河北省数据通信局技术支援中心石家庄冀龙计算机网络有限公司技术一部 李宏杰 路 由 器 知 识 讲 座 河北省数据通信局技术支援中心石家庄冀龙计算机网络有限公司技术一部 李宏杰

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 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。 KingNet

ISO/OSI七层参考模型 应用层 应用层 表示层 表示层 会话层 会话层 传输层 传输层 网络层 网络层 数据链路层 数据链路层 物理层 通信介质 KingNet

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 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 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。 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。 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。 KingNet

TCP/IP分层结构 应用层（进程） 传输层（TCP和UDP） 网际层（IP） 逻辑网络 物理层 数据链路层 物理层 KingNet

TCP/IP和 OSI对应 应用层 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 传输层（TCP和UDP） 数据链路层 网际层（IP） 物理层 KingNet

TCP/IP逻辑网络与上下层关系 A机 B机 应用层 应用层 TCP层 一个统一的逻辑网络 IP层 通信子网 Ethernet ARCnet ···· TokenRing KingNet

TCP/IP数据的封装过程 传输层 TCP/UDP报文 IP报头 IP数据 IP数据包 网络层 链路层 帧头 物理帧数据 物理帧 帧头 物理帧数据 物理帧 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 KingNet

数据传输的过程 路由器A 路由器B 逻辑网 IP层 IP数据报 IP寻径 IP寻径 数据链路层 加帧头 去帧头 物理层 帧传输和直接寻径 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。 KingNet

二、路由器的功能 Router 路由器 路 由 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 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。 WAN 192.11.4.0 192.11.1.0 192.11.5.0 掩码：255.255.255.0 192.11.2.0 192.11.3.0 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。 Ethernet TokenRing F.R routerB routerA 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。 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。 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、RIPⅡ、IGRP 、EIGRP、OSPF、IS－IS、BGP、EGP等。 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。 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 KingNet

解决拥塞问题 输出速度跟不上输入速度，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。 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） 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 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、优先、排队等流量管理。 KingNet

路由器的工作原理 路由器A 路由器B 逻辑网 IP层 IP数据报 IP寻径 IP寻径 数据链路层 加帧头 去帧头 物理层 帧传输和直接寻径 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。 KingNet

路由器内存体系结构 RAM NVRAM Flash ROM Console Auxiliar Interfaces 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，系统掉电，程序不会丢失。 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。 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。 KingNet

内存 ：RAM 动态内存，系统掉电，内容丢失。 Command Executive Internetwork Operating System Active Configuration File Program Table Buffer KingNet

路由器的启动过程 首先运行ROM的程序，进行系统自检和引导，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。 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 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 Francisco 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％ KingNet

产品系列 全系列产品满足不同用户的要求 Cisco12000 Cisco7500 Cisco7200 As5800 As5200/5300 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、5800 KingNet

Cisco的 IOS 版本 应用 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 KingNet

三种工作模式 用户模式 特权模式 Router > Router>enable Password: Router# 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)# 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# ？ 在任何模式、任何情况下均可键入 “ ？”来得到帮助。 Router > ？ Router# ？ Router(config)# ? KingNet

配置局域口 Router(config)# int e0 Router(config-if)# Router(config-if)# ip address 200.61.17.253 255.255.255.0 Router(config-if)#no shutdown Router(config-if)# exit 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 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)#exit KingNet

查看路由器状态 Router#show int s0 Router#show ip route Router#show run 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 KingNet

物理层故障 指为网络提供物理连接的硬件故障 台 卡 ? DDN 节点 Modem Modem 用户端 局端 KingNet

物理层故障 主要有：外线不通、Modem未加电。 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=down KingNet

路由器表现（对端） Router#show int s0 Serial0 is up, line protocol is down KingNet

链路层故障 故障因素较多 台 卡 DDN 节点 ? ? Modem Modem ? ? ? ? 用户端 局端 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 up Serial0 is up, line protocol is down 循环 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。 局端转接电缆损坏 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。 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 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 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 KingNet

路由器表现 Router#show int s0 Serial0 is up, line protocol is up 就是ping 不通 KingNet

故障排除 检查端口IP地址 检查路由协议的设计 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 common> rommon> router(boot)> 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 KingNet

总结 Serial is down line protoco is down KingNet

谢谢!