静态路由与RIP协议

静态路由与RIP协议

一.【实验目的与要求】

1.掌握路由器的工作机制；

2.理解静态路由与数据报转发的原理；

3.理解RIP的工作机制与配置。

二．【实验环境】

该实验采用模拟器Cisco Packet Tracer完成

三．【实验原理】

1、路由器的管理方式基本分为两种：带内管理和带外管理。通过路由器的Console口管理路由器属于带外管理，不占用路由器的网络接口，其特点是需要使用配置线缆，近距离配置。第一次配置路由器时必须利用Console端口进行配置。

路由器的命令行操作模式主要包括：用户模式、特权模式、全局配置模式、端口模式等几种。

（1）用户模式：进入路由器后得到的第一个操作模式，该模式下可以简单查看路由器的软、硬件版本信息，并进行简单的测试。用户模式提示符为Router> 

（2）特权模式：由用户模式进入的下一级模式，该模式下可以对路由器的配置文件进行管理，查看路由器的配置信息，进行网络的测试和调试等。特权模式提示符为Router# 

（3）全局配置模式：属于特权模式的下一级模式，该模式下可以配置路由器的全局性参数（如主机名、登录信息等）。在该模式下可以进入下一级的配置模式，对路由器具体的功能进行配置。全局模式提示符为Router(config)#

（4）端口模式：属于全局模式的下一级模式，该模式下可以对路由器的端口进行参数配置。端口模式提示符为Router(config-if)# 

2、Packet Tracer介绍：

（1）Packet Tracer 是Cisco公司针对CCNA认证开发的一个用来设计、配置和故障排除网络的模拟软件。

（2）Packer Tracer模拟器软件比Boson功能强大，比Dynamips操作简单，非常适合网络设备初学者使用。

路由器的基本操作命令包括： 

� Exit命令是退回到上一级操作模式。

� End命令是指用户从特权模式以下级别直接返回到特权模式。

� 路由器命令行支持获取帮助信息、命令的简写、命令的自动补齐、快捷键功能。

配置路由器的设备名称和配置路由器的描述信息必须在全局配置模式下执行。

� Hostname配置路由器的设备名称。

� 查看路由器的系统和配置信息命令要在特权模式下执行。

3、路由器属于网络层设备，能够根据IP包头的信息，选择一条最佳路径，将数据包转发出去。实现不同网段的主机之间的互相访问。路由器是根据路由表进行选路和转发的。而路由表里就是由一条条路由信息组成。

生成路由表主要有两种方法：手工配置和动态配置，即静态路由协议配置和动态路由协议配置。静态路由是指由网络管理员手工配置的路由信息。静态路由除了具有简单、高效、可靠的优点外，它的另一个好处是网络安全保密性高。缺省路由可以看做是静态路由的一种特殊情况。当数据在查找路由表时，没有找到和目标相匹配的路由表项时，为数据指定路由。

4、RIP（Routing Information Protocols，路由信息协议）是应用较早、使用较普遍的IGP 内部网管协议，使用于小型同类网络，是距离矢量协议。

RIP 协议以跳数作为衡量路径开销的多少，RIP协议里规定最大跳数为15。RIP 协议有两个版本：RIP v1 和RIP v2，RIP v1 属于有类路由协议，不支持VLSM，以广播形式进行路由信息的更新，更新周期为30 秒；RIPv2属于无类路由协议，支持VLSM，以组播形式进行路由更新。

四．【预习与准备】

预习路由器静态路由与RIP动态路由的工作机制及其配置方法的相关知识点。准备好实验设备，安装好模拟器软件Packet Tracer 6.0。

五．【实验内容】

I．网络环境构建

1．构建实验网络

（1）在模拟器中，构建如图1所示拓扑的网络；

 

图1  网络拓扑

 

（2）按照图中所示，配置各设备的网络参数；

（路由器的各个接口地址配置命令参考清单：以Router0的Fa0/0接口配置为例）

no（该对话命令用于选择非交互模式，有时可选）

Router>enable                  （注：从用户模式切换到特权模式）

Router#configure terminal      （注：从特权模式切换到全局配置模式）

Router(config)#interface fastethernet0/0   

（注：从全局配置模式切换到端口配置模式）

Router(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

（注：为该端口配置IP地址及子网掩码）

Router(config-if)#no shutdown  （注：启用该端口）

（再按回车键）

（思考题:路由器配置中，如何从下一级配置模式退回到上一级模式？

参考答案：使用exit命令可以从当前配置模式退回到上一级配置模式，使用end命令可以从当前配置模式直接退回到特权模式）

2．在路由器上查看路由表

（1）点击打开路由器Router0，选中“CLI”（命令行）标签，在特权模式下，执行查看路由表的命令：Show  ip route。结果如图2所示。

 

图2

可以看到路由器Router0上有二条直连路由。

同样的方法，可以看到路由器Router1上也有二条直连路由。Router1上有哪两条直连路由？

3．网络连通情况的测试

（1）在PC0（192.168.1.2）上ping PC2（192.168.2.2），查看连通情况；

 

（2）将模拟器从Realtime（实时）状态切换到Simulation（模拟）状态，再次在PC0（192.168.1.2）上ping PC2（192.168.2.2），通过单步执行（单击“自动捕获/播放”按钮），观察并记录数据包的传递路径；

（3）将模拟器从Simulation状态切换到Realtime状态，在PC3（192.168.3.2）上ping PC2（192.168.2.2），查看连通情况；

 

 

（4）将模拟器从Realtime状态切换到Simulation状态，再次在PC3（192.168.3.2）上ping PC2（192.168.2.2），通过单步执行，观察并记录数据包的传递路径，并分析原因；

（5）在Realtime状态下，从PC0（192.168.1.2）上ping PC3（192.168.3.2），能通吗？

 

因为设置时提前开启了路由器的静态路由，所以都可以ping通，如果不设置静态路由，文件会在路由器处卡住；

 

（6）将模拟器切换到Simulation状态下，从PC0（192.168.1.2）上ping PC3（192.168.3.2），通过单步执行，观察并记录数据包的传递路径，并分析原因。

思考：请分析，上面第（2）、（4）步中，数据报的传递路径。

II．静态路由配置及验证分析

1．在路由器Router0上配置静态路由。

（1）Router0配置静态路由，如图3所示，然后点击“Add”按钮。

 

图3

（ 静态路由配置命令如下：

Router(config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.254    ）

（2）在Realtime状态，在PC3（192.168.3.2）上ping PC2（192.168.2.2），查看连通情况；

（3）将模拟器从Realtime状态切换到Simulation状态，再次在PC0（192.168.1.2）上ping PC2（192.168.2.2），通过单步执行，记录数据包的传递路径；

思考：请分析数据报传递的路径，并说明如此传递的原因所在。

（4）在Realtime状态，PC3（192.168.3.2）上ping PC0（192.168.1.2），可以通吗？

 

可以通，因为设置了两个路由器的静态路由，不然就会在右边的路由器处卡住报错。

（5）切换到Simulation状态，PC3（192.168.3.2）上ping PC0（192.168.1.2），通过单步执行，观察并记录数据包的传递路径；注意观察数据包在何处被丢掉，分析原因。

 

同上，数据包应该在右边的路由器被丢弃，因为右边没有开启静态路由。

（5）在Realtime状态，PC0（192.168.1.2）上ping PC3（192.168.3.2），可以通吗？

（6）切换到Simulation状态，PC0（192.168.1.2）上ping PC3（192.168.3.2），通过单步执行，观察并记录数据包的传递路径；注意观察数据包在何处被丢掉，分析原因。

同上。

2．在路由器Router1上配置静态路由。

（1）Router1上配置静态路由，如图4所示，然后点击“Add”按钮。

 

图4

（2）完成上面的配置后，在Realtime状态，在PC3（192.168.3.2）上ping PC0（192.168.1.2），查看结果。

3．在路由器上查看路由表

（1）路由器Router0的CLI标签下，进入特权模式，执行下面的命令

Router# Show  ip  route

 

思考：哪些路由条目是直连路由，哪些是手工配置的静态路由？

前两条是直连的，为“c”，后一条为手工配置的，为“S”，

（2）路由器Router1的CLI标签下，进入特权模式，执行下面的命令

Router# Show  ip  route

 

同上

思考：哪些路由条目是直连路由，哪些是手工配置的静态路由？

4．网络连通性验证

（1）PC0（192.168.1.2）上ping PC3（192.168.3.2），查看连通情况。

III．RIP配置及分析

1．实验网络环境

重新构建第I步的网络环境；或者，在第II步的网络环境下，将第II步中在路由器Router0、路由器Router1上配置的静态路由删除；

2．路由器Router0上配置RIP协议

（1）在路由器Router0上，配置RIP路由选择协议。如图5所示。

 

图5

即将路由器Router0直连的二个网络（192.168.1.0、192.168.2.0）都添加到RIP中去。

（ RIP路由配置参考命令清单如下：

Router(config)#router rip

Router(config-router)#network 192.168.1.0

Router(config-router)#network 192.168.2.0        ）

（2）路由器Router0的CLI标签下，进入特权模式，执行下面的命令

Router# Show  ip  route

 

查看路由表中的路由信息条目。

请问：此时路由表中路由条目有哪几条？除了直连路由外，还有其他路由吗？为什么呢？

没有，因为并没有设置静态路由

3．路由器Router1上配置RIP协议

（1）在路由器Router1上，配置RIP路由选择协议。即将路由器Router1直连的二个网络（192.168.2.0、192.168.3.0）都添加到RIP中去。配置步骤与方法，与图4相似。

（2）路由器Router1的CLI标签下，进入特权模式，执行下面的命令

Router# Show  ip  route

查看路由表中的路由信息条目。

请查看并思考：

1． 此时路由表中路由条目有哪几条？

 

 

2． 哪些路由条目是直连路由，哪些是动态生成的？

第一条“R”是动态生成的

3． 为什么现在有了动态生成的路由信息了呢？

不清楚。。。。

（3）再次进入到路由器Router0的CLI标签下，进入特权模式，执行下面的命令

Router# Show  ip  route

请问：此时的路由表的内容与2.（2）步中看到的相同吗？并分析原因。

 

 

不一样，因为右边的路由器也开启了RIP，以至于联通了

4．网络连通性验证

（1）PC0（192.168.1.2）上ping PC3（192.168.3.2），查看连通情况。

 

5．查看路由器之间的RIP报文

（1）路由器Router0的CLI标签下，进入特权模式，执行下面的命令

Router# debug  ip  rip

 

可以看到，路由器Router0周期性地向路由器Router1发送自己的路由表更新，同时，也收到来自路由器Router1的路由更新报文。

要退出debug状态，可执行：

Router# no debug  ip  rip

在执行时，可能会被屏幕显示所打断，不用理会，只要输出上面的命令执行即可终止debug的操作。

IV．扩展实验与思考（选做）

1． 实验网络环境构建。

网络拓扑结构如图6所示，即5个路由器将6个网络连接起来；

 

图6

2．现要求通过配置静态路由，让所有网络互通，每个路由器上，需要手工添加几条路由？

3．如果要求通过配置RIP，让所有网络互通，每个路由器上，需要手工添加几条信息？

4．试通过上面的实验，对比分析静态路由与路由选择协议的特点（优点、缺点）。