路由器组网及路由协议配置_路由器配置csdn

一、实验目的（5分）（描述本实验的学习目的及你对本实验的学习预期。） 

1. 理解路由器的基本工作原理；

2. 掌握路由器的基本管理和配置方法；

3. 理解路由组网的方法和路由的具体使用。

二、实验任务（5分）（本实验要求的实验任务完成情况，未完成注明原因。）

静态路由配置、RIP 路由协议配置、OSPF 路由协议配置 

实验过程：

三、实验结果与分析（共60分）（按照实验步骤，写出实验结果并分析。）

任务一：静态路由的配置（20分）

（1）配置完拓扑结构中各主机及路由器的IP地址后，做连通性测试。

连通性测试

【实验结果分析】测试结果是否符合预期？通过测试你总结出了什么规律，说明具体理由。

符合；

当主机为 PC1 时：

Ping 目的IP 192.168.1.1（R1的IP地址）、10.0.1.1（R1连接到R2的接口）连通成功。

Ping 目的IP 192.168.2.2（PC3的IP地址）连通失败。

当主机为 R1 时：

Ping 目的IP 10.0.1.2（R2的IP地址）、192.168.1.2（PC1的IP地址）连通成功。

Ping 目的IP 10.0.2.1（R3的IP地址）连通失败。

规律：同一网络下的设备可以相互通信，比如PC1和R1，R1和R2.不同网络下的设备即使通过路由器也不能够相互通信，如PC1和PC2，R1和R3.

理由：静态路由需要人工进行正确的静态路由配置，才能确保数据包能够正确转发到目的地。如果没有明确的静态路由配置告诉路由器如何到达目标子网，那么通信就会失败。在测试中，PC1和PC3不在同一子网，它们之间的通信需要经过路由器R1、R2、R3。但是，由于没有明确的路由配置告诉R1、R2、R3如何到达192.168.2.0/24子网，所以PC1无法与PC3通信。同样，当从R1 ping R3的IP地址10.0.2.1时，也会遇到同样的问题。因此，如果要实现不同网络下的设备之间的通信，就需要在路由器上进行正确的静态路由配置。

（2）配置各个路由器的从PC1到PC的静态路由表，做连通性测试。

连通性测试

• 查看路由器R2上的路由表信息，并填写下来。
• 

任务二：动态路由协议RIP配置及分析（20分）

（1）配置路由器上运行RIP协议，以R3为例，打开Wireshark在端口GE0/0/1上抓包分析RIP协议工作的过程。回答以下问题：

• request和response包是如何工作的？

Request报文：当路由器启动RIP协议时，它会在接口上发送request报文，等待相邻路由器的request和response，并予以应答。这个报文主要用于向邻居请求全部或部分RIP路由信息。RIP请求包通常被发送到RIP的UDP端口（默认为520）。请求包中通常包含一个全零的路由表项，表示请求对方发送它的全部路由表。

Response报文：当路由器收到相邻路由器的response时，利用距离矢量算法进行路由更新。此外，路由器会周期性地发送response，定期通告本地路由信息给邻居路由器。如果一个路由器的路由信息发生变化，它会主动发送response给邻居路由器（使用触发更新）。Response报文用于发送RIP路由更新，在Response报文中携带着路由及路由度量等信息。

• RIP包封装在哪个协议中进行传输？

RIP协议的报文是封装在UDP协议中进行传输的。RIP协议应用于OSI网络七层模型的应用层，使用UDP 520端口，RIP请求和响应包都是通过UDP封装传输的。

（2）当所有路由器运行RIP协议后，测试网络的连通性。

（3）RIP动态路由协议自适应性分析：

①在PC1上的命令行运行tracert 192.168.3.1 查看报文所传输的路径，在两条可达网络路径中（Path 1：R1->R2->R3， Path 2：R1->R4->R5->R3），报文选择Path 1还是Path2？请说明原因。

Path1；

原因：tracert命令用于追踪到达目标主机的路径。在选择路径的过程中，路由器通常会选择具有最短路径的路由。在这两条路径中，Path 1，具有更短的路径，因此，tracert命令可能会选择Path1。

②将R2与R3路由器之间的连线删除，在路由器R1上  用display  ip routing-table protocol rip查看路由信息有什么变化，在PC1上运行tracert 192.168.3.1，查看路径是否发生变化，说明了RIP的什么特性。

当R2与R3之间的连线被删除后，RIP会自动更新路由信息，将不再显示关于10.0.2.0网络的路由信息。在PC1上运行tracert 192.168.3.1命令，路径已经发生了变化，路径从R1->R2->R3更改为R1->R4->R5->R3。这是因为RIP协议能够自动地建立自己的路由表，并且能够根据实际情况的变化适时地进行调整。这种特性使得RIP协议能够在网络拓扑发生变化时，快速地更新路由信息，保证网络通信的正常进行。

③在路由器R3上执行undo network 192.168.3.0 命令，在路由器R3上  用display  ip routing-table protocol rip，在R1上用display rip 1 database命令查看路由器上的路由信息有何变化。另外在PC1上用tracert  192.168.3.2 跟踪路由命令查看路由表的变化，执行在R3上执行network 192.168.3.0 命令，用display  rip 1 database 查看路由表的变化，此现象结果说明了RIP的什么特性。

在路由器R3上执行undo network 192.168.3.0命令后，R3将停止在192.168.3.0网络上运行RIP协议。这意味着R3将不再通过RIP协议向其他路由器宣告关于192.168.3.0网络的路由信息，也不会从其他路由器那里学习到关于192.168.3.0网络的路由信息。因此，在R3上执行display ip routing-table protocol rip命令，将不再显示关于192.168.3.0网络的路由信息。同样，在R1上执行display rip 1 database命令，也将看不到从R3学习到的关于192.168.3.0网络的路由信息。

在PC1上执行tracert 192.168.3.2命令，路径发生了变化。这是因为R3已经停止在192.168.3.0网络上运行RIP协议，因此PC1无法通过原来的路径到达192.168.3.2。然后，在R3上执行network 192.168.3.0命令，R3将重新在192.168.3.0网络上运行RIP协议。这意味着R3将再次通过RIP协议向其他路由器宣告关于192.168.3.0网络的路由信息，也会从其他路由器那里学习到关于192.168.3.0网络的路由信息。因此，在R3上执行display rip 1 database命令，将再次看到关于192.168.3.0网络的路由信息。

这个现象结果说明了RIP协议的动态路由选择特性。RIP协议能够自动地建立自己的路由表，并且能够根据实际情况的变化适时地进行调整。这种特性使得RIP协议能够在网络拓扑发生变化时，快速地更新路由信息，保证网络通信的正常进行。

任务三：动态路由协议OSPF配置（20分）

（1）写出在路由器R4配置OSPF协议的命令。

[R4] ospf router-id 4.4.4.4

[R4-ospf-1] area 0

[R4-ospf-1-area-0.0.0.0] network 10.0.5.0 0.0.0.255

[R4-ospf-1-area-0.0.0.0] network 10.0.3.0 0.0.0.255

[R4-ospf-1-area-0.0.0.0] network 192.168.2.0 0.0.0.255

（2）用wireshark抓包分析，有几种类型的OSPF报文，各自的作用是什么。

Hello 报文：

作用： 用于发现邻居和建立邻居关系。Hello报文中包含了OSPF路由器的信息，如Router ID、Area ID等。通过Hello报文，OSPF路由器能够发现相邻的OSPF路由器，并建立邻居关系。

DBD报文：

作用： 用于描述OSPF数据库的内容。在OSPF邻居关系建立后，路由器通过DBD报文交换各自的LSA数据库的摘要信息。

LSR报文：

作用： 用于请求邻居发送某些LSA，以填充路由器本地数据库的缺失信息。LSR报文中包含了请求的LSA的列表。

.LSU报文：

作用： 用于发送LSA到邻居。LSU报文携带了实际的LSA信息。它是DBD交换后的一部分，用于将缺失的LSA发送给邻居。

LSAck报文：

作用： 用于确认收到的LSU报文。当一个路由器收到LSU报文后，会发送LSAck报文进行确认。

（3）进行网络的连通性测试。

四、实验总结与扩展（共30分）

（1）静态路由的工作原理是什么？（10 分）

①手动配置路由表： 在每个路由器上，管理员手动配置路由表的静态路由条目。每个条目包含目标网络的IP地址和下一跳路由器的IP地址。

②目标网络匹配： 当路由器收到一个数据包时，它检查数据包的目标IP地址，并在路由表中查找匹配的静态路由条目。

③下一跳决策： 如果找到匹配的静态路由条目，路由器将使用该条目中指定的下一跳路由器的IP地址来确定如何转发数据包。

④转发数据包： 路由器使用选定的下一跳路由器，将数据包转发到下一跳。如果下一跳直接连接到目标网络，数据包将被直接发送到目标网络。如果在路由表中没有找到数据包的目的地址，则根据路由器的配置转发到默认接口或者给用户返回“目标地址不可达”的信息。

⑤持续静态路由： 静态路由的配置是静态的，不会自动更新。如果网络拓扑发生变化，管理员需要手动更新路由表来反映这些变化。

（2）动态路由和静态路由协议有什么区别？（10 分）

静态路由和动态路由的主要区别在于他们的配置和更新方式：

静态路由是由网络管理员手动配置的，一旦网络拓扑发生变化，需要管理员手动更新配置。静态路由的优点是配置灵活，节省链路开销，对系统要求低，适用于拓扑结构简单并且稳定的小型网络，当网络结构复杂、路由条目繁多的时候，静态路由将难以胜任。同时静态路由不能自动适应网络拓扑的变化，需要人工干预。

动态路由则是由路由器通过网络协议自动学习和更新的。当网络拓扑发生变化时，路由器会根据路由协议自动学习新的路由。动态路由协议有自己的路由算法，能够自动适应网络拓扑的变化，适用于具有一定数量三层设备的网络。然而，动态路由协议如OSPF，RIP等会周期性地更新，因此他们的更新量会很大，可能会占用较多的带宽。

（3）以高校校园网为例，其应选用 RIP 还是 OSPF 作为学校的路由交换协议？为什么？（10 分）

对于高校校园网，应使用OSPF作为路由交换协议。这是因为：

规模：OSPF适用于大规模网络12。高校校园网通常规模较大，有许多子网和主机，因此OSPF更适合。

灵活性：OSPF支持可变长度的子网划分和无分类的编址CIDR，这使得网络设计和管理更加灵活。

更新机制：OSPF只有当链路状态发生变化时，才会触发路由更新。这种更新机制可以减少网络拓扑变化造成的链路状态信息交互量，节约网络资源。

负载均衡：如果到同一个目的网络有多条相同代价的路径时，OSPF可以将通信量分配给这几条路径，做到路径间的负载平衡。

安全性：所有在OSPF路由器之间交换的分组都具有鉴别功能，因而保证了仅在可信赖的路由器之间交换链路状态信息。

区域划分：OSPF支持将一个自治系统再划分为若干个更小的范围，叫作区域。利用洪泛法交换链路状态信息的范围局限于每一个区域而不是整个的自治系统，减少了整个网络上的通信量，减轻路由器的负担。

RIP协议的实现和维护相对简单，但由于其对网络规模的限制（大于15即认为不可达），以及其直接以路由跳数决定路由优劣的方式，在一些场景下的路由选择可能并非最优。因此，对于高校校园网这样的大规模网络，OSPF是更好的选择。如果学校的校园网络规模相对较小，而且拓扑结构相对简单，可能只有一些主要的网络段，那么RIP可能是一个合适的选择。