职称计算机:路由器
来源:优易学  2011-11-9 19:07:20   【优易学:中国教育考试门户网】   资料下载   IT书店

  什么把网络相互连接起来?是路由器。路由器英文名Router,路由器是互联网络的枢纽、"交通警察"。目前路由器已经广泛应用于各行各业,各种不同档次的产品已经成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。

  所谓路由就是指通过相互连接的网络把信息从源地点移动到目标地点的活动。一般来说,在路由过程中,信息至少会经过一个或多个中间节点。通常,人们会把路由和交换进行对比,这主要是因为在普通用户看来两者所实现的功能是完全一样的。其实,路由和交换之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型的第二层(数据链路层),而路由发生在第三层,即网络层。这一区别决定了路由和交换在移动信息的过程中需要使用不同的控制信息,所以两者实现各自功能的方式是不同的。

  早在40多年之间就已经出现了对路由技术的讨论,但是直到80年代路由技术才逐渐进入商业化的应用。路由技术之所以在问世之初没有被广泛使用主要是因为80年代之前的网络结构都非常简单,路由技术没有用武之地。直到最近十几年,大规模的互联网络才逐渐流行起来,为路由技术的发展提供了良好的基础和平台。

  路由器是互联网的主要节点设备。路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择(routing),这也是路由器名称的由来(router,转发者)。作为不同网络之间互相连接的枢纽,路由器系统构成了基于 TCP/IP 的国际互联网络 Internet 的主体脉络,也可以说,路由器构成了 Internet 的骨架。它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一,它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。因此,在园区网、地区网、乃至整个 Internet 研究领域中,路由器技术始终处于核心地位,其发展历程和方向,成为整个 Internet 研究的一个缩影。在当前我国网络基础建设和信息建设方兴未艾之际,探讨路由器在互连网络中的作用、地位及其发展方向,对于国内的网络技术研究、网络建设,以及明确网络市场上对于路由器和网络互连的各种似是而非的概念,都具有重要的意义。

网络流量的角度来看,路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络物理层,从物理上划分网段的交换机不同,路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。例如,一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段,只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过路由器。对于每一个接收到的数据包,路由器都会重新计算其校验值,并写入新的物理地址。因此,使用路由器转发和过滤数据的速度往往要比只查看数据包物理地址的交换机慢。但是,对于那些结构复杂的网络,使用路由器可以提高网络的整体效率。路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播。从总体上说,在网络中添加路由器的整个安装过程要比即插即用的交换机复杂很多。

  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。

  路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径,并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见,选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。为了完成这项工作,在路由器中保存着各种传输路径的相关数据--路径表(Routing Table),供路由选择时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以是由系统管理员固定设置好的,也可以由系统动态修改,可以由路由器自动调整,也可以由主机控制。

  1.静态路径表

  由系统管理员事先设置好固定的路径表称之为静态(static)路径表,一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的,它不会随未来网络结构的改变而改变。

  2.动态路径表

  动态(Dynamic)路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表。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]

路由器的配置与调试

  路由器在计算机网络中有着举足轻重的地位,是计算机网络的桥梁。通过它不仅可以连通不同的网络,还能选择数据传送的路径,并能阻隔非法的访问。

  路由器的配置对初学者来说,并不是件十分容易的事。现将路由器的一般配置和简单调试介绍给大家,供朋友们在配置路由器时参考,本文以Cisco2501为例。

  Cisco2501有一个以太网口(AUI)、一个Console口(RJ45)、一个AUX口(RJ45)和两个同步串口,支持DTE和DCE设备,支持 EIA/TIA-232、 EIA/TIA-449、 V.35 、X.25和EIA-530接口。

  一.配置

  1.配置以太网端口

  # conf t(从终端配置路由器)

  # int e0(指定E0口)

  # ip addr ABCD XXXX(ABCD 为以太网地址,XXXX为子网掩码)

  # ip addr ABCD XXXX secondary(E0口同时支持两个地址类型。如果第一个为 A类地址,则第二个为B或C类地址)

  # no shutdown(激活E0口)

  # exit

  完成以上配置后,用ping命令检查E0口是否正常。如果不正常,一般是因为没有激活该端口,初学者往往容易忽视。用no shutdown命令激活E0口即可。

  2.X.25的配置

  # conf t

  # int S0(指定S0口)

  # ip addr ABCD XXXX(ABCD 为以太网S0 的IP地址,XXXX为子网掩码)

  # encap X25-ABC(封装X.25协议。ABC指定X.25为DTE或DCE操作,缺省为DTE)

  # x25 addr ABCD(ABCD为S0的X.25端口地址,由邮电局提供)

  # x25 map ip ABCD XXXX br(映射的X.25地址。ABCD为对方路由器(如:S0)的IP 地址,XXXX为对方路由器(如:S0)的X.25端口地址)

  # x25 htc X(配置最高双向通道数。X的取值范围1-4095,要根据 邮电局实际提供的数字配置)

  # x25 nvc X(配置虚电路数,X不可超过邮电局实际提供的数否则将影响数据的正常传输)

  # exit

  S0端口配置完成后,用no shutdown命令激活E0口。如果ping S0端口正常,ping 映射的X.25 IP地址即对方路由器端口IP地址不通,则可能是以下几种情况引起的:1)本机X.25地址配置错误,重新与邮局核对(X.25地址长度为13位);2)本机映射IP地址或X.25地址配置错误,重新配置正确;3)对方IP地址或X.25地址配置错误;4)本机或对方路由配置错误。

  能够与对方通讯,但有丢包现象。出现这种情况,一般有以下几种可能:1)线路情况不好,或网卡、RJ45插头接触不良;2)x25 htc最高双向通道数X的取值范围和x25nvc 虚电路数X超出邮电局实际提供的数字。最高双向通道数和虚电路数这两个值越大越好,但绝对不能超出邮电局实际提供的数字,否则就会出现丢包现象。

  3.专线的配置

  # conf t

  # int S2(指定S2口)

  # ip addr ABCD XXXX(ABCD 为S2 的IP地址,XXXX为子网掩码)

  # exit

  专线口配置完成后,用no shutdown命令激活S2口即可。

  4.帧中继的配置

  # conf t

  # int s0

  # ip addr ABCD XXXX (ABCD 为S0 的IP地址,XXXX为子网掩码)

  # encap frame_relay (封装frame_relay 协议)

  # no nrzi_encoding (NRZI=NO)

  # frame_relay lmi_type q933a (LMI使用Q933A标准.LMI(Local management Interface) 有3种:ANSI:T1.617、CCITTY:Q933A和Cisco特有的标准)

  # frame-relay intf-typ ABC(ABC为帧中继设备类型,它们分别是DTE设备、DCE交换机或NNI(网络接点接口)支持)

  # frame_relay interface_dlci 110 br(配置DLCI(数据链路连接标识符))

  # frame-relay map ip ABCD XXXX broadcast (建立帧中继映射。ABCD为对方IP地址,XXXX为本地DLCI号,broadcast允许广播向前转发或更新路由)

  # no shutdown (激活本端口)

  # exit

  帧中继S0端口配置完成后,用ping命令检查S0口。如果不正常,通常是因为没有激活该端口,用no shutdown命令激活S0口即可。如果ping S0端口正常,ping 映射的IP地址不正常,则可能是帧中继交换机或对方配置错误,需要综合排查。

  5.配置同步/异步口(适用于2522)

  # conf t

  # int s2

  # ph asyn (配置S2为异步口)

  # ph sync (配置S2为同步口)

  6.动态路由的配置

  # conf t

  # router eigrp 20 (使用EIGRP路由协议。常用的路由协议有RIP、IGRP、IS-IS等)

  # passive-interface serial0 (若S0与X.25相连,则输入本条指令)

  # passive-interface serial1 (若S1与X.25相连,则输入本条指令)

  # network ABCD (ABCD为本机的以太网地址)

  # network XXXX (XXXX为S0的IP地址)

  # no auto-summary

  # exit

  7.静态路由的配置

  # ip router ABCD XXXX YYYY 90 (ABCD为对方路由器的以太网地址,XXXX 为子网掩码,YYYY为对方对应的广域网端口地址)

  # dialer-list 1 protocol ip permit

  二. 综合调试

  当路由器全部配置完毕后,可进行一次综合调试。

  1.首先将路由器的以太网口和所有要使用的串口都激活。方法是进入该口,执行no shutdown。

  2.将和路由器相连的主机加上缺省路由(中心路由器的以太地址)。方法是在Unix系统的超级用户下执行:router add default XXXX 1(XXXX为路由器的E0口地址)。每台主机都要加缺省路由,否则,将不能正常通讯。

  3.ping本机的路由器以太网口,若不通,可能以太网口没有激活或不在一个网段上。ping广域网口,若不通,则没有加缺省路由。ping对方广域网口,若不通,路由器配置错误。ping主机以太网口,若不通,对方主机没有加缺省路由。

  4.在专线卡X.25主机上加网关(静态路由)。方法是在Unix系统的超级用户下执行:router add X.X.X.X Y.Y.Y.Y 1(X.X.X.X为对方以太网地址,Y.Y.Y.Y为对方广域网地址)。

  5.使用Tracert对路由进行跟踪,以确定不通网段。

  路由器的选购

  选择路由器时应注意安全性、控制软件、网络扩展能力、网管系统、带电插拔能力等方面。

  1.由于路由器是网络中比较关键的设备,针对网络存在的各种安全隐患,路由器必须具有如下的安全特性:

  (1)可靠性与线路安全 可靠性要求是针对故障恢复和负载能力而提出来的。对于路由器来说,可靠性主要体现在接口故障和网络流量增大两种情况下,为此,备份是路由器不可或缺的手段之一。当主接口出现故障时,备份接口自动投入工作,保证网络的正常运行。当网络流量增大时,备份接口又可承当负载分担的任务。 (2)身份认证 路由器中的身份认证主要包括访问路由器时的身份认证、对端路由器的身份认证和路由信息的身份认证。

  (3)访问控制 对于路由器的访问控制,需要进行口令的分级保护。有基于IP地址的访问控制和基于用户的访问控制。

  (4)信息隐藏 与对端通信时,不一定需要用真实身份进行通信。通过地址转换,可以做到隐藏网内地址,只以公共地址的方式访问外部网络。除了由内部网络首先发起的连接,网外用户不能通过地址转换直接访问网内资源。

  (5)数据加密

  (6)攻击探测和防范

  (7)安全管理

  2.路由器的控制软件是路由器发挥功能的一个关键环节。从软件的安装、参数自动设置,到软件版本的升级都是必不可少的。软件安装、参数设置及调试越方便,用户使用就越容易掌握,就能更好地应用。

  3.随着计算机网络应用的逐渐增加,现有的网络规模有可能不能满足实际需要,会产生扩大网络规模的要求,因此扩展能力是一个网络在设计和建设过程中必须要考虑的。扩展能力的大小主要看路由器支持的扩展槽数目或者扩展端口数目。

  4.随着网络的建设,网络规模会越来越大,网络的维护和管理就越难进行,所以网络管理显得尤为重要。 5.在我们安装、调试、检修和维护或者扩展计算机网络的过程中,免不了要给网络中增减设备,也就是说可能会要插拔网络部件。那么路由器能否支持带电插拔,是路由器的一个重要的性能指标。

  外型尺寸的选择

  如果网络已完成楼宇级的综合布线,工程要求网络设备上机式集中管理,应选择19英寸宽的机架式路由器,如Cisco2509、华为2501(配置同Cisco2501)。如果没有上述需求,桌面型的路由器如Intel的8100和Cisco的1600系列,具有更高的性能价格比。

  协议的选择

  由于最初局域网并没先出标准后出产品,所以很多厂商如Apple和IBM都提出了自己的标准,产生了如AppleTalk和IBM协议,Novell公司的网络操作系统运行IPX/SPX协议,在连接这些异构网络时需要路由器对这些协议提供支持。Intel9100系列和9200系列的路由器可提供免费支持,3Com的系列路由产品也提供较广泛的协议支持。

  路由器作为网络设备中的“黑匣子”,工作在后台。用户选择路由器时,多从技术角度来考虑,如可延展性、路由协议互操作性、广域数据服务支持、内部ATM支持、SAN集成能力等。另外,选择路由器还应遵循如下基本原则:即标准化原则、技术简单性原则、环境适应性原则、可管理性原则和容错冗余性原则。对于高端路由器,更多的还应该考虑是否和如何适应骨干网对网络高可靠性、接口高扩展性以及路由查找和数据转发的高性能要求。高可靠性、高扩展性和高性能的“三高”特性是高端路由器区别于中、低端路由器的关键所在。

责任编辑:小草

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