第5章

静态路由与默认路由技术




5.1实训预备知识
5.1.1静态路由技术


静态路由(StaticRouting)是一种路由的方式，路由项(Routing Entry)由手动配置，而非动态决定。与动态路由不同，静态路由是固定的，不会改变，即使网络状况已经改变或者重新被组态。一般来说，静态路由是由网络管理员逐项加入路由表。
使用静态路由的另一个好处是网络安全保密性高。动态路由因为需要路由器之间频繁地交换各自的路由表，而对路由表的分析可以揭示网络的拓扑结构和网络地址等信息，因此，网络出于安全方面的考虑也可以采用静态路由，不占用网络带宽，因为静态路由不会产生更新流量。
在大型和复杂的网络环境通常不宜采用静态路由。一方面，网络管理员难以全面地了解整个网络的拓扑结构； 另一方面，当网络的拓扑结构和链路状态发生变化时，路由器中的静态路由信息需要大范围地调整，这一工作的难度和复杂程度非常高。当网络发生变化或发生故障时，不能重选路由，很可能使路由失败。
1. 路由器在网络中的应用
路由器是因特网的主要节点设备，其主要作用是进行路由计算，将报文从一个网络转发到另一个网络。路由器常常用于将用户的局域网连入广域网，因此很多路由器既有普通的以太网络端口，又有串行端口(用于连接广域网设备)。端口配置和路由配置是路由器最主要的配置内容。端口配置包括普通以太网络端口的配置和串行端口的配置。路由配置包括静态路由配置、默认路由配置和动态路由配置。
一般来说，路由器配置按照下面步骤进行： 
(1) 局域网端口配置； 
(2) 广域网端口配置+静态路由配置； 
(3) 默认路由配置； 
(4) 动态路由配置。

2. 路由器以太网端口的配置命令
以CISCO路由器为例，以太网端口常用的配置命令如表51所示。


表51常用的路由器配置命令



命令说明
interface type slot/number
端口设置
ip address address subnetmask
设置IP地址
no shutdown
激活端口
show interfaces  {type［slot_id/］ port_id} 
显示端口配置情况
show ip interface  {type［slot_id/］ port_id}
显示端口IP配置情况

3. 路由器串行端口的配置命令
以CISCO路由器为例，路由器串行端口常用的配置命令如表52所示。


表52路由器串行端口常用的配置命令



命令说明
interface type slot/number
端口设置
ip address address subnetmask
设置IP地址
clock rate rate_in_hz
设置时钟频率(DCE才需要)
bandwidth rate_in_kbps
设置带宽
no shutdown
激活端口
show interfaces{type［slot_id/］ port_id} 
显示端口配置情况
show ip interfaces{type［slot_id/］ port_id}
显示端口IP配置情况

同步串行端口的同步时钟信号是由DCE(数据通信设备)提供的。默认情况下，路由器串行端口充当DTE。如果查看到该端口是DTE(数据终端设备)类型，不必配置同步时钟参数； 如果查看到该端口是DCE类型，就必须用clock rate命令指定时钟频率来配置成DCE端。在串行端口连接中，作为DCE的一端必须要为连接的另一端DTE设备提供时钟信号。






4. 静态路由命令格式
以CISCO设备为例，其路由器静态路由的常用配置命令如表53所示。


表53路由器静态路由的常用配置命令



命令说明
ip routing
启动路由功能
ip route destination_network_id［subnet_mask］{address/interface} ［distance］
设置静态路由
noip route destination_network_id［subnet_mask］{address/interface} 
撤销静态路由
show ip route
查看路由表信息

5.1.2默认路由技术
除了使用静态路由外，也可以使用默认路由来实现数据报转发。以CISCO设备为例，路由器默认路由的配置命令如表54所示。


表54路由器默认路由的配置命令



命令说明
ip rout 0.0.0.0.0.0.0.0 {address/interface}设置默认路由
ip clASsless启用默认路由

5.1.3路由的度量值 
直连接口、静态路由、RIP、BGP、EIGRP、IGRP、OSPF的默认管理距离分别为： 0、1、120、20、90、100、110。
度量值(metric)，即跳数，是某一个路由协议判别到达目的网络的最佳路径的方法。当路由器有多个路径到达某一目的网络，路由协议判断哪一条是最佳的就放到路由表中，路由协议会给每一条路径计算出一个数值，这个数值就是度量值(即跳数)。度量值越小，路径越佳。不同的路由协议定义的度量值方法不同，选出的最佳路径可能也不一样。
5.2实训项目： CISCO静态路由与默认路由的应用
5.2.1实训目的

掌握园区级网络环境下，利用CISCO路由器的静态路由与默认路由(一种特殊的静态路由)的功能，作相关设备的配置实现全网的互联互通。
5.2.2实训设备
(1) 硬件要求： CISCO 2911路由器3台，CISCO S2960交换机3台，PC 4台，直连线7条，交叉线2条，DNS服务器1台。
(2) 软件要求： CISCO Packet Tracer 7.2.1仿真软件，Secure CRT软件或者超级终端软件。
(3) 实训设备均为空配置。
5.2.3项目需求分析
某园区企业网络，有一个总厂区与两个分厂区机构。其中RouterA为总部路由器，RouterB、RouterC为分厂区机构的路由器，总部与分厂区机构间通过以太网实现互联，且当前公司网络中没有配置任何路由协议。由于网络的规模比较小，可以通过配置静态路由和默认路由来实现网络互联互通。
5.2.4网络系统设计
根据项目需求分析，现简化网络系统设计，以便实现关键技术，如图51所示。


图51某企业网配置静态路由与默认路由的系统图(部分)


5.2.5工程组织与实施
第一步： 按照图51，使用直连线与交叉线连接物理设备。
第二步： 根据图51，规划IP地址相关信息。
在路由器RouterA上规划DHCP服务器相关信息。
(1) 区域A的DHCP:设定地址范围为192.168.1.0/24，DNS为192.168.1.100，网关设为192.168.1.1，域名设为ynufe.edu.cn，默认租期为8天。
(2) 区域B的DHCP:设定地址范围为192.168.4.0/24，DNS为192.168.1.100，网关设为192.168.4.1，域名设为ynufe.edu.cn，默认租期为8天。
(3) 区域C的DHCP:设定地址范围为192.168.5.0/24，DNS为192.168.1.100，网关设为192.168.5.1，域名设为ynufe.edu.cn，默认租期为8天。
第三步： 启动超级终端程序，并设置相关参数。
第四步： 在路由器RouterA上配置IP地址、DHCP等信息。
(1) 在路由器RouterA上配置G0/1、G0/2和G0/0的IP地址。


Router>enable

Router#config terminal

Router(config)#hostname RouterA

RouterA(config)#interface g0/1

RouterA(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

RouterA(config-if)#no shutdown

RouterA(config-if)#interface g0/0

RouterA(config-if)#ip address 192.168.3.1 255.255.255.0

RouterA(config-if)#no shutdown

RouterA(config-if)#interface g0/2

RouterA(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0

RouterA(config-if)#no shutdown

RouterA(config-if)#exit

(2) 在路由器RouterA上为区域A配置DHCP。


RouterA(config)#ip dhcp pool area_A

//设置DHCP的地址池的名称为area_A；

RouterA(dhcp-config)#network 192.168.1.0 255.255.255.0

//设置DHCP的地址段192.168.1.0；

RouterA(dhcp-config)#default-router 192.168.1.1

//默认网关地址；

RouterA(dhcp-config)#dns-server 192.168.1.100

RouterA(dhcp-config)#domain-name ynufe.edu.cn

RouterA(dhcp-config)#exit

RouterA(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.1

//排除默认网关地址192.168.1.1不被分配；

(3) 在路由器RouterA上为区域B配置DHCP。


RouterA(config)#ip dhcp pool area_B

//设置DHCP的地址池的名称为area_B；

RouterA(dhcp-config)#network 192.168.4.0 255.255.255.0

//设置DHCP的地址段192.168.4.0；

RouterA(dhcp-config)#default-router 192.168.4.1

//默认网关地址；

RouterA(dhcp-config)#dns-server 192.168.1.100

RouterA(dhcp-config)#domain-name ynufe.edu.cn

RouterA(dhcp-config)#exit

RouterA(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.4.1

//排除默认网关地址192.168.4.1不被分配；

(4) 在路由器RouterA上为区域C配置DHCP。


RouterA(config)#ip dhcp pool area_C

//设置DHCP的地址池的名称为area_C；

RouterA(dhcp-config)#network 192.168.5.0 255.255.255.0

//设置DHCP的地址段为192.168.5.0；

RouterA(dhcp-config)#default-router 192.168.1.100

//默认网关地址；

RouterA(dhcp-config)#dns-server 192.168.1.100

RouterA(dhcp-config)#domain-name ynufe.edu.cn

RouterA(dhcp-config)#exit

RouterA(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.5.1

//排除默认网关地址192.168.5.1不被分配；

第五步： 在路由器RouterB、RouterC上配置IP地址、DHCP中继等信息。
(1) 在路由器RouterB上配置IP地址和DHCP的中继。


Router>enable

Router#config terminal

Router(config)#hostname RouterB

RouterB(config)#interface G0/1



RouterB(config-if)#ip address 192.168.2.2 255.255.255.0

RouterB(config-if)#no shutdown

RouterB(config-if)#interface G0/0

RouterB(config-if)#ip address 192.168.4.1 255.255.255.0

RouterB(config-if)# ip helper-address 192.168.2.1

//从路由器RouterA的接口G0/2中继DHCP；

RouterB(config-if)#no shutdown

RouterB(config-if)#end

RouterB#write

(2) 在路由器RouterC上配置IP地址和DHCP的中继。


Router>enable

Router#config terminal

Router(config)#hostname RouterC

RouterC(config)#interface G0/1

RouterC(config-if)#ip address 192.168.3.2 255.255.255.0

RouterC(config-if)#no shutdown

RouterC(config)#interface G0/0

RouterC(config-if)#ip address 192.168.5.1 255.255.255.0

RouterC(config-if)# ip helper-address 192.168.3.1

//从路由器RouterA的接口G0/0中继DHCP；

RouterC(config-if)#end

RouterC#write

第六步： 在路由器RouterA、RouterB、RouterC上配置混合的静态路由和默认路由等信息，实现终端PC机获取IP地址和全网互联互通。
(1) 在路由器RouterA与RouterB上配置静态路由。

在路由器RouterA上配置静态路由,命令如下：


RouterA#config terminal

RouterA(config)#ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.2.2

在路由器RouterB上配置静态路由，命令如下：


RouterB#config terminal

RouterB(config)#ip route 192.168.5.0 255.255.255.0 192.168.2.1

RouterB(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1 

RouterB(config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.1

RouterB(config)#end

RouterB#write

(2) 在路由器RouterA与RouterC上配置默认路由。
在路由器RouterA上配置默认路由,命令如下：


RouterA(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.3.2

RouterA(config)#end

RouterA#write

在路由器RouterC上配置默认路由,命令如下：


RouterC(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.3.1

RouterC(config)#end

RouterC#write



5.2.6测试与验收
本实训项目详细的测试步骤，请扫描下面二维码。



通过一系列的测试信息反馈可知，通过CISCO路由器RouterA、RouterB和RouterC的静态路由和默认路由配置以及在路由器RouterA上配置DHCP服务器，使PC可以跨网段自动获取IP地址，从而实现全网互联互通。
5.3实训项目： HUAWEI静态路由与默认路由的应用
5.3.1实训目的

掌握园区级网络环境下，利用HUAWEI路由器的静态路由与默认路由(一种特殊的静态路由)的功能，作相关设备的配置实现全网的互联互通。
5.3.2实训设备
(1) 硬件要求： HUAWEI S2240交换机3台，HUAWEI S3700交换机3台，PC 3台，服务器1台，网线若干条，Console控制线1条。
(2) 软件要求： HUAWEI eNSP V100R002C00B510.exe仿真软件，VirtualBox5.2.22126460Win.exe软件，Secure CRT软件或者超级终端软件。
(3) 实训设备均为空配置。
5.3.3项目需求分析
某园区企业网络，有一个总厂区与两个分厂区机构。其中RouterA为总部路由器，RouterB、RouterC为分厂区机构的路由器，总部与分厂区机构间通过以太网实现互联，且当前公司网络中没有配置任何路由协议。由于网络的规模比较小，可以通过配置静态路由和缺省路由来实现网络互联互通。
5.3.4网络系统设计
根据项目需求分析，现简化网络系统设计，以便实现关键技术，如图52所示。


图52某企业网配置静态路由与默认路由的系统图(部分)


5.3.5工程组织与实施
第一步： 按照图52，使用直连线与交叉线连接物理设备。
第二步： 根据图52，规划IP地址相关信息。
第三步： 启动超级终端程序，并设置相关参数。
第四步： 在路由器、PC机、服务器上配置IP地址。
(1) 在路由器RouterA上配置G0/0/0、G0/0/1和G0/0/2的IP地址等。


<Huawei>system-view	

［Huawei］sysname RouterA

［RouterA］interface g0/0/0	

［RouterA-GigabitEthernet0/0/0］ip address 192.168.3.1 24

［RouterA-GigabitEthernet0/0/0］undo shutdown

［RouterA-GigabitEthernet0/0/0］quit

［RouterA］interface g0/0/1	

［RouterA-GigabitEthernet0/0/1］ip address 192.168.1.1 24

［RouterA-GigabitEthernet0/0/1］undo shutdown

［RouterA-GigabitEthernet0/0/1］quit

［RouterA］interface g0/0/2

［RouterA-GigabitEthernet0/0/2］ip add 192.168.2.1 24

［RouterA-GigabitEthernet0/0/2］undo shutdown

［RouterA-GigabitEthernet0/0/2］quit

［RouterA］

(2) 在路由器RouterB上配置IP地址。


<Huawei>system-view 

［Routerb］sysname RouterB

［RouterB］interface g0/0/1



［RouterB-GigabitEthernet0/0/1］ip add 192.168.2.2 24

［RouterB-GigabitEthernet0/0/1］undo shutdown

［RouterB-GigabitEthernet0/0/1］quit

［RouterB］interface g0/0/0

［RouterB-GigabitEthernet0/0/0］ip add 192.168.4.1 24

［RouterB-GigabitEthernet0/0/0］quit

［RouterB］

(3) 在路由器RouterC上配置IP地址。


<Huawei>system-view

［Huawei］sysname RouterC

［RouterC］interface g0/0/1

［RouterC-GigabitEthernet0/0/1］ip add 192.168.3.2 24

［RouterC-GigabitEthernet0/0/1］undo shutdown

［RouterC-GigabitEthernet0/0/1］quit

［RouterC］interface g0/0/0	

［RouterC-GigabitEthernet0/0/0］ip address 192.168.5.1 24

［RouterC-GigabitEthernet0/0/0］undo shutdown

［RouterC-GigabitEthernet0/0/0］quit

［RouterC］

(4) 配置PC1、PC2、PC3和服务器IP地址。
PC1的IP地址情况：


PC>ipconfig 

Link local IPv6 address...........: fe80::5689:98ff:fee1:42c6

IPv6 address......................: :: / 128

IPv6 gateway......................: ::

IPv4 address......................: 192.168.1.2

Subnet mask.......................: 255.255.255.0

Gateway...........................: 192.168.1.1

Physical address..................: 54-89-98-E1-42-C6

DNS server........................: 192.168.1.100

PC2的IP地址情况：


PC>ipconfig

Link local IPv6 address...........: fe80::5689:98ff:fe04:6295

IPv6 address......................: :: / 128

IPv6 gateway......................: ::

IPv4 address......................: 192.168.4.2

Subnet mask.......................: 255.255.255.0

Gateway...........................: 192.168.4.1

Physical address..................: 54-89-98-04-62-95

DNS server........................: 192.168.1.100

PC3的IP地址情况：


PC>ipconfig

Link local IPv6 address...........: fe80::5689:98ff:fed4:131

IPv6 address......................: :: / 128

IPv6 gateway......................: ::

IPv4 address......................: 192.168.5.2

Subnet mask.......................: 255.255.255.0

Gateway...........................: 192.168.5.1

Physical address..................: 54-89-98-D4-01-31

DNS server........................:192.168.1.100

服务器IP地址情况在本书中省略。

第五步： 在路由器RouterA、RouterB、RouterC上配置混合的静态路由和默认路由等信息，实现终端PC机全网互联互通。
(1) 在路由器RouterA与RouterB上配置静态路由。
在路由器RouterA上配置静态路由,命令如下：


［RouterA］ip route-static 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.2.2

［RouterA］ip route-static 192.168.5.0 255.255.255.0 192.168.3.2

［RouterA］quit

<RouterA>save

在路由器RouterB上配置静态路由，命令如下： 


［RouterB］ip route-static 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.1

［RouterB］ip route-static 192.168.5.0 255.255.255.0 192.168.2.1

［RouterB］ip route-static 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1

［RouterB］quit

<RouterB>save

(2) 在路由器RouterC上配置默认路由。


［RouterC］ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.3.1

［RouterC］quit

<RouterC>save


5.3.6测试与验收
本实训项目详细的测试步骤，请扫描下面二维码。



通过上面的测试反馈信息可知，通过HUAWEI路由器RouterA、RouterB和RouterC的静态路由和默认路由相关配置，全网PC可以跨网段实现了互联互通。同时，也表明此网络环境中的路由器静态路由与默认路由配置是成功的。
习题
(1) 请简述静态路由原理。
(2) 请简述动态路由原理。
(3) 请简述静态路由与默认路由的区别。
(4) 请简述路由器的DHCP是如何跨网段自动分配IP地址的。
(5) 根据本章各实训项目的需求，分别设计网络拓扑，构建网络环境，安装调试设备，撰写实训报告，并写清楚实训操作过程中出现的问题以及解决办法。