交换机项目实训教程：路由器内容简介

《交换机项目实训教程:路由器》通过路由器的基本配置与管理、路由器静态路由、路由器动态路由配置、广域网协议封装与验证、访问控制列表、使用NAT和PAT扩展网络等项目完成网络路由技能训练，通过交换机基本配置与管理、部门间网络的安全隔离、三层交换机路由配置、交换机间的冗余链路等项目完成网络交换技能训练，并且在其中穿插网络安全技能训练。《路由器/交换机项目实训教程》按照课程教学改革思路进行编写，以工作过程为导向，按照项目的实际实施过程来完成，是为高职院校学生量身定做的网络技术专业课程教材 。

项目一 路由器的基本配置与管理

任务1：路由器的基本配置

1.1 工作任务

1.2 相关知识

1.2.1 路由器的组成和电缆

1.2.2 路由器的软件

1.2.3 路由器的基本配置模式

1.2.4 路由器的初始化

1.2.5 利用Setup模式建立初始配置

1.2.6 Cisco IOS CLI操作

1.2.7 路由器的口令基础

1.3 方案设计

1.4 项目实施——路由器的基本配置

1.4.1 任务目标

1.4.2 设备清单

1.4.3 网络拓扑

1.4.4 实施过程

1.5 拓展训练：通过TELNET访问路由器

1.5.1 训练目的

1.5.2 相关知识

1.5.3 拓扑

1.5.4 技能训练步骤

1.6 扩展知识

1.6.1 路由器的分类

1.6.2 路由器的性能指标

1.6.3 Cisco路由器系列产品

1.7 小结

习题

任务2：恢复路由器IOS及配置文件

2.1 用户需求

2.2 相关知识

2.2.1 Cisco路由器引导顺序和加载IOS映像

2.2.2 管理Cisco路由器IOS

2.2.3 复制和管理Cisco路由器配置文件

2.3 方案设计

2.4 项目实施——恢复路由器IOS及配置文件

2.4.1 任务目标

2.4.2 设备清单

2.4.3 网络拓扑

2.4.4 实施过程

2.4.5 任务测试

2.5 小结

习题

任务3：恢复路由器的口令

3.1 用户需求

3.2 相关知识

3.3 方案设计

3.4 项目实施——恢复或清除路由器的口令

3.4.1 任务目标

3.4.2 设备清单

3.4.3 网络拓扑

3.4.4 实施过程

项目二 路由器静态路由

任务4：路由器静态路由

4.1 工作任务

4.2 相关知识

4.2.1 路由基础

4.2.2 静态路由

4.2.3 默认路由

4.3 方案设计

4.4 项目实施——路由器静态路由

4.4.1 任务目标

4.4.2 设备清单

4.4.3 网络拓扑

4.4.4 实施过程

4.4.5 任务测试

4.5 小结

习题

项目三 路由器动态路由配置

任务5：动态路由协议RIP的配置

5.1 工作任务

5.2 相关知识

5.2.1 动态路由协议的工作原理

5.2.2 动态路由协议基础

5.2.3 路由协议管理距离

5.2.4 有类路由和无类路由

5.2.5 距离矢量路由协议

5.2.6 路由信息协议

5.3 方案设计

5.4 项目实施——动态路由协议RIP的配置

5.4.1 任务目标

5.4.2 设备清单

5.4.3 网络拓扑

5.4.4 实施过程

5.4.5 任务测试

5.5 拓展训练

5.5.1 拓展训练1：配置单播更新

5.5.2 拓展训练2：RIPv2路由配置

5.5.3 拓展训练3：RIPv1和RIPv2混合配置

5.5.4 拓展训练4：应用RIPv2路由协议提供小规模企业Internet网络的路由

5.5.5 拓展训练5：浮动静态路由配置

5.5.6 拓展训练6：和RIP一起发布默认路由

5.6 小结

习题

任务6：动态路由协议IGRP的配置

6.1 工作任务

6.2 相关知识

6.2.1 IGRP协议简介

6.2.2 IGRP协议配置

6.3 方案设计

6.4 项目实施——动态路由协议IGRP的配置

6.4.1 任务目标

6.4.2 设备清单

6.4.3 网络拓扑

6.4.4 实施过程

6.4.5 任务测试

6.5 扩展知识：DHCP技术

6.5.1 DHCP协议概念

6.5.2 DHCP配置

6.5.3 DHCP中继（Relay Agent）

6.6 小结

习题

任务7：动态路由协议OSPF的配置

7.1 工作任务

7.2 相关知识

7.2.1 链路状态路由选择协议

7.2.2 OSPF路由协议概述

7.2.3 OSPF协议配置

7.2.4 在单个区域内的路由器上配置OSPF

7.3 方案设计

7.4 项目实施——动态路由协议OSPF的配置

7.4.1 任务目标

7.4.2 设备清单

7.4.3 网络拓扑

7.4.4 实施过程

7.4.5 任务测试

7.5 扩展知识

7.5.1 距离矢量和链路状态路由协议的比较

7.5.2 网关冗余

7.6 小结

习题

项目四 广域网协议封装与验证

任务8：广域网PPP协议封装

8.1 工作任务

8.2 相关知识

8.2.1 串行点对点链路

8.2.2 DDN数字专线

8.3 方案设计

8.4 项目实施——PPP协议封装的配置

8.4.1 任务目标

8.4.2 设备清单

8.4.3 网络拓扑

8.4.4 实施过程

8.5 拓展训练

8.5.1 拓展训练1：PAP验证

8.5.2 拓展训练2：HDLC协议的配置

8.6 拓展知识：帧中继配置

8.6.1 帧中继概念

8.6.2 帧中继配置

8.6.3 配置帧中继实例

习题

项目五 访问控制列表

任务9：IP标准访问列表

9.1 用户需求

9.2 相关知识

9.2.1 访问控制列表概述

9.2.2 通配符掩码位

9.2.3 ACL配置步骤

9.2.4 标准访问控制列表

9.3 方案设计

9.4 项目实施——标准访问控制列表

9.4.1 任务目标

9.4.2 设备清单

9.4.3 网络拓扑

9.4.4 实施过程

9.4.5 任务测试

9.5 扩展知识：命名访问控制列表

9.5.1 命名IP访问控制列表的特性

9.5.2 命名访问控制列表配置

9.6 小结

习题

任务10：IP扩展访问列表

10.1 用户需求

10.2 相关知识

10.2.1 扩展IP访问控制列表

10.2.2 扩展ACL配置过程

10.2.3 查看ACL正确性的命令

10.3 方案设计

10.4 项目实施——扩展IP访问控制列表应用

10.4.1 任务目标

10.4.2 设备清单

10.4.3 网络拓扑

10.4.4 实施过程

10.4.5 任务测试

10.5 扩展训练

10.5.1 扩展训练1：应用访问控制列表实现单方向访问

10.5.2 扩展训练1：扩展命名ACL

10.6 小结

习题

任务11：基于时间的访问列表

11.1 工作任务

11.2 相关知识

11.2.1 基于时间的访问控制列表概述

11.2.2 基于时间的访问控制列表配置命令

11.3 方案设计

11.4 项目实施——基于时间的访问列表

11.4.1 任务目标

11.4.2 设备清单

11.4.3 网络拓扑

11.4.4 实施过程

11.5 小结

习题

项目六 使用NAT和PAT扩展网络

任务12：动态NAT的配置及应用

12.1 工作任务

12.2 相关知识

12.2.1 NAT技术的产生原理

12.2.2 NAT的功能与作用

12.2.3 NAT技术的术语

12.2.4 NAT类型

12.2.5 NAT配置

12.2.6 查看和诊断NAT配置

12.3 方案设计

12.4 项目实施——动态NAT的配置及应用

12.4.1 任务目标

12.4.2 设备清单

12.4.3 网络拓扑

12.4.4 实施过程

12.4.5 任务测试

12.5 拓展训练

12.5.1 拓展训练1：通过静态NAT技术提供企业内指定主机访问网络

12.5.2 拓展训练2：通过Port NAT提供企业内多台主机上网

12.5.3 拓展训练3：配置TCP负载均衡

12.6 扩展知识：策略路由

12.6.1 策略路由技术概述

12.6.2 策略路由术语

12.6.3 策略路由配置

12.7 小结

习题

项目七 交换机基本配置与管理

任务13：交换机基本配置与管理

13.1 工作任务

13.2 相关知识

13.2.1 共享式以太网

13.2.2 交换式以太网

13.2.3 局域网交换机

13.2.4 局域网交换机IOS简介

13.2.5 交换机的配置模式

13.3 方案设计

13.4 项目实施——交换机的基本配置与管理

13.4.1 任务目标

13.4.2 设备清单

13.4.3 网络拓扑

13.4.4 实施过程

13.4.5 项目测试

13.5 小结

习题

项目八 部门间网络的安全隔离

任务14：单交换机上划分VLAN技术

14.1 工作任务

14.2 相关知识

14.2.1 虚拟局域网的概念

14.2.2 VLAN的优点

14.2.3 VLAN的组网方法

14.2.4 静态VLAN配置

14.3 方案设计

14.4 项目实施——单交换机上划分VLAN技术

14.4.1 任务目标

14.4.2 设备清单

14.4.3 网络拓扑

14.4.4 实施过程

14.4.5 任务测试

14.5 小结

习题

任务15：多交换机上划分VLAN技术

15.1 工作任务

15.2 相关知识

15.2.1 汇聚链路的概念

15.2.2 VLAN干线技术

15.2.3 VLAN数据帧的传输

15.2.4 配置VLAN干线

15.2.5 VLAN中继协议

15.3 方案设计

15.4 项目实施——多交换机划分VLAN技术

15.4.1 任务目标

15.4.2 设备清单

15.4.3 网络拓扑

15.4.4 实施过程

15.4.5 任务测试

15.5 扩展知识——端口安全

15.6 小结

习题

项目九 VLAN间的通信

任务16：单臂路由的实现

16.1 工作任务

16.2 相关知识

16.2.1 VLAN间路由简介

16.2.2 单臂路由的工作原理

16.2.3 单臂路由配置

16.3 方案分析

16.4 项目实施——单臂路由VLAN技术

16.4.1 任务目标

16.4.2 设备清单

16.4.3 网络拓扑

16.4.4 实施过程

16.4.5 任务测试

16.5 小结

习题

任务17：三层交换机VLAN间的路由

17.1 工作任务

17.2 相关知识

17.2.1 通过Catalyst交换机连接VLAN

17.2.2 交换机接口类型

17.2.3 三层交换机的路由功能

17.3 方案分析

17.4 项目实施：三层交换机VLAN间路由

17.4.1 任务目标

17.4.2 设备清单

17.4.3 网络拓扑

17.4.4 实施过程

17.4.5 任务测试

17.5 扩展训练

17.5.1 拓展训练1：三层交换机和路由器静态路由的建立

17.5.2 拓展训练2：三层交换机和路由器间动态路由协议的配置

17.5.3 拓展训练3：构建多层交换网络

17.6 小结

习题

项目十 管理交换网络中的冗余链路

任务18：交换机之间的冗余链路

18.1 工作任务

18.2 相关知识

18.2.1 生成树协议产生的原因

18.2.2 生成树协议的概念

18.2.3 生成树协议的工作原理

18.2.4 生成树协议的工作过程

18.2.5 生成树协议的配置

18.2.6 快速生成树协议

18.3 方案设计

18.4 项目实施——交换机之间的冗余链路

18.4.1 任务目标

18.4.2 设备清单

18.4.3 网络拓扑

18.4.4 实施过程

18.4.5 任务测试

18.5 小结

习题

任务19：交换机之间的链路聚合

19.1 工作任务

19.2 相关知识

19.2.1 使用以太信道聚合交换机端口

19.2.2 以太信道协商协议

19.2.3 以太信道配置

19.2.4 以太信道故障排除

19.3 方案分析

19.4 项目实施——交换机之间的链路聚合

19.4.1 任务目标

19.4.2 设备清单

19.4.3 网络拓扑

19.4.4 项目实施——交换机之间的链路聚合

19.4.5 任务测试

19.5 扩展训练——交换机与路由器间的端口聚合

19.5.1 工作任务

19.5.2 方案分析

19.5.3 任务目标

19.5.4 设备清单

19.5.5 网络拓扑

19.5.6 项目实施——交换机和路由器之间的端口聚合

19.5.7 任务测试

19.6 小结

习题

采用众核CPU作为报文处理引擎（PacketProcessor）的路由器，称为众核路由器。

路由器（英语：Router，又称路径器）是一种电讯网络设备，提供路由与转送两种重要机制，可以决定数据包从来源端到目的端所经过的路由路径（host到host之间的传输路径），这个过程称为路由；将路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端（在路由器内部进行），这称为转送。路由工作在OSI模型的第三层——即网络层，例如网际协议（IP）。

路由器就是连接两个以上个别网络的设备。

由于位于两个或更多个网络的交汇处，从而可在它们之间传递分组（一种数据的组织形式）。路由器与交换机在概念上有一定重叠但也有不同：交换机泛指工作于任何网络层次的数据中继设备（尽管多指网桥），而路由器则更专注于网络层。

路由器与交换机的差别，路由器是属于OSI第三层的产品，交换机是OSI第二层的产品。第二层的产品功能在于，将网络上各个电脑的MAC地址记在MAC地址表中，当局域网中的电脑要经过交换机去交换传递数据时，就查询交换机上的MAC地址表中的信息，将数据包发送给指定的电脑，而不会像第一层的产品（如集线器）每台在网络中的电脑都发送。而路由器除了有交换机的功能外，更拥有路由表作为发送数据包时的依据，在有多种选择的路径中选择最佳的路径。此外，并可以连接两个以上不同网段的网络，而交换机只能连接两个。并具有IP分享的功能，如：区分哪些数据包是要发送至WAN。路由表存储了(向前往)某一网络的最佳路径，该路径的“路由度量值”以及下一个(跳路由器)。参考条目路由获得这个过程的详细描述。

尽管也有其它一些很少用到的被路由协议，但路由通常指的就是IP路由。

（1）功能上可以划分为：骨干级、企业级和接入级路由器。骨干级路由器数据吐量较大且重要，是企业级网络实现互连的关键。骨干级路由器要求性能的高速度及高可靠性。 网络通常采用热备份、双电源和双数据通路等技术来确保其可靠性。企业级路由器连接对象为许多终端系统，简单且数据流量较小。

（2）结构上可以划分为：模块化和非模块化路由器。 模块化路由器可以实现路由器的灵活配置，适应企业的业务需求；非模块化路由器只能提供固定单一的端口。通常情况下，高端路由器是模块化结构，低端路由器是非模块化结构的。

（3）按所处网络位置划分为“边界路由器”和“中间节点路由器”。在广域网范围内的路由器按其转发报文的性能可以分为两种类型，即边界路由器和中间节点路由器。

边界类

尽管在不断改进的各种路由协议中，对这两类路由器所使用的名称可能有很大的差别，但所发挥的作用却是一样的。 很明显"边界路由器"是处于网络边缘，用于不同网络路由器的连接；而"中间节点路由器"则处于网络的中间，通常用于连接不同网络，起到一个数据转发的桥梁作用。

中间节点类

中间节点路由器在网络中传输时，提供报文的存储和转发。同时根据当前的路由表所保持的路由信息情况，选择最好的路径传送报文。由多个互连的LAN组成的公司或企业网络一侧和外界广域网相连接的路由器，就是这个企业网络的连界路由器。它从外部广域网收集向企业网络寻址的信息，转发到企业网络中有关的网络段；另一方面集中企业网络中各个LAN段向外部广域网发送的报文，对相关的报文确定最好的传输路径。