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在因特网中,网络连接设备用来控制网络流量和保证网络数据传输质量。常见的网络连接设备有集线器(Hub)、网桥(Bridge)、交换机(Switch)和路由器(Router)。

路由器是一种典型的网络连接设备,用来进行路由选择和报文转发。路由器根据收到报文的目的地址选择一条合适的路径(包含一个或多个路由器的网络),然后将报文传送到下一个路由器,路径终端的路由器负责将报文送交目的主机。

路由routing)就是报文从源地址传输到目的地址的活动。路由发生在OSI网络参考模型中的第三层即网络层。当报文从路由器到目的网段有多条路由可达时,路由器可以根据路由表中最佳路由进行转发。最佳路由的选取与发现此路由的路由协议的优先级、路由的度量有关。当多条路由的协议优先级。

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

根据路由目的地的不同,路由可划分为:

  • 网段路由:目的地为网段,IPv4地址子网掩码长度小于32位或IPv6地址前缀长度小于128位。

  • 主机路由:目的地为主机,IPv4地址子网掩码长度为32位或IPv6地址前缀长度为128位。

根据目的地与该路由器是否直接相连,路由又可划分为:

  • 直连路由:目的地所在网络与路由器直接相连。

  • 间接路由:目的地所在网络与路由器非直接相连。

  • 根据目的地址类型的不同,路由还可以分为:

  • 单播路由:表示将报文转发的目的地址是一个单播地址。

  • 组播路由:表示将报文转发的目的地址是一个组播地址。

IP 路由图

路由的优先级

对于相同的目的地,不同的路由协议(包括静态路由)可能会发现不同的路由,但这些路由并不都是最优的。事实上,在某一时刻,到某一目的地的当前路由仅能由唯一的路由协议来决定。为了判断最优路由,各路由协议(包括静态路由)都被赋予了一个优先级,当存在多个路由信息源时,具有较高优先级(取值较小)的路由协议发现的路由将成为最优路由,并将最优路由放入本地路由表中。

路由协议 优先级
DIRECT 0
OSPF 10
IS-IS IS-IS Level1 15
IS-IS Level 2
由网关加入的路由 50
路由器发现的路由 55
静态路由 60
UNR(User Network Route) DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol):60
AAA-Download:60
IP Pool:61
Frame:62
Host:63
NAT(Network Address Translation):64
IPSec(IP Security):65
NHRP(Next Hop Resolution Protocol):65
PPPoE(Point-to-Point Protocol over Ethernet):65
Berkeley RIP 100
点对点接口聚集的路由 110
OSPF的扩展路由 140
OSPF ASE 150
OSPF NSSA 150
BGP 170
EGP 200
IBGP 255
EBGP 255
  1. 其中,0表示直接连接的路由,255表示任何来自不可信源端的路由;数值越小表明优先级越高。
  2. 除直连路由(DIRECT)外,各种路由协议的优先级都可由用户手工进行配置。另外,每条静态路由的优先级都可以不相同。

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、掩码、出接口、下一跳、优先级。

  • 目的地址和掩码:

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。当目的地址和掩码都为零时,表示静态缺省路由。

  • 出接口和下一跳地址:

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。

  • 静态路由优先级

对于不同的静态路由,可以为它们配置不同的优先级,优先级数字越小优先级越高。配置到达相同目的地的多条静态 路由,如果指定相同优先级,则可实现负载分担;如果指定不同优先级,则可实现路由备份。

实验: 在eNsp实现静态路由配置

通信是双向的,因此要留意往返流量(的路由)。

路由的行为是逐跳的,因此需保证沿途的每一台路由器都有路由

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<Huawei>system-view 
[Huawei]sysname ar1
[ar1]interface g0/0/0
[ar1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.10.1 24
Jan 23 2021 20:52:30-08:00 ar1 %%01IFNET/4/LINK_STATE(l)[0]:The line protocol IP
 on the interface GigabitEthernet0/0/0 has entered the UP state. 

[ar1-GigabitEthernet0/0/0]dis this
[V200R003C00]
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 
#
return

[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]display ip interface brief 
*down: administratively down
^down: standby
(l): loopback
(s): spoofing
The number of interface that is UP in Physical is 3
The number of interface that is DOWN in Physical is 0
The number of interface that is UP in Protocol is 3
The number of interface that is DOWN in Protocol is 0

Interface                         IP Address/Mask      Physical   Protocol  
GigabitEthernet0/0/0              192.168.20.1/24      up         up        
GigabitEthernet0/0/1              192.168.30.1/24      up         up        
NULL0                             unassigned           up         up(s) 

# 查看所有路由
dis ip routing-table
# 删除命令
undo ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 
# 查看bgp协议路由
dis ip routing-table
# 设置静态路由
ip routing-static 192.168.0.0 24 192.168.1.1
# 保存配置命令 <用户模式> save即可保存

eNSP实验拓扑:静态路由.zip

Linux中的路由

Linux系统的routeip route 命令用于显示和操作IP路由表(show/manipulate the IP routing table)。要实现两个不同的子网之间的通信,需要一台连接两个网络的路由器,或者同时位于两个网络的网关来实现。在Linux系统中,设置路由通常是为了解决以下问题:该Linux系统在一个局域网中,局域网中有一个网关,能够让机器访问internet,那么就需要将网关地址设置为该Linux机器的默认路由。需要注意的是,命令行执行的route操作不会持久化,当网卡重启或者机器重启之后,该路由就失效了;可以在/etc/rc.local中添加route命令来保证该路由设置永久有效。

route -n 命令显示的字段说明

字段 说明
Destination 目标网段或是主机
Gateway 网关地址 [*标识目标是本机所属的网络,不需要路由]
Genmask 网络掩码
flags 标记[可选如下]
U - 路由是活动的
H - 目标是一个主机
G - 路由指向网关
R - 恢复动态路由产生的表项
D - 由动态路由后台程序动态的安装
M - 由路由的后台程序修改
! - 拒绝路由
Metric 路由距离,到达指定网络需要的中转数[Linux内核中没有引用]
Ref 路由项引用册数[Linux内核中没有引用]
Use 次路由项被路由软件查找的次数
Iface 该路由表项输出的路由接口

Linux开启IP转发功能,Linux主机可以是一个路由器 sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

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链接:静态路由

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