项目6局域网互联.ppt

学习情境二 构建中型网络项目6 局域网互联,项目1 双机互连对等网络的组建,6.1 项目提出,刘备创办的公司已发展到了1000多人，原来的办公场所已容纳不下这么多员工，为此，刘备在附近新买了一幢办公大楼，新、老办公大楼中都已组建计算机局域网。 为了公司办公网络的高效运行，需要把新、老办公楼中的局域网通过路由器连接起来，组成一个更大的局域网，实现新、老办公大楼中的内部主机相互通信。,6.2 项目分析,由于新、老办公大楼中均已有独立的计算机局域网，为了把这两个局域网互连起来，可用两台路由器通过s0/0端口相连接。分别对两台路由器的端口分配IP地址，配置静态路由，并对新、老办公大楼中的主机设置IP地址及网关，使其可以相互通信。 使用路由器连接两个局域网，还可使原局域网的广播域不扩大，因为广播域不能跨越路由器，从而使得原局域网的交换性能保持不变，而局域网间的主机可相互通信。,6.3 相关知识点,6.3.1 路由器概述 路由器是互联网的主要节点设备。 路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。 选择通畅快捷的近路，能大大提高通信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，提高网络系统畅通率，从而让网络系统发挥出更大的效益。 一般说来，异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成。,(1) 路由器端口 Console端口。 AUX端口。AUX端口为辅助端口，主要用于远程配置，也可用于拔号连接，还可通过收发器与MODEM进行连接。, RJ-45端口。RJ-45端口是常见的双绞线以太网端口。RJ-45 端口大多为10/100Mbps自适应的。 SC端口。SC端口即光纤端口，它是用于与光纤的连接。, 串行端口。串行(Serial)端口常用于广域网接入，如帧中继、DDN专线等，也可通过V.35线缆进行路由器之间的连接。 BRI端口。BRI端口是ISDN的基本速率端口，用于ISDN广域网接入，采用RJ-45标准。,(2) 路由器软件 如同PC机一样，路由器也需要操作系统才能运行。在Cisco路由器中，有一个称为IOS(Internetwork Operating System)的操作系统，它提供路由器所有的核心功能。 可以通过路由器的Console控制端口，或通过Modem从AUX辅助端口，也可以通过Telnet来访问Cisco IOS。,(3) 路由器的启动过程和操作模式,6.3.2 路由器的工作原理 工作站A将工作站B的IP地址12.0.0.5连同数据信息以数据帧的形式发送给路由器R1。 路由器R1收到工作站A的数据帧后，先从包头中取出地址12.0.0.5，并根据路由表计算出发往工作站B的最佳路径：R1R2R5工作站B；并将数据帧发往路由器R2。 路由器R2重复路由器R1的工作，并将数据帧转发给路由器R5。 路由器R5同样取出目的地址，发现12.0.0.5就在该路由器所连接的网段上，于是将该数据帧直接交给工作站B。 工作站B收到工作站A的数据帧，一次通信过程宣告结束。,6.3.3 路由选择算法 路由可分为静态路由、默认路由和动态路由3种。 静态路由。 由网络管理员事先设置好的固定路由称之为静态(static)路由，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它明确地指定了包到达目的地必须要经过的路径，除非网络管理员干预，否则静态路由不会发生变化。 静态路由不能对网络的改变作出反应，适用于网络规模不大、拓扑结构相对固定的网络。, 默认路由。 默认路由是一种特殊的静态路由。当路由表中没有指定到达目的网络的路由信息，就可以把数据包转发到默认路由指定的路由器。 默认路由会大大简化路由器的配置，减轻网络管理员的工作负担，提高网络性能。主机中的默认路由通常被称作默认网关。, 动态路由。 动态(Dynamic)路由是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由。 路由器根据路由选择协议(Routing Protocol)提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。 动态路由适合拓扑结构复杂、规模庞大的网络。,1标准路由选择算法 一个标准的路由表通常包含许多(N,R)对序偶，其中N表示目的网络，R表示到目的网络N的路径上的“下一站”路由器的IP地址。 路由表仅仅指定了从R到目的网络路径上的一步，而路由器并不知道到达目的网络的完整路径。,2向量-距离路由选择算法与RIP协议 RIP(Routing Information Protocol)是应用较早、使用较普遍的动态路由选择协议，适用于小型同类网络，它采用向量-距离(Vector-Distance，V-D)路由选择算法。 (1) 向量-距离路由选择算法 向量-距离路由选择算法的基本思想是：路由器周期性地向其相邻路由器广播自己知道的路由信息，用于通知相邻路由器自己可以到达的网络以及到达该网络的距离(通常用“跳数”表示)，相邻路由器可以根据收到的路由信息修改和刷新自己的路由表。,向量-距离路由选择算法的最大优点是算法简单、易于实现。 但是，由于路由器的路径变化需要像波浪一样从相邻路由器传播出去，过程非常缓慢，有可能造成慢收敛等问题，因此，它不适合应用于路由经常变化的或大型的互联网网络环境。 另外，向量-距离路由选择算法要求互联网中的每个路由器都参与路由信息的交换和计算，而且需要交换的路由信息与自己的路由表的大小几乎一样，因此，需要交换的信息量较大。,(2) RIP协议 RIP协议是向量-距离路由选择算法在局域网上的直接实现。 RIP通过广播UDP报文来交换路由信息，每30秒发送一次路由信息更新。 RIP用跳数作为尺度来衡量路由距离，跳数是一个数据包到达目的网络所必须经过的路由器的数目。 如果到相同目的网络有二个不等速或不同带宽的路由器，但跳数相同，则RIP认为这两个路由是等距离的。 RIP最多支持的跳数为15，跳数16表示不可达。,RIP协议除严格遵守向量-距离路由选择算法进行路由广播与刷新外，在具体实现过程中还做了某些改进，主要包括： 对相同开销路由的处理。,由于路由器R1和R2都与网络net1直接相连，所以它们都向相邻路由器R3发送到达net1距离为0的路由信息。R3按照先入为主的原则，先收到哪个路由器的路由信息，就将去往net1的路径设定为哪个路由器，直到该路径失效或被新的更短的路径所代替。, 过时路由的处理。,假如R3到达net1要经过R1，如果R1发生故障后不能向R3发送路由刷新报文，那么，R3关于到达net1需要经过R1的路由信息将长期保持下去，尽管这是一条坏路由。 为了解决这个问题，RIP协议规定，参与RIP路由选择的所有设备要为其路由表的每个表项增加一个定时器，在收到相邻路由器发送的路由刷新报文中如果包含关于此路径的表项，则将定时器清零，重新开始计时。如果在规定时间内一直没有再收到关于该路径的刷新信息，定时器会超时，说明该路径已经崩溃，需要将它从路由表中删除。RIP规定路径的超时时间为180秒，相当于6个RIP刷新周期。,3链路-状态路由选择算法与OSPF协议 链路-状态(link-status,L-S)路由选择算法，也称为最短路径优先(shortest path first,SPF)算法， 其基本思想是：互联网上的每个路由器周期性地向其他所有路由器广播自己与相邻路由器的连接关系，以使各个路由器都可以“画”出一张互联网络拓扑结构图，利用这张图和最短路径优先算法，路由器就可以计算出自己到达各个网络的最短路径。,向量-距离路由选择算法并不需要路由器了解整个互联网的拓扑结构，它通过相邻路由器了解到达每个网络的可能路径； 而链路-状态路由选择算法则依赖于整个互联网的拓扑结构，利用该拓扑结构图得到SPF树，再由SPF树生成路由表。 以链路-状态路由选择算法为基础的OSPF路由选择协议具有速度快、支持服务类型选路、提供负载均衡和身份认证等特点，十分适合于规模庞大、环境复杂的互联网中使用。,OSPF协议也存在一些不足，主要包括： 要求较高的路由处理能力。一般情况下，运行OSPF协议要求路由器具有更大的存储器和更快的CPU处理能力。 要求一定的带宽。为了得到与相邻路由器的连接关系，互联网上的每个路由器都需要不断地发送和应答查询信息，与此同时，每个路由器还需要将这些信息广播到整个互联网。,6.4 项目实现,下面先学习对路由器进行配置的基本方法，然后在两个路由器中设定静态路由，把两个局域网连接起来。,6.4 项目实现,6.4.1 任务1:路由器的基本配置 1任务目标 掌握通过Console端口对路由器进行初始配置。 掌握路由器常用配置命令的使用方法。,2项目所需设备准备 装有Windows XP操作系统的PC机1台。 Cisco 2811路由器1台。 Console控制线1根。,3网络拓扑结构,4项目实施步骤 (1) 硬件连接 如图6-9所示，将Console控制线的一端插入计算机COM1串口，另一端插入路由器的Console接口。 开启路由器的电源。,(2) 通过超级终端连接路由器 选择菜单“开始”“程序”“附件”“通讯”“超级终端”命令,(3) 路由器的基本配置 路由器的开机过程。 步骤1：关闭路由器电源，稍后重新打开电源，观察路由器的开机过程及相关显示内容，部分屏幕显示信息如下所示。,步骤2：在以下的初始化配置对话框中输入n(No)和回车，再按回车进入用户模式，方括号中的内容是默认选项。, 路由器的命令行配置。路由器的命令行配置方法与交换机基本相同，如下是路由器的一些基本配置。, 路由器的显示命令。通过show命令，可查看路由器的IOS版本、运行状态、端口配置等信息，如下所示。,6.4.2 任务2:局域网间路由的配置 1任务目标 掌握使用路由器静态路由实现网络的连通。 能够正确使用路由器默认路由。,2项目所需设备准备 装有Windows XP操作系统的PC机4台。 Cisco 2950交换机2台。 Cisco 2811路由器2台。 V.35线缆1根。 Console控制线2根。 直通线4根。,3网络拓扑结构,4项目实施步骤 (1) 硬件连接 步骤1：用V.35线缆将Router1的s0/0接口与Router2的s0/0接口连接起来。 步骤2：用直通线将Switch1的fa0/1接口与Router1的fa0/1接口连接起来。 步骤3：用直通线将Switch2的fa0/1接口与Router2的fa0/1接口连接起来。 步骤4：用直通线将PC1、PC2连接到Switch1的fa0/2、fa0/3接口上。 步骤5：用直通线将PC3、PC4连接到Switch2的fa0/2、fa0/3接口上。 步骤6：用Console控制线将PC1的COM1串口连接到Router1的Console接口上。 步骤7：用Console控制线将PC3的COM1串口连接到Router2的Console接口上。,(2) IP地址规划,(3) 各PC机的IP地址设置 按表6-2所示，设置各PC机的IP地址、子网掩码、默认网关。,(4) Router1的设置 在PC1上通过超级终端登录到Router1上，进行如下设置。 步骤1：设置Router1的名称，如下所示。,步骤2：设置Router1的控制台登录口令，如下所示。,步骤3：设置Router1的特权模式口令，如下所示。,步骤4：设置Router1的telnet登录口令，如下所示。,步骤5：设置Router1的s0/0、fa0/1接口的IP地址，如下所示。,步骤6：设置Router1的静态路由，如下所示。,步骤7：查看Router1的运行配置和路由表，如下所示。 在特权模式下，可用erase startup-config命令删除启动配置文件，可用reload命令重启路由器。,(5) Router2的设置 在PC3上通过超级终端登录到Router2上，参考表6-2中的有关数据设置Router2，具体设置方法参考上面的Router1的设置。,(6) 连通性测试 用ping命令在PC1、PC2、PC3、PC4之间测试连通性，测试结果填入表6-3中。,6.5 拓展知识：路由器的主要性能指标,路由器的主要性能指标有： 全双工线速转发能力。 设备吞吐量。 端口吞吐量。 背靠背帧数。 路由表能力。 背板能力。, 丢包率。 时延。 VPN支持能力。 无故障工作时间。,