IP路由

一、路由器　　

　　1.以太网交换机工作在数据链路层，用于在网络内进行数据转发。而企业网络的拓扑结构一般会比较复杂，不同的部门，或者总部和分支可能处在不同的网络中，此时就需要使用路由器来连接不同的网络，实现网络之间的数据转发。

　　2.路由器的作用：链接不同的网络，为数据包寻找去往目标地址最佳的出口

　　3.自治系统(Autonomous System)

　　　由统一的管理机构，使用统一的路由策略的 有很多路由器的集合。某一个路由协议就是一个 AS

　　4.LAN和广播域（Local Area Network）（路由器的每一个接口代表一个局域网(广播域)）

　　　

　　  一个AS通常由多个不同的局域网组成。以企业网络为例，各个部门可以属于不同的局域网，或者各个分支机构和总部也可以属于不同的局域网。局域网内的主机可以通过交换机来实现相互通信。不同局域网之间的主机要想相互通信，可以通过 路由器来实现。路由器工作在网络层，隔离了广播域，并可以作为每个局域网的网关，发现到达目的网络的最优路径，最终实现报文在不同网络间的转发。

　　  此例中，RTA和RTB把整个网络分成了三个不同的局域网，每个局域网为一个广播域。LAN1内部的主机直接可以通过交换机实现相互通信，LAN2内部的主机之间也是如此。但是，LAN1内部的主机与LAN2内部的主机之间则必须要通过路由器才能实现相互通信。

　　5.路由选择（路由器负责为数据包选择最佳的传输路径）

　　    

　　　　路由器收到数据包后，会根据数据包中的 目的IP 地址选择一条 最优的路径，并将数据包转发到下一个路由器，路径上最后的路由器负责将数据包送交目的主机。数据包在网络上的传输就好像是体育运动中的接力赛一样，每一个路由器负责将数据包按照最优的路径向下一跳路由器进行转发，通过多个路由器一站一站的接力，最终将数据包通过最优路径转发到目的地。当然有时候由于实施了一些特别的路由策略，数据包通过的路径可能并不一定是最佳的。

　　　　路由器能够决定数据报文的转发路径。如果有多条路径可以到达目的地，则路由器会通过进行计算来决定最佳下一跳。计算的原则会随实际使用的路由协议不同而不同。

 　　6.IP路由表（路由表中包含了路由器可以到达的目的网络。目的网络在路由表中不存在的数据包会被丢弃）　　　

　　　a)、路由器转发数据包的关键是路由表。每个路由器中都保存着一张路由表，表中每条路由表项都指明了数据包要到达某网络或某主机应通过路由器的哪个物理接口发送，以及可到达该路径的哪个下一跳路由器，或者不再经过别的路由器而直接可以到达目的地。

　　　　

　　　

　　　   b)、路由表中包含了下列关键项：

　　　　　　目的地址（Destination）：用来标识IP数据包的目的地址或目的网络。

　　　　　　网络掩码（Mask）：在路由表中网络掩码也具有重要的意义。IP地址和网络掩码进行“逻辑与”便可得到相应的网段信息。如本例中：目的地址为8.0.0.0，掩码为255.0.0.0，相与后便可得到一个A类的网段信息(8.0.0.0/8)。网络掩码的另一个作用还表现在当路由表中有多条目的地址相同的路由信息时，路由器将选择其掩码最长的一项作为匹配项。（区分IP地址的网络位和主机位）

　　　　　　输出接口（Interface）：指明IP数据包将从该路由器的哪个接口转发出去。

　　　　　　下一跳IP地址（NextHop）：指明IP数据包所经由的下一跳路由器的接口地址。 路由表中优先级、度量值等其他的几个字段我们将在以后进行介绍。

　　　c)、分类：直连、静态路由、动态路由---->路由表中的信息是怎么来的

　　　　　　　   直连路由(direct)：根据接口配置的IP地址，当在接口处于激活状态下产生的。

                            静态路由(static)：管理员手工写入路由器的路由条目

                            动态路由(rip\ospf)：路由器启动了动态路由协议之后，路由器自己计算出来的路由

　　　d)、查表方式： display  ip  routing-table

　　7.对于去往相同的目标网段

　　　a)、路由优先级(preference)在不同的路由协议(如rip、ospf)之间，进行选路的比较（优先级也叫做管理距离）

 

　　

　　　　　*路由器可以通过多种不同协议学习到去往同一目的网络的路由，当这些路由都符合最长匹配原则时，必须决定哪个路由优先。

　　　　　*每个路由协议都有一个协议优先级（取值越小、优先级越高）。当有多个路由信息时，选择最高优先级的路由作为最佳路由。

　　　　　*如图所示，路由器通过两种路由协议学习到了网段10.1.1.0的路由。虽然RIP协议提供了一条看起来更加近的路线，但是由于OSPF具有更高的优先级，因而成为优选路由，并被加入路由表中。

　　　b)、路由度量(Metric)/Cost：在相同的路由协议之间进行选路比较依据，优先级和度量值都是越小越优先

 

 

 　　　　　　

　　　　　　　*如果路由器无法用优先级来判断最优路由，则使用度量值（metric）来决定需要加入路由表的路由。

　　　　　　　*一些常用的度量值有：跳数，带宽，时延，代价，负载，可靠性等。 跳数是指到达目的地所通过的路由器数目。

　　　　　　　*带宽是指链路的容量，高速链路开销（度量值）较小。

　　　　       　*metric值越小，路由越优先；因此，图示中metric=1+1=2的路由是到达目的地的最优路由，其表项可以在路由表中找到。

 　        　总结：*优先级相当于不同协议之间的斗争，度量值相当于相同协议之间的内部斗争

 　　　　　        *优先级和度量值 是路由是否装表的一个重要依据 装表：将路由条目写入路由表

　　　     　　*路由表中的路由都是最优的路由，路由一定是最优的，但是路径有可能是次优的

　　8.建立路由表（ 根据比较“路由优先级”和“路由度量”，设备可以产生最优路径的IP路由表）

　    

　　9.最长匹配原则（掩码越长，路由越精确）

　路由表中如果有多个匹配目的网络的路由条目，则路由器会选择掩码最长的条目。

 二、静态路由

　　1.静态路由是指由管理员手动配置和维护的路由。

　　2.静态路由配置简单，被广泛应用于网络中。另外，静态路由还可以实现负载均衡和路由备份。

　　3.静态路由配置（配置路由的原则 ：有去有回）

　　　　a)、配置的三要素：目标网段/子网掩码       输出接口       下一跳IP地址

　　　

　　　  　b)、

　　

 

 

　　　   c)、

　　

　　4.负载分担

     

　    　*当源网络和目的网络之间存在多条链路时，可以通过等价路由来实现流量负载分担。这些等价路由具有相同的目的网络和掩码、优先级和度量值。

 　　      *在RTB上配置了两条静态路由，它们具有相同的目的IP地址和子网掩码、优先级（都为60）、路由开销（都为0），但下一跳不同。在RTB需要转发数据给RTA时，就会使用这两条等价静态路由将数据进行负载分担。

　    　*在RTA上也应该配置对应的两条等价的静态路由。

    　　*验证方式：PC1>tracert 192.168.2.1    PC2>tracert 192.168.1.1

　　5.路由备份（浮动路由）

　　　浮动静态路由在网络中主路由失效的情况下，会加入到路由表并承担数据转发业务。

　　

　　 **路由表存在两条去往 相同目标网段的路由，但是其中一条的优先级 大(数值)， 那么大优先级的路由条目不会出现在路由表中，当 优先级低的路由条目 失效的时候，这条路由会浮现到路由表上。　　

　　 **设置了高优先级的路由是 低优先级路由的 备份路由。

　　6.汇总路由（遵循最长匹配原则）

　　　　实际上汇总路由是一种精确指向(保证子网掩码的长度)的默认路由，可以在很大程度上简化路由表的尺寸。

 　   7.缺省路由（default）

　　　缺省路由是目的地址和掩码都为全0的特殊路由。

　　　如果报文的目的地址无法匹配路由表中的任何一项，路由器将选择依照缺省路由来转发报文