项目八 : 校园网接入 Internet 校园网的专线接入
任务描述 初识路由器的组成及工作过程, 熟悉不同路由选择协议的特点, 利用三层交换机构建互联互通的单位局域网, 并实现多 VLAN 之间的资源共享和安全访问
任务资讯 任务说明 教师完成 实施计划 决策与计划 任务实施 学生分组完成 任务检查 教学评价 教师完成
路由器概述 路由选择 路由选择协议 三层交换技术
路由器概述 路由器 工作在 OSI 模型的网络层, 识别 IP 地址 ; 具有多个输入和输出端口的专用计算机 ; 其任务是按最佳路由转发网络分组 ; 用路由器连接的网络属于不同的网络
a. 提供异构网络的互连 b. 实现网络的逻辑划分 c. 实现 VLAN 之间的通信
典型的路由器的结构 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层 路由选择处理机 路由选择协议 路由表 路由选择 输入端口 输出端口 1 2 3 分组处理 3 2 1 输入端口 转发表 输出端口 分组转发 1 2 3 交换结构 3 2 1
路由器硬件组成 中央处理单元 存储器 Click to 路由器 add Text 硬件组成 路由器外部接口 路由器接口编号规则 Content 路由器的逻辑端口 Title
路由器外部接口 Cisco 2800 系列路由器
Cisco 路由器的单元编号如下 : 第 1 个 Ethernet 端口, 编号为 Ethernet 0/0 Token Ring 端口, 编号为 Token Ring 0/0 插槽 W0, Serial 端口 0, 编号为 Serial 0/0 插槽 W1, Serial 端口 1, 编号为 Serial 1/1 插槽 1, Ethernet 端口 0, 编号为 Ethernet 1/0 插槽 1, Ethernet 端口 1, 编号为 Ethernet 1/1 插槽 1, Serial 端口 0, 编号为 Serial 1/0 插槽 1, BRI 端口 0, 编号为 BRI 1/0
路由器的逻辑端口 Loopback 端口 Loopback 端口又称回馈端口, 一般配置在使用外部网关协议, 对两个独立的网络进行路由的核心级路由器上 Null 端口 Null 端口主要用来阻挡某些网络数据 Tunnel 端口 Tunnel 端口也称为隧道或通道端口, 它也是一种逻辑端口, 用于传输某些端口本来不能支持的数据包 子端口 子端口是一种特殊的逻辑端口
IOS 提供路由器所有的核心功能 控制路由器物理接口发送接收数据包 ; 出口转发数据包前在 RAM 中存储该数据包 ; 路由 ( 发送 ) 数据包 ; 使用路由协议动态学习路由
路由器的基本配置模式 通过 Console 口访问路由器 通过 Telnet 访问路由器 终端访问服务器 通过 AUX 接口接 MODEM 进行远程配置 通过 Ethernet 上的 SNMP 网管工作站
计算机和路由器通过反转线进行连接
终端访问服务器
路由器的初始化 路由器是特殊用途的计算机, 也有一个启动过程 在启动时, 路由器会产生一些信息并从控制台端口送出 如果工程师在打开路由器之前, 已经将计算机与路由器的控制台端口连上, 那么在超级终端窗口将会显示所有的信息 [ 这些信息主要包括 : ] 所加载的 IOS 版本 ; 接口数量 ; 接口类型 ; NVRAM 的大小 ; 闪存的大小
Cisco IOS 启动的目标是使路由器开始运转 路由器在运转过程中必须根据配置, 为所连接的用户提供可靠的服务 为了达到这一点, 启动过程必须完成如下的工作 : 确认路由器启动时对所有硬件进行测试 ; 发现并装载路由器的操作系统 Cisco IOS 软件 ; 发现配置文件并应用各条配置语句, 包括协议功能和接口地址
ROM ROM 加载引导程序 Flash TFTP 服务器 ROM Cisco 互联网操作系统 定位并加载操作系统 NVRAM TFTP 服务器 Console 控制台 配置文件 定位并加载配置文件或进入设置模式 路由器启动过程
利用 Setup 模式建立初始配置 Cisco 公司提供一种 Setup 模式, 采用一种答问的方式, 路由器将一系列问题送到控制台窗口, 用户回答, 建立初始的配置文件, 拷贝到 NVRAM(startup-config 文件 ) 中, 也可拷贝到 RAM(running-config) 中 进入 Setup 模式有两种方式 : 一种方式是在特权模式下输入 setup 命令 ; 另一种方式是 NVRAM 为空时启动路由器 NVRAM 为空时, 路由器没有任何配置文件可用, 它会询问控制台用户是否进入 setup 模式建立一个初始配置
Cisco IOS CLI 操作 1. 路由器的工作模式 用户及特权模式比较 模式 命令提示符的结束符号 用户模式 > 特权模式 # 访问方式 Telnet 控制台或辅助端口 在用户模式下通过 enable 命令进入 命令是否改变路由器的运行 否 是
2. 路由器的配置模式 用户 EXEC 模式 router > Enable Exit 或 Ctrl-Z 特权 EXEC 模式 Router# 全局配置模式 Configure terminal Exit 或 Ctrl-Z Router (config)# 各种特定配置模式
配置模式和提示符 提示符配置模式描述 Router> 用户 EXEC 模式查看有限的路由器信息 Router# 特权 EXEC 模式 详细地查看 测试 调试和 配置命令 Router(config)# 全局配置模式修改高级配置和全局配置 Router(config-if)# 接口配置模式 (Interface) 执行用于接口的命令 Router(config-subif)# Router(config-controller)# 子接口配置模式 (Subinterface) 控制器配置模式 (Controller) 执行用于子接口的命令 配置 T1 或 E1 接口 Router(config-map-list)# 映射列表 映射列表配置 Router(config-map-class)# 映射类 映射类配置 Router(config-line)# 线路配置模式 (Line) 执行线路配置命令 Router(config-router)# 路由引擎配置模式 (Router) 执行路由引擎命令 Router(config-router-map)# 路由映射配置模式 路由影射配置
(1) 全局配置模式 全局配置模式的提示符为 :router(config)# 若配置了路由器的名字, 则提示符为 : 路由器的名字 (config) # 退出方法 : 用 exit 或 End 或 <Ctrl>+<Z> 命令退到特权模式
(2) 全局配置模式下的配置子模式 接口配置模式 (interface configuration) 子接口配置模式 (Subinterface Configuration) 控制器配置模式 (Controller Configuration) 线路配置子模式 (Line Configuration) 路由配置子模式 (Router Configuration)
路由选择 选择通信路径, 发生在网络层 ; 路由选择 功能使路由器能够评估到目的地的可用路径, 并为数据包确定首选路径
路由选择 协议 被路由协议 路由选择协议
被路由选择协议是以寻址方案为基础, 为分组从一个主机发送到另一个主机提供充 分的第三层地址信息的任何网络协议
网际协议 (IP( IP) 是被路由协议的一个实例
路由选择协议使得路由器在确定路径之 后发送被路由协议数据 换而言之, 路由选 择协议用来确定被路由协议为了到达目标所 遵循的路径
路由选择协议 路由信息协议 (RIP) 内部网关路由协议 (IGRP) 增强内部网关路由协议 (IGRP) 开放式最短路径优选协议 (OSPF) 距离矢量路由协议混合型路由协议链路状态路由协议
由选择协议通过建立和维护路由选择表来容 纳路由信息, 由于使用的路由选择协议不同, 路 由信息也会有所不同
202.16.1.10 202.16.1.10 202.16.1.11 202.16.1.11 202.16.1.12 202.16.1.12 202.16.2.10 202.16.2.10 202.16.2.11 202.16.2.11 202.16.2.12 202.16.2.12 202.16.3.10 202.16.3.10 202.16.3.11 202.16.3.11 202.16.3.12 202.16.3.12 202.16.4.10 202.16.4.10 202.16.4.11 202.16.4.11 202.16.4.12 202.16.4.12 202.16.1.1 202.16.1.1 202.16.3.1 202.16.3.1 202.16.4.1 202.16.4.1 202.16.2.1 202.16.2.1 F0/1 F0/1 F0/0 F0/0 F0/0 F0/0 F0/1 F0/1 S0/0 S0/0 S0/1 S0/1 202.16.8.1 202.16.8.1 202.16.8.2 202.16.8.2 学习学习路径路径网络地址网络地址跳数跳数接口接口 202.16.1.0 202.16.1.0 202.16.2.0 202.16.2.0 202.16.3.0 202.16.3.0 202.16.4.0 202.16.4.0 C C R R 0 0 1 1 F0/0 F0/0 F0/1 F0/1 S0/0 S0/0 S0/0 S0/0 学习学习路径路径网络地址网络地址跳数跳数接口接口 202.16.3.0 202.16.3.0 202.16.4.0 202.16.4.0 202.16.1.0 202.16.1.0 202.16.2.0 202.16.2.0 C C R R 0 0 1 1 F0/0 F0/0 F0/1 F0/1 S0/1 S0/1 S0/1 S0/1
1. 主机 A 的封装过程 2. 路由器的工作过程 3. 主机 B 的拆封过程 主机 A IP:202.18.1.2 主机 B MAC:OOOO.OC11.2222 IP:202.18.2.2 MAC:OO3O.OB11.444 F0/0 F0/1 路由器 FO/0 接口 IP:202.18.1.1 MAC:OOOO.OC22.3333 路由器 FO/1 接口 IP:202.18.2.1 MAC:OOOO.OB22.5555
提取信息包的目的网络号 ; 查看路由表 ; 选择一条最佳路径
若在路由表中没有找到相关的路由, 路由 器就会丢弃该包, 并向它的源设备发送如下 ICMP 消息, 通知该设备目的网络不可达. destination network unavailable
在广域网中, 路由器中的路由进程是动态 的 路由器每收到一个数据包均交给路由进程处 理, 路由进程确定一个最佳的路径并将数据发送 出去 路由进程确定路径的方法 : 静态路由 动态路同
不需要使用路由协议 管理员手工配置及更新路由表 当网络结构比较简单, 到达某一网络的路径唯一时采用静态路由
动态路由更加灵活 ; 能自动调整路由选择表 ; 源主机 引导流量通过不同的路径到达同一目标 A B D C 目的主机
202.16.1.0 网段 202.16.2.0 网段 202.16.3.0 网段 Hello Hello 形成邻居关系 我知道 202.16.1.0 网段 我知道 202.16.1.0 网段
带宽 延迟 负载 跳数 嘀答数 开销 可靠性
当一个互联网中的所有路由器都运行着 相同的信息时, 就称为该网络已收敛 快速 收敛是网络希望具有的特征
当路由器不能用路由表中的一个具 体条目来匹配一个目的网络时, 就将使用默认路由
三层交换技术
三层交换技术种类 3COM 的 FastIP 技术 Cisco 的标记交换 (Tag Switching) MPOA(Multi-Protocol Over ATM) Cisco 的 NetFlow 交换
路由器概述 路由选择 路由选择协义 三层交换技术
任务 1: 路由器基本配置与管理
路由器基本配置与管理 王老师所在的学校建设自己的校园网, 随着网络用户的增加网络速度越来越慢, 学校领导决定升级校园网出口, 采用专线接入 Internet, 这是需要用到专用的网络层设备 - 路由器 需要对新购置的路由器进行配置与管理
路由器基本配置与管理 能够通过控制台端口对路由器进行初始配置 ; 能够配置路由器的各种口令 ; 能够对路由器进行基本配置 ; 能够利用 show 命令查看路由器的各种状态
路由器基本配置与管理 Cisco2811 路由器 (1 台 ); PC 机 1 台 ; 双绞线 ( 若干根 ); 反转电缆一根
路由器基本配置与管理 PCA F0/0 192.168.1.1/24 Console 接口 192.168.1.2/24 路由器 路由器初始配置
路由器基本配置与管理 步骤 1: 硬件安装 ; 步骤 2: 配置 PCA 的超级终端 ; 步骤 3: 打开路由器电源,PCA 计算机上, 执行 开始 程序 附件 通讯 超级终端 选项 ; 步骤 4: 路由器和交换机不同, 它提供了 setup 的配置模式 ; 步骤 5: 写出配置路由器名称为 xpcrouter 的命令行 ; 步骤 6: 查看交换机的信息
项目八 : 校园网接入 Internet 任务 2: 路由协议配置
路由协义配置 王老师所在的学校建设自己的校园网, 新近兼并了一个学校, 两个学校都建有自己的校园网 客户要求两校区的校园网通过路由器相连, 现要在路由器上做适当配置, 实现两校区校园网内部主机的相互通信
路由协义配置 能够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
路由协义配置 Cisco2811 路由器 (2 台 ); Cisco 2950 交换机 (2 台 ); PC 机 4 台 ; 双绞线 ( 若干根 ); 反转电缆两根
路由协义配置 交换机 A S0/0 交换机 B PC2 PC1 F0/1 A Consol e B S0/0 Consol e F0/1 PC3 PC4 路由器静态路由
路由协义配置 步骤 1: 硬件安装 ; 步骤 2: 规划网络地址 ; 步骤 3: 配置各计算机的 IP 地址 ; 步骤 4: 配置路由器 A; 步骤 5: 配置路由器 B; 步骤 6: 任务测试
项目八 : 校园网接入 Internet 任务 3: ACL 及 NAT 配置
ACL 配置 1. 在路由器 B 上配置 IP 标准访问控制列表, 允许 192.168.10.0 网段 ( 后勤企业财务科 ) 主机发出的数据包通过, 不允许 192.168.20.0 网段 ( 教师办公室 ) 和 192.168.40.0 网段 ( 学生机房 ) 主机发出的数据包通过, 最后将这一策略加到路由器 B 的 fa0/0 的端口上 ; 在路由器 A 上配置 IP 标准访问控制列表, 允许 192.168.30.0 网段 ( 财务处 ) 主机发出的数据包通过, 不允许 192.168.20.0 网段 ( 教师办公室 ) 和 192.168.40.0 网段 ( 学生机房 ) 主机发出的数据包通过, 最后将这一策略加到路由器 A 的 fa0/0 的端口上
ACL 配置 能够配置标准访问控制列表 ; 能够使用 IP 标准访问控制列表控制数据包的流向
ACL 配置 Cisco2811 路由器 (2 台 ); PC 机 4 台 ; 双绞线 ( 若干根 ); 反转电缆两根
ACL 配置 后勤企业财务科 192.168.10.0/24 财务处 192.168.30.0/24 PC1 F0/0 10.1 S0/0 192.168.100.1/24 S0/0 192.168.100.2/24 F0/0 30.1 PC3 PC2 教师办公室 192.168.20.0/24 F0/1 20.1 路由器 A 路由器 B F0/1 40.1 学生机房 192.168.40.0/24 PC4 路由器 IP 标准访问控制列表
ACL 配置 步骤 1: 硬件安装 ; 步骤 2: 规划网络地址 ; 步骤 3: 配置各计算机的 IP 地址 ; 步骤 4: 路由器 A 基本配置 ; 步骤 5: 路由器 B 基本配置 ; 步骤 6: 任务测试
NAT 配置 2. 针对客户提出的要求, 公司网络工程师计划使用 218.12.226.2 这个地址作为企业端路由器的连接地址 218.12.226.3-218.12.226.4 这两个地址被用来进行 NAT 转换, 企业内部网络 192.168.1.0/24 中的主机都通过这两个地址上网
NAT 配置 能够通过配置静态 NAT 提供 Web 等服务 ; 能够通过配置动态 Nat 使网络访问 Internet
NAT 配置 Cisco2811 路由器 (1 台 ); Cisco 2950 交换机 (1 台 ); PC 机 4 台 ; 双绞线 ( 若干根 ); 反转电缆两根
NAT 配置 PC1 192.168.1.0/24 光电转换器 用户端光端机 218.12.226. 1 ISP 局端 f0/0:192.168.1.1 f0/1:218.12.226. 2 动态 NAT 配置网络拓扑图
NAT 配置 步骤 1: 硬件安装 ; 步骤 2: 规划网络地址 ; 步骤 3: 配置各计算机的 IP 地址 ; 步骤 4: 配置路由器 A ; 步骤 5: 任务测试
项目八 : 校园网接入 Internet 任务 4: 校园网专线接入 Internet
校园网专线接入 Internet 王老师所在的学校建设了自己的校园网, 随着网络用户的增加网络速度越来越慢, 学校领导决定升级校园网出口, 采用专线连入中国教育和科研计算机网, 给学校分配了 8 个 C 的 IP 地址 (211.81.192.0-211.81.199.0), 路由器端的 IP 地址为 202.206.233.106/23(ISP 的 IP 地址为 202.206.233.105/ 23), 学校又架设了自己的 Web 服务器, 介绍自己的学校, 现在需要解决校园网采用专线连入 Internet, 同时 Web 服务器为校内外用户提供信息浏览服务
校园网专线接入 Internet 能够通过配置静态路由 默认路由连通 Internet; 能够掌握三层交换机和路由器之间的连接
校园网专线接入 Internet Cisco2811 路由器 (1 台 ); Cisco 3560 交换机 (1 台 ); Cisco 2950 交换机 (2 台 ); PC 机 6 台 ; 双绞线 ( 若干根 ); 反转电缆两根
校园网专线接入 Internet Web Ftp SW0 A B DNS PCA SW1 SW2 SW3 PC10 PC11 PC20 PC21 PC30 PC31 网络拓扑图
校园网专线接入 Internet 步骤 1: 硬件安装 ; 步骤 2: 规划网络地址 ; 步骤 3: 配置各计算机的 IP 地址 ; 步骤 4: 配置路由器 A; 步骤 5: 配置路由器 B; 步骤 6: 任务测试