任务六 配置动态路由实现区域网络连通
一、任务的提出
1．任务目标
通过配置动态路由实现不同路由器之间的通信。
2. 解决的问题
使用多个路由器实现区域网络互通。
3. 原有知识要点
在前面的学习中，我们学习了通过配置静态路由实现不同网络之间的通信。在此基础上，我们将学习如何利用动态路由实现不同网络之间的通信。
二、教学目标
1. 知识目标
⑴ 理解静态路由、动态路由等基本概念，理解路由协议的作用。
⑵ 掌握反掩码的表示方法及与子网掩码的区别。
2. 操作技能目标
在路由器中配置动态路由实现不同网络之间的互通。
3. 情感目标
让学生理解静态路由与动态路由的优缺点。
三、教学分析与准备
1. 教学重点
⑴ RIP动态路由的配置
⑵ OSPF动态路由的配置
2．教学难点
动态路由协议的分类，反掩码。
3. 教学方法
任务驱动学习和协作学习、探究学习相结合
4 教学环境
多媒体教室、网络系统集成实验室
四、学习过程
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教学环节及手段 |
教学内容 |
备注 |
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组织课堂 复习旧课
导入新课
学习新课 教师讲解
课堂小结 |
师生问好，准备上课。 通过提问方式考察学生对静态路由的掌握情况。 1．静态路由配置命令。 2．路由表显示命令。
上次课我们学习了利用静态路由实现不同网络之间通信的方法，但在实际应用当中通常要使用多个路由器，随着路由器数量的增多，静态路由的配置将越来越复杂，网络中每增加一个网络，就需要在每个路由器中做相应配置改动，这就给网络的维护带来巨大的困难，为了便于维护，简化管理过程，对于规模较大的网络，我们通常使用动态路由实现路由间的互相通信,实现网络的互连。本次课我们就来学习动态路由的配置方法。 一、动态路由协议 1．动态路由协议的作用 ⑴ 完成路由器动态寻找网络最佳路径。 ⑵ 实现路由器之间相互通信，使用路由器能够利用收到的路由信息更新路由表，使所有路由器拥有相同的路由表。 2．动态路由协议的基本工作原理 ⑴要求网络中运行相同的路由协议。 ⑵所有运行了路由协议的路由器会将本机相关路由信息发送给网络中其它的路由器。 ⑶所有路由器会根据接收到的其它路由器的路由信息生成相应网段的路由信息。 ⑷所有路由器每隔一段时间会向邻居发送本机的状态，实现路由更新。 3．路由协议的管理距离 管理距离就是人为指定的一个数字，由这个数字来代表路由协议的优先度，数字越小，越优先采用这个路由协议通告的路由，比如，静态路由的默认的管理距离是0，rip是120，如果到达某个网段的路由信息通告由这两个路由协议同时通告，路由器会根据管理距离决定采用静态路由通告的路径，即优先信任管理距离小的路由协议。 4．动态路由协议的分类 ⑴距离向量路由协议（Distance Vector Routing Protocol） l 路由算法。距离向量路由协议基于Bellman-Ford算法，主要有RIP、IGRP（IGRP为Cisco公司的私有协议）。 l 最大跳数。距离向量路由协议使用跳数或向量来确定从一个设备到另一个设备的距离，超过最大跳数认为路由不可到达。 l 最佳路由选择。根据距离矢量（跳数，hop）来进行路由选择。 l 适用范围。由于路由计算收敛速度慢，适用于小型网络。当少于100个路由器或需要更少的路由更新和计算环境时，距离向量路由协议运行得相当好。当扩展到大型网络时，该算法计算新路由的收敛速度极慢。 l 路由表更新。定时更新路由表，更新时发送部分或整个路由表，消耗较大带宽。随着路由表的增大，需要消耗更多的CPU资源，并消耗了内存。
⑵链路状态路由协议（Link State Routing Protocol） l 路由算法。链路状态路由协议基于图论中非常著名的Dijkstra算法，即最短优先路径（Shortest Path First，SPF）算法，如OSPF。 l 没有跳数的限制，使用“图形理论”算法或最短路径优先算法 l 最佳路由选择。根据带宽、延迟等指标综合考虑而得到一个权值，再根据权值确定最佳路由。 l 适用范围。路由协议有更短的收敛时间。链路状态路由协议在会话期间通过交换Hello包（也叫链路状态信息）创建对等关系，这种关系加速了路由的收敛。 l 路由表更新。链路状态路由协议支持VLSM（Variable Length Subnet Mask，可变长子网掩码，从主机号部分借出相应的位数来做网络号）和CIDR（Classless Inter-Domain Routing，无类域间路由，将多个地址块聚合在一起生成一个更大的网络），路由聚合将路由表中的许多路由条目合并为成更少的数目，因此可以限制路由器中路由表的增大，减少了路由通告，同时只广播更新的或改变的网络拓扑，这使得更新信息更小，节省了带宽和CPU利用率。另外，如果网络不发生变化，更新包只在特定的时间内发出（通常为30min到2h）。
二、RIP动态路由 1．RIP（路由信息协议）版本 RIP是一个最广泛的开放的路由协议，几乎所有路由器都支持RIP路由协议。RIP有两个版本：RIPv1和RIPv2，它们均基于经典的距离向量路由算法，最大跳数为15跳。 RIPv1是族类路由（Classful Routing）协议，因路由上不包括掩码信息，所以网络上的所有设备必须使用相同的子网掩码，不支持VLSM。RIPv2可发送子网掩码信息，是非族类路由（Classless Routing）协议，支持VLSM。 2．RIP路由信息更新 RIP使用UDP数据包更新路由信息。路由器每隔30s更新一次路由信息，如果在180s内没有收到相邻路由器的回应，则认为去往该路由器的路由不可用，该路由器不可到达。如果在240s后仍未收到该路由器的应答，则把有关该路由器的路由信息从路由表中删除。 3．RIP特点 ⑴不同厂商的路由器可以通过RIP互联； ⑵配置简单； ⑶适用于小型网络（小于15跳）； ⑷RIPv1不支持VLSM； ⑸需消耗广域网带宽； 4．配置RIP协议 ⑴网络拓朴
⑵按拓朴图所示为路由器RA、RB路由接口配置IP地址。 ⑶按拓朴图为计算机配置IP地址，并将网关地址设置为所连接路由器接口的IP地址 ⑷用ping 命令测试PC1与PC2的连通性。 测试结果：不通。 原因：通过显示路由表，路由器RA中没有指向RB直连网络的路由信息。 ⑸在RA中配置动态RIP路由。 ！开启RIP路由协议进程，注意命令不能写成route RA(config)#router rip ！指定本路由器参与RIP协议的直连网段信息 RA(config-router)#network 192.168.1.0 RA(config-router)#network 200.200.200.0 ！指定RIP协议为版本2，以支持VLSM和MD5认证 RA(config-router)#version 2 ！关闭自动汇总 RA(config-router)#no auto-summary ⑹用ping命令测试PC1与PC2的连通性。 测试结果：不通。 原因：通过显示路由表，路由器RA中没有指向RB直连网络的路由信息。 ⑺在RB中配置动态RIP路由。 RB(config)#router rip RB(config-router)#network 192.168.2.0 RB(config-router)#network 200.200.200.0 RB(config-router)#version 2 RB(config-router)#no auto-summary ⑻测试PC1与PC2的连通性，并显示RA、RB中路由信息。 测试结果：连通。 原因：通过显示路由表，路由器RA、RB中各多了一条指向两个路由器直连网络的路由信息。
三、OSPF动态路由 1．OSPF协议组成 开放式最短路径优先（Open Shortest Path First）协议简称OSPF。OSPF协议由三个子协议组成：Hello协议、交换协议和扩散协议。其中Hello协议负责检查链路是否可用，并完成指定路由器及备份指定路由器；交换协议完成“主”、“从”路由器的指定并交换各自的路由数据库信息；扩散协议完成各路由器中路由数据库的同步维护。 2．OSPF协议具有以下优点： ⑴OSPF支持通往相同目的的多重路径。 ⑵OSPF使用路由标签区分不同的外部路由。 ⑶OSPF支持路由验证，只有互相通过路由验证的路由器之间才能交换路由信息；并且可以对不同的区域定义不同的验证方式，从而提高了网络的安全性。 ⑷OSPF支持费用相同的多条链路上的负载均衡。 ⑸OSPF是一个非族类路由协议，路由信息不受跳数的限制，减少了因分级路由带来的子网分离问题。 ⑹OSPF支持VLSM和非族类路由查表，有利于网络地址的有效管理。 ⑺OSPF使用AREA对网络进行分层，减少了协议对CPU处理时间和内存的需求。 3．配置OSPF协议 ⑴网络拓朴
⑵按拓朴图所示为路由器RA、RB路由接口配置IP地址。 ⑶按拓朴图为计算机配置IP地址，并将网关地址设置为所连接路由器接口的IP地址 ⑷用ping 命令测试PC1与PC2的连通性。 测试结果：不通。 原因：通过显示路由表，路由器RA中没有指向RB直连网络的路由信息。 ⑸在RA中配置动态OSPF路由。 ！启动OSPF路由协议进程 RA(config)#router OSPF ！network命令指定本路由器参与OSPF协议的直连网段信息，将参与OSPF协议的直连网络关联在指定的区域内，区域编号取值范围为0到4294967295。 RA(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0 RA(config-router)#network 200.200.200.0 0.0.0.255 area 0 0.0.0.255称为反掩码，每个数对应八位二进制，二进制位为0时表示比较该比特位，为1时表示不比较该比特位，与正常的子网掩码正好相反。 6．用ping命令测试 PC1与 PC2的连通性。 测试结果：不通。 原因：通过显示路由表，路由器RA中还是没有指向RB直连网络的路由信息。 7．在配置模式下，在RA中配置到达网络192.168.1.0的路由。 ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 200.200.200.2或ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 fastethernet 1/1 8．用ping命令测试 PC1与 PC2的连通性。 测试结果：连通。 原因：通过显示路由表，路由器RA、RB中各多了一条指向两个路由器直连网络的路由信息。
四、研究学习
动态路由网络管理
请同学们说出下面的拓朴图中，使用动态路由协议，在路由器RC新增加一个网络192.168.5.0，路由器RA、RB、RC需要做什么设置。
使用动态路由，只需在直连网络发生变化的路由器中将新增网络添加到现有网络当中即可，其它路由器无需进行重新配置。
1． 静态路由与动态路由的优缺点。 2． RIP路由与OSPF路由的配置方法。
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让学生理解动态路由是相互学习获得的
让学生理解多种路由协议存在时，路由协议的选择依据
让学生理解路由协议的适用范围
动态路由的配置是学习重点
注意观察路由表变化，通过路由表的变化让学生体会动态路由协议之间的相互学习过程
注意观察路由表变化，通过路由表的变化让学生体会动态路由协议之间的相互学习过程
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五、拓展练习：
1．静态路由有哪些特点和缺点？
静态路由具有以下特点：
⑴静态路由无需进行路由交换，因此节省网络的带宽、CPU的利用率和路由器的内存。
⑵静态路由具有更高的安全性。在使用静态路由的网络中，所有要连到网络上的路由器都需在邻接路由器上设置其相应的路由。因此，在某种程度上提高了网络的安全性。
⑶有的情况下必须使用静态路由，如DDR、使用NAT技术的网络环境。
静态路由具有以下缺点：
⑴管理者必须真正理解网络的拓扑并正确配置路由。
⑵网络的扩展性能差。如果要在网络上增加一个网络，管理者必须在所有路由器上加一条路由。
⑶配置烦琐，特别是当需要跨越几台路由器通信时，其路由配置更为复杂。
2．简述RIP路由与OSPF路由的配置方法。