0 配置该端口 IP地址
及子网掩码
RouterB (config-if)#encapsulation x.25 指定 X.25协议封装
RouterB (config-if)#bandwidth 56 指定带宽为 56Kb/s
RouterB (config-if)# x.25 address 70904006021 设置该端口的 X.25地址
( 4) 配置帧中继协议 。
RouterB (config)#interface serial 0 指定路由器的串行端口
RouterB (config-if)#ip address 132.213.3.1 255.255.255.0 配置该端口 IP地址
及子网掩码
RouterB (config-if)#encapsulation frame-relay 指定帧中继协议封装
RouterB (config-if)# frame-relay lmi-type ansi 设置本地管理端口 LMI类型
RouterB (config-if)# frame-relay interface-dlci 102 设置链路标识码 DLC
第 8章 路由器
8,配置默认路由
默认路由是当前的网络在路由表中找不到时使用的方法 。 其配置方法为:
RouterA(config)#ip router 0.0.0.0 0.0.0.0 132.213.3.2
9,查看配置
router# show running-config 显示刚才的配置情况
router# show startup-config 显示存在 NVRAM中的配置
router#show interface type slot/number 显示路由器的端口信息
router#show ip router 显示路由信息
10,保存配置
对路由器的配置进行修改之后, 一定要将其存入 NVRAM中才能在下一次启
动时生效, 使用如下命令可以将修改内容存入 NVRAM。
router# copy running-config startup-config
如果没有实验条件, 可以在网络上下载 Boson Router Simulator,练习路由器
的配置 。
7,配置静态路由
在简单的网络环境下, 可以使用静态路由的方法 。 假设上面的例子中 Router
A要通过 Router B到达 Router C。 其静态路由配置方法为:
RouterA(config)#ip router 158.213.215.0 255.255.255.0 serial 0
或者:
RouterA(config)#ip router 158.213.215.0 255.255.255.0 132.213.3.2
第 8章 路由器
1,端口种类 2,用户可用槽数
3,CPU 4,内存
5,网管 6,全双工线速转发能力
7,设备吞吐量 8,端口吞吐量
9,路由表能力 10,背板能力
11,丢包率 12,时延
13,冗余 14,路由协议支持
15,互联网组管理协议 ( IGMP) 16,加密方式
17,热插拔组件
?8.2 路由器的主要性能指标