静态路由最恰当的描述
路由器设置和无线WIFI设置可能因为网络环境和设备类型而有所差异,本文静态路由最恰当的描述将为您提供适用于不同情况的设置方法和技巧。
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静态路由/缺省路由和默认网关的区别简单描述
1、静态路由
手工配置选择目标网络或主机,指定下一跳的路由配置。
2、缺省路由
就是0.0.0.0 0.0.0.0 下一跳的路由,路由表中没有路由指向的情况下,就走这条缺省的路由,应用类似 默认网关。
3、默认网关
一般网络终端主机才这么称呼,因为只有一个网络出口,比如电脑,一般只有一个网卡连接一个局域网,而这个局域网一般只有一个对外的网络接口,所有外发数据都由这个网络接口转发,所以就是默认网关。
从路由选择级别来看,静态路由最高,缺省路由/默认网关最低。处在级别之间的就是动态路由了。
静态路由原理
路由器的工作原理
本文通过阐述TCP/IP网络中路由器的基本工作原理,介绍了IP路由器的几大功能,给出了静态路由协议和动态路由协议,以及内部网关协议和外部网关协议的概念,同时简要介绍了目前最常见的RIP、OSPF、BGP和BGP-4这几种路由协议,然后描述路由算法的设计目标和种类,着重介绍了链路状态法和距向量法。在文章的最后,扼要讲述新一代路由器的特征。
近十年来,随着计算机网络规模的不断扩大,大型互联网络(如Internet)的迅猛
发展,路由技术在网络技术中已逐渐成为关键部分,路由器也随之成为最重要的网络设
备。用户的需求推动着路由技术的发展和路由器的普及,人们已经不满足于仅在本地网
络上共享信息,而希望最大限度地利用全球各个地区、各种类型的网络资源。而在目前
的情况下,任何一个有一定规模的计算机网络(如企业网、校园网、智能大厦等),无
论采用的是快速以大网技术、FDDI技术,还是ATM技术,都离不开路由器,否则就无法
正常运作和管理。
1 网络互连
把自己的网络同其它的网络互连起来,从网络中获取更多的信息和向网络发布自己
的消息,是网络互连的最主要的动力。网络的互连有多种方式,其中使用最多的是网桥
互连和路由器互连。
1.1 网桥互连的网络
网桥工作在OSI模型中的第二层,即链路层。完成数据帧(frame)的转发,主要目
的是在连接的网络间提供透明的通信。网桥的转发是依据数据帧中的源地址和目的地址
来判断一个帧是否应转发和转发到哪个端口。帧中的地址称为“MAC”地址或“硬件”
地址,一般就是网卡所带的地址。
网桥的作用是把两个或多个网络互连起来,提供透明的通信。网络上的设备看不到
网桥的存在,设备之间的通信就如同在一个网上一样方便。由于网桥是在数据帧上进行
转发的,因此只能连接相同或相似的网络(相同或相似结构的数据帧),如以太网之
间、以太网与令牌环(token ring)之间的互连,对于不同类型的网络(数据帧结构不
同),如以太网与X.25之间,网桥就无能为力了。
网桥扩大了网络的规模,提高了网络的性能,给网络应用带来了方便,在以前的网
络中,网桥的应用较为广泛。但网桥互连也带来了不少问题:一个是广播风暴,网桥不
阻挡网络中广播消息,当网络的规模较大时(几个网桥,多个以太网段),有可能引起
广播风暴(broadcasting storm),导致整个网络全被广播信息充满,直至完全瘫痪。
第二个问题是,当与外部网络互连时,网桥会把内部和外部网络合二为一,成为一个网
,双方都自动向对方完全开放自己的网络资源。这种互连方式在与外部网络互连时显然
是难以接受的。问题的主要根源是网桥只是最大限度地把网络沟通,而不管传送的信息
是什么。
1.2 路由器互连网络
路由器互连与网络的协议有关,我们讨论限于TCP/IP网络的情况。
路由器工作在OSI模型中的第三层,即网络层。路由器利用网络层定义的“逻辑”
上的网络地址(即IP地址)来区别不同的网络,实现网络的互连和隔离,保持各个网络
的独立性。路由器不转发广播消息,而把广播消息限制在各自的网络内部。发送到其他
网络的数据先被送到路由器,再由路由器转发出去。
IP路由器只转发IP分组,把其余的部分挡在网内(包括广播),从而保持各个网络
具有相对的独立性,这样可以组成具有许多网络(子网)互连的大型的网络。由于是在
网络层的互连,路由器可方便地连接不同类型的网络,只要网络层运行的是IP协议,通
过路由器就可互连起来。
网络中的设备用它们的网络地址(TCP/IP网络中为IP地址)互相通信。IP地址是
与硬件地址无关的“逻辑”地址。路由器只根据IP地址来转发数据。IP地址的结构有两
部分,一部分定义网络号,另一部分定义网络内的主机号。目前,在Internet网络中采
用子网掩码来确定IP地址中网络地址和主机地址。子网掩码与IP地址一样也是32bit,
并且两者是一一对应的,并规定,子网掩码中数字为“1”所对应的IP地址中的部分为
网络号,为“0”所对应的则为主机号。网络号和主机号合起来,才构成一个完整的IP
地址。同一个网络中的主机IP地址,其网络号必须是相同的,这个网络称为IP子网。
通信只能在具有相同网络号的IP地址之间进行,要与其它IP子网的主机进行通信,
则必须经过同一网络上的某个路由器或网关(gateway)出去。不同网络号的IP地址不
能直接通信,即使它们接在一起,也不能通信。
路由器有多个端口,用于连接多个IP子网。每个端口的IP地址的网络号要求与所连
接的IP子网的网络号相同。不同的端口为不同的网络号,对应不同的IP子网,这样才能
使各子网中的主机通过自己子网的IP地址把要求出去的IP分组送到路由器上。
2 路由原理
当IP子网中的一台主机发送IP分组给同一IP子网的另一台主机时,它将直接把IP分
组送到网络上,对方就能收到。而要送给不同IP子网上的主机时,它要选择一个能到达
目的子网上的路由器,把IP分组送给该路由器,由路由器负责把IP分组送到目的地。如
果没有找到这样的路由器,主机就把IP分组送给一个称为“缺省网关(default
gateway)”的路由器上。“缺省网关”是每台主机上的一个配置参数,它是接在同一
个网络上的某个路由器端口的IP地址。
路由器转发IP分组时,只根据IP分组目的IP地址的网络号部分,选择合适的端口,
把IP分组送出去。同主机一样,路由器也要判定端口所接的是否是目的子网,如果是,
就直接把分组通过端口送到网络上,否则,也要选择下一个路由器来传送分组。路由器
也有它的缺省网关,用来传送不知道往哪儿送的IP分组。这样,通过路由器把知道如何
传送的IP分组正确转发出去,不知道的IP分组送给“缺省网关”路由器,这样一级级地
传送,IP分组最终将送到目的地,送不到目的地的IP分组则被网络丢弃了。
目前TCP/IP网络,全部是通过路由器互连起来的,Internet就是成千上万个IP子
网通过路由器互连起来的国际性网络。这种网络称为以路由器为基础的网络(router
based network),形成了以路由器为节点的“网间网”。在“网间网”中,路由器不
仅负责对IP分组的转发,还要负责与别的路由器进行联络,共同确定“网间网”的路由
选择和维护路由表。
路由动作包括两项基本内容:寻径和转发。寻径即判定到达目的地的最佳路径,由
路由选择算法来实现。由于涉及到不同的路由选择协议和路由选择算法,要相对复杂一
些。为了判定最佳路径,路由选择算法必须启动并维护包含路由信息的路由表,其中路
由信息依赖于所用的路由选择算法而不尽相同。路由选择算法将收集到的不同信息填入
路由表中,根据路由表可将目的网络与下一站(nexthop)的关系告诉路由器。路由器
间互通信息进行路由更新,更新维护路由表使之正确反映网络的拓扑变化,并由路由器
根据量度来决定最佳路径。这就是路由选择协议(routing protocol),例如路由信息
协议(RIP)、开放式最短路径优先协议(OSPF)和边界网关协议(BGP)等。
转发即沿寻径好的最佳路径传送信息分组。路由器首先在路由表中查找,判明是否
知道如何将分组发送到下一个站点(路由器或主机),如果路由器不知道如何发送分组
,通常将该分组丢弃;否则就根据路由表的相应表项将分组发送到下一个站点,如果目
的网络直接与路由器相连,路由器就把分组直接送到相应的端口上。这就是路由转发协
议(routed protocol)。
路由转发协议和路由选择协议是相互配合又相互独立的概念,前者使用后者维护的
路由表,同时后者要利用前者提供的功能来发布路由协议数据分组。下文中提到的路由
协议,除非特别说明,都是指路由选择协议,这也是普遍的习惯。
3 路由协议
典型的路由选择方式有两种:静态路由和动态路由。
静态路由是在路由器中设置的固定的路由表。除非网络管理员干预,否则静态路由
不会发生变化。由于静态路由不能对网络的改变作出反映,一般用于网络规模不大、拓
扑结构固定的网络中。静态路由的优点是简单、高效、可靠。在所有的路由中,静态路
由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时,以静态路由为准。
动态路由是网络中的路由器之间相互通信,传递路由信息,利用收到的路由信息更
新路由器表的过程。它能实时地适应网络结构的变化。如果路由更新信息表明发生了网
络变化,路由选择软件就会重新计算路由,并发出新的路由更新信息。这些信息通过各
个网络,引起各路由器重新启动其路由算法,并更新各自的路由表以动态地反映网络拓
扑变化。动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。当然,各种动态路由协议
会不同程度地占用网络带宽和CPU资源。
静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围,因此在网络中动态路由通常作为静
态路由的补充。当一个分组在路由器中进行寻径时,路由器首先查找静态路由,如果查
到则根据相应的静态路由转发分组;否则再查找动态路由。
根据是否在一个自治域内部使用,动态路由协议分为内部网关协议(IGP)和外部
网关协议(EGP)。这里的自治域指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络。自
治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议,常用的有RIP、OSPF;外部网关协议
主要用于多个自治域之间的路由选择,常用的是BGP和BGP-4。下面分别进行简要介绍。
3.1 RIP路由协议
RIP协议最初是为Xerox网络系统的Xerox parc通用协议而设计的,是Internet中常
用的路由协议。RIP采用距离向量算法,即路由器根据距离选择路由,所以也称为距离
向量协议。路由器收集所有可到达目的地的不同路径,并且保存有关到达每个目的地的
最少站点数的路径信息,除到达目的地的最佳路径外,任何其它信息均予以丢弃。同时
路由器也把所收集的路由信息用RIP协议通知相邻的其它路由器。这样,正确的路由信
息逐渐扩散到了全网。
RIP使用非常广泛,它简单、可靠,便于配置。但是RIP只适用于小型的同构网络,
因为它允许的最大站点数为15,任何超过15个站点的目的地均被标记为不可达。而且
RIP每隔30s一次的路由信息广播也是造成网络的广播风暴的重要原因之一。
3.2 OSPF路由协议
80年代中期,RIP已不能适应大规模异构网络的互连,0SPF随之产生。它是网间工
程任务组织(IETF)的内部网关协议工作组为IP网络而开发的一种路由协议。
0SPF是一种基于链路状态的路由协议,需要每个路由器向其同一管理域的所有其它
路由器发送链路状态广播信息。在OSPF的链路状态广播中包括所有接口信息、所有的量
度和其它一些变量。利用0SPF的路由器首先必须收集有关的链路状态信息,并根据一定
的算法计算出到每个节点的最短路径。而基于距离向量的路由协议仅向其邻接路由器发
送有关路由更新信息。
与RIP不同,OSPF将一个自治域再划分为区,相应地即有两种类型的路由选择方式
:当源和目的地在同一区时,采用区内路由选择;当源和目的地在不同区时,则采用区
间路由选择。这就大大减少了网络开销,并增加了网络的稳定性。当一个区内的路由器
出了故障时并不影响自治域内其它区路由器的正常工作,这也给网络的管理、维护带来
方便。
3.3 BGP和BGP-4路由协议
BGP是为TCP/IP互联网设计的外部网关协议,用于多个自治域之间。它既不是基于
纯粹的链路状态算法,也不是基于纯粹的距离向量算法。它的主要功能是与其它自治域
的BGP交换网络可达信息。各个自治域可以运行不同的内部网关协议。BGP更新信息包括
网络号/自治域路径的成对信息。自治域路径包括到达某个特定网络须经过的自治域串
,这些更新信息通过TCP传送出去,以保证传输的可靠性。
为了满足Internet日益扩大的需要,BGP还在不断地发展。在最新的BGp4中,还可
以将相似路由合并为一条路由。
3.4 路由表项的优先问题
在一个路由器中,可同时配置静态路由和一种或多种动态路由。它们各自维护的路
由表都提供给转发程序,但这些路由表的表项间可能会发生冲突。这种冲突可通过配置
各路由表的优先级来解决。通常静态路由具有默认的最高优先级,当其它路由表表项与
它矛盾时,均按静态路由转发。
4 路由算法
路由算法在路由协议中起着至关重要的作用,采用何种算法往往决定了最终的寻径
结果,因此选择路由算法一定要仔细。通常需要综合考虑以下几个设计目标:
(1)最优化:指路由算法选择最佳路径的能力。
(2)简洁性:算法设计简洁,利用最少的软件和开销,提供最有效的功能。
(3)坚固性:路由算法处于非正常或不可预料的环境时,如硬件故障、负载过高
或*作失误时,都能正确运行。由于路由器分布在网络联接点上,所以在它们出故障时
会产生严重后果。最好的路由器算法通常能经受时间的考验,并在各种网络环境下被证
实是可靠的。
(4)快速收敛:收敛是在最佳路径的判断上所有路由器达到一致的过程。当某个
网络事件引起路由可用或不可用时,路由器就发出更新信息。路由更新信息遍及整个网
络,引发重新计算最佳路径,最终达到所有路由器一致公认的最佳路径。收敛慢的路由
算法会造成路径循环或网络中断。
(5)灵活性:路由算法可以快速、准确地适应各种网络环境。例如,某个网段发
生故障,路由算法要能很快发现故障,并为使用该网段的所有路由选择另一条最佳路
径。
路由算法按照种类可分为以下几种:静态和动态、单路和多路、平等和分级、源路
由和透明路由、域内和域间、链路状态和距离向量。前面几种的特点与字面意思基本一
致,下面着重介绍链路状态和距离向量算法。
链路状态算法(也称最短路径算法)发送路由信息到互联网上所有的结点,然而对
于每个路由器,仅发送它的路由表中描述了其自身链路状态的那一部分。距离向量算法
(也称为Bellman-Ford算法)则要求每个路由器发送其路由表全部或部分信息,但仅发
送到邻近结点上。从本质上来说,链路状态算法将少量更新信息发送至网络各处,而距
离向量算法发送大量更新信息至邻接路由器。
由于链路状态算法收敛更快,因此它在一定程度上比距离向量算法更不易产生路由
循环。但另一方面,链路状态算法要求比距离向量算法有更强的CPU能力和更多的内存
空间,因此链路状态算法将会在实现时显得更昂贵一些。除了这些区别,两种算法在大
多数环境下都能很好地运行。
最后需要指出的是,路由算法使用了许多种不同的度量标准去决定最佳路径。复杂
的路由算法可能采用多种度量来选择路由,通过一定的加权运算,将它们合并为单个的
复合度量、再填入路由表中,作为寻径的标准。通常所使用的度量有:路径长度、可靠
性、时延、带宽、负载、通信成本等。
5 新一代路由器
由于多媒体等应用在网络中的发展,以及ATM、快速以太网等新技术的不断采用,
网络的带宽与速率飞速提高,传统的路由器已不能满足人们对路由器的性能要求。因为
传统路由器的分组转发的设计与实现均基于软件,在转发过程中对分组的处理要经过许
多环节,转发过程复杂,使得分组转发的速率较慢。另外,由于路由器是网络互连的关
键设备,是网络与其它网络进行通信的一个“关口”,对其安全性有很高的要求,因此
路由器中各种附加的安全措施增加了CPU的负担,这样就使得路由器成为整个互联网上
的“瓶颈”。
传统的路由器在转发每一个分组时,都要进行一系列的复杂*作,包括路由查找、
访问控制表匹配、地址解析、优先级管理以及其它的附加操作。这一系列的操作大大影响
了路由器的性能与效率,降低了分组转发速率和转发的吞吐量,增加了CPU的负担。而
经过路由器的前后分组间的相关性很大,具有相同目的地址和源地址的分组往往连续到
达,这为分组的快速转发提供了实现的可能与依据。新一代路由器,如IP Switch、
Tag Switch等,就是采用这一设计思想用硬件来实现快速转发,大大提高了路由器的性
能与效率。
新一代路由器使用转发缓存来简化分组的转发操作。在快速转发过程中,只需对一
组具有相同目的地址和源地址的分组的前几个分组进行传统的路由转发处理,并把成功
转发的分组的目的地址、源地址和下一网关地址(下一路由器地址)放人转发缓存中。
当其后的分组要进行转发时,应先查看转发缓存,如果该分组的目的地址和源地址与转
发缓存中的匹配,则直接根据转发缓存中的下一网关地址进行转发,而无须经过传统的
复杂操作,大大减轻了路由器的负担,达到了提高路由器吞吐量的目标。
静态路由配置入门讲解
静态路由是一种需要管理员手工配置的特殊路由。
静态路由在不同网络环境中有不同的目的:
•当网络结构比较简单时,只需配置静态路由就可以使网络正常工作。
•在复杂网络环境中,配置静态路由可以改进网络的性能,并可为重要的应用保证带宽。
路由器根据路由转发数据包,路由可通过手动配置和使用动态路由算法计算产生,其中手动配置产生的路由就是静态路由。
静态路由比动态路由使用更少的带宽,并且不占用CPU资源来计算和分析路由更新。但是当网络发生故障或者拓扑发生变化后,静态路由不会自动更新,必须手动重新配置。静态路由有5个主要的参数:目的地址和掩码、出接口和下一跳、优先级。
IPv4的目的地址为点分十进制格式,掩码可以用点分十进制表示,也可用掩码长度(即掩码中连续‘1’的位数)表示。IPv6的目的地址和掩码请参见《配置指南-IP业务配置》中的“IPv6基础配置-原理描述-IPv6地址”。当目的地址和掩码都为零时,表示静态缺省路由。
在配置静态路由时,根据不同的出接口类型,指定出接口和下一跳地址。
• 对于点到点类型的接口,只需指定出接口。因为指定发送接口即隐含指定了下一跳地址,这时认为与该接口相连的对端接口地址就是路由的下一跳地址。
• 对于NBMA(Non Broadcast Multiple Access)类型的接口(如ATM接口),配置下一跳IP地址。因为这类接口支持点到多点网络,除了配置静态路由外,还需在链路层建立IP地址到链路层地址的映射,这种情况下,不需要指定出接口
• 对于广播类型的接口(如以太网接口)和VT(Virtual-template)接口,必须指定通过该接口发送时对应的下一跳地址。因为以太网接口是广播类型的接口,而VT接口下可以关联多个虚拟访问接口(Virtual Access Interface),这都会导致出现多个下一跳,无法唯一确定下一跳。
与动态路由协议不同,静态路由自身没有检测机制,当网络发生故障的时候,需要管理员介入。静态路由与BFD联动可为静态路由绑定BFD会话,利用BFD会话来检测静态路由所在链路的状态,具体过程如下:
• 当某条静态路由上的BFD会话检测到链路故障时,BFD会将故障上报系统,促使该路由失效,使该路由在IP路由表中不可见。
• 当某条静态路由上的BFD会话检测到故障的链路重新建立成功时,BFD会上报系统,激活该路由,使该路由重新出现在IP路由表中。
属于不同网段的主机通过几台Router相连,要求不配置动态路由协议,实现不同网段的任意两台主机之间能够互通。
采用如下的思路配置IPv4静态路由:
1.配置各路由器接口的IP地址,实现设备网络互通。
2.在各主机上配置IP缺省网关,在各台路由器上配置IP静态路由及缺省路由,实现不配置动态路由协议,使不同网段的任意两台主机之间能够互通。
1. 配置各路由器接口的IP地址
# 在RouterA上配置接口IP地址,RouterB和RouterC的配置与RouterA相同,此处省略。
2. 配置静态路由
# 在RouterA上配置IPv4缺省路由。
[RouterA] ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.4.2
# 在RouterB上配置两条IPv4静态路由。
[RouterB] ip route-static 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.4.1
[RouterB] ip route-static 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.4.6
# 在RouterC上配置IPv4缺省路由。
[RouterC] ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.4.5
3. 配置主机
配置主机PC1的缺省网关为192.168.1.1,主机PC2的缺省网关为192.168.2.1,主机PC3的缺省网关为192.168.3.1。
4. 验证配置结果
# 显示RouterA的IP路由表。
# 使用Ping命令验证连通性。
# 使用Tracert命令验证连通性。
RouterA通过RouterB与外部网络相连,其中RouterA与RouterB之间通过SwitchC互连。要求RouterA能与外部网络正常通信,并在RouterA和RouterB之间实现毫秒级故障感知,提高收敛速度。
采用如下思路配置IPv4静态路由与BFD联动:
1.配置各路由器接口的IP地址,实现设备网络互通。
2.在RouterA和RouterB上配置BFD会话,实现RouterA和RouterB之间的毫秒级故障感知。
3.在RouterA上配置通向外部网络的缺省路由,并将此缺省路由与配置的BFD会话联动,实现快速检测链路故障,提高路由的收敛速度。
1.配置各路由器接口IP地址
# 在RouterA上配置接口的IP地址。
Huawei system-view
[Huawei] sysname RouterA
[RouterA] interface gigabitethernet 1/0/0
[RouterA-GigabitEthernet1/0/0] ip address 1.1.1.1 24
[RouterA-GigabitEthernet1/0/0] quit
RouterB的配置与RouterA一致(略)。
2.配置RouterA和RouterB之间的BFD会话
# 在RouterA上配置与RouterB之间的BFD会话。
[RouterA] bfd
[RouterA-bfd] quit
[RouterA] bfd aa bind peer-ip 1.1.1.2
[RouterA-bfd-session-aa] discriminator local 10
[RouterA-bfd-session-aa] discriminator remote 20
[RouterA-bfd-session-aa] commit
[RouterA-bfd-session-aa] quit
# 在RouterB上配置与RouterA之间的BFD Session。
[RouterB] bfd
[RouterB-bfd] quit
[RouterB] bfd bb bind peer-ip 1.1.1.1
[RouterB-bfd-session-bb] discriminator local 20
[RouterB-bfd-session-bb] discriminator remote 10
[RouterB-bfd-session-bb] commit
[RouterB-bfd-session-bb] quit
3.配置静态缺省路由并绑定BFD会话
# 在RouterA上配置到外部网络的静态缺省路由,并绑定BFD会话aa。
[RouterA] ip route-static 0.0.0.0 0 1.1.1.2 track bfd-session aa
4.验证配置结果
# 配置完成后,在RouterA和RouterB上执行display bfd session all命令,可以看到BFD会话已经建立,且状态为Up。在系统视图下执行display current-configuration | include bfd命令,可以看到静态路由已经绑定BFD会话。
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静态路由和动态路由各自的优缺点
静态路由的优点:1、占用的CPU处理时间少。2、便于管理员了解路由。3、易于配置。静态路由的缺点:1、配置和维护耗费时间。2、配置容易出错,尤其对于大型网络。3、需要管理员维护变化的路由信息。4、不能随着网络的增长而扩展;维护会越来越麻烦。5、需要完全了解整个网络的情况才能进行操作。动态路由的优点:1、增加或删除网络时,管理员维护路由配置的工作量较少。2、网络拓扑结构发生变化时,协议可以自动做出调整。3、配置不容易出错。4、扩展性好,网络增长时不会出现问题。动态路由的缺点:1、需要占用路由器资源(CPU时间、内存和链路带宽)。2、管理员需要掌握更多的网络知识才能进行配置、验证和故障排除工作。
18张图带你详解IP路由表七大要素:路由前缀、协议类型、优先级等
IP 路由表
上次有写过一篇《20张图深度详解MAC地址表、ARP表、路由表 》的文章,里面有提到路由表,那么什么是IP路由、什么又是IP路由表呢?
路由 :路由是网络中的基本概念,网络的基本功能就是使得处于网络中两个IP地址能够互相通信。
当路由器收到一个IP数据包时,路由器会解析出IP数据包中的 目的IP地址 ,然后根据目的IP地址查找路由表,依据 最长掩码匹配原则 ,找到对应的路由条目,根据路由条目中的下一跳或者出接口将报文转发出去,这就是 路由 。
路由表 :简单点说路由表就是路由器用于指导数据包如何转发的表项,记录了去往目的IP的下一跳去哪里(如下图)。
路由表的作用类似于我们生活中的地图或者指示牌,指引我们去往一个目的地该如何走?
IP路由表包含了哪些要素
IP路由表中包含了 目的网络/掩码,协议类型,优先级,开销,标志,下一跳,出接口 这个七大要素。
下面我们来看下一个真实的路由表:
从这个路由器我们可以通过命令 display ip routing-table 来查询该设备的路由表,我们可以看到这条设备一共有12条路由条目。
每个路由条目必须包括下面几个信息元素:
目的网络/掩码
目的网络/掩码: 也被称为 路由前缀 ,这是路由条目所关联的目的网络地址及网络掩码。
一条完整的路由前缀由: 网络地址+前缀长度(或者网络掩码) 构成,两者缺一不可,例如192.168.1.0/24与192.168.1.0/25,虽然网络地址相同,都是192.168.1.0,但是两者绝对是两条不同的路由,因为他们的前缀长度不相同。
当路由器收到一个IP数据包时,路由器会解析出IP数据包中的目的IP地址,然后根据目的IP地址查找路由表,依据 最长掩码匹配 原则,找到对应的路由条目。
最长掩码匹配原则匹配的就是目的网络/掩码。
比如:路由器收到一个目的IP地址为10.1.1.1的数据包,此时查找路由表,有两个路由条目,一个路由条目的A的目的网络/掩码是10.1.1.0/24,另一条路由条目B的目的网络/掩码是10.1.1.0/28,那么这个数据包匹配的是哪一个路由条目呢?
正确答案:是匹配路由条目B,因为B的掩码长。
协议类型
协议类型: 指该路由条目是通过什么路由协议学些过来的。例如是直连的,或是静态的,或者是通过OSPF、IS-IS、EIGRP、BGP等动态路由学习到的。
1、直连路由: 指和路由器的接口直接的地址生成的路由。
如下图中,协议类型是direct的就是直接直连地址生成的路由。
2、静态路由 :静态路由是指通过静态路由协议生成的路由。
3、动态路由: 动态路由协议主要有RIP、OSPF、ISIS、BGP。RIP和BGP是基于距离矢量的路由协议,OSPF和ISIS都是基于链路状态的路由协议。
优先级
路由表中去往同一目的地的路由可能通过多种路由协议生成。
举个例子:去往目的IP为192.168.2.1的通过静态路由生成了,也通过OSPF路由生成了。那么这个时候什么样的路由才会加入到路由表中呢?这个时候就和 路由协议的优先级 有关系了。
每种协议类型对应不同的优先级, 优先级值越小则路由越优 。
常用路由协议和优先级的关系表如下图。
那么当一台路由器同时从多种不同的路由协议学习到去往同一个目的地的路由时,它将 优选路由协议优先级值最小的那条路由 。
因此,本次例子中,正确的应该是通过 OSPF 学习到路由加入到路由表中(OSPF的路由优先级比静态路由优先级小)
开销
开销: 路由的度量值,经常也使用 metric 来描述。
直连及静态路由的Cost为0。
通过动态路由协议学习到的Cost则根据实际情况而定。不同的路由协议计算Cost的方法不同。
例如上图中,R1去往PC2的路由条目通过OSPF路由协议学习到,开销为3。
标记
标志: 路由标记,R表示该路由是 迭代路由 。D表示该路由下发到FIB(Forwarding Information Base)表。
迭代路由: 路由必须有直连的下一跳才能够指导转发,但是路由生成时下一跳可能不是直连的,因此需要计算出一个直连的下一跳和对应的出接口,这个过程就叫做路由迭代。BGP路由、静态路由和UNR路由的下一跳都有可能不是直连的,都需要进行路由迭代。
例如,BGP路由的下一跳一般是非直连的对端loopback地址,不能指导转发,需要进行迭代。即根据以BGP学习到的下一跳为目的地址在IP路由表中查找,当找到一条具有直连的下一跳、出接口信息的路由后(一般为一条IGP路由),将其下一跳、出接口信息填入这条BGP路由的IP路由表中并生成对应的FIB表项。
下一跳
下一跳: 去往目标网络的下一跳IP地址。
出接口
出接口: 去往目标网络从本设备的哪个接口出去。
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无论你是家庭用户还是企业用户,设置和优化路由器和WiFi网络都是必要的,以确保网络性能和安全。