路由协议配置实验报告

一、实验名称

路由协议配置实验

二、实验目的

本实验旨在深入理解IP路由技术及其配置方法，通过配置默认网关、静态路由、RIP和OSPF路由协议，熟练掌握不同路由策略在华为交换机上的运用，确保网络中不同区域间设备实现准确、高效通信，并能对实验结果进行有效分析。

三、实验原理

IP路由技术是实现网络间数据转发的核心机制。默认网关为本地网络设备提供访问外部网络的出口，数据包将转发至默认网关处理。静态路由由网络管理员手动设定固定路由路径，适用于网络拓扑稳定、结构简单的环境，可精确控制数据包流向。RIP作为距离矢量路由协议，通过周期性广播路由更新信息，依据跳数选择最优路径，但收敛速度慢、度量值单一且易产生路由环路，适用于小型网络。OSPF是链路状态路由协议，构建网络拓扑图，依链路状态计算最短路径，收敛速度快、支持大规模网络且度量值更能反映链路真实情况，通过区域划分优化路由信息传播，提升网络性能和稳定性。

四、仪器与材料

1. 华为交换机：若干台，用于构建网络拓扑，实现路由功能配置。

2. 计算机：若干台，用于模拟网络中的主机，测试网络连通性。

3. 辅助线缆：用于连接交换机与计算机、交换机与交换机之间的端口，确保数据传输。

五、实验步骤

（一）交换机端口IP地址配置

1. 进入系统视图：

- 在用户视图下输入“system - view”，进入系统视图，提示符变为“[Huawei]”。

2. 配置2811交换机串行端口0/0/0的IP地址：

- 在系统视图下，输入“interface Huawei - Serial 0/0/0”，进入“[Huawei - Serial0/0/0]”视图，执行“ip address 192.168.1.1 255.255.255.0”，为该端口配置IP地址。

3. 配置2811交换机串行端口1/0/0的IP地址：

- 回到系统视图，输入“interface Huawei - Serial 1/0/0”，进入“[Huawei - Serial1/0/0]”视图，执行“ip address 192.168.2.1 255.255.255.0”。

4. 配置2809 - 1交换机串行端口0/0/0的IP地址：

- 登录2809 - 1交换机，进入系统视图后，输入“interface Huawei - Serial 0/0/0”，执行“ip address 192.168.1.2 255.255.255.0”。

5. 配置2809 - 2交换机串行端口0/0/0的IP地址：

- 在2809 - 2交换机系统视图下，输入“interface Huawei - Serial 0/0/0”，执行“ip address 192.168.2.2 255.255.255.0”。

（二）默认网关和静态路由配置

1. 2809 - 1交换机配置默认网关：

- 在2809 - 1交换机系统视图下，输入“ip route - static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.1”，将默认网关设置为2811交换机串行端口0/0/0的IP地址（192.168.1.1）。

2. 2809 - 2交换机配置指定静态路由：

- 在2809 - 2交换机系统视图下，执行“ip route - static 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1”，使能访问192.168.1.0/24网络，下一跳为2811交换机串行端口1/0/0的IP地址（192.168.2.1）。

（三）RIP路由协议配置

1. 在2811交换机上启动RIP：

- 在系统视图下，输入“rip”，进入“[Huawei - rip]”视图，启动RIP协议。

2. 在2811交换机上使能对应网段：

- 在“[Huawei - rip]”视图下，执行“network 192.168.1.0”和“network 192.168.2.0”，使RIP协议在这两个网段生效。

3. 在2809 - 1交换机上启动RIP并使能网段：

- 登录2809 - 1交换机，进入系统视图后输入“rip”启动RIP，在“[Huawei - rip]”视图下执行“network 192.168.1.0”。

4. 在2809 - 2交换机上启动RIP并使能网段：

- 在2809 - 2交换机系统视图下输入“rip”启动RIP，在“[Huawei - rip]”视图下执行“network 192.168.2.0”。

（四）OSPF路由协议配置

1. 在2811交换机上设置路由器标识：

- 在系统视图下，输入“router id 1.1.1.1”，为2811交换机设定标识。

2. 在2811交换机上启动OSPF：

- 在系统视图下输入“ospf”，进入“[Huawei - ospf - 1]”视图，启动OSPF协议。

3. 在2811交换机上进入OSPF区域0视图：

- 在“[Huawei - ospf - 1]”视图下，执行“area 0”，进入“[Huawei - ospf - 1 - area - 0.0.0.0]”视图。

4. 在2811交换机上使能对应网段：

- 在“[Huawei - ospf - 1 - area - 0.0.0.0]”视图下，执行“network 192.168.1.0 0.0.0.255”和“network 192.168.2.0 0.0.0.255”，使OSPF协议在相应网段生效。

5. 在2809 - 1交换机上配置OSPF：

- 登录2809 - 1交换机，进入系统视图后，设置路由器标识“router id 2.2.2.2”，启动“ospf”，进入区域0视图（执行“area 0”），使能网段“network 192.168.1.0 0.0.0.255”。

6. 在2809 - 2交换机上配置OSPF：

- 在2809 - 2交换机系统视图下，设置路由器标识“router id 3.3.3.3”，启动“ospf”，进入区域0视图（执行“area 0”），使能网段“network 192.168.2.0 0.0.0.255”。

（五）测试IP通断情况（实验成功结果）

1. 在配置默认网关和静态路由后：

- 从2809 - 1交换机上执行“ping 192.168.2.2”（2809 - 2交换机串行端口0/0/0的IP地址），成功收到回应，显示类似“Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time<1ms TTL=255”的信息，表明通过默认网关和静态路由配置，不同网络之间能够正常通信。

2. 在配置RIP路由协议后：

- 等待一段时间让交换机学习路由信息后，在各交换机之间进行ping测试，均能成功通信。例如，在2811交换机上ping 2809 - 1和2809 - 2交换机的相关网段IP地址，均能收到正常回应。查看“display rip route”命令输出，能看到各交换机正确学习到了其他网段的路由信息，路由表稳定，无异常跳数或环路指示。

3. 在配置OSPF路由协议后：

- 通过“display ospf peer”命令查看，各交换机之间的OSPF邻居关系正常建立，状态为“Full”。执行“display ospf routing”命令，能看到准确的路由表信息，包含各个网段的最优路径。在不同交换机的接口或连接的计算机上进行ping测试，如从2809 - 1交换机的计算机ping 2809 - 2交换机所连接计算机的IP地址，能够快速收到回应，通信高效稳定，表明OSPF路由协议配置成功，网络能够根据链路状态快速收敛并准确转发数据包。

六、讨论与回答

（一）实验现象（成功情况下的总结）

1. 配置默认网关和静态路由后，网络实现预期的连通性，数据包能够按照设定的静态路径在不同网络间准确转发。

2. 配置RIP路由协议后，交换机自动学习并收敛路由信息，各网段之间通信正常，且随着网络拓扑变化，RIP协议能够在一定时间内重新计算路由，维持网络通信。

3. 配置OSPF路由协议后，交换机迅速建立邻居关系，快速收敛路由表，网络拓扑变化时能及时更新路由信息，不同网络间通信高效稳定，数据包沿着计算出的最优路径转发。

（二）原因分析（成功的关键因素）

1. 默认网关和静态路由：

- 正确配置的默认网关和静态路由为数据包提供了明确的转发路径，交换机依据配置准确地将数据包投递到目标网络，确保了网络间的通信。

2. RIP路由协议：

- 各交换机正确启动RIP协议并使能相应网段后，能够通过周期性广播路由更新信息，依据跳数计算最优路径。在实验网络拓扑相对简单且无环路的情况下，RIP协议能够正常工作，实现路由信息的学习和更新，从而保证网络通信。

3. OSPF路由协议：

- 准确设置路由器标识、启动OSPF协议并合理配置区域和使能网段后，交换机能够构建准确的网络拓扑图，基于链路状态计算出最短路径。OSPF协议的高效性和可靠性使得网络能够快速收敛，适应拓扑变化，确保数据包高效稳定地转发。

（三）问题回答

1. 为什么需要配置路由协议？

- 实际网络环境中，拓扑结构复杂多变，静态路由难以适应动态变化。路由协议可自动感知拓扑变化，动态更新路由表，确保数据包在不同网络间准确高效转发。如网络设备增减、链路故障或恢复时，路由协议自动调整策略，维持网络通信。不配置路由协议，仅靠静态路由，管理员工作量大且易出错，拓扑变化频繁时，静态路由无法及时更新，网络通信陷入混乱。

2. 比较RIP和OSPF路由协议的优缺点。

- RIP优点：

- 配置简单，易理解上手，适合初学者和小型网络，无需复杂参数设置即可实现基本路由功能。

- RIP缺点：

- 收敛速度慢，拓扑变化时重新计算路由时间长，影响网络通信。最大跳数15跳，不适用于大规模网络。度量值单一，不能准确反映链路真实情况，可能选非最优路径。易产生路由环路，浪费网络资源，降低通信质量。

- OSPF优点：

- 收敛速度极快，拓扑变化时迅速更新路由表，减少网络中断时间，提高可用性和稳定性。支持大规模网络，区域划分优化路由信息传播，减轻交换机计算负担，提高性能。以链路状态为度量值，综合考虑多种因素选最优路径，提高传输效率。可靠性高，不易产生路由环路，保障通信稳定。

- OSPF缺点：

- 配置复杂，需深入了解拓扑结构才能合理设置区域划分、路由器标识等参数。上手难度大，配置不当易引发网络故障。实验中体会到OSPF在大规模复杂网络环境下优势明显，快速收敛和准确路径选择能力优于RIP，但配置复杂性是挑战，需谨慎准确操作。

（四）网络拓扑结构

以下为本次实验的简单网络拓扑结构示意图：

[此处可以手绘或使用图形工具绘制一个包含三台交换机（2811、2809 - 1、2809 - 2）通过串行端口连接的拓扑图，每个交换机的串行端口标注相应的IP地址，如2811的serial 0/0/0为192.168.1.1，serial 1/0/0为192.168.2.1等，并且可以示意出不同网段之间的连接关系]

通过这个拓扑结构，我们可以清晰地看到不同交换机之间的连接关系以及各个网段的分布情况，有助于理解路由协议在网络中的作用和数据包的转发路径。在实际实验中，该拓扑结构为路由协议的配置和测试提供了基础框架，确保了实验的顺利进行和结果的有效性。