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实验五  静态路由配置

一、实验目的

理解静态路由的工作原理，掌握如何配置静态路由。

二、实验分析与设计

【背景描述】

        假设校园网分为 2 个区域，每个区域内使用 1 台路由器连接 2 个子网， 现要在路由器上 做适当配置，实现校园网内各个区域子网之间的相互通信。

【需求分析】

        两台路由器通过串口以 V.35  DCE/DTE  电缆连接在一起，每个路由器上设置 2  个 Loopback 端口模拟子网，设置静态路由，实现所有子网间的互通。

【实验拓扑】

【实验设备】

路由器(带串口）两台； V.35 DCE/DTE 电缆  1对

【实验原理】

路由器属于网络层设备，能够根据 IP 包头的信息，选择一条最佳路径，将数据包转发 出去。实现不同网段的主机之间的互相访问。

路由器是根据路由表进行选路和转发的。而路由表里就是由一条条的路由信息组成。路由表的产生方式一般有 3 种：

(1)直连路由：给路由器接口配置一个 IP 地址， 路由器自动产生本接口IP 所在网段的路由信息。

(2)静态路由 ： 在拓扑结构简单的网络中，网管员通过手工的方式配置本路由器未知网段的路由信息，从而实现不同网段之间的连接。

(3)动态路由协议学习产生的路由：在大规模的网络中， 或网络拓扑相对复杂的情况下， 通过在路由器上运行动态路由协议， 路由器之间互相自动学习产生路由信息。

【注意事项】

(1)如果两台路由器通过串口直接互连，则必须在其中一端设置时钟频率(DCE)。

(2)静态路由必须双向都配置才能互通，配置时注意回程路由。

三、实验内容与步骤

配置路由器名称和接口IP地址

RouterA配置：

R3740#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.R3740(config)#hostname RouterA
RouterA(config)#interface serial 4/0
RouterA(config-if)#clock rate 512000
RouterA(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
RouterA(config-if)#no shutdown
RouterA(config-if)#exitRouterA(config)#interface loopback 0
RouterA(config-if)#ip address 172.16.1.1 255.255.255.0
RouterA(config-if)#exitRouterA(config)#interface loopback 1
RouterA(config-if)#ip address 172.16.2.1 255.255.255.0
RouterA(config-if)#exit

RouterB配置：

R3740#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.R3740(config)#hostname RouterB
RouterB(config)#interface serial 4/0
RouterB(config-if)#ip address 192.168.2.2 255.255.255.0
RouterB(config-if)#no shutdown
RouterB(config-if)#exitRouterB(config)#interface loopback 0
RouterB(config-if)#ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
RouterB(config-if)#exitRouterB(config)#interface loopback 1
RouterB(config-if)#ip address 10.2.2.1 255.255.255.0
RouterB(config-if)#exit

配置静态路由

RouterA配置：

RouterA(config)#ip route 10.1.1.0 255.255.255.0 192.168.2.2
RouterA(config)#ip route 10.2.2.0 255.255.255.0 s4/0

RouterB配置：

RouterB(config)#ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1
RouterB(config)#ip route 172.16.2.0 255.255.255.0 s4/0

查看路由表和接口配置

查看路由表：

RouterA#show ip route
RouterB#show ip route

查看接口配置：

RouterA#show interfaces serial 4/0
RouterB#show interfaces serial 4/0

测试网络连通性

RouterA测试：

RouterA#ping 10.1.1.1
RouterA#ping 10.2.2.1

RouterB测试：

RouterB#ping 172.16.1.1
RouterB#ping 172.16.2.1

        这些命令涵盖了实验中所有关键的配置步骤，包括路由器的命名、接口IP地址配置、时钟频率设置、Loopback接口配置、静态路由配置、路由表和接口状态查看以及网络连通性测试。

1. 配置路由器的名称、接口 IP 地址和时钟

R3740#configure terminal

Enter configuration commands, one per line.   End with CNTL/Z.

R3740(config)#hostname RouterA           ！配置路由器的名称

RouterA(config)#

RouterA(config)#interface serial 4/0       ！进入端口 S4/0 的接口配置模式

RouterA(config-if)#clock rate 512000     ！设置串口的时钟

RouterA(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0   ！设置端口IP

RouterA(config-if)#no shutdown             ！开启端口

RouterA(config-if)#exit

RouterA(config)#

RouterA(config)#interface loopback 0   ！设置 Loopback 端口用于测试

RouterA(config-if)#Sep  15  01:05:02  RouterA  %7:%LINE  PROTOCOL  CHANGE:

Interface Loopback 0, changed state to UP

RouterA(config-if)#ip address 172.16.1.1 255.255.255.0

RouterA(config-if)#exit

RouterA(config)#

RouterA(config)#interface loopback 1

RouterA(config-if)#Sep  15  01:05:31  RouterA  %7:%LINE  PROTOCOL  CHANGE:

Interface Loopback 1, changed state to UP

RouterA(config-if)#ip address 172.16.2.1 255.255.255.0

RouterA(config-if)#exit

R3740#configure terminal

Enter configuration commands, one per line.   End with CNTL/Z.

R3740 (config)#hostname RouterB

RouterB(config)#

RouterB(config)#interface serial 4/0

RouterB(config-if)#ip address 192.168.2.2 255.255.255.0

RouterB(config-if)#no shutdown

RouterB(config-if)#exit

RouterB(config)#

RouterB(config)#interface loopback 0

RouterB(config-if)#Aug  22  03:03:36  RouterB  %7:%LINE  PROTOCOL  CHANGE:

Interface Loopback 0, changed state to UP

RouterB(config-if)#ip address 10.1.1.1 255.255.255.0

RouterB(config-if)#exit

RouterB(config)#

RouterB(config)#interface loopback 1

RouterB(config-if)#Aug  22  03:04:03  RouterB  %7:%LINE  PROTOCOL  CHANGE:

Interface Loopback 1, changed state to UP

RouterB(config-if)#ip address 10.2.2.1 255.255.255.0

RouterB(config-if)#exit

2. 测试网络连通性

RouterA#ping 10.1.1.1

RouterA#ping 10.2.2.1

        在配置过程中，我们确保了每个接口都有正确的 IP 地址和子网掩码，并且接口处于激活状态。对于串口连接，我们设置了时钟频率，因为这是 DCE 设备的要求。Loopback 接口用于模拟子网，以便在不实际连接物理网络的情况下测试路由配置。

        由于此时尚未配置静态路由，因此这些ping命令应该都未能成功。这表明在没有静态路由的情况下，不同子网之间的通信是不成功的。

RouterB#ping 172.16.1.1

RouterB#ping 172.16.2.1

        由于此时尚未配置静态路由，因此这些ping命令应该都未能成功。这表明在没有静态路由的情况下，不同子网之间的通信是不成功的。

3. 配置静态路由

RouterA(config)#ip route 10.1.1.0 255.255.255.0 192.168.2.2

！设置到子网 10.1.1.0 的静态路由，采用下一跳的方式

RouterA(config)#ip route 10.2.2.0 255.255.255.0 s4/0

！设置到子网 10.2.2.0 的静态路由，采用出站端口的方式

RouterB(config)#ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1

！设置到子网 10.1.1.0 的静态路由，采用下一跳的方式

RouterB(config)#ip route 172.16.2.0 255.255.255.0 s4/0

！设置到子网 10.2.2.0 的静态路由，采用出站端口的方式

4. 查看路由表和接口配置

RouterA#show ip route

（请截图说明 ：以下一跳方式配置的静态路由和以出站端口方式配置的静态路由， 在路由表中的显示方式有什么不一样？）

        通过show ip route命令，我们可以看到静态路由已经添加到路由表中。路由表中显示我们刚刚配置的静态路由，包括目的网络、子网掩码、下一跳地址或出站接口。

        下一跳方式配置的静态路由会显示下一跳地址，而出站端口方式配置的静态路由会显示出站接口。

RouterA#show interfaces serial 4/0

（请给出接口配置的结果截图，并表述你的理解）

通过show interfaces serial 4/0命令，我们可以看到串口的配置信息，包括IP地址和时钟设置。接口配置的查看帮助我们确认物理连接的设置是否正确。

RouterB#show ip route

（请给出路由表的信息截图，并表述你的理解）

同理RouterA

RouterB#show interfaces serial 4/0

（请给出接口配置的结果截图，并表述你的理解）

同理RouterA

5. 测试网络连通性

RouterA#ping 10.1.1.1

        在配置了静态路由之后，我们再次使用 ping 命令测试了网络连通性。这次，预期 ping 命令会成功，因为静态路由已经建立了不同子网之间的通信路径。

RouterA#ping 10.2.2.1

        在配置了静态路由之后，我们再次使用 ping 命令测试了网络连通性。这次，预期 ping 命令会成功，因为静态路由已经建立了不同子网之间的通信路径。

RouterB#ping 172.16.1.1

        在配置了静态路由之后，我们再次使用 ping 命令测试了网络连通性。这次，预期 ping 命令会成功，因为静态路由已经建立了不同子网之间的通信路径。

RouterB#ping 172.16.2.1

        在配置了静态路由之后，我们再次使用 ping 命令测试了网络连通性。这次，预期 ping 命令会成功，因为静态路由已经建立了不同子网之间的通信路径。

四、实验总结

        本次实验的主要目的是理解静态路由的工作原理，并掌握如何在网络设备上配置静态路由以实现不同子网间的通信。通过亲自动手操作，我们旨在深入理解路由器如何根据静态路由表转发数据包，以及静态路由在小型或特定网络环境中的应用。

        实验结果表明，静态路由配置成功后，不同子网间的 ping 测试均能成功，证明了静态路由配置的正确性和网络连通性的实现。在查看路由表时，我们观察到静态路由条目清晰地列出了目的网络、子网掩码、下一跳地址或出站接口，这与我们的配置相符。

        实验中的关键点和难点有：时钟频率的设置：在串口连接中，必须在DCE端设置时钟频率，这是实验中的一个关键点。双向静态路由配置：为了实现双向通信，必须在两台路由器上都配置静态路由。这是一个容易遗漏的点，也是实验中的一个难点。路由表的理解：理解路由表中的条目如何指导数据包的转发，对于掌握静态路由至关重要。

        通过本次实验，我不仅学会了如何配置静态路由，还深入理解了路由器如何根据路由表进行数据包的转发。静态路由虽然配置简单，但它的局限性也很明显，例如在大型或经常变化的网络中，静态路由的手动配置会变得非常繁琐且难以管理。

        在实际应用中，静态路由通常与其他动态路由协议结合使用，以适应不同的网络需求和环境。例如，在一些特定的网络环境中，如企业内部的默认路由配置，静态路由提供了一种简单而有效的解决方案。

        本次静态路由配置实验不仅让我们掌握了静态路由的配置方法，还加深了对网络路由原理的理解。通过实践，我们更加明白了静态路由在网络设计和维护中的作用和限制，为未来处理更复杂的网络问题打下了坚实的基础。