第四、五章：路由技术及应用

路由器概述

路由

跨越从源主机到目标主机的一个互联网络来转发数据包的过程
实现不同网段的数据转发
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工作原理

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路由表的生成

三种：
直连路由、静态路由、动态路由
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路由器接口

千兆：以太网 百兆：fast 千兆：Gige
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路由器的配置

配置模式

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常用命令

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路由器管理

管理方式

带外管理
带外管理是带内管理的基础
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带内管理
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管理配置

line vty 0 4 线路配置，可以设置0-4，也就是5个用户
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路由器管理仿真

思维导图
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实验过程

PC0实现console口的连接，PC1实现交叉线与路由器的连接

  • PC0的相关配置：

端口地址配置
enable
config
interface f0/0
ip add 192.168.1.100 255.255.255.0
no shut
exit
特权模式配置
enable password 123
远程登录密码
line vty 0 4 远程登录线路的范围
password 456
login

  • PC1的相关配置：

telent 192.168.1.100
输入远程登录密码
enable
输入特权模式密码

直连路由

配置的地址与路由器直连主机的默认网关地址相同
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工作原理

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直连路由仿真

思维导图

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直连路由配置

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实验步骤

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路由器配置
enable
config
int f0/0
ip add 192.168.1.1 255.255.255.0
no shut
exit
查看路由
show ip route

静态路由技术

概念

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工作原理

在此情况下主机A与B无法相互通信，因为RA路由表中没有30.0.0.0的网段，接收数据后会直接丢弃
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虽然手工添加告诉路由去往30.0.0.0下一跳给20.0.0.2，但是RB中没有关于10.0.0.1网段的信息
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再手工添加告诉路由器去往10.0.0.0下一跳给20.0.0.1此时就可以实现相互通信
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总结：
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静态路由配置

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默认路由

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应用场合
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静态路由仿真

实验步骤

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拓扑图

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实验步骤

R1：(R2同理)
直连路由：
int f0/0
ip add 192.168.1.1 255.255.255.0
no shut
int f0/1
ip add 192.168.3.1 255.255.255.0
no shut
静态路由：（明确方向）
ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.3.2
查看命令：
show ip route

动态路由技术

静态路由不具有网络自适应性，因此更多时候采用动态路由

概述

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基于RIP的路由工作过程

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RIP协议配置

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动态路由RIP仿真

思维导图

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拓扑图

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实验步骤

R1：(R2同理)
直连路由配置
int f0/0
ip add 192.168.1.1 255.255.255.0
no shut
exit
int f0/1
ip add 192.168.3.1 255.255.255.0
no shut
exit
动态路由配置
router rip
network 192.168.1.0
network 192.168.3.0

动态路由OSPF

概述

最优路径：路径开销最短
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区别

RIP：只适用于小型网络，找到每个目的网络的最短距离
OSPF：一般用于大规模网络
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开销：链路带宽
OSPF存在邻居路由器的认证功能

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OSPF工作原理

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五种分组类型
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OSPF基本操作
先确定自己是否存在邻居
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OSPF层次化结构
骨干和非骨干区分：边界路由器：C/D/E
通常单域只需要area 0
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OSPF协议配置

进程号具有本地意义
反掩码：二进制取反
小规模网络用单域即可
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OSPF仿真实验

OSPF多域配置

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  • 分别配置R1、R2、R3、R4 的直连路由
    • int f0/0
    • ip add 40.0.0.1 255.0.0.0
    • no shut
      • 配置R1与R3的时钟频率(R2和R3同理)
        • int s0/0/0
        • clock rate 64000
  • 配置OSPF多域

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  • 进程号都是100

  • R4(R3同理)

    • 开启：router ospf 100

    • 宣告并加入area0：network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0

                                           network 20.0.0.0 0.255.255.255 area 0

  • R1(R2同理)：30网段在area 0中，40网段在area 1中

OSPF配置

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  • 直连路由配置（R1/R2）
    • int f0/0
    • ip add 192.168.1.1 255.255.255.0
    • no shut
    • exit
    • int f0/1
    • ip add 192.168.3.1 255.255.255.0
  • 动态路由OSPF配置（R1/R2）
    • router ospf 10
    • network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0
    • network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0

路由重分布

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  • 配置直连路由(R1/R2/R3)

    • R1：int f0/0

                  ip add 10.0.0.1 255.0.0.0<br />                     no shut (f0/1)

  • 配置RIP和OSPF

    • RIP：R1

      • router rip

      • network 10.0.0.0

      • network 20.0.0.0

      • R2：router rip

                        network 20.0.0.0

    • OSPF：R3

      • router ospf 10

      • network 30.0.0.0 0.255.255.255 area 0

      • network 40.0.0.0 0.255.255.255 area 0

      • R2：router ospf 10

                        network 30.0.0.0 0.255.255.255 area 0

  • 路由重分布：R2

    • OSPF引入RIP：router rip

                                   redistribute ospf 10 metric 5

    • RIP引入OSPF：router ospf 10

                                  redistribute rip subnets

NAT技术

解决问题：公网数量有限，无法给每个用户分配公网IP，现在若干用户只用极少的公网IP就能上网

概念

将私有地址转换为公有地址再和互联网上的主机通讯
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工作原理

（1）发送：192.168.1.7（源） --> 63.5.8.1（目的）
到入口路由后先查看NAT映射表，将目的地址改变200.8.7.3 --> 63.5.8.1
（2）返回网页：63.5.8.1 --> 200.8.7.3
到出口路由后先查看NAT映射表，将目的地址改变63.5.8.1 --> 192.168.1.7
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NAT专业术语

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静态NAT配置

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动态NAT配置

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动态NAPT

NAT&NAPT

NAT：内网访问外网时，将内网IP和外网IP一 一对应链接起来（私有地址映射到公有地址）
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NAPT：内网主机所需的IP数量不断增加，公网IP远远无法满足，NAPT则解决这一问题：增加端口（公网IP不足，内网上网IP需求大），利用很少的公网IP上网
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概念
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工作原理

与NAT相同只是增加了端口的约束
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动态NAPT的配置

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NAT的监视和维护命令

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动态NAPT仿真实验

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出口路由器R1

  • 直连路由：int f0/1

                      ip add 192.168.1.1 255.255.255.0<br />                        no shut

  • 默认路由：出口路由基本都要做，将内网数据推送给R2（ISP服务提供商）

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 200.8.7.2

  • 动态NAPT的配置
    • 定义内外网接口：ip nat inside(0/1)/outside(0/0)
    • 定义本地地址池：access-list 10 permit 192.168.1.0 0.0.0.255
    • 定义外部地址池：ip nat pool abc 200.8.7.3 200.8.7.3 netmask 255.255.255.0
    • 定义映射关系：ip nat inside source list 10 pool abc overload

R2（ISP服务提供商）

  • 直连路由
  • 默认路由：下一跳指向R1连接接口

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 200.8.7.3

静态NAPT

解决问题

外网主机可以通过公网地址访问内网web服务器了（内网映射的公网地址，还可以保护内网服务器安全）
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工作原理

很大程度上保护了内网服务器安全，因为公网主机访问需要经过出口路由器的保护（访问200.8.7.10即可访问内网WEB）
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静态NAPT配置

如果TCP/UDP都用到了，两条语句都要写到
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静态NAPT仿真实验

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出口路由器R1：

  • 直连路由
  • 默认路由：全局模式下 ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 200.8.7.2
  • 静态NAPT：

    • 定义内外网接口：ip nat inside(0/0)

                                     ip nat outside(0/1)

    • 定义映射关系：ip nat inside source static tcp 192.168.1.2 80 200.8.7.3 80

服务提供商R2:

  • 直连路由
  • 默认路由：ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 200.8.7.1

不同NAT技术适用场合

静态NAT/NAPT

内网服务器地址永久的映射到公网上的IP地址，外网就可以访问映射后的公网IP地址访问到内网服务器
如果内部网络有WW服务器或FTP服务器等可以为外部用户提供服务，则这些服务器的IP地址必须采用静态地址转换，以便外部用户可以使用这些服务。
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动态NAT

内部私有地址一对一映射成公网地址，从内部合法地址池中选择一个未使用的地址来对内部地址进行转换（同一时间公有IP消耗大）
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动态NAPT

允许内部本地地址共用一个公有IP地址，对申请到少量IP地址，但经常同时有多个用户上外部网络的转换很有用。
也称为PAT，常用于拨号上网
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策略路由

解决问题

根据不同的数据源选择不同的出口上网，可以根据不同的源IP段进行分流转发
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工作原理

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适用环境

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策略路由的配置

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访问控制列表ACL

概念

实现数据的安全访问
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ACL工作原理

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ACL的规则定义

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（1）访问列表的入栈应用
入栈是先看是否应用访问控制列表
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（2）访问列表的出栈应用
出栈是先看路由表选择出口，再看是否应用访问控制列表，未应用直接从该接口转出。
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（3）IP ACL基本准则
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ACL分类

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ACL配置

（1）标准ACL配置
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（2）查看ACL的配置
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（3）扩展ACL的配置
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涉及到了协议、具体的服务就需要用扩展ACL
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（4）ACL配置注意事项
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ACL仿真实验

标准ACL

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（1）R1：

  • 直连路由
  • 静态路由：ip route 172.17.0.0 255.255.255.0(目的) 172.16.2.2(下一跳)

（2）R2：

  • 直连路由

  • 2条（到校长和教学楼）静态路由：ip route 172.16.3.0 255.255.255.0 172.16.2.1

                                                          ip route 172.16.4.0 255.255.255.0 172.16.2.1

  • 测试各网段连通性后配置ACL：

    • 创建访问控制列表：access-list 10 permit 172.16.3.0 0.0.0.255

    • 应用到f0/0的出栈上：int f0/0

                                            ip access-group 10 out

扩展ACL

上面讲离目的地址越近，这里又讲离源地址更近？这里应该在R2的F0/1配置ACL叭？！
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（1）R1/R2配置直连路由
（2）R1/R2配置默认路由
R1：ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.3.2
R2：ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.3.1
（3）测试连通性后在R1上配置ACL
access-list 100 permit tcp 172.16.1.0 0.0.0.255 host 172.16.4.2 eq ftp
access-list 100 permit tcp 172.16.2.0 0.0.0.255 host 172.16.4.2 eq ftp
access-list 100 permit tcp 172.16.2.0 0.0.0.255 host 172.16.4.3 eq www
ip access-group 100 out


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