教学目标
📖 课前导入
前两节课我们学习了IP地址和子网划分。现在我们知道了不同子网之间无法直接通信——那谁来帮忙"搭桥"呢？
答案就是路由器！路由器是网络层的核心设备，它能连接不同网络，为数据包选择最佳路径进行转发。
今天我们来深入学习路由器的结构、路由表和基本配置方法。
📚 一、路由器的硬件结构
核心硬件组件
CPU（处理器）
执行路由协议、维护路由表、处理管理任务。
RAM（内存）
存储运行配置（running-config）、路由表、ARP缓存。断电丢失。
NVRAM（非易失性内存）
存储启动配置（startup-config）。断电不丢失。
Flash（闪存）
存储IOS操作系统镜像文件。断电不丢失。
ROM（只读存储器）
存储POST自检程序和Bootstrap引导程序。
接口类型
GigabitEthernet（GE）
千兆以太网口，RJ45接口，连接局域网。速率1Gbps。
FastEthernet（FE）
百兆以太网口，较老设备使用。速率100Mbps。
Serial（串口）
连接广域网线路（如专线、帧中继）。
Console（控制台口）
管理配置口，用Console线连接电脑进行初始配置。
SFP（光口）
插入光模块连接光纤，用于高速远距离连接。
📚 二、路由表——路由器的"导航地图"
路由表的作用
路由表是路由器中最重要的数据结构，记录了到达各个目的网络的路径信息。当路由器收到一个数据包时，根据目的IP地址查找路由表，决定从哪个接口转发。
路由表条目包含的信息
目的网络（Destination）
数据包要去的网络地址和子网掩码。
下一跳（Next Hop）
数据包应该转发给哪个相邻路由器的IP地址。
出接口（Exit Interface）
从路由器的哪个接口发出数据包。
度量值/管理距离
路径的优先级和开销，用于选择最佳路径。
路由的来源
直连路由（C）
路由器接口配置IP后自动生成。标记为"C"（Connected）。
最可靠，管理距离=0
静态路由（S）
管理员手动配置。标记为"S"（Static）。
管理距离=1
动态路由（R/O/D等）
路由协议自动学习。RIP标记"R"，OSPF标记"O"。
管理距离：RIP=120，OSPF=110
路由查找过程——最长前缀匹配
当路由表中有多条路由都能匹配目的IP时，路由器选择子网掩码最长（最精确）的那条。
例如目的IP是192.168.1.100，路由表中有：
- • 192.168.1.0/24 → 出接口GE0/0
- • 192.168.1.128/25 → 出接口GE0/1
- • 0.0.0.0/0（默认路由）→ 出接口GE0/2
路由器选择 /25（最长匹配），从GE0/1转发。
📚 三、路由器基本配置（Cisco IOS）
常用show命令
| 命令 | 作用 |
|---|---|
| show ip route | 查看路由表 |
| show ip interface brief | 查看所有接口的IP和状态 |
| show running-config | 查看当前运行配置 |
| show interfaces | 查看接口详细信息 |
| copy running-config startup-config | 保存配置 |
📚 四、数据包经过路由器的完整过程
🌐 跨网络通信示例
PC-A（192.168.1.10）ping PC-B（192.168.2.20）
1. PC-A判断：目的IP 192.168.2.20 与自己不在同一网段 → 需要发给默认网关（192.168.1.1）
2. PC-A通过ARP获取网关（192.168.1.1）的MAC地址，封装帧：
源MAC=PC-A的MAC，目的MAC=路由器GE0/0的MAC，源IP=192.168.1.10，目的IP=192.168.2.20
3. 路由器收到帧，拆掉二层帧头，读取目的IP=192.168.2.20
4. 查路由表：192.168.2.0/24 → 出接口GE0/1，重新封装帧头：
源MAC=路由器GE0/1的MAC，目的MAC=PC-B的MAC（通过ARP获取）
5. 路由器从GE0/1发出新帧，PC-B收到并处理
关键理解：路由器转发时MAC地址会变！
数据包经过路由器时：
• IP地址不变：源IP和目的IP始终是PC-A和PC-B的IP
• MAC地址改变：每经过一个路由器，源MAC和目的MAC都会更新为当前段的设备MAC地址
这就是"IP地址负责端到端寻址，MAC地址负责逐跳转发"的含义！
路由器工作原理与基本配置
在Packet Tracer中演示路由器接口配置、路由表查看，以及跨网段通信的完整过程
在Packet Tracer中演示路由器接口配置、路由表查看，以及跨网段通信的完整过程
✅ 课堂小测
随堂测验
第 1/5 题路由器的运行配置（running-config）存储在哪里？
📋 本课小结
路由器硬件：CPU、RAM（运行配置）、NVRAM（启动配置）、Flash（IOS）。
路由表：记录目的网络→下一跳/出接口的映射，来源：直连C、静态S、动态R/O。
最长前缀匹配：多条路由匹配时选最精确（掩码最长）的路由。
转发规则：IP地址端到端不变，MAC地址逐跳更新。