静态路由原理与配置

一、路由器的工作原理

1、路由概述

• 从源主机到目标主机的转发过程

• 路由器：能够将数据包转发到正确的目的地，并在转发过程中选择最佳路径的设备

2、路由器的工作原理

• 根据路由表转发数据

用两根线连接在一起，相邻的接口是同一网段（不在同一网段的需要路由器转发）

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给本网段的网关路由器A。

②、路由器A接收到数据包，查看到数据包的目标IP地址是4.1，查找路由表

③、路由器B根据路由表转发数据到E0口

④、主机4.1接收到数据包

二、路由表的形成

1、路由表

1.1 路由器中维护的路由条目的集合

1.2 路由器根据路由表做路径选择

2、路由表的形成

1.1 直连：（配置IP地址，自动学习接口上的网段，端口UP状态，形成直连路由）

• 当分给路由器的接口配置好IP地址，那么路由器会自动将该接口地址的网段加入到路由表中

1.2 非直连：（需要静态路由或动态路由，将网段添加到路由表中）

• 静态（手动配置）：工程师自己手动加网段和接口信息（小型网络）

• 动态学习：通过动态路由协议自动学习（大型网络）

三、静态路由和默认路由

1、静态路由的缺点

• 由管理员手工配置的，是单向的

• 缺乏灵活性

2、默认路由（是特殊的静态路由）

• 所有数据按照一个方向发送或所有流量转交给固定地址

当路由器在路由表中找不到目标网络的路由条目时，路由器把请求转发到默认路由接口

默认路由器用途：

• 企业出口路由器（特殊场景）

• 末梢网络（普通场景，路由器一端连接的是主机。只有一个唯一的路径能够到达其他网络）

3、查看路由表

• [Huawei] display ip routing-table

四、路由器转发数据包的封装过程

①、Host A 发送数据包给Host B，因目的地址和本机地址不在同一网段，要经过路由器A。发送ARP请求，以获取路由A 中E0 接口网关的MAC 地址。

②、路由器A 接收到ARP请求后，发送E0 接口MAC地址给Host A。Host A将IP数据包封装，源MAC 为Host A MAC 地址，目的MAC为路由器A E0接口MAC。

③、路由器A 从 E0 口接收到数据帧，查找自己路由表，寻找与目标IP地址Host B IP地址相匹配的路由选项，根据路由表的下一跳地址将数据包发送至路由器 E1接口

④、E1口路由器A重新封装以太网，此时源MAC 为路由器 A E1 接口MAC，目的MAC为路由器B 接口E1 MAC

⑤、路由器B 从E1接口收到数据帧，拆包，并与路由表进行匹配，根据下一跳信息将数据包发到路由器B E0接口

⑥、路由器B确认目的网段与自己 E0接口相连，通过ARP广播，获得Host B MAC地址，路由器B 将IP数据包封装，此时源MAC为路由器B E0接口MAC，目标MAC为 Host B MAC，封装完成，将以太网帧从E0 口发往 Host B

• 抓包过程中，mac地址一直变，ip地址不变

• 丢包：ARP广播超时

五、静态路由和默认路由的配置

1、静态路由的配置

• ip route-static 目的网段 子网掩码 下一跳地址

• 下一跳地址（下一个接受设备的地址）：不长自己设备身上，离得最近的一个接口地址

2、静态路由配置步骤

①、配置设备

②、给PC1、PC2配置ip地址

③、由于PC1、PC2不属于同一网段，所以ping不通

④、给AR1、AR2、AR3、配置IP地址，配置静态路由（双向配置）

配置完成后，ping成功

查看路由表，可以看到Ip地址

3、默认路由的配置

• ip route-static 任意网段 任意子网掩码 下一跳地址

• 下一跳地址（下一个接受设备的地址）：不长自己设备身上，离得最近的一个接口地址

4、浮动路由（优先级调整）

平均负载：做负载均衡时，注意接线的速率，若是不一样，需要做优先级的调整

4.1 当多条链路带宽差异特别大的时候，我们让高带宽链路成为主链路，低带宽成为备份链路，

通过调整静态路由优先级达到链路冗余。默认优先级为60 优先级数值越小，优先级越高。

4.2 设置优先级

• 数字越小优先级越高（默认直连是0，静态是60）

• ip route-static 192.168.2.0 24 20.0.0.1 preference 70

4.3 浮动路由步骤

①、配置设备

②、配置路由器

③、完成配置，ping成功

假如两个接线的速度不一样，调整优先级来防止数据堵塞，也可以提高传输速度

• 第一根线 100m
• 第二根线 1000m

优先级的调整

• ip route-static 192.168.2.0 24 20.0.0.2 preference 70

• 数字越小优先级越高

六、交换与路由对比

1、路由工作在网络层

• 根据“路由表”转发数据
• 路由选择
• 路由转发

2、交换工作在数据链路层

• 根据“MAC”地址表转发数据
• 硬件转发