网络工程实验3    静态路由、默认路由的配置
实验性质：操作型
实验学时：2学时
知识点：静态路由的配置方法，路由器的转发原理
【实验目的】
1．掌握路由器转发分组的原理。
2. 掌握静态路由、默认路由的配置方法。
3. 了解扩展ping命令的用法。
【实验原理】
正确配置静态路由是理解路由原理的基础，也是理解和配置动态路由协议的基础。本次实验旨在通过静态路由的配置，帮助读者深入地体会路由的概念，并切实掌握静态路由的设置、查看路由表等命令。为此，先列出一些读者需要掌握的概念和原理。
1．路由表
路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据包寻一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。为了完成这项工作，在路由器中必须保存着各种传输路径的相关数据，供路由选择时使用。存储这些数据的表就是路由表，表中包含的信息决定了数据转发的策略。打个比方，路由表就像我们平时使用的地图一样，标记着各种路线。
1.1路由表的组成
路由表主要由以下几个项目组成
（1）目的网络。即数据包要达到的网络。
（2）转发接口（或下一跳接口）。指示数据包要达到某目的网络，下一步应如何转发。
（3）度量值。即要达到目的网络需要花费的代价。（该值仅用于动态路由）
（4）管辖距离。标识一个路由产生源的可信程度。路由器会优先选择可信度高的路由产生源产生的路由。各路由产生源的管辖距离如下：
直连路由：0
静态路由：1
EIGRP:    90
IGRP:    100
OSPF:    110
RIP:      120
下面给出路由表中的一个路由项，并对其含义进行解释，使读者对路由表中的路由项有初步的认识。
“R”表示该路由是由RIP路由协议（关于RIP路由协议的具体内容详见实验4）产生，“192.168.2.0/24”是目的网络，“[120/1]”中“120”是管辖距离，“1”是度量值。“via 192.168.60.2”表示下一跳接口地址是192.168.60.2，“00:00:16”是指该路由存在了多长
时间，“serial0”是转发接口。
1.2路由的类型
路由表中的每一项记录都是一个路由，主要分为以下类型： （1）网络路由。目的网络是一个网络地址的路由。
上面给出的是一个网络路由，其目的网络192.168.3.0/24是一个网络地址。
（2）主机路由。目的网络是一个具体主机IP 地址的路由。
主机路由通常用于将自定义路由创建到特定主机以控制或优化网络通信。
上面给出的是一个主机路由，其目的网络192.168.3.1/24是一个具体的主机地址。
（3）默认路由。如果在路由表中没有到目标的网络路由或主机路由，则按照默认路由的指示转发数据包。使用默认路由可以简化路由配置，不需要为互联网中所有网络配置对应路由，而只需要用一个默认路由代替所有相同去向的路由。
上面给出的是一个默认路由，默认路由的目的网络用“0.0.0.0/0”表示，表示与任何
目的网络均匹配。 2. 路由器转发过程
（1）从收到的IP 数据包的首部提取目的IP 地址D 。
（2）若路由表中有主机路由，且与D 相同，则把数据包按主机路由的指向转发。若不同，则转（3）
（3）将D 与每一行路由进行比较，若匹配，则按照匹配的路由的指向转发。判断匹配的方法是将D 与每个路由的子网掩码进行与运算，结果若与路由的目的网络相同，则为匹配。若得到不止一个匹配结果，则应当从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由，此成为最长前缀匹配原则。若没有匹配路由，则转（4）
（4）若路由表中有一个默认路由，则按照默认路由的指向转发。若路由表中没有默认路由，转(5)。
(5) 路由器将数据包丢弃。 3.  静态路由
由网络管理员手工配置的路由，称为静态路由。除非手工改动，否则该路由不会随着网络的改变而改变。配置静态路由时，网络管理员必须保证配置的路由有效，否则数据包无法根据该路由到达目的网络。
静态路由有许多优点：
（1）不需要启动动态路由选择协议进程，因此减少路由器的运行资源开销。 （2）在小型互连网络上容易配置。 （3）可以控制路由选择。 静态路由的配置命令为：
这里给出两条静态路由的例子： 例1：
其中“192.168.3.0”是目的网络地址，“255.255.255.0
”是子网掩码，“192.168.60.2”是下一跳接口地址。配置这个命令后，路由表会出现这样一条静态路由：
“S ”表示该路由是静态路由，由管理员手工配置产生。“192.168.3.0/24
”是目的网络，“[1/0]”中“1
”表示静态路由的管辖距离，“0”表示不进行度量值计算。“192.168.60.2
”是下一跳接口。当路由器要转发的IP 数据包的目的网络是192.168.3.0/24，路由器则会按照这条静态路由的指向，将数据包交给接口IP 是192.168.60.2的下一跳接口。
例2：
其中“192.168.3.0”是目的网络地址，“255.255.255.0”是子网掩码，“serial0”是转发数据包的接口。配置这个命令后，路由表会出现这样一条静态路由：
“S ”表示该路由是静态路由，“192.168.3.0/24”是目的网络，“Serial0”表示转发接口是本路由器的Serial0接口。这里“directly connected ”并不是表示目的网络是直接相连，而是表示通过直连接口Serial0接口转发。当路由器要转发的数据包的目的网络是192.168.3.0/24，路由器则会按照这条静态路由的指向，将数据包从本路由器的Serial0接口转发。 4．默认路由
默认路由也称为缺省路由（default route ），是静态路由的一个特例，可以通过管理员手工配置的，也可以由动态路由协议产生。
默认路由的配置命令与静态路由类似：
可以看出，默认路由的配置命令是将静态路由配置命令中的“目的网络地址”和“子网掩码”均改为“0.0.0.0”，表示与所有的网络地址均匹配。这是因为默认路由不是与某一具体的目的网络地址匹配，而是与所有的网络地址匹配。要注意的是，在路由器的转发过程中，只有数据包与其它路由均不匹配时，路由器才将数据包按照默认路由的指向转发。
这里给出一个默认路由配置的例子：
配置这个命令后，路由表会出现这样一条默认路由：
“S*”表示该路由是默认路由。当数据包与其它路由均不匹配，路由器则按照这条默认路由的指向，将数据包从本路由器的serial0接口转发。
【实验内容】
1、配置静态路由。
2、配置默认路由。
3、查看路由器的路由表，理解路由表表示的含义。
4、使用扩展ping查看配置结果
【实验设备】
Cisco1701路由器3台，PC机6台。本实验网络拓扑图如3-1所示。
图3-1 静态路由配置示意图
注：RTA、RTB、RTC分别是这三台路由器的主机名。
S0表示serial0接口，S1表示serial1接口，F0表示FastEthernet0接口
编址方案如下表3-1、3-2所示，各接口子网掩码均为255.255.255.0
表3-1 路由器端口IP地址表
表3-2 计算机网络地址参数表
【实验步骤】
1
．连接设备，配置接口，查看当前路由表情况。
（1）按照网络拓扑图连接设备，并按照编制方案配置各接口IP 。 （
2）查看路由表
在特权用户模式下，执行show ip route 命令，该命令用于查看路由表。 下面给出RTA 的路由表情况
react router路由原理在路由表中有两条以“C ”开头的路由，“C ”表示直连路由。直连路由指示直接与路由器（接口）相连的网络。当正确配置接口，接口开始正常工作后，在路由表内可以看到与该接口直接相连的路由。
请读者自己查看RTB 、RTC 当前路由表的情况。
2．配置静态路由
通过刚才对路由表的观察可以看出，在没有配置路由之前，路由器仅含有直连路由，即直接与该路由器相连的网络的路由。要使路由器知道到其它目的网络的去向，其中一种方法就是配置静态路由。
（1）配置静态路由
这里以RTA 需要和网络192.168.2.0/24进行通信为例进行配置和分析。静态路由的配置命令如下：
表示对于目的网络是192.168.2.0/24的数据包，下一跳应转发给IP 地址为192.168.60.2的接口（即RTB 的serial0接口）。或：
表示对于目的网络是192.168.2.0/24的数据包，应将其从本路由器的serial0接口转发。
注意：这两条命令的作用是等效的，在配置时仅需要配置其中一条即可。 （2）使用ping 命令查看结果
在RTA 上用ping 命令查看是否能与网络192.168.2.0/24通信。

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