计算机网络实验：（五）路由协议的配置

目录

一、实验目的

二、实验要求

三、实验环境

四、实验结果

五、思考题

六、实验心得体会

一、实验目的

1.掌握静态路由协议的配置;

2.掌握RIP协议特点和其配置方式；

3.掌握OSPF协议的特点和其配置方式；

二、实验要求

1.掌握静态路由协议的配置;

(1) 配置一个互联网络，可如下图所示：（或自行设置，包括至少3个路由器，四台主机），要求主机在不同网络，且至少通过三个路由器才能到达。对主机和路由器进行配置，要求路由器使用静态路由。

(2) 具体的配置命令可参考-计算机网络实验教材-实验三 路由器配置

图2 网络互联拓扑图

2.掌握RIP协议特点和其配置方式；

(1)学习：视频学习Cisco Packet Tracer中RIP协议的配置

(2)配置一个互联网络，可根据视频中的配置进行设置；

3.掌握OSPF协议特点和其配置方式；

(1)学习：视频学习Cisco Packet Tracer中OSPF协议的配置

(2)配置一个互联网络，可根据视频中的配置进行设置；

三、实验环境

1.静态路由的配置

2.RIP协议配置

3.OSPF协议配置

四、实验结果

1.掌握静态路由协议的配置;

(1) 配置一个互联网络，可如下图所示：（或自行设置，包括至少3个路由器，四台主机），要求主机在不同网络，且至少通过三个路由器才能到达。对主机和路由器进行配置，要求路由器使用静态路由。

(2) 具体的配置命令可参考-计算机网络实验教材-实验三 路由器配置

图2 网络互联拓扑图

手动配置4个主机的默认路由，配置路由器端口及IP地址，打开端口，配置静态路由（包括目的网络、子网掩码、下一跳地址），都配置好后，使PC0 ping PC3。

由图可知，PC0的数据成功发送给了PC3，使PC3 ping PC0，PC0也成功收到数据。这表明该使用静态路由的互联网络连通成功。

通过使用命令show ip route显示路由router 0信息,router0与网络192.168.2.0/24、192.168.3.0/24直接相连，S代表静态路由，手动配置了静态路由使router0可以与网络192.168.0.0/24、192.168.1.0/24正常通信。

上图所示是router1的路由表信息。

上图所示是router2的路由表信息。

2.掌握RIP协议特点和其配置方式；

(1)学习：视频学习Cisco Packet Tracer中RIP协议的配置

(2)配置一个互联网络，可根据视频中的配置进行设置；

在配置静态路由实验的基础上删掉静态路由，设置路由器的RIP，以router1为例，如图所示，在RIP中添加与其直接相连的网络，其余两个也是如此，然后我们使PC0 ping PC3，PC3成功收到数据，使PC3 ping PC0，PC0成功收到数据，说明我们的网络已经互联成功。

上图是router0的路由表信息。

上图是router1的路由表信息。

上图是router2的路由表信息。

3.掌握OSPF协议特点和其配置方式；

(1)学习：视频学习Cisco Packet Tracer中OSPF协议的配置

(2)配置一个互联网络，可根据视频中的配置进行设置；

启用并配置OSPF协议，使PC0 ping PC3，PC3成功收到数据，使PC3 ping PC0，PC0成功收到数据，说明我们的网络已经互联成功。

上图为R1的路由表信息。

上图为R2的路由表信息。

上图为R0的路由表信息。

五、思考题

(1)如果路由器转发的数据包的目的网络不在路由表中，会如何处理？

当路由器转发的数据包的目的网络不在路由表中时，它会根据特定的配置和策略来处理这种情况。以下是几种常见的处理方式：

丢弃数据包（Drop）：

路由器可能会选择丢弃该数据包，并且不发送任何响应给发送方。

这种情况通常发生在路由器没有匹配到目的网络的路由条目，并且没有配置默认路由的情况下。

数据包会被静默地丢弃，发送方将无法收到任何响应。

发送ICMP目的网络不可达消息（ICMP Destination Network Unreachable）：

路由器可以发送一个ICMP目的网络不可达的消息给发送方。

这表示路由器无法找到目的网络，提示发送方目的网络不可达。

这种情况通常发生在路由器配置了默认路由，并且将目的网络不在路由表中的数据包转发给默认路由时。

路由器会向发送方发送一个ICMP错误消息，告知目的网络不可达。

根据默认路由或静态路由的设置进行处理：

当路由表中没有匹配到目的网络时，路由器会根据默认路由表项中设置的下一跳地址（通常是0.0.0.0）将数据包转发出去。

如果路由器上设置了静态路由，则路由器会根据静态路由表项的设置进行处理，将数据包转发到指定的下一跳地址。

初始路由表：

RIP协议启动时的初始路由表仅包含本路由器的一些接口路由。这些路由是路由器直接连接的网络，其跳数（cost）通常设置为0（表示直接连接）。

初始时，路由器并不知道网络中的其他路由信息。

路由更新过程：

发送Request报文：当RIP协议启动后，路由器会向各接口广播一个Request报文，请求邻居路由器的路由信息。

接收Response报文：邻居路由器在收到Request报文后，会根据自己的路由表形成Response报文，并向该接口对应的网络广播。这个Response报文包含了邻居路由器所知道的路由信息。

更新路由表：路由器在接收到邻居路由器回复的包含路由信息的Response报文后，会将这些路由信息添加到自己的路由表中。如果新的路由信息比现有路由更优（即跳数更少），则会更新路由表。

周期更新：RIP协议会定期发送RIP更新消息（默认为每30秒一次），以通知相邻路由器路由信息的变化。这些更新消息包含了路由器当前的路由表信息。

路由老化与删除：RIP协议还使用了路由老化计时器（age time）。如果一条路由在180秒内没有收到更新，那么这条路由的跳数将被记为16（表示不可达）。之后，如果再过120秒还没有收到更新，该路由信息将从路由表中删除。

防止环路：为了防止路由环路，RIP协议还采用了分割范围（Split Horizon）和毒性逆转（Poison Reverse）等机制。这些机制可以确保路由信息在网络中正确传播，避免产生路由环路。

在拓扑结构相同的情况下，如果路由器采用不同的路由算法，数据转发选择的路径可能是不同的。这是因为不同的路由算法具有不同的计算方式和策略，会对网络中的路由选择产生不同的影响。

路由算法的选择会受到许多因素的影响，包括但不限于以下几点：

1. 路由协议的特点：不同的路由协议使用不同的度量标准、计算算法和路由信息的交换方式。例如，距离向量协议如 RIP 采用跳数作为度量标准，而链路状态协议如 OSPF 则使用链路成本作为度量标准。这些差异可能导致路由器在计算最佳路径时得出不同的结果。

2. 路由器之间的协议交互：当网络中使用多种路由协议时，路由器之间会进行路由信息的交互和共享。每种路由协议可能对路由信息的接收和处理方式有所不同，这也可能导致路径选择的差异。

3. 路由策略的配置：网络管理员可以在路由器上配置特定的路由策略，如静态路由、路由策略列表等。这些配置可能会对路由选择产生影响，而不同的路由算法可能对这些配置的处理方式有所差异。

综上所述，尽管拓扑结构相同，但不同的路由算法可能会根据其算法和策略的差异选择不同的路径进行数据转发。因此，在设计网络和选择路由算法时，需要考虑网络的需求、性能要求和管理策略，以确保选择合适的路由算法来满足特定的网络目标。

六、实验心得体会

通过本次实验，我深入理解了ARP协议及其在网络通信中的作用，掌握了ARP协议的常用命令和工作过程，并熟悉了IP地址与MAC地址的关系。实验中，我学会了使用工具分析ARP请求和应答包，观察其源和目的地址的变化。同时，通过模拟跨网段通信和配置路由器，了解了不同路由算法对数据转发路径的影响。此次实验不仅强化了我的理论知识，还提升了动手操作能力，为以后更复杂的网络配置和故障排查打下了坚实的基础。