Boson Netsim 思科路由器仿真静态路由表、RIP、OSPF

原理

内容和步骤

1. 网络拓扑搭建

原理

　　路由器是一个能把多个异种网络或（网段/子网）互联起来，形成一个综合性的通讯网络的一种（工作在网络层上）的网络设备。路由器负责将数据分组（Packet）从源端主机经最佳路径传送到目的端主机，两个最基本的功能：最佳路径和完成信息分组的传送，即路由选择和数据转发（分组转发）。按路由选择策略是否自适应地随网络状态信息的变化，可分为非自适应和自适应路由算法。非自适应路由算法又称静态路由算法，常用的有洪泛法、固定路由法、随机路由选择、查表选择法等。自适应路由算法又称动态路由算法，常用的有孤立选择法、集中选择法和分布选择法等。

扫描二维码关注公众号，回复： 14873428 查看本文章

　　路由信息协议RIP和开放最短通路优先协议OSFP是两个经典的动态路由协议。RIP是一个基于距离向量的分布式路由选择协议，是因特网的标准协议。其最大优点就是简单。RIP的工作原理是：互联网中的每一个路由器每隔规定的时间便向相邻路由器广播自己的路由表；每一个路由器根据其相邻路由器发送来的路由信息，逐步建立并不断更新自己的路由表；更新路由表的原则是使得到每个目的网络的距离最短。

　　OSPF路由协议是一种典型的链路状态的路由协议，OSPF将链路状态组播数据LSA（Link State Advertisement）传送给在某一区域内的所有路由器，这一点与距离矢量路由协议不同。每一个路由器都维持一个链路状态数据库，并根据链路状态数据库中的数据，采用Dijkstra算法构造出自己的路由表。OSPF的链路状态数据库能较快地进行更新，使各个路由器能及时更新其路由表。OSPF的更新过程收敛得快是其重要优点。

　　本实验将利用Boson Netsim网络模拟仿真软件进行组网，并为该网络分别配置静态路由和动态路由（RIP路由协议和OSPF路由协议）。

内容和步骤

1. 网络拓扑搭建

　　拓扑结构如（图1）。

　　其中，路由器型号为Cisco 2514。各设备接口的IP地址如（表1）：

表1 各设备接口的IP地址
设备名	接口	IP	备注
Router1	Ethernet 0	192.168.1.1/24	-
Router1	Serial 0	192.168.2.1/24	HDLC
Router2	Serial 0	192.168.2.2/24	HDLC，DCE end提供时钟速率64000
Router2	Serial 1	192.168.3.1/24	PPP，DCE end提供时钟速率64000
Router3	Serial 0	192.168.3.2/24	PPP
Router3	Ethernet 0	192.168.4.1/24	-
PC1	Ethernet 0	192.168.1.2/24	-
PC2	Ethernet 0	192.168.4.2/24	-

2. 静态路由配置：

（1）根据（表1）完成终端设备和路由器的配置：

　　① 配置路由器名称，以Router1为例，如（图2）。其余路由器同理。

图2 配置路由器Router1的名称

　　② 配置Router1的各接口的IP，并配置Router1的Serial 0接口为HDLC格式封装，如（图3）。Router3的配置除Serial 0封装为PPP和接口IP地址不同外，其余同理。

　　③ 配置Router2的各接口的IP，并配置Serial 0接口为HDLC格式封装、提供时钟频率64000；配置Serial 0接口为PPP格式封装、提供时钟频率64000。如（图4）。

　　④ 配置PC1和PC2。以配置PC1为例，输入下列命令配置IP和网关：

C:>ipconfig /ip 192.168.1.2 255.255.255.0               配置IP地址

C:>ipconfig /dg 192.168.1.1                             配置网关

　　⑤ 查看各路由器的路由表信息（图5、6、7）。在Router3上ping路由器Router1的Ethernet 0接口测试网络连通性（图8），可以看到，Router3与Router1的Ethernet 0接口无法正常通信。

　　原因：从（图7）知，Router3上并无Router1的Ethernet 0接口的路由表，因此无法寻找到到达Router1的Ethernet 0口的路径，故连通性测试成功率0%。

（2）配置静态路由表：

　　① 配置Router1到网络192.168.3.0和192.168.4.0的静态路由，如（图9）。

　　② 配置Router2到网络192.168.1.0和192.168.4.0的静态路由，如（图10）。

　　③ 配置Router3到网络192.168.1.0和192.168.2.0的静态路由，如（图11）。

　　④ 查看各路由表信息（图12、13、14），并查看各个路由的配置（图15.1、15.2、15.3）。

　　⑤ 测试PC1和PC2的连通性，如（图16）。在PC1上ping PC2，配置静态路由后可以正常通信，其中数据包经过各路由器时，路由器通过查找静态路由表找到下一跳的地址，进行转发。

3. 动态路由RIP配置。

　　① 根据（1）所述内容，重新搭建拓扑结构，配置各路由器和PC。路由表如（图5、6、7），连通性如（图8）。

　　② 配置路由器RIP相邻网络，以Router1为例，如（图17）。Router2和Router3仅相邻网络地址不同，其余同理。

　　③ 查看各路由表信息（图18、19、20），路由公告信息（图21、22、23），路由器配置信息（图24.1、24.2、24.3）。

　　④ 测试PC1与PC2连通性，如（图25）。使用RIP协议的每个路由器每隔一段时间会向相邻路由器广播自己的路由表，并根据相邻路由广播的信息不断建立和更新自己的路由表。因此配置RIP协议后，PC1即可与PC2正常通信。

4. 动态路由OSPF配置。

　　① 根据（1）所述内容，重新搭建拓扑结构，配置各路由器和PC。路由表如（图5、6、7），连通性如（图8）。根据（1）所述内容，重新搭建拓扑结构，配置各路由器和PC。路由表如（图5、6、7），连通性如（图8）。

　　② 配置路由器OSPF协议相邻网络和所属区域，以Router1为例，如（图26）。Router2和Router3仅相邻网络地址不同，其余同理

　　③ 查看各路由表信息（图27、28、29）。路由器配置信息（图30.1、30.2、30.3）。邻居路由信息（图31、32、33）。直连端口信息（图34、35、36）。

图31 Router1邻居路由信息

图32 Router2邻居路由信息

图33 Router3邻居路由信息

　　④ 测试PC1与PC2的连通性（图37）。OSPF将链路状态组播数据LSA传送给该区域内所有路由器，并使各个路由器能及时更新其路由表。因此经过路由表更新后，PC1的数据包能传输至PC2。

问题讨论

1. RIP是一种基于距离矢量算法的动态路由协议，RIP协议的优缺点是什么？有哪些方法能够解决RIP协议引起的路由环路？

1）RIP优点是：配置简单，适用于小规模网络。

2）RIP缺点是：

　　大量广播，RIP每隔一段时间会广播一次完整路由表，占用带宽资源；

　　RIP路由选择没有考虑网络延时和链路成本，只考虑跳数，当一条链路带宽很大但跳数较多时不会被选择；

　　支持的网络规模小，RIP只支持16跳，超过该跳数将被认为不可达。

3）解决RIP路由环路问题的方法：

　　触发扩展：有路由变动时立刻广播路由消息给相邻路由器，而不用等待RIP广播间隔到来。

　　水平分割：限制路由器不能将信息发生回接受信息的方向。

　　中毒逆转：路由信息在路由表中失效的时候，把该表项的度量值设为无穷大（16），而不是马上从路由表中删掉这条路由信息。收到路由中毒消息的路由器，不遵守水平分割原则，而将中毒消息转发给所有的相邻路由器（包括发送中毒信息的源路由器），通告相邻路由器这条路由信息己失效了。主要目的是达到快速收敛。

总结

　　本次实验通过使用Boson NetSim仿真软件，绘制了简单的路由器拓扑结构。并采用了静态路由表法、动态路由RIP法和动态路由OSPF法使各个路由器获得到达各目的网络的路由表，并使两台终端设备能成功通信。

　　在本次配置路由器的实验中，每一个端口配置完均需要执行“no shut”来打开该端口，才能完成配置，而不能配置完所有端口后再执行该命令。在PC配置时，还需指定网关，否则PC不会将数据包送至路由器来转发。