第5章 路由协议
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路由与交换基础(CCNA)教学大纲
《路由与交换基础》教学大纲文件状态：[]草稿[]正式[]修改[√]草稿文件[]正式文件[]修改正式文件文件标识：审核：当前版本：1.0批准：编制：南湖教务标一阶段编号：完成日期：2004年9月课时：72课时授课方式：理论课（36）+实践课（36）课程名称：路由与交换基础目录第一部分大纲说明 (3)一、课程的性质和任务 (3)二、课程的目的 (3)三、学员对象及要求 (3)五、学习资料 (3)第二部分教学进度 (3)一、学时分配 (3)二、分班、授课场地及设备建议 (4)第三部分教学内容 (5)第四部分考核与实践 (8)第一部分大纲说明一、课程的性质和任务本课程是思科公司的职业认证体系的第一步（CCNA、CCNP、CCIE），它对网络的各个方面提供了详尽的阐述与讨论，其内容主要包括网际互联的原理，路由器、交换机的组成与运作，各类网络协议的讨论，交换技术和虚拟局域网的应用、安全信息的设置以及广域网的各类技术等。
二、课程的目的本课程主要针对欲从事网络工作的相关人员进行培训。
学完本课程后，学员应能够独立完成网络管理员的日常工作（网络设备的基本操作能力和分析、排除网络常见故障的能力）。
三、学员对象及要求。
双N标准一学期的学员及短期CCNA的学员。
五、学习资料《C C N A学习指南(中文版)(640－801)》及相关学员手册等第二部分教学进度一、学时分配本课程共需36个学时。
课时分配如下表：学时章节理论课所需设备1－3 1 ×4－6 1-2 ×7－9 2 ×10－12 3 ×13－15 4 ×路由器16－18 5 ×路由器19－21 6 ×路由器22－24 7 ×交换机25-27 8 ×交换机和路由器(2611型) 28-30 9 ×路由器31-33 10 ×路由器34-36 11 ×二、分班、授课场地及设备建议1、每班学员人数应以30人为标准。
现代交换第5章--分组交换技术及IP技术
为了实现双方不同速率的数据终端之间的互通，要 控制速率较高的终端进入分组网的流量，即控制进 入虚电路的分组数。
分组交换机的缓冲存储器处理能力是动态分配的， 通信线路的资源也是动态复用的，当某一时刻某一 局部区域的待通信业务量过大时，就会超过交换机 与通信线路的承受能力，而使很多分组丢失，丢失 的分组要重传，更加重了网路的负担，最终导致全 网通过量急剧下降。因而从网路角度也要对各虚电 路的流量与链路的流量进行控制，从而使全网的分 组流量在设计范围内防止上述拥塞现象的发生。
分组交换的工作方式
数据交换的三种方式
电路交换、报文交换、分组交换
分组交换的工作方式：
面向无连接 数据报方式 面向连接 虚电路方式
分组交换的工作原理
分组交换的工作原理(续)
DTE:A-C:数据报(datagram)方式
甲
乙
C1
交换机
交换机
甲
丙
乙
C2
交换机
交换机
交换机
分组交换的工作原理(续)
分组头格式
通用格式 识别符
分组头
分组头 格式
QDSS 逻辑信道组号 逻辑信道号
分组类型标识符
QDSS 通用格式识别符的组成 （4比特）
通用格式识别符由分组头第1个字节的8-5位组成。 Q比特(第8比特)称为限定符比特，用来区分传输的分
组是用户数据还是控制信息。Q＝0表示是控制信息， Q＝1表示是用户数据。 D比特（第7比特)为传送确认比特，D=0表示数据组由 本地确认(DTE-DCE之间确认)，D=1表示数据分组进行 端到端(DTE与DTE)确认。 SS比特(第6、5比特)为模式比特，SS=01表示分组的 顺序编号按模8方式工作，SS=10表示按模128方式工作。
分组交换机的缓冲存储器处理能力是动态分配的， 通信线路的资源也是动态复用的，当某一时刻某一 局部区域的待通信业务量过大时，就会超过交换机 与通信线路的承受能力，而使很多分组丢失，丢失 的分组要重传，更加重了网路的负担，最终导致全 网通过量急剧下降。因而从网路角度也要对各虚电 路的流量与链路的流量进行控制，从而使全网的分 组流量在设计范围内防止上述拥塞现象的发生。
分组交换的工作方式
数据交换的三种方式
电路交换、报文交换、分组交换
分组交换的工作方式：
面向无连接 数据报方式 面向连接 虚电路方式
分组交换的工作原理
分组交换的工作原理(续)
DTE:A-C:数据报(datagram)方式
甲
乙
C1
交换机
交换机
甲
丙
乙
C2
交换机
交换机
交换机
分组交换的工作原理(续)
分组头格式
通用格式 识别符
分组头
分组头 格式
QDSS 逻辑信道组号 逻辑信道号
分组类型标识符
QDSS 通用格式识别符的组成 （4比特）
通用格式识别符由分组头第1个字节的8-5位组成。 Q比特(第8比特)称为限定符比特，用来区分传输的分
组是用户数据还是控制信息。Q＝0表示是控制信息， Q＝1表示是用户数据。 D比特（第7比特)为传送确认比特，D=0表示数据组由 本地确认(DTE-DCE之间确认)，D=1表示数据分组进行 端到端(DTE与DTE)确认。 SS比特(第6、5比特)为模式比特，SS=01表示分组的 顺序编号按模8方式工作，SS=10表示按模128方式工作。
第5章 网络互连技术
第5章 网络互联技术
5
⑵ 网桥的功能
④网桥具有网络管理功能，对扩展网络的状态进行监督，以便 更好地调整网络拓扑逻辑结构，有些网桥还可以对转发和丢失的帧 进行统计，以便进行系统维护。
⑶ 网桥的分类
①目前的网桥标准有两个，分别由IEEE的802.1与802.5两个分 委员会制定，它们的区别在于路由选择策略不同。基于这两种标准 有两种网桥： ·透明网桥 透明网桥由各网桥自己来决定路由选择，局域网上的各节点 不负责路由选择。 ·源路由选择网桥 源路选网桥由发送帧的源节点负责路由选择。网桥假定每个 节点在发送帧时，都已经 清楚地知道发往各个目的节点的路由， 源节点在发送帧时需要将详细的路由信息放在帧的首部。
第5章
网络互联技术
8
4、路由器
⑶路由器的分类
②按照性能和价格高低，路由器可分为： 高端路由器：通常，背板交换能力大于20Gbps，包交换能力大于20 Gbps的路 由器称为高端路由器。 中端路由器：介于高、低端之间的路由器称为中端路由器。 低端路由器：包交换能力小于1 Gbps的路由器称为低端路由器。 高端路由器是线速路由器，能以媒体速率转发数据报，中低端路由器是非线 速路由器。 ③从网络的位置划分，路由器可分为： 核心路由器：核心路由器位于网络中心，通常使用高端路由器，要求快速的包 交换能力与高速的网络接口。 接入路由器：接入路由器位于网络的边缘，通常使用中低端路由器，要求相对 低速的端口和较强的接入控制能力。
第5章 网络互联技术
14
6、 交换机
⑸ 交换机的分类
⑴按适应的网络，交换机可分为以太网交换机、令牌环交换机、FDDI交 换机、ATM交换机、快速以太网交换机等。 ⑵根据交换所完成的功能在OSI参考模型中的层次，可分为第二层交换 机、第三层交换机和第四层交换机。 ⑶按照网络构成方式来分，可将交换机分为核心层交换机、会聚层交 换机和接入层交换机。
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⑵ 网桥的功能
④网桥具有网络管理功能，对扩展网络的状态进行监督，以便 更好地调整网络拓扑逻辑结构，有些网桥还可以对转发和丢失的帧 进行统计，以便进行系统维护。
⑶ 网桥的分类
①目前的网桥标准有两个，分别由IEEE的802.1与802.5两个分 委员会制定，它们的区别在于路由选择策略不同。基于这两种标准 有两种网桥： ·透明网桥 透明网桥由各网桥自己来决定路由选择，局域网上的各节点 不负责路由选择。 ·源路由选择网桥 源路选网桥由发送帧的源节点负责路由选择。网桥假定每个 节点在发送帧时，都已经 清楚地知道发往各个目的节点的路由， 源节点在发送帧时需要将详细的路由信息放在帧的首部。
第5章
网络互联技术
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4、路由器
⑶路由器的分类
②按照性能和价格高低，路由器可分为： 高端路由器：通常，背板交换能力大于20Gbps，包交换能力大于20 Gbps的路 由器称为高端路由器。 中端路由器：介于高、低端之间的路由器称为中端路由器。 低端路由器：包交换能力小于1 Gbps的路由器称为低端路由器。 高端路由器是线速路由器，能以媒体速率转发数据报，中低端路由器是非线 速路由器。 ③从网络的位置划分，路由器可分为： 核心路由器：核心路由器位于网络中心，通常使用高端路由器，要求快速的包 交换能力与高速的网络接口。 接入路由器：接入路由器位于网络的边缘，通常使用中低端路由器，要求相对 低速的端口和较强的接入控制能力。
第5章 网络互联技术
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6、 交换机
⑸ 交换机的分类
⑴按适应的网络，交换机可分为以太网交换机、令牌环交换机、FDDI交 换机、ATM交换机、快速以太网交换机等。 ⑵根据交换所完成的功能在OSI参考模型中的层次，可分为第二层交换 机、第三层交换机和第四层交换机。 ⑶按照网络构成方式来分，可将交换机分为核心层交换机、会聚层交 换机和接入层交换机。
路由原理及路由协议ppt课件
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4.3 静态路由与动态路由
上节内容讲到路由的原理，路由表决定了路由选择的具体方向， 如果路由表出现问题，IP数据报是无法到达目的地的。路由表的建 立和刷新，是本节内容的重点。路由可以分为两类：静态路由和动 态路由，静态路由一般是由管理员手工设置的路由，而动态路由则 是路由器中的动态路由协议根据网络拓扑情况和特定的要求自动生 成的路由条目。静态路由的好处是网络寻址快捷，动态路由的好处 是对网络变化的适应性强。
入网络。
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4.1 路由器（Router）简介
（6）ISDN BRI端口 因ISDN这种互联网接入方式连接速度上有它独特的一面，所以 在当时ISDN刚兴起时在互联网的连接方式上还得到了充分的应用。 （7）CONSOLE接口 一般的VPN设备都带有一个控制端口“Console”，用来与计算 机或终端设备进行连接，通过特定的软件来进行路由器的配置。 （8）AUX端口为异步端口，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。
要了解路由器，首先要知道什么是路由选择，路由选择指网络
中的节点根据通信网络的情况（可用的数据链路、
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4.1 路由器（Router）简介
各条链路中的信息流量等），按照一定的策略（传输时间、传 输路径最短），选择一条可用的传输路径，把信息发往目的地。路 由器就是具有路由选择功能的设备。它工作于网络层，从事不同网 络之间的数据包（Packet）的存储和分组转发，是用于连接多个逻 辑上分开的网络（所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子 网）的网络设备。
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4.2 路由的基本原理
路由协议详解
3.配置实例
(1)路由器RA的配置 在路由器RA上指定凡是目的地址是 192.168.30.0/24网段的数据包将由RA的串 行接口Serial 0/2(简写为S0/2)发送出去. 具体配置方法如下,在全局配置模式下进 行配置. 方法一:RouterA_config#ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 192.168.20.2 方法二:RouterA_config#ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 S0/3
内部网关协议和外部网关协议
6.2.3 距离矢量,链路状态路由选择协议
1.距离矢量路由选择协议 距离向量路由选择协议基于距离矢量的路由算 法,也称贝尔曼-福特算法.距离矢量路由选择协议 计算网络中所有链路的向量(即什么方向)和距离 (有多远).它是为小型网络环境设计的,在大型 网络环境下,这类协议在学习路由及保持路由时将 产生较大的流量,占用过多的带宽.距离向量路由 协议在使用跳数作为度量值,来计算到达目的地要 经过的路由器数. 基于距离矢量路由选择算法的路由协议包括RIP, IGRP等.
2.RIP诊断命令
(1)命令:show ip rip (2)命令:show ip protocol (3)命令:debug ip rip
6.5 OSPF协议
6.5.1 OSPF概述 OSPF是open shortest path first(开放最短路由优 先协议)的缩写. 它是IETF(Internet Engineering Task Force, Internet工程任务组)组织开发的一个基于链路状态 的内部网关协议的典型代表.用于在单一自治系统 (autonomous system,AS)内决策路由.与RIP相对, OSPF是链路状态路由协议,而RIP是距离向量路由 协议.链路是路由器接口的另一种说法,因此 OSPF也称为接口状态路由协议.
动态路由配置
课外复习、预习要求及作业布置 1、复习本章的基本知识点和重点内容； 2、预习第 6 章内容； 3、提交实验 9 的配置和实验报告。
课后小结
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上海建桥学院信息技Байду номын сангаас系教案
上 海 建 桥 学 院 《互联网及其应用》课程教案
周次 10
章节名称 授课形式
第 10 次课 学时 3 第 5 章 网络互联设备及其使用 5.4 动态路由配置
教案设计人
蒋中云、徐方勤、王磊
理论课□ 案例讨论课□ 实验课■ 习题课□ 其他□
本次授课目的与要求 通过本课学习，巩固掌握 RIP、OSPF 的配置步骤和工作原理；掌握在路由器上配置 RIP V2 路由协议； 掌握在路由器上配置单区域点对点 OSPF 路由协议；学会使用 ping 命令测试网络的连通性。 本次教学重点与难点 重点掌握在路由器上配置路由协议使得全网全通，并测试。 教学内容提要及时间分配 教学方法与手段设计
实验 9 动态路由配置
1．RIP 路由协议配置（40 分钟） 【背景描述】 假设校园网的出口路由器和校园外的另 1 台路由器连接，要求做适当配置， 实现校园网内部主机与校园网外部主机的相互通信。 本实验以两台 R1762 路由器为例，路由器分别命名为 RT1 和 RT2，路由器之 间通过串口采用 V35 DCE/DTE 电缆连接，DCE 端连接到 RT2 上。 PC1 的 IP 地址和缺省网关分别为 172.16.11.2 和 172.16.11.1，PC2 的 IP 地址 和缺省网关分别为 172.16.22.2 和 172.16.22.1，网络掩码都是 255.255.255.0。 【实验设备】 RG-1700 或 2600 系列 2 台 计算机 2台 V.35 线缆 1对 【技术原理】 RIP（Routing Information Protocols，路由信息协议）是应用较早、使用较普 遍的 IGP（Interior Gateway Protocol，内部网关协议） ，适用于小型同类网络，是 典型的距离矢量（distance-vector）协议。 RIP 协议跳数做为衡量路径开销的，RIP 协议里规定最大跳数为 15。 RIP 协议有两个版本 RIPv1 和 RIPv2。 （1）RIPv1 属于有类路由协议，不支持 VLSM（变长子网掩码） ，RIPv1 是 以广播的形式进行路由信息的更新的；更新周期为 30 秒。 （2）RIPv2 属于无类路由协议，支持 VLSM（变长子网掩码） ，RIPv2 是以 组播的形式进行路由信息的更新的，组播地址是 224.0.0.9。RIPv2 还支持基于端 口的认证，提高网络的安全性。
《计算机网络实用技术》-第5章 网络的扩展与互连技术
(1) 中继器——常用于局域网的扩展，在物理
层实现互连。
(3) 网桥——主要用于局域网与局域网之间的 互连，是一种在数据链路层实现互连的存储转发设 备。 (4) 以太网交换机——工作在OSI模型的数据链 路层，过滤、转发和涌出基于每帧目的端地址的帧 的网络设备。
(5) 路由器——是用来连接多个不同的网络或 网段，它工作在OSI模型的第三层，即网络层，它决 定网络通信能够通过的最佳路径。 (6) 网关——是用来连接两个协议差别很大的 计算机网络，又称为网络协议转换器，它工作在OSI 模型
接收通过RS-232接口从计算机或终端送来的数据。 这些数据被调制为具有音频频段的模拟信号送入电 话线。接收端的调制解调器解调信号，生成数字信 号送入计算机或终端。
图5-7 RS-232和调制解调器
1.内置调制解调器 调制解调器有内置式和外置式，内置式和普通 的计算机插卡一样，都称为传真卡，外置式的却只 能叫做调制解调器或Modem了。如图5-8所示。
且也是集线器的理想替代物。 与网桥和集线器相比，交换机从下面几方面改进 了性能： （1）通过支持并行通信，提高了交换机的信息吞 吐量。 （2）将传统的一个大局域网上的用户分成若干工 作组，每个端口连接一台设备 或连接一个工作组， 有效地解决拥挤现象。这种方法人们称之为网络微 分段（Micro一segmentation）技术。 （3）虚拟网（VirtuaI LAN）技术的出现，给交 换机的使用和管理带来了更大的灵活性。 （4）端口密度可以与集线器相媲美,一般的网络 系统都是有一个或几个服务器，而绝大部分都是普 通的客户机。
5．2．1中继器(REPEATER)
路由器配置全攻略
路由器配置全攻略第一章路由器配置基础一、基本设置方式二、命令状态三、设置对话过程四、常用命令五、配置IP寻址六、配置静态路由第二章广域网协议设置一、HDLC二、PPP三、X.25四、Frame Relay五、ISDN六、PSTN第三章路由协议设置一、RIP协议二、IGRP协议三、OSPF协议四、重新分配路由五、IPX协议设置第四章服务质量及访问控制一、协议优先级设置二、队列定制三、访问控制第五章虚拟局域网（VLAN）路由一、虚拟局域网(VLAN)二、交换机间链路（ISL）协议三、虚拟局域网（VLAN）路由实例附录一：Cisco路由器口令恢复附录二：IP地址分配附录三：Cisco 路由配置语句汇总附录四：Cisco VPN连接配置实例第一章：路由器配置基础一、基本设置方式一般来说，可以用5种方式来设置路由器：1．Console口接终端或运行终端仿真软件的微机；2．AUX口接MODEM，通过电话线与远方的终端或运行终端仿真软件的微机相连；3．通过Ethernet上的TFTP服务器；4．通过Ethernet上的TELNET程序；5．通过Ethernet上的SNMP网管工作站。
但路由器的第一次设置必须通过第一种方式进行,此时终端的硬件设置如下:波特率：9600数据位：8停止位：1奇偶校验: 无二、命令状态1. router>路由器处于用户命令状态，这时用户可以看路由器的连接状态，访问其它网络和主机，但不能看到和更改路由器的设置内容。
2. router#在router>提示符下键入enable,路由器进入特权命令状态router#，这时不但可以执行所有的用户命令，还可以看到和更改路由器的设置内容。
3. router(config)#在router#提示符下键入configure terminal,出现提示符router(config)#，此时路由器处于全局设置状态，这时可以设置路由器的全局参数。
关于BGP路由协议的研究与应用 论文
摘要本论文主要叙述的是BGP-4（Border Gateway Protocol-4，中文名为边界网关协议）版本的协议，提供一系列BGP配置案例，包括在BGP路由之间建立对等关系、将IGP(interior Gateway Protocols)内部网关协议路由注入BGP、将BGP注入IGP等基本配置，并从管理和维护的角度讨论从而使学习BGP连接变得的更易管理。
研究BGP路由协议，先必须了解BGP路由协议及其他路由协议的基本原理及作用，在做网络工程时，选择不同的路由协议直接决定了该网络的好与坏。
必须掌握BGP基本连接属性及重要的拓展属性，通过大量的实验熟悉和了解这些属性的意义和作用。
本论文中的设计使用了我国Internet组网框架，集合BGP路由协议的特点模拟现实的网络构建的网络拓扑，在设计中，主要介绍了网络工程中所使用工具，并对BGP 路由协议的基本配置、路由黑洞的产生及解决、Local_Preference属性及MED（Multi Exit Disc）属性进行了详细介绍，并对测试结果进行了详细说明，并加入了通过做工程而得到的结论及心得。
这里我要说明一下，BGP不是单纯的路由协议，它很少单独用于网络当中，许多时候是和IGP互操的，这就说明了学习BGP比学习IGP难的地方，BGP 路由表是独立于IGP路由表的，但是这两个表之间可以进行信息的交换，这就是前面提到的“再分布”技术（Redistribution）。
信息的交换有两个方向：从BGP注入IGP，以及从IGP注入BGP.前者是将AS外部的路由信息传给AS内部的路由器，而后者是将AS 内部的路由信息传到外部网络，这也是路由更新的来源。
把路由信息从BGP注入IGP 涉及到一个重要概念——同步（Synchronization）。
同步规则的主要目的是为了保证AS （As-Path）自治系统内部的连通性，防止路由循环的黑洞。
但是在实际的应用中，一般都会将同步功能禁用，而使用AS内IBGP的全网状连接结构来保证连通性，这样即可以避免向IGP中注入大量BGP路由，加快路由器处理速度，又可以保证数据包不丢失。
迈普交换机e路由协议操作
目录第1章路由协议概述 (3)1.1 路由表 (4)1.2 IP路由策略 (5)1.2.1 IP路由策略介绍 (5)1.2.2 IP路由策略配置 (7)1.2.3 配置案例 (11)1.2.4 排错帮助 (12)第2章静态路由 (13)2.1 静态路由介绍 (13)2.2 缺省路由介绍 (13)2.3 静态路由配置 (13)2.4 配置案例 (14)第3章RIP (16)3.1 RIP介绍 (16)3.2 RIP配置 (18)3.3 RIP案例 (25)3.3.1 RIP典型案例 (25)3.4 RIP排错帮助 (27)第4章OSPF (1)4.1 OSPF介绍 (1)4.2 OSPF配置 (4)4.3 OSPF案例 (9)4.3.1 OSPF典型案例 (9)4.4 OSPF排错帮助 (18)第5章BGP (20)5.1 BGP介绍 (20)5.2 BGP配置 (23)5.3 BGP典型案例 (40)5.3.1 案例一：BGP邻居配置 (40)5.3.2 案例二：BGP聚合配置 (42)5.3.3 案例三：配置BGP团体属性 (42)5.3.4 案例四：BGP联盟配置 (44)5.3.5 案例五：BGP路由反射器配置 (45)5.3.6 案例六：BGP的MED设置 (47)第1章路由协议概述在Internet中，一台主机为了访问远端的另一台主机，必须通过一系列路由器或三层交换机选择一条合适的路径。
路由器或三层交换机都是通过CPU来计算路径，不同的是三层交换机将计算出来的路径添加到交换芯片中，由芯片进行线速转发；而路由器是将计算出来的路径保存在路由表和路由缓存区中，由CPU负责数据转发。
可见，路由器和三层交换机都可以进行路径的选择，而三层交换机在数据转发上有比较强大的优势。
下面简单描述一下三层交换机的路径选取的基本原理和方法。
在路径选取过程中，每台三层交换机只负责根据收到数据包的目的地址来选择一条合适的中间路径，然后将数据包传送给下一个三层交换机，直至路径上的最后一台三层交换机将数据包传送给目的主机。