静态路由原理与配置

静态路由原理与配置

文章目录

• 前言
• 一、路由器的工作原理
• 二、路由表的形成
• 三、静态路由和默认路由
• 四、路由器转发数据包的封装过程
• 五、静态路由和默认路由的配置
• 六、总结

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前言

这是真正意义上接触路由的开始，路由器将根据数据报文的三层信息转发数据。我们一起了解路由的概念、路由表的概念、如何手动配置路由，即静态路由和默认路由的配置。这里的关键不仅在于了解配置，更在于理解。让大家对“路由”有更深一层的认识。

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一、路由器的工作原理

路由器工作在OSI参考模型的网络层，它的重要作用是作为数据包选择最佳路径，最终送达目的地。（从源主机到目标主机的转发过程，能够将数据包转发到正确的目的地，并在转发的过程中选择最佳路径的设备-路由器。）

1.主机1.1要发送数据包给主机4.1，因为IP地址不在同一网段,所以主机会将数据包发送给本网段的网关路由器A
2.路由器A接收到数据包,先查看数据包IP首部中的目标P地址，再查找自己的路由表。数据包的目标IP地址是4.1，属于4.0网段,路由器A在路由表中查到4.0网段转发的接口是S0接口。于是,路由器A将数据包从S0接口转发出去
3.网络中的每个路由器都是按这样的步骤转发数据的,直到到达路由器B,再用同样的转发方法从E0接口转发出去,最后主机4.1接收到这个数据包
4.在转发数据包的过程中，如果在路由表中没有找到数据包的目的地址，则根据路由器的配置转发到默认接口或者给用户返回“目标地址不可达”的信息

二、路由表的形成

路由表是在路由器中维护的路由条目的集合，路由器根据路由表做路径选择。 路由表需要从直连网段和非直连网段两个方面形成。
直连网段：配置IP地址，端口UP状态形成直连路由
非直连网段：

三、静态路由和默认路由

静态路由：是由管理员手工配置的，是单向的
不足之处是缺乏灵活性
默认路由：是特殊的静态路由（末节网络或末梢网络），是当路由表中与数据包的目的地址之间没有匹配表项时路由器做出的选择。如果没有默认路由，那么目的地址在路由表中没有匹配表项的数据包将被丢弃。

四、路由器转发数据包的封装过程

封装过程：
1.HostA在网络层将来自上层的报文封装成IP数据包，其首部包含了源地址和目的地址。源地址即本机IP地址192.168.1.2，目的地址为HostB的IP地址192.168.2.2。HostA会用本机配置的24位掩码与目的地址进行“与”运算，得出目的地址与本机地址不在同一网段，因此发往HostB的数据包需要经过网关路由器A转发。
2.HostA通过ARP请求获得默认网关路由器A的E0接口MAC地址00-11-12-21-22-22。在数据链路层HostA将IP数据包封装成以太网数据帧，在以太网帧首部的源MAC地址为00-11-12-21-11-11，目的MAC地址为网关E0接口的MAC地址00-11-12-21-22-22。
3.路由器A从E0接口接收到数据帧,把数据链路层的封装去掉。路由器A认为这个IP数据包是要通过自己进行路由转发，所以路由器A会查找自己的路由表,寻找与目标P地址192.168.2.2相匹配的路由表项，然后根据路由表的下一跳地址将数据包转发到E1接口。
4.在EI接口路由器A重新封装以太网帧,此时源MAC地址为路由器A的El接口MAC地址00-11-12-21-33-33，目的MAC地址为与之相连的路由器B的E1接口MAC地址00-11-12-21-44-44。
5.路由器B从EI接口接收到数据帧,同样会把数据链路层的封装去掉,对目的P地址进行检查，并与路由表进行匹配,然后根据路由表的下一跳信息将数据包转发到E0接口,路由器B发现目的网段与自己的E0接口直接相连,通过ARP广播,路由器B获得HostB以太口的MAC地址00-11-12-21-66-66。路由器B再将IP数据包封装成以太网帧,源MAC地址为路由器B的E0接口的MAC地址00-11-12-21-55-55,目的MAC地址为HostB的MAC地址00-11-12-21-66-66。封装完毕,将以太网帧从E0接口发往HostB。

对比：交换机和路由器
路由器：工作在网络层 根据路由表转发数据 路由选择 路由转发
交换机：工作在数据链路层 根据“Mac地址表"转发数据 硬件转发

五、静态路由和默认路由的配置

1.静态路由的配置：

Router(config)# ip route network mask {address|interface}
其中各参数含义：
network:目的网络地址
mask:子网掩码
adress：到达目的网络经过的下一跳路由器的接口地址
interface:到达目的网络的本地接口地址

2.默认路由的配置：

Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 adress
其中各参数含义：
0.0.0.0 0.0.0.0：代表任何网络，发往任何网络的数据包都转发到命令指定的下一个路由器接口地址
adress:到达目的网段经过的下一跳路由器的接口地址

简单语句：

[Huawei] dis ip routing-table                                      ###查看路由表
[Huawei] ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.12.1              ###查看默认路由
[Huawei] ip route-static 192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.12.1   ###查看静态路由
[Huawei] ip route-static 10.1.0.0 16 NuLL 0                 ###静态路由黑洞 特殊的应用场景

六、总结

1.了解路由器的工作原理
2.了解路由表的形成过程
3.了解静态路由和默认路由的原理
4.了解路由器转发数据包的过程
5.了解静态路由和默认路由的配置