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1、路 由 器 知 识 讲 座河北省据通信局技数支援中心石家庄冀术算机有限公龙计网络司技一部术 李宏杰1主要内容!网络的体系结构!路由器的基本功能!路由器的工作原理!Cisco 路由器产品介绍!路由器的基本配置!路由器连网中的故障分析2 KingNet一、网络的体系结构!把计算机机网络要实现的整体功能给予结构化和模块化，把整体功能划分为几个相对独立的子功能层次，各功能层次间有机连结在一起，下层支持上层，上层调用下层，即组成了网络整体的分层体系结构。3 KingNetISO/OSI七层参考模型应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层通信介质4 Ki

2、ngNet应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层资源子网通信子网5 KingNet物理层!建立、维护和拆除物理链路的机械、电气和功能的特征，把实体连接起来，在物理介质上传输无特征的比特流!网卡、RS 232C、V24、X.21、V35 都属于物理层范围6 KingNet数据链路层!组织成帧和实现介质访问控制，并用校验、确认重发等机制把物理链路提升为无差错的数据链路。!把无特征的二进制位流组织成帧（Frame），在帧头加源目的物理地址，保证以帧为单位可靠地将数据传输到目的地。7 KingNet数据链路层!分为 MAC（介质访问控制）子层和 LLC（逻辑链路控制）子层。!MAC 主要是组织

3、帧、封帧和解帧，并对网上多个站点实现介质访问控制。!LLC 在顶端提供多个服务访问点 LSAP，可为多个用户进程提供多条数据链路复用同一物理链路。8 KingNet网络层!对数据包从源节点，经由中间一些节点到目的节点的路径进行选择（包括建立、维持、拆除等）和分组交换及流量控制技术，实现点到点的数据传输，使传输层摆脱路由选择、交换方式、拥护控制等网络细节，实现端到端的数据传输。9 KingNetTCP/IP分层结构应用层（进程）传输层（TCP 和 UDP）网际层（IP）物理层数据链路层物理层逻辑网络10 KingNetTCP/IP和 OSI对应传输层（TCP 和 UDP）网际层（IP）物理层数据

4、链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层11 KingNetTCP/IP逻辑网络与上下层关系A 机B 机应用层应用层TCP 层IP 层通信子网一个统一的逻辑网络Ethernet ARCnet TokenRing12 KingNetTCP/IP数据的封装过程TCP/UDP 报文IP 报头 IP 数据帧头 物理帧数据IP 数据包物理帧传输层网络层链路层IP 报头：源、目的 IP 地址，是逻辑地址帧头：源、目的物理地址，是真实地址13 KingNet数据传输的过程路由器 A路由器 BIP 寻径IP 寻径IP 数据报逻辑网IP 层加帧头去帧头帧传输和直接寻径数据链路层物理层14

5、 KingNet路由器正是工作在IP下三层的通信子网上，从而屏蔽了底两层物理网络的差异，实现各种网络的互联。15 KingNet二、路由器的功能路由器路由器RouterRouter路由16 KingNet主要功能!连接多个独立的网络或子网!实现网间最佳寻径和数据报传送!流量管理：包过滤、负载分流、负载均衡、优先!冗余和容错!数据压缩、加密17 KingNet网络互联!路由器总是有多个 LAN 和 WAN 端口，每个端口所联的网段是一个独立的网络或子网号。WAN192.11.1.0192.11.2.0192.11.3.0192.11.4.0192.11.5.0掩码：255.255.255.018

6、 KingNet网络互联!路由器能对其互联的两个异构形网络的帧格式进行转换。F.R主机 A主机 BTokenRingEthernetrouterArouterB19 KingNet网络互联!路由器所联网络的广播包被隔离在本网段之内，起到了防火墙作用。根据统计的 80/20 规律，一个网络应用的80 信息是在同一个 LAN 中交换的，使 80 的信息不会经路由器转到其它网络上，隔离广播风暴，从面提高了整个网络的带宽。20 KingNet网间寻径和数据传送!寻径的依据是经过每个路由器中的路由表。!路由表指明了从源站点到目的站点的一条路径。!路由协议是生成路由表的方法，分为静态路由协议和动态路由协议

7、。21 KingNet网间寻径和数据传送!静态路由协议：手工为每台路由器编写一张固定不变的静态路由表；!动态路由协议：为每台路由器配置一个动态路由寻径协议，让该路由协议自动形成和刷新路由表。动态路由协议有：RIP、RIP、IGRP、EIGRP、OSPF、IS IS、BGP、EGP等。22 KingNet流量管理!包过滤：过滤某些用户不需要的信息流，减少网络流量，缓解网络阻塞。包括对特定的工作站、某些网络或子网、某些协议。23 KingNet流量管理!优先权：对特定服务的包给予特别的优先权，使某些对延时敏感的包快速通过。!排队：对某几类服务进行排队通过24 KingNet解决拥塞问题!输出速度跟

8、不上输入速度，路由器的缓存可能被淹没。!采用源抑制，发现拥塞时，向源主机发送源抑制的 ICMP 报文，源主机收到报文后，降速发送。25 KingNet冗余和容错!负载分流（Load Sharing）!负载均衡（Load Balancing）!双路由热备份（Hot-Stand-By）26 KingNet三、路由器工作原理!路由器的工作原理!路由器的结构和启动过程!路由器的基本配置27 KingNet路由器的工作原理!路由器工作在 OSI 模型中下三层，最高层为网络层，通过统一的第三层来屏蔽底两层的不同，从而实现多个独立的异种网互联，并通过路由表实现寻径；由于是一个存储转发设备，可以实现包的过滤、

9、优先、排队等流量管理。28 KingNet路由器的工作原理路由器 A路由器 BIP 寻径IP 寻径IP 数据报逻辑网IP 层加帧头去帧头帧传输和直接寻径数据链路层物理层29 KingNet路由器的工作原理!Cisco 路由器的 IOS（Internetwork Operating System）是路由器的操作系统,就象计算机的操作系统一样。30 KingNet路由器内存体系结构RAM NVRAM Flash ROMConsoleAuxiliarInterfaces31 KingNet内存:ROM!ROM：相当于 PC 的 BIOS。存放引导程序和 IOS 的一个最小子集。!为只读存储器，系统掉

10、电，程序不会丢失。32 KingNet内存：Flash!Flash：包含压缩的 IOS 和微代码!是一种可擦写，可编程的 ROM，系统掉电，程序不会丢失。33 KingNet内存：NVRAM!NVRAM（No-Voliate RAM）：存放路由器的配置文件。!系统掉电，程序不会丢失。34 KingNet内存：RAM!动态内存，系统掉电，内容丢失。CommandExecutiveInternetwork Operating SystemProgramActiveConfigurationFileTableBufferRAM35 KingNet路由器的启动过程!首先运行 ROM 的程序，进行系统自

11、检和引导，然后读 Flash 内的 IOS，装入 DRAM 中，并从 NVRAM 中读入路由器的配置，计算并生成路由表。36 KingNet路由表生成过程!开机初始化时形成初步路由表!通过与相邻路由器交换路由信息刷新完善路由表37 KingNet四、Cisco简介!世界上占领先地位的网间网互联技术和产品服务供应商。!1984 年成立于加州 Menlo Park。!取名于 San Francisco38 KingNet全球重要的网络厂商!交换机份额：35!路由器份额：60!Internet 骨干网路由器：80 39 KingNet产品系列!全系列产品满足不同用户的要求Cisco1600Cisco

12、2500Cisco2600Cisco3600Cisco4000As5200/5300As5800Cisco7200Cisco7500Cisco1200040 KingNet路由器产品系列!部门级：1600、2500!多媒体：2600、3600!企业级：4000、7200!骨干级：7500!电信运营级：12000!访问服务：5200、5300、580041 KingNetCisco的 IOS!版本!应用42 KingNet五、路由器基本配置!三种工作模式!各端口地址!连入 WAN 包封装!路由协议43 KingNet三种工作模式!用户模式 Router!特权模式 Routerenable Pas

13、sword:Router#44 KingNet三种工作模式!全局模式 Router#config term Enter configuration commands,one per line.End with CNTL/Z.Router(config)#45 KingNet帮助 HELP！!在任何模式、任何情况下均可键入 “？”来得到帮助。!Router？!Router#？!Router(config)#?46 KingNet配置局域口!Router(config)#int e0!Router(config-if)#!Router(config-if)#ip address 200.61.17

14、.253 255.255.255.0!Router(config-if)#no shutdown!Router(config-if)#exit47 KingNet配置广域口并封装协议!Router(config)#int s0!Router(config-if)#ip address 200.61.16.252 255.255.255.0!Router(config-if)#encap frame-relay!Router(config-if)#frame-relay lmi-type ansi!Router(config-if)#fr map ip 200.61.16.251 104 bro

15、48 KingNet路由协议配置!Router(config)#router igrp 100!Router(config-router)#!Router(config-router)#network 200.61.16.0!Router(config-router)#exit49 KingNet查看路由器状态!Router#show int s0!Router#show ip route!Router#show run50 KingNet六、路由器故障分析!物理层故障!链路层故障!网络层故障!路由器常见故障表现!路由器使用注意事项51 KingNet物理层故障!指为网络提供物理连接的硬件故障

16、ModemModemDDN节点用户端局端?台卡52 KingNet物理层故障主要有：外线不通、Modem 未加电。53 KingNet路由器表现（本端）!Router#show int s0 Serial0 is down,line protocol is down Internet address is 200.32.200.198/28 Encapsulation HDLC，DCD=down DSR=down DTR=down RTS=down CTS=down54 KingNet路由器表现（对端）!Router#show int s0 Serial0 is up,line protoco

17、l is down55 KingNet链路层故障!故障因素较多ModemModemDDN节点用户端局端?台卡56 KingNet路由器表现!Router#show int s0 Serial0 is up,line protocol is down DCD=DSR=DTR=RTS=CTS=或Serial0 is up,line protocol is upSerial0 is up,line protocol is down 循环57 KingNet链路层故障因素!路由器广域口损坏!Modem 和路由器的连接电缆损坏!用户 Modem 损坏!异种路由器互联，链路层封装协议不一致。!局端卡式 M

18、odem 损坏;局端端口坏!局端转接电缆损坏58 KingNet链路层故障因素（续）!网管数据没做上或没做对!DTU 网管设置，DCD 置高!中继不好或没做对!帧中继线路中，封装 Annex-D 未配!E1 信令为 CCS，时隙对应问题。59 KingNet链路层故障因素（续）!局端 Modem 的时钟跳线不对，造成虽然连通，但传输速度极慢，且有丢包现象。!DDN 节点机下的分配盘端口坏 以上两点造成循环 UP down!对端路由器关机60 KingNet故障排除!网管分段打环测误码!网管分段打环，路由器接收。!从用户端 Modem 灯的状态判断，TD不亮，基本上是用户端设备损坏。!设备替换6

19、1 KingNet网络层故障!点对点链路，路由器广域网端口 IP地址不在同一网段上。!路由协议配置不正确62 KingNet路由器表现!Router#show int s0 Serial0 is up,line protocol is up 就是 ping 不通!ping 目的网络地址时，规律性的大规模的丢包63 KingNet故障排除!检查端口 IP 地址!检查路由协议的设计64 KingNet路由器常见故障!广域端口坏，表现为 line protocol is down,或 line protocol 频繁 up 和 down。!非正常启动或 IOS 损坏，表现为提示符commonrommonrouter(boot)65 KingNet注意事项!路由器切莫频繁开关机!路由器和 Modem 电缆不要带电插拨66 KingNet总结!Serial is down!line protoco is down67 KingNet谢谢!68