計(jì)算機(jī)研究生論文范本篇2

　　談網(wǎng)絡(luò)中路由器的應(yīng)用與配置

　　摘 要:路由器是一種連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,它能將不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行“翻譯”,以使它們能夠相互“讀”懂對(duì)方的數(shù)據(jù),并能夠高速的選擇信息傳送的線路,大大提高通信速度,減輕網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信負(fù)荷,節(jié)約網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源,提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)暢通率,從而讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來(lái)。

　　關(guān)鍵詞:路由器;IP地址;尋徑;轉(zhuǎn)發(fā)

　　隨著Internet的迅猛發(fā)展,人們已經(jīng)不滿足于僅在本地網(wǎng)絡(luò)上共享信息,而希望最大限度地利用全球各個(gè)地區(qū)、各種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)資源,路由技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中已逐漸成為關(guān)鍵部分,路由器也隨之成為最重要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在目前的情況下,任何一個(gè)有一定規(guī)模的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(如企業(yè)網(wǎng)、校園網(wǎng)、智能大廈等),無(wú)論采用的是快速以大網(wǎng)技術(shù)、FDDI技術(shù)、還是ATM技術(shù),都離不開(kāi)路由器,否則就無(wú)法正常運(yùn)作和管理。

　　一、路由器的工作原理。

　　網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備用它們的網(wǎng)絡(luò)地址(TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中為IP地址)互相通信。IP地址是與硬件地址無(wú)關(guān)的“邏輯”地址。路由器只根據(jù)IP地址來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。IP地址的結(jié)構(gòu)有兩部分,一部分定義網(wǎng)絡(luò)號(hào),另一部分定義網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)號(hào)。目前,在Internet網(wǎng)絡(luò)中采用子網(wǎng)掩碼來(lái)確定IP地址中網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址。子網(wǎng)掩碼與IP地址一樣也是32bit,并且兩者是一一對(duì)應(yīng)的,并規(guī)定,子網(wǎng)掩碼中數(shù)字為“1”所對(duì)應(yīng)的IP地址中的部分為網(wǎng)絡(luò)號(hào),為“0”所對(duì)應(yīng)的則為主機(jī)號(hào)。網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)合起來(lái),才構(gòu)成一個(gè)完整的IP地址。同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)IP地址,其網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須是相同的,這個(gè)網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為IP子網(wǎng)。通信只能在具有相同網(wǎng)絡(luò)號(hào)的IP地址之間進(jìn)行,要與其它IP子網(wǎng)的主機(jī)進(jìn)行通信,則必須經(jīng)過(guò)同一網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)路由器或網(wǎng)關(guān)(gateway)出去。不同網(wǎng)絡(luò)號(hào)的IP地址不能直接通信,即使它們接在一起,也不能通信。路由器有多個(gè)端口,用于連接多個(gè)IP子網(wǎng)。每個(gè)端口的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)要求與所連接的IP子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)相同。不同的端口為不同的網(wǎng)絡(luò)號(hào),對(duì)應(yīng)不同的IP子網(wǎng),這樣才能使各子網(wǎng)中的主機(jī)通過(guò)自己子網(wǎng)的IP地址把要求出去的IP分組送到路由器上。

　　二、路由器的主要功能。

　　路由動(dòng)作包括兩項(xiàng)基本內(nèi)容:尋徑和轉(zhuǎn)發(fā)。尋徑即判定到達(dá)目的地的最佳路徑,由路由選擇算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了判定最佳路徑,路由選擇算法必須啟動(dòng)并維護(hù)包含路由信息的路由表,其中路由信息依賴(lài)于所用的路由選擇算法而不盡相同。路由選擇算法將收集到的不同信息填入路由表中,根據(jù)路由表可將目的網(wǎng)絡(luò)與下一站(nexthop)的關(guān)系告訴路由器。路由器間互通信息進(jìn)行路由更新,更新維護(hù)路由表使之正確反映網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渥兓?并由路由器根據(jù)量度來(lái)決定最佳路徑。轉(zhuǎn)發(fā)即沿尋徑好的最佳路徑傳送信息分組。路由器首先在路由表中查找,判明是否知道如何將分組發(fā)送到下一個(gè)站點(diǎn)(路由器或主機(jī)),如果路由器不知道如何發(fā)送分組,通常將該分組丟棄;否則就根據(jù)路由表的相應(yīng)表項(xiàng)將分組發(fā)送到下一個(gè)站點(diǎn),如果目的網(wǎng)絡(luò)直接與路由器相連,路由器就把分組直接送到相應(yīng)的端口上。這就是路由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議(routed protocol)。路由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議和路由選擇協(xié)議是相互配合又相互獨(dú)立的概念,前者使用后者維護(hù)的路由表,同時(shí)后者要利用前者提供的功能來(lái)發(fā)布路由協(xié)議數(shù)據(jù)分組。

　　三、路由選擇協(xié)議。

　　典型的路由選擇方式有兩種:靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由。靜態(tài)路由是在路由器中設(shè)置的固定的路由表。除非網(wǎng)絡(luò)管理員干預(yù),否則靜態(tài)路由不會(huì)發(fā)生變化。由于靜態(tài)路由不能對(duì)網(wǎng)絡(luò)的改變作出反映,一般用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)固定的網(wǎng)絡(luò)中。靜態(tài)路由的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、高效、可靠。在所有的路由中,靜態(tài)路由優(yōu)先級(jí)最高。當(dāng)動(dòng)態(tài)路由與靜態(tài)路由發(fā)生沖突時(shí),以靜態(tài)路由為準(zhǔn)。動(dòng)態(tài)路由是網(wǎng)絡(luò)中的路由器之間相互通信,傳遞路由信息,利用收到的路由信息更新路由器表的過(guò)程。

　　它能實(shí)時(shí)地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化。如果路由更新信息表明發(fā)生了網(wǎng)絡(luò)變化,路由選擇軟件就會(huì)重新計(jì)算路由,并發(fā)出新的路由更新信息。這些信息通過(guò)各個(gè)網(wǎng)絡(luò),引起各路由器重新啟動(dòng)其路由算法,并更新各自的路由表以動(dòng)態(tài)地反映網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?dòng)態(tài)路由適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然,各種動(dòng)態(tài)路由協(xié)議會(huì)不同程度地占用網(wǎng)絡(luò)帶寬和CPU資源。靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由有各自的特點(diǎn)和適用范圍,因此在網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)路由通常作為靜態(tài)路由的補(bǔ)充。當(dāng)一個(gè)分組在路由器中進(jìn)行尋徑時(shí),路由器首先查找靜態(tài)路由,如果查到則根據(jù)相應(yīng)的靜態(tài)路由轉(zhuǎn)發(fā)分組;否則再查找動(dòng)態(tài)路由。

　　四、路由算法。

　　路由算法按照種類(lèi)可分為以下幾種:靜態(tài)和動(dòng)態(tài)、單路和多路、平等和分級(jí)、源路由和透明路由、域內(nèi)和域間、鏈路狀態(tài)和距離向量。鏈路狀態(tài)算法(也稱(chēng)最短路徑算法)發(fā)送路由信息到互聯(lián)網(wǎng)上所有的結(jié)點(diǎn),然而對(duì)于每個(gè)路由器,僅發(fā)送它的路由表中描述了其自身鏈路狀態(tài)的那一部分。距離向量算法(也稱(chēng)為Bellman-Ford算法)則要求每個(gè)路由器發(fā)送其路由表全部或部分信息,但僅發(fā)送到鄰近結(jié)點(diǎn)上。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),鏈路狀態(tài)算法將少量更新信息發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)各處,而距離向量算法發(fā)送大量更新信息至鄰接路由器。由于鏈路狀態(tài)算法收斂更快,因此它在一定程度上比距離向量算法更不易產(chǎn)生路由循環(huán)。但另一方面,鏈路狀態(tài)算法要求比距離向量算法有更強(qiáng)的CPU能力和更多的內(nèi)存空間,因此鏈路狀態(tài)算法將會(huì)在實(shí)現(xiàn)時(shí)顯得更昂貴一些。除了這些區(qū)別,兩種算法在大多數(shù)環(huán)境下都能很好地運(yùn)行。

　　五、路由器安全維護(hù)。

　　利用路由器的漏洞發(fā)起攻擊的事件經(jīng)常發(fā)生。路由器攻擊會(huì)浪費(fèi)CPU周期,誤導(dǎo)信息流量,使網(wǎng)絡(luò)異常甚至陷于癱瘓。因此需要采取相應(yīng)的安全措施來(lái)保護(hù)路由器的安全。

　　①避免口令泄露危機(jī)。據(jù)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的CERT/CC(計(jì)算機(jī)應(yīng)急反應(yīng)小組/控制中心)稱(chēng),80%的安全突破事件是由薄弱的口令引起的。黑客常常利用弱口令或默認(rèn)口令進(jìn)行攻擊。加長(zhǎng)口令、選用30到60天的口令有效期等措施有助于防止這類(lèi)漏洞。

　?、陉P(guān)閉IP直接廣播。Smurf攻擊是一種拒絕服務(wù)攻擊。在這種攻擊中,攻擊者使用假冒的源地址向你的網(wǎng)絡(luò)廣播地址發(fā)送一個(gè)“ICMP echo”請(qǐng)求。這要求所有的主機(jī)對(duì)這個(gè)廣播請(qǐng)求做出回應(yīng)。這種情況會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)性能。使用no ip source-route關(guān)閉IP直接廣播地址。

　　③禁用不必要的服務(wù)。強(qiáng)調(diào)路由器的安全性就不得不禁用一些不必要的本地服務(wù),例如SNMP和DHCP這些用戶很少用到的服務(wù),都可以禁用,只有絕對(duì)必要的時(shí)候才使用。另外,可能時(shí)關(guān)閉路由器的HTTP設(shè)置,因?yàn)镠TTP使用的身份識(shí)別協(xié)議相當(dāng)于向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一個(gè)未加密的口令。然而,HTTP協(xié)議中沒(méi)有一個(gè)用于驗(yàn)證口令或者一次性口令的有效規(guī)定。④限制邏輯訪問(wèn)。限制邏輯訪問(wèn)主要借助于合理處置訪問(wèn)控制列表,限制遠(yuǎn)程終端會(huì)話有助于防止黑客獲得系統(tǒng)邏輯訪問(wèn)。SSH是優(yōu)先的邏輯訪問(wèn)方法,但如果無(wú)法避免Telnet,不妨使用終端訪問(wèn)控制,以限制只能訪問(wèn)可信主機(jī)。因此,用戶需要給Telnet在路由器上使用的虛擬終端端口添加一份訪問(wèn)列表。

　　⑤封鎖ICMP ping請(qǐng)求?？刂葡f(xié)議(ICMP)有助于排除故障,識(shí)別正在使用的主機(jī),這樣為攻擊者提供了用來(lái)瀏覽網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、確定本地時(shí)間戳和網(wǎng)絡(luò)掩碼以及對(duì)OS修正版本作出推測(cè)的信息。因此通過(guò)取消遠(yuǎn)程用戶接收ping請(qǐng)求的應(yīng)答能力,就能更容易的避開(kāi)那些無(wú)人注意的掃描活動(dòng)或者防御那些尋找容易攻擊的目標(biāo)的“腳本小子”(script kiddies)。

　?、揸P(guān)閉IP源路由。IP協(xié)議允許一臺(tái)主機(jī)指定數(shù)據(jù)包通過(guò)你的網(wǎng)絡(luò)路由,而不是允許網(wǎng)絡(luò)組件確定最佳的路徑。這個(gè)功能的合法應(yīng)用是診斷連接故障。但是,這種用途很少得到應(yīng)用,事實(shí)上,它最常見(jiàn)的用途是為了偵察目的對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行鏡像,或者用于攻擊者在專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)中尋找一個(gè)后門(mén)。除非指定這項(xiàng)功能只能用于診斷故障,否則應(yīng)該關(guān)閉這個(gè)功能。

　?、弑O(jiān)控配置更改。用戶在對(duì)路由器配置進(jìn)行改動(dòng)之后,需要對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。如果用戶使用SNMP,那么一定要選擇功能強(qiáng)大的共用字符串,最好是使用提供消息加密功能的SNMP。如果不通過(guò)SNMP管理對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程配置,用戶最好將SNMP設(shè)備配置成只讀。拒絕對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行寫(xiě)訪問(wèn),用戶就能防止黑客改動(dòng)或關(guān)閉接口。 此外,用戶還需將系統(tǒng)日志消息從路由器發(fā)送至指定服務(wù)器。

　　總之,路由器在網(wǎng)絡(luò)中起著舉足輕重的作用,它工作在網(wǎng)絡(luò)層,可以確定網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)數(shù)據(jù)包的目的地址,并將數(shù)據(jù)包發(fā)往通向目的地的最短路徑上,同時(shí)路由器還可以過(guò)濾數(shù)據(jù)包。

　　參考文獻(xiàn):

　　[1]尚曉航等.Internet 技術(shù)與應(yīng)用.中國(guó)鐵道出版社.2007年.

　　IT動(dòng)力源 路由器配置與測(cè)試