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[网络协议]eNSP实验一：IPv4编址及IPv4路由基础

文章目录

一 实验目的及组网拓扑图

实验目的：

  1. 配置各路由器上的物理接口的IP地址并实现互联互通
  2. 配置各路由器的 Loopback 的IP地址并实现互联互通（包括备份路由，默认路由）

Loopback属于逻辑接口，说明在后面。

完整拓扑图如下：（设备已启动完成）

图中三个路由器型号为 AR2220。

image-20220503101437239

二 配置物理接口ip

步骤1：设备基础配置

设备命名

<Huawei>sys	  # Tab键补全
<Huawei>system-view   # 进入系统视图
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys	
[Huawei]sysname AR1  # 设备命名
[AR1]

其它设备略。

步骤2：查看路由器当前接口IP地址配置与路由表

# 查看路由器上的接口状态，仅以AR1为例

[AR1] display ip interface brief

image-20220503103629215

display ip interface brief 命令用来查看接口与IP相关的简要信息，包括IP地址、子网掩码、物理状态和协议状态以及处于不同状态的接口数目等。

当前 AR1上的各接口由于尚未配置 IP地址，所以 IP Address/Mask字段为unassigned状态，Physical字段为up状态，Protocol字段为down状态。


# 查看路由器上的路由表情况，仅以 R1为例

[AR1]display ip routing-table
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
         Destinations : 4        Routes : 4        

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost   Flags NextHop         Interface

      127.0.0.0/8   Direct   0    0     D   127.0.0.1       InLoopBack0
      127.0.0.1/32  Direct   0    0     D   127.0.0.1       InLoopBack0
127.255.255.255/32  Direct   0    0     D   127.0.0.1       InLoopBack0
255.255.255.255/32  Direct   0    0     D   127.0.0.1       InLoopBack0

InLoopBack0为设备上默认创建的环回接口，它是一个特殊的、固定的 LoopBack接口。

InLoopBack0接口使用环回地址127.0.0.1/8，用来接收所有发送给本机的数据包。该接口上的IP地址是不可以改变的，也不通过路由协议对外发布。

步骤3：配置路由物理接口的IP地址

# 按照下表配置路由器的物理接口的IP地址

Table：路由器物理接口的IP地址
路由器接口IP Address/Mask
AR1GigabitEthernet 0/0/010.0.12.1/24
GigabitEthernet 0/0/110.0.13.1/24
AR2GigabitEthernet 0/0/010.0.12.2/24
GigabitEthernet 0/0/110.0.23.2/24
AR3GigabitEthernet 0/0/010.0.13.3/24
GigabitEthernet 0/0/110.0.23.3/24

AR1配置命令（这里就详细点说明）

<AR1> system-view # 进入系统视图
[AR1]
[AR1]interface g	 # 按Tab键补全
[AR1]interface GigabitEthernet0/0/0   # 进入接口视图
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]ip add # 按Tab键补全
[AR1-GigabitEthernet0/0/0] ip address 10.0.12.1 24  # 配置ip地址及掩码
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]
May  3 2022 11:01:57-08:00 AR1 %%01IFNET/4/LINK_STATE(l)[0]:The line protocol IP
 on the interface GigabitEthernet0/0/0 has entered the UP state.  # ip协议状态开启
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]quit  # 返回上一级视图，即系统视图
[AR1]
[AR1]interface GigabitEthernet 0/0/1
[AR1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 10.0.13.1 24
May  3 2022 11:03:22-08:00 AR1 %%01IFNET/4/LINK_STATE(l)[1]:The line protocol IP
 on the interface GigabitEthernet0/0/1 has entered the UP state. 
[AR1-GigabitEthernet0/0/1] return # 直接返回用户视图
<AR1>
<AR1>save  # 保存配置，不然关机要丢失。
  The current configuration will be written to the device. 
  Are you sure to continue? (y/n)[n]:y  # 输入y或Y表示继续
  It will take several minutes to save configuration file, please wait.......
  Configuration file had been saved successfully
  Note: The configuration file will take effect after being activated
<AR1>

AR2配置命令

<AR2> system-view
[AR2]interface GigabitEthernet 0/0/0
[AR2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 10.0.12.2 24
[AR2-GigabitEthernet0/0/0]quit
[AR2]
[AR2]interface GigabitEthernet 0/0/1
[AR2-GigabitEthernet0/0/1]ip address 10.0.23.2 24
[AR2-GigabitEthernet0/0/1]return 
<AR2>save

AR3配置命令

<AR3> system-view
[AR3]interface GigabitEthernet 0/0/0
[AR3-GigabitEthernet0/0/0]ip address 10.0.13.3 24
[AR3-GigabitEthernet0/0/0]quit
[AR3]
[AR3]interface GigabitEthernet 0/0/1
[AR3-GigabitEthernet0/0/1]ip address 10.0.23.3 24
[AR3-GigabitEthernet0/0/1]return 
<AR3>save

步骤4：测试以及查看路由表

# 使用ping工具测试联通性

<AR1>ping 10.0.12.2
…………
<AR1>ping 10.0.13.3

image-20220503112830511

# 查看R1的路由表

[AR1]display ip routing-table 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
         Destinations : 10       Routes : 10       

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost  Flags  NextHop      Interface

      10.0.12.0/24 	Direct  0    0      D   10.0.12.1       GigabitEthernet0/0/0
      10.0.12.1/32 	Direct  0    0      D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/0
    10.0.12.255/32  Direct  0    0      D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/0
    
      10.0.13.0/24 	Direct 	0    0      D   10.0.13.1       GigabitEthernet0/0/1
      10.0.13.1/32 	Direct  0    0      D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/1
    10.0.13.255/32  Direct  0    0      D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/1
    # 上面就是两个接口自动生成的直连路由
      127.0.0.0/8   Direct  0    0      D   127.0.0.1       InLoopBack0
      127.0.0.1/32 	Direct  0    0      D   127.0.0.1       InLoopBack0
127.255.255.255/32  Direct  0    0      D   127.0.0.1       InLoopBack0
255.255.255.255/32  Direct  0    0      D   127.0.0.1       InLoopBack0

可以看到，在接口IP地址配置完成之后，针对每个接口自动生成了三条直连路由。分别是：

  1. 指向接口所在网段的路由。
  2. 指向接口IP地址的主机路由。
  3. 指向接口所在网段广播地址的主机路由。

注：主机路由就是掩码长度为32的路由。

三 配置LoopBack接口ip

步骤1：创建并配置LoopBack接口

# 按照下表配置设备的LoopBack接口

路由器接口IP Address/Mask
R1LoopBack010.0.1.1/32
R2LoopBack010.0.1.2/32
R3LoopBack010.0.1.3/32

LoopBack接口属于设备上的逻辑接口，逻辑接口是指能够实现数据交换功能但物理上不存在、需要通过配置建立的接口。LoopBack接口创建后除非手工关闭该接口，否则LoopBack接口物理层状态和链路层协议永远处于UP状态。一般情况下，LoopBack接口使用32位掩码。

使用LoopBack接口一般有如下目的：

  1. 作为一台路由器的管理地址，起到标识一台设备的作用。
  2. 使用该接口地址作为动态路由协议OSPF的router id。
  3. 其他提高网络可靠性的用途。
# AR1
[AR1]interface LoopBack0
[AR1-LoopBack0]ip address 10.0.1.1 32
# AR2
[AR2]interface LoopBack0
[AR2-LoopBack0]ip address 10.0.1.2 32
# AR3
[AR3]interface LoopBack0
[AR3-LoopBack0]ip address 10.0.1.3 32

# 查看设备上的路由表，以R1为例

[AR1]display ip routing-table 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
         Destinations : 11       Routes : 11       

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

       10.0.1.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       LoopBack0   # 生成的路由
      10.0.12.0/24  Direct  0    0           D   10.0.12.1       GigabitEthernet0/0/0
      10.0.12.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/0
    10.0.12.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/0
      10.0.13.0/24  Direct  0    0           D   10.0.13.1       GigabitEthernet0/0/1
      10.0.13.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/1
    10.0.13.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/1
      127.0.0.0/8   Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
      127.0.0.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
127.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
255.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0

此时已经生成了相应的直连路由

# 测试各LoopBack接口之间的联通性

[AR1]ping -a 10.0.1.1 10.0.1.2
  PING 10.0.1.2: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Request time out
    Request time out
    Request time out
    Request time out
    Request time out

  --- 10.0.1.2 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    0 packet(s) received
    100.00% packet loss

ping –a source-ip-address destination-ip-address ：命令用来指定发送ICMP ECHO-REQUEST报文的源IP地址及目的IP地址。

此时由于路由器上没有到底该目的 IP 的路由条目，所以无法ping通。

步骤 2：配置静态路由

# 在R1上配置到达 R2和R3 的 LoopBack0 接口的静态路由条目

[AR1]ip route-static 10.0.1.2 32 10.0.12.2 
[AR1]ip route-static 10.0.1.3 32 10.0.13.3

# 查看R1的路由表

image-20220503153056023

配置的静态路由被加入到了IP路由表中

Route Flags:

  • R - relay，迭代路由。配置静态路由时如果只指定下一跳IP地址，而不指定出接口，那么就是迭代路由，需要根据下一跳IP地址的路由获取出接口

  • D - download to fib，表示该路由下发到 fib表。

路由器转发数据包的关键是路由表和FIB表，每个路由器都至少保存着一张路由表和一张FIB（Forwarding Information Base）表。路由器通过路由表选择路由，通过FIB表指导报文进行转发。

# 测试联通性

还是无法 ping通 R2的 LoopBack0 接口，因为此时 R2 上没有到 R1 的 LoopBack0 的路由

image-20220503153708266

# 在R2上添加到达 R1和R3 的 LoopBack0 的路由

[AR2]ip route-static 10.0.1.1 32 10.0.12.1 
[AR2]ip route-static 10.0.1.3 32 10.0.23.3

# 再测试联通性

此时R1的LoopBack0已经可以和R2的LoopBack0实现互通。

image-20220503154146552

# 完成 R3 路由条目的配置

[R3]ip route-static 10.0.1.1 32 10.0.13.1 
[R3]ip route-static 10.0.1.2 32 10.0.23.2

接下来的测试就不展示了。

步骤3：配置LoopBack接口的备份路由

这里只展示部分

配置R1->R3->R2作为R1的 LoopBack0 到 R2的 LoopBack0 接口的备份路径

# 配置R1和R2上的静态路由

preference：优先级。值越大优先级越小。

# AR1
[AR1]ip route-static 10.0.1.2 32 10.0.13.3 preference 100   
# AR2
[AR2]ip route-static 10.0.1.1 32 10.0.23.3 preference 100

# 这里就选择查看R1 上的路由表 ，R2的不展示了。

此时配置的preference为100的静态路由没有被加载到路由表中。

[AR1]display ip routing-table 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
         Destinations : 13       Routes : 13       

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

       10.0.1.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       LoopBack0
       10.0.1.2/32  Static  60   0          RD   10.0.12.2       GigabitEthernet0/0/0
       10.0.1.3/32  Static  60   0          RD   10.0.13.3       GigabitEthernet0/0/1
      10.0.12.0/24  Direct  0    0           D   10.0.12.1       GigabitEthernet0/0/0
      10.0.12.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/0
    10.0.12.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/0
      10.0.13.0/24  Direct  0    0           D   10.0.13.1       GigabitEthernet0/0/1
      10.0.13.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/1
    10.0.13.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/1
      127.0.0.0/8   Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
      127.0.0.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
127.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
255.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0

# 关闭R1和R2之间的链路对应的接口（GigabitEthernet0/0/0），使得优先级高的路由失效。

[AR1]interface GigabitEthernet 0/0/0
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]shutdown  # 关闭接口

undo shutdown： 打开端口/接口

# 退回系统视图，查看路由表

此时由于链路断开，原先的静态路由失效，低优先级的静态路由被激活。

image-20220503161915357

# 检查联通性

[AR1]ping -a 10.0.1.1 10.0.1.2 
  PING 10.0.1.2: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 10.0.1.2: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 10.0.1.2: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=40 ms
    Reply from 10.0.1.2: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 10.0.1.2: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 10.0.1.2: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=20 ms

  --- 10.0.1.2 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    5 packet(s) received
    0.00% packet loss
    round-trip min/avg/max = 20/24/40 ms

# 追踪数据包路径

[AR1]tracert -a 10.0.1.1 10.0.1.2

image-20220503162257790

**tracert **命令主要用于查看数据包从源端到目的端的路径信息。

可以看到数据包经过了R3的 GigabitEthernet0/0/0，再经过R3的GigabitEthernet0/0/1转发给R2的GigabitEthernet0/0/1。

路径即为 R1->R3->R2。

# 开启原先关闭的R1与R2接口，并回到用户视图保存配置

[AR1]interface GigabitEthernet 0/0/0
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown  # 开启端口
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]return  # 直接返回用户视图
<AR1>save  # 保存配置

步骤4：配置默认路由

只展示部分：通过默认路由实现 R1 的 LoopBack0 接口和 R2 的 LoopBack0 接口互联互通

# 删除已经配置的路由条目 （包括备份路由）

[AR1]undo ip route-static 10.0.1.2 32 10.0.12.2
[AR1]undo ip route-static 10.0.1.2 32 10.0.13.3 preference 100  # 备份路由

# 查看R1的路由表

此时R1上没有到R2的LoopBack0（10.0.1.2/32）的路由条目

[AR1]display ip routing-table 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
         Destinations : 12       Routes : 12       

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

       10.0.1.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       LoopBack0
       10.0.1.3/32  Static  60   0          RD   10.0.13.3       GigabitEthernet0/0/1
      10.0.12.0/24  Direct  0    0           D   10.0.12.1       GigabitEthernet0/0/0
      10.0.12.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/0
    10.0.12.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/0
      10.0.13.0/24  Direct  0    0           D   10.0.13.1       GigabitEthernet0/0/1
      10.0.13.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/1
    10.0.13.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/1
      127.0.0.0/8   Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
      127.0.0.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
127.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
255.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0

# 在R1上配置默认路由

[AR1]ip route-static 0.0.0.0 0 10.0.12.2

# 查看R1的路由条目

[AR1]display ip routing-table

image-20220503164253074

默认路由已经被激活

# 测试R1的LoopBack0接口到R2的LoopBack0接口的联通性

[AR1]ping -a 10.0.1.1 10.0.1.2
  PING 10.0.1.2: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 10.0.1.2: bytes=56 Sequence=1 ttl=255 time=60 ms
    Reply from 10.0.1.2: bytes=56 Sequence=2 ttl=255 time=30 ms
    Reply from 10.0.1.2: bytes=56 Sequence=3 ttl=255 time=20 ms
    Reply from 10.0.1.2: bytes=56 Sequence=4 ttl=255 time=20 ms
    Reply from 10.0.1.2: bytes=56 Sequence=5 ttl=255 time=20 ms

  --- 10.0.1.2 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    5 packet(s) received
    0.00% packet loss
    round-trip min/avg/max = 20/30/60 ms

此时R1的 LoopBack0 接口到R2的LoopBack0接口之间可以互联互通。

四 总结

暂时就到这里了。

参考资料：华为数通实验
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加:2022-05-05 11:56:47  更:2022-05-05 12:00:10 
 
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