2.1 实验一：IPv4编址及IPv4路由基础实验

2.1.1 实验介绍

2.1.1.1 关于本实验

IPv4（Internet Protocol Version 4）是TCP/IP协议族中最为核心的协议之一。它工作在TCP/IP参考模型的网际互联层，该层与OSI参考模型的网络层相对应。网络层提供了无连接数据传输服务，即网络在发送分组时不需要先建立连接，每一个分组（也就是IP数据报文）独立发送。

路由是数据通信网络中最基本的要素。路由信息就是指导IP报文发送的路径信息，路由的过程就是报文转发的过程。

本实验将通过IPv4地址以及IPv4静态路由的配置，帮助学员理解路由转发的基本原理。

2.1.1.2 实验目的

1. 掌握接口IPv4地址的配置方法
2. 理解LoopBack接口的作用与含义
3. 理解直连路由的产生原则
4. 掌握静态路由的配置方法并理解其生效的条件
5. 掌握通过PING工具测试网络层联通性
6. 掌握并理解特殊静态路由的配置方法与应用场景

2.1.1.3 实验组网介绍

2.1.1.4 实验背景

R1、R2、R3都是各自网络的网关设备，现在需要通过相应的配置，来实现这些网络之间的互联互通

2.1.2 实验任务配置

2.1.2.1 配置思路

1.配置路由器上各接口的IP地址

2.配置静态路由来实现互联互通

2.1.2.2 配置步骤

步骤 1、设备基础配置

# 设备命名        sysn 名称

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        dis ip int b

 # 查看路由器上的路由表情况        dis ip ro

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

路由器	接口	IP Address/Mask
R1	GigabitEthernet0/0/1	10.0.13.1/24
	GigabitEthernet0/0/0	10.0.12.1/24
R2	GigabitEthernet0/0/0	10.0.12.2/24
	GigabitEthernet0/0/1	10.0.23.2/24
R3	GigabitEthernet0/0/1	10.0.13.3/24
	GigabitEthernet0/0/0	10.0.23.3/24

# 使用 ping 工具测试联通性        ping IP

查看 R1 路由表

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。

步骤 4、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
R1	LoopBack0	10.0.1.1/32
R2	LoopBack0	10.0.1.2/32
R3	LoopBack0	10.0.1.3/32

 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。

本实验使用 LoopBack 接口模拟客户端

查看设备上的路由表 

# 测试各LoopBack接口之间的联通性        ping -a 源 IP 地址 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 5、配置静态路由

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

ip route-s 目的 IP 地址 子网掩码 下一跳

查看 R1 的路由表

测试连通性

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 

# 在 R2 上添加到达 R1 的 LoopBack0 的路由 

测试联通性

此时R1的LoopBack0已经可以和R2的LoopBack0实现互通

完成剩余路由条目的配置

读者自行测试路由器的 LoopBack0 接口之间的联通性

步骤 6、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

查看R1和R2上的路由表

此时配置的preference为100的静态路由没有被加载到路由表中 

# 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        sh

查看R1和R2的路由表，随着高优先级路由失效，低优先级路由被激活

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 

检查联通性

# 追踪数据包路径        tracert -a 源 IP 地址 目的 IP 地址

步骤 7、通过默认路由实现 R1 的 LoopBack0 接口和 R2 的 LoopBack0 接口互联互通

恢复接口并删除已经配置的路由条目

查看R1的路由表

# 在R1上配置默认路由        ip route-s 0.0.0.0 0 下一跳

查看R1的路由条目

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 

2.1.3 结果验证

读者自行通过 ping 和 tracert 命令检查设备 LoopBack0 接口之间的联通性

2.1.4 思考题

1. 什么情况下，配置的静态路由会被添加到 IP 路由表中？若配置的下一跳不可达，该路由可以被加入到IP路由表吗？

答：

同时满足下列两个条件，静态路由会被添加到路由表中：

        1、该路由所配置的下一跳可达。

        2、这条路由是到达目的网段（主机）的最优路由。

所以当下一跳不可达时，不会被添加到IP路由表。

2. 在步骤三中，当测试 LoopBack 接口之间联通性时，若不加 -a 参数，则 ICMP 报文的源 IP 地址将会是多少？为什么？

答：在华为设备上执行 ping 操作时，设备会查询路由表来确定出接口，出接口的 IP 地址将会被作为 ICMP 报文的源 IP 地址

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