江西財大Cisco路由器基礎

實驗

Cisco路由器基礎實驗目的：認識路由器上的各種界面及功能不同的存取模式下可使用的命令明了Cisco路由器的基礎架構以及基本設定背景資料

一般談論到路由器等設備都是以Cisco（思科）為標準，全球超過80%的網絡運作架構在Cisco的環境之下；在臺灣的占有率也高達90%以上，國內政府機關、固網、電信業、網絡ISP、一般企業等都大量的使用Cisco網絡設備。Cisco全系列產品包括ATM/Frame-Relay寬帶交換機、超高速交換路由器（GigaSwitchedRouter）、語音訊號處理（VoiceSignaling）、可程序電話交換機、電話加值服務（Voicevalue-addedservices）、數字用戶回路（DSL）相關產品、有線電視網絡相關產品、高速／超高速LAN交換機、工作組系統、Internet撥接存取與網絡管理軟件等。這些產品全藉由CiscoInternetworkOperatingSystem（CiscoIOS）軟件整合。CiscoIOS是一組開放授權的軟件科技，正迅速成為因特網業界的實質標準。什么是路由器?路由器是一種連接多個網絡的網絡設備，主要功能為轉送封包（packet），能夠解析／詢問封包的標頭信息（headparameter），透過計算封包由來源網絡作有效率的傳遞路線轉送往目的地網絡，從而構成一個更大的網絡，路由器就是專為鏈接大型網絡所設計，用來連接LAN到WAN。路由器在于OSI網絡七層中的第三層－網絡層（NetworkLayer）。它在網絡層的作用有：決定路徑，負責將數據從傳送端路由到目的端。將數據轉換成封包，封包傳送。定義邏輯地址。路由器根據邏輯地址來過濾訊框，并且可以使用于許多的繞送協議（如TCP/IP、IPX…等），路由器會對每個網絡指定唯一的邏輯地址，路由器會根據封包的地址去進行繞送，在多個網絡間進行鏈接及傳送。路由器的優點：路徑選擇：路由器會在路徑表中記錄如何抵達遠程網絡的相關信息，并根據這些信息進行繞送，可以同時處理多個路徑，路由器適用較大型的網絡上。邏輯尋址：在網絡層運作的裝置需要邏輯尋址，用來決定路徑選擇。網絡分割：路由器可對網絡做分割動作，可以讓帶寬的效率更佳，流量控制，減少主機負擔；提供封包分段及重組功能，并且不會轉送廣播，避免廣播風暴。安全性高：藉由使用存取規則列表（Access-list）提供網絡的安全性。路由器的缺點：不支持不同協議：雖然路由器可使用多個網絡通信協議（TCP/IP、IPX…），但只是針對相同的協議之下才能夠連結而已，因此，路由器無法鏈接不同網絡協議。而網關（gateway）卻可以用來鏈接不同的網絡協議，例如透過網關使用IPX協議的網絡，可以連上Internet（TCP/IP協定）。價格高昂貴：隨便一臺路由器就動輒上萬元。什么是交換器?交換器基本上是結合集線器及網橋（Bridge）特性的裝置，交換器和集線器都遵循IEEE802.3或IEEE802.3u，其存取方式均為競爭方式(CSMA/CD)。而它們的差別在于：集線器為共享方式，在同一網段中的機器會共享固有的帶寬，傳輸通過碰撞檢測進行，同一網段計算機越多，傳輸碰撞也越多，傳輸速率會變慢；而交換器每個埠為固定帶寬，有獨特的傳輸方式（Cutthrough、Store-and-forward、Fragmentfree），傳輸速率不受計算機增加影響，其獨特的Auto-Negotiation、全雙工功能，增加了交換器的使用范圍和傳輸速度。交換器在網絡層的作用數據鏈路層介于物理層和網絡層的協議中間，這一層負責實體地址的解析、網絡拓撲、線路狀態、錯誤通知、框架的傳輸次序及流量控制。同時數據鏈結層會將網絡層所分解出的數據封包，再度拆解成為在實體網絡上可傳送的最小單位，往下傳送到物理層，做實質上的傳輸。IEEE將此層分為2個子層：媒介訪問控制子層（MACsublayer）及邏輯鏈結控制子層（LogicalLinkControl/LLCsublayer），有時簡稱為鏈結，大致相當于SNA模型中的數據鏈結控制層。交換器的優點有：分割網絡流量減少碰撞機會，提高網絡性能。提供全雙工的通信，每個埠擁有固定的帶寬，并不像集線器是分享帶寬。提供虛擬的局域網絡。交換器的缺點有：交換器會將廣播傳送給所有相連區域上所有網絡裝置，這些廣播在大型局域網絡上可能會造成網絡流量的擁塞，造成廣播風暴。而路由器卻能過濾廣播，降低相連區域路間的流量，消除廣播風暴。互連網絡操作系統

Cisco設備是以Cisco互連網絡操作系統（InternetworkOperatingSystem；IOS）為主。IOS利用命令行界面（CommandLineInterface；CLI），讓使用者設定路由器的組態、查看目前組態下的運作狀態。IOS有各種版本可以支持硬設備執行各項功能。目前的版本是12.3，在這些數字之后再附加一個或二個字母來定義這個版本所支持的技術：A：存取服務器／撥接技術D：xDSL技術E：企業版功能H：同步數字階層／同步光纖網絡N：語言、多媒體、視頻會議S：服務提供商T：整合的技術W：ATM/LAN交換／第三層技術路由器的內存裝置有：ROM：放置開機區程序代碼，路由器從ROM中加載啟動的相關指令，將Cisco的IOS軟件加載內存。RAM：存放IOS執行碼、組態文件的數據（從NVRAM中加載），路徑表／ARP表。Flash：存放CiscoIOS映像。NVRAM：存放組態檔，在路由器關機或是重開機后，內容能夠保留下來。啟動過程如下：開機自我測試檢查CPU、內存、相關組件是否正常運作。載入IOS軟件到內存中。執行ROM中的開機區程序，接著尋找CiscoIOS軟件再加載到內存中。加載組態到內存中。載入正確的IOS映像后，路由器將繼續尋找有效的組態檔（從NVRAM中），接著將組態加載內存中，路由器便開始運作。路由器登入控制的方法有：本地存取（Localaccess）經由控制面板端口直接連接到個人計算機上，不必經由網絡。遠程撥接存取（Remotedial-upaccess）使用調制解調器撥接到路由器上的輔助埠。網絡存取（Networkaccess）直接連結到路由器上的IP地址，透過telnet終端機對路由器做控制動作。存取模式

使用者EXEC（UserEXECMode）特權EXEC（PrivilegedEXECMode）整體設定（Globalconfiguration）界面設定（Interfaceconfiguration）聯機設定路由器設定ROM監控（ROMmonitor）設定密碼-設定控制面板端口密碼進入聯機設定模式（consol0），對login做設定密碼。在設定完登入控制面板密碼后，以后登入就需要輸入”consolpasswd”這個密碼才行。若要取消密碼，必須將上圖中的『login』命令改為『nologin』。設定密碼-設定輔助端口密碼進入聯機設定模式(aux0)，對login做設定密碼。設定密碼-設定telnet終端機密碼進入聯機設定模式（linevty），對login做設定密碼，其中CiscoIOS可以支持5條telnet聯機，所以在下圖的設定中，指定linevty04，是表示從vty0~vty4都是使用這個密碼。設定特權模式的密碼當要對路由器做設定時，在存取特權模式時還要需要enablesecret密碼，在安全上也比較有保障。這裡密碼有兩種設法：enablepasswd及enablesecret；第一種是以明碼儲存，第二種是經過加密的方式。儲存設定將路由器設定完成後，必須要儲存起來，不然關機之後就會消失不見。執行copyrunning-configstartup-config或是copyrunstart，IOS會將路由器的設定組態儲存在NVRAM中，以便讓下次開機時讀取。刪除設定在儲存組態之後，若覺得設定錯誤，可以刪除儲存在NVRAM中的組態。執行erasestartup-config，再執行reload命令。show查詢路由器資訊在設定路由器上只要善用show命令，便可得知路由器狀態資訊，包括整個界面使用狀況、路由設定、IP位址…等；也就是說，這個命令能在使用者模式及特權模式下使用，在此將介紹較常用的show命令。showversion這個命令會顯示IOS版本（12.1）、路由器開機時間、硬體組態（2個Ethernet界面、1個序列界面）、32Kb的組態記憶體和8MBflash及設定暫存器為0X2102。showuser和showclock這二個命令會顯示路由器上的時間、日期，以及使用者從何登入狀態。showinterface這個命令可以顯示路由器上所有界面或是指定某個界面的所有相關資訊，在下圖可完整得知。若只是要查看Serial0界面的資訊，執行showinterfaces0即可。showprotocols這個命令會顯示第3層協定的整體界面狀態，從下圖中可以看到在Router上所有界面的狀態，其中Serial0和Ethernet0是已經設定好IP位址，並且啟動”up”。showip這個命令是用來顯示路由器上的IP位址設定、路徑繞送協定資訊。showipinterfacebrief這個命令也是用來查看界面的狀態，直接列出所有的界面出來、IP位址及啟動狀態，其中”up”表示正常運作，”administrativelydown”為系管理者主動停掉線路。showi