云计算学习——5G网络技术

系列文章目录

` 提示：仅用于个人学习，进行查漏补缺使用。
Day1 网络参考模型
Day2 网络综合布线与应用
Day3 IP地址
Day4 华为eNSP网络设备模拟器的基础安装及简单使用
Day5 交换机的基本原理与配置
Day6 路由器的原理与配置

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提示：写完文章后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

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前言

提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：

例如：路由器的功能、`路由表的形成、静态路由、路由器与交换机区别、静态路由和默认路由的配置、静态路由配置、默认路由配置、四个实验

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

概述

• 路由器是网络层的关键设备，路由器根据路由协议，决定数据包从源头到目的地的最佳路径。

一、功能

1. 数据包转发与路由选择：路由器的核心功能是根据路由协议为数据包选择最佳路径，确保数据包从源地址正确地传输到目的地址。
2. 网络分隔：路由器能够将一个大的网络分割成多个小的网络单元，即子网，从而提高网络的安全性和可管理性，并防止广播风暴。
3. 隔离冲突域：通过连接不同网络，路由器隔离了各个网络的冲突域，使得每个网络段的广播信息不会扩散到其他网络段。
4. 网络地址转换（NAT）：路由器可以在内部网络与外部网络之间进行IP地址的转换，有效复用内部网络的IP地址，并且增加网络的安全性。
5. 防火墙和安全性：许多路由器内置防火墙功能，提供访问控制、数据包过滤和虚拟私人网络（VPN）支持，增强网络的安全防护。
6. 支持多种网络协议：路由器能够支持多种网络协议，如TCP/IP、UDP、ICMP等，以确保不同网络间的兼容性和通信。
7. 提供网络服务：路由器可以为连接的网络提供DHCP（动态主机配置协议）服务、VPN服务、网络时间协议（NTP）等服务。
8. 接口和扩展性：路由器提供多种接口，如以太网、Wi-Fi、串口等，适应不同的网络连接需求，并具有良好的扩展性，支持通过模块升级增加新的功能。
9. 稳定性和可靠性：特别是在工业级路由器中，强调在恶劣环境下的稳定运行，具有冗余设计、宽温工作范围等特点，确保网络连接的稳定性。
10. 管理和监控：路由器通常提供管理接口，如Web界面、命令行接口（CLI）或网络管理软件，便于网络管理员进行配置、监控和故障排查。

二、路由表的形成

1. 路由信息收集：

• 动态路由协议（如OSPF、BGP、RIP等）会自动在网络设备之间交换路由信息。这些协议允许路由器根据网络拓扑的变化自动更新路由表。
• 静态路由则是手动配置的，由网络管理员指定哪些网络通过哪个接口可达，以及数据包应当如何转发。

2. 路由决策算法：

• 路由器会使用算法（如最短路径优先、最小跳数等）来分析收到的路由信息，并决定数据包应该如何转发。
• 例如，OSPF使用迪杰斯特拉算法（Dijkstra’s algorithm）计算到达每个网络的最短路径。

3. 路由表构建：

• 根据路由决策，路由器会构建或更新其路由表。路由表是一个数据结构，它存储了到达各个网络的最佳路径信息。
• 路由表通常包含目的地网络的IP地址、下一跳地址（数据包转发的下一个路由器的接口地址）、以及用于匹配目的地的掩码等。

4. 路由信息更新：

• 对于动态路由，路由器会周期性地或在外部网络拓扑发生变化时发送路由更新信息，确保所有路由器上的路由表都是最新的。
• 静态路由除非被管理员修改，否则不会自动更新。

5. 路由表维护：

• 路由器会持续监控网络状态，如果检测到网络拓扑发生变化（如链路故障、新网络加入等），会触发路由协议的更新过程，确保路由表反映实际网络状况。
• 维护还包括处理路由表中的无效路由条目，如超时未更新的路由。

6. 路由表的优化：

• 路由器可能会对路由表进行优化，比如通过路由汇总减少路由表的大小，或者通过策略路由来影响数据包的转发路径。

三、静态路由

• 静态路由是网络管理员手动配置的路由信息，它不依赖于动态路由协议来决定数据包的转发路径。在网络中，静态路由通常用于较简单的网络环境，或者在特定场景下需要精确控制数据包转发路径的情况。
• 静态路由的配置步骤一般包括：
  1. 确定目的网络：首先需要知道要到达的网络的IP地址和子网掩码，这将决定该路由条目的覆盖范围。
     2. 选择下一跳：确定数据包转发出去的下一个路由器的接口地址，这通常是网络中的一个默认网关。
     3. 配置路由器：通过命令行接口或图形用户界面进入路由器的配置模式，输入相应的命令来添加静态路由条目。 例如，在支持IP路由的操作系统中，可以使用如下命令配置静态路由：

ip route-static 目的网络 子网掩码 下一跳接口地址
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• 静态路由的特点包括：
  • 简单性：适用于网络结构变化小的环境，无需复杂的计算和协议交互。
  • 安全性：静态路由不广播路由信息，有助于控制路由信息的泄露。
  • 可控性：网络管理员可以精确控制数据包的路径，这对于需要确保数据安全或符合特定传输要求的应用场景尤为重要。
  • 稳定性：静态路由不会因为网络动态变化而频繁更改，因此对于某些关键业务网络来说，可以提供更稳定的网络服务。

然而，静态路由也有其局限性：

  - **灵活性差**：网络变化时，需要手动更新路由表，这在大型或频繁变化的网络中非常不便。
  - **可扩展性差**：随着网络的扩张，静态路由的配置和管理变得日益复杂。
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四、路由器与交换机区别

• 路由工作在网络层
  • 根据“路由表”转发数据
  • 路由选择
  • 路由转发
• 交换机工作在数据链路层
  • 根据“MAC地址表”转发数据
  • 硬件转发

五、静态路由和默认路由的配置

在华为eNSP中，静态路由和默认路由的配置都是通过命令行界面来完成的。下面是一些基本的配置步骤和示例：

六、静态路由配置

假设我们要实现PC1能ping通PC2的需求，以下是一个简单的静态路由配置示例：

1. 配置PC设备的IP地址：
   • PC1配置为：IP地址192.168.1.2/24，默认网关192.168.1.1。
   • PC2配置为：IP地址192.168.2.2/24，默认网关192.168.2.1。
2. 配置路由器接口：
   • 进入路由器命令行界面。
   • 配置G0/0/0接口的IP地址为192.168.1.1/24。
   • 配置G0/0/1接口的IP地址为192.168.2.1/24。
3. 配置静态路由：
   • 进入系统视图：system-view。
   • 配置静态路由：ip route-static 192.168.2.0 24 192.168.1.2，这意味着当路由器需要发送到192.168.2.0/24网络的数据包时，它将使用下一跳地址192.168.1.2来转发。
4. 验证静态路由：
   • 从PC1发起ping测试：ping 192.168.2.2。
   • 如果PC1能够ping通PC2，说明静态路由配置成功。

七、默认路由配置

默认路由是用于将所有无法匹配到具体路由表项的数据包发送到下一跳地址。例如，我们要让PC1能够访问互联网：

1. 配置默认路由：
   • 进入系统视图：system-view。
   • 配置默认路由：ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.2，这表示所有未知的目标地址都将通过下一跳地址192.168.1.2来转发。
2. 验证默认路由：
   • 从PC1尝试访问一个互联网上的服务，例如通过浏览器访问一个常用的网站。
   • 如果能够访问，说明默认路由配置正确。

_注意：_在实际操作中，可能还需要考虑网络安全和访问控制，例如通过ACL（访问控制列表）来限制访问特定服务或者地址。同时，确保所有的配置都符合网络设计和安全策略的要求。在配置过程中，应逐步进行，每次配置更改后都进行验证，以确保网络的稳定性和安全性。

八.静态路由配置实验1

九.静态路由配置实验2

十.静态路由本地实验1

十一.静态路由本地实验2

十二、补充

本章的Xmind导图与笔记如下，需要自取：
链接：https://pan.baidu.com/s/1PZgJAhJjTzgat64AzpZFJw?pwd=1234
提取码：1234
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