路由基础

Posted 2023-04-04 0x1e61

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了路由基础相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

路由协议基础知识

什么是路由？

路由是指导IP报文发送的路径信息。
路由表只存在于终端计算机、路由器和三层交换机中，二层交换机中不存在路由表。

IP路由过程

路由器关键功能

检查数据包的目的地

确定信息源

发现可能的路由

选择最佳路由

验证和维护路由信息

路由表

一条路由信息三要素:目的地/掩码、出接口、下一跳
如果目的地/掩码中掩码长度32则目的地将是一个主机接口地址，否则就是一个网络地址

如果下一跳IP地址与出接口IP相同，则说明出接口已经直连到了目的网络

建立路由表

根据来源的不同，路由表中的路由通常可分为以下三类:

链路层协议发现的路由(也称为接口路由或直连路由)。
由网络管理员手工配置的静态路由。
动态路由协议发现的路由。

路由的来源—链路层协议发现的路由

直连路由。也叫接口路由，是由路由器根据接口配置的IP地址及子网掩码自动生成该接口所属的网络信息并加入路由表。

形成条件：接口处于活跃状态；接口配置了IP地址。

直连路由是静态路由、动态路由下一条或者出接口的迭代基础。如果我们期望的某条路由下一跳不可用，则不会被加入到路由表。

以字母C（Connected）标识。

路由的来源—静态路由

静态路由。也叫手工路由，顾名思义，是由网络管理员基于整个网络拓扑信息，手工将路由信息配置到所有的路由器中。

优点：由于是人工添加，路由信息的可靠性高。

缺点：1.手动配置工作量大，后期网络变动维护麻烦。2.不能及时反应网络拓扑的变化，需要网络管理员人工参与。

以字母S（Static）标识。S*——默认静态路由

路由的来源—动态路由协议发现的路由

动态路由。由RIP、ISIS、EIGRP、OSPF、BGP等动态路由协议生成。在一个网络拓扑中由运行某一动态路由协议的路由器相互沟通各自所知的路由信息，从而生成对全网的路由拓扑信息，并将路由信息加入路由表。

优点：1.相比静态路由配置量小，维护成本低。2.具有一定智能，网络拓扑较健壮。3.动态路由协议具有各自特定的拓扑结构，路由标签，能适应功能、结构复杂的网络拓扑。

缺点：1.相比静态路由，配置维护动态路由的技术能力要求高。2.网络排障较困难。

字母标识以因路由协议不同。

路由协议

路由协议是路由器之间交互信息的一种语言。

路由器之间通过路由协议共享网络状态和网络可达性的一些信息。

相互通信的双方必须使用同一种语言才能交互路由信息。

路由协议定义了一套路由器之间通信时使用的规则。

路由协议维护路由表、提供最佳转发路径。

路由协议分类—作用范围

IGP—Interior Gateway Protocol内部网关协议

EGP—Exterior Gateway Protocol外部网关协议

自治系统(AS, Autonomous System) :由同一个管理机构管理、使用统一的路由策略的路由器的集合。

BGP—Border Gateway Protocol边界网关协议

ISIS—Intermediate System to Intermediate System中间系统到中间系统，即路由器之间的协议

一个自治系统内的路由器一般运行一种IGP协议，当然也可以同时运行不同的IGP协议。

一个internet包含多个自治系统时，还需要通过BGP协议以实现不同自治系统之间的路由交换。

路由协议分类—协议算法

根据协议算法分类
距离矢量路由选择协议(Distance - Vector)
包括RIP和BGP。其中，BGP也被称为路径矢量协议(Path-Vector) 。
链路状态路由选择协议(Link- State)
又称为最短路径优先路由选择协议，包括OSPF和IS-IS。

路由协议分类—业务应用

根据业务应用，路由协议可分成:
单播路由协议(Unicast Routing Protocol) :包括RIP、 OSPF、BGP和IS-IS等。
组播路由协议(Multicast Routing Protocol) :包括DVMRP、PIM-SM、 PIM-DM等。

路由表

display ip routing-table

Destination/Mask: 目的地

proto：(protocol)协议协议

pref：(preference)路由优先级。数值越低优先级越高

cost：开销值。数值越低优先级越高

Nexthop：下一跳ip

Interface：下一跳接口

路由优先级（preference）

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直连的路线，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。

路由器可以通过多种不同协议学习到去往同一个目的网络的路由，当这些路由都符合最长匹配原则时，选择最高优先级的路由作为最佳路由。

每个路由协议都有一个协议优先级(取值越小，优先级越高)

VRP缺省路由优先级如下表

路由协议	优先级
DIRECT	0
OSPF	10
IS-IS	15
STATIC	60
RIP	100
OSPF AES	100

路由的度量

路由器A到路由器D有两条路由:
Path1: A>B→C>D,总路由度量是9
Path2: A→E→F→C→D，总路由度量是12
路由器优选较小度量值的路由，并加入到路由表中

同一种协议学习2条以上到的到达同一目的网络的路由，此时使用度量值(Metric)来决定需要加入路由表的路由。

不同协议度量值的定义不同。一些常用的度量值有:跳数Hops，带宽Bandwidth,时延Delay，代价Cost，负载Load,可靠性Reliability等。度量值大小比较只在同一种路由协议内才有效，不同路由协议之间的路由开销没有可比性，也不存在换算关系。

跳数指到达目的地所通过的路由器的数量。

带宽指链路的容量，高速链路开销(度量值)较小

Metric值越小，路由越优先

等价路由：ECMP

等价路由: ECMP, Equal Cost Multi- Path
同一个路由协议，到同一个目的地有几条相同度量值的路由时，这些路由都会被加入到路由表中，IP包会在这几个链路上负载分担。

A到D两条等价路径
A→B-→C-→D，总开销5+5+8=18
A→C→D, 总开销10+8=18

静态路由配置

此时PC2 只能ping E0/0/0，G0/0/0接口的ip

display ip routing-table

但是明明R1 跟 R2 G0/0/0 接口上是同一网段，为什么ping不了

由于直连路由的存在，R2是知道1.1.1.1这个IP可以通过其G0/0/0端口到达，而且数据也确实送达，但因为某种原因R1并没有响应这个报文。

但是 R1 没有到20.1.1.1这个网段的路由，所以遇到超出其“IP范围”的报文它无法做出响应，就像PC如果没有配置默认路由，当目标IP不是其自身网段时，PC机也是不做处理。我们查看下R1的路由表，确实没有到20.1.1.1的路由。

那为什么PC机在这种情况又可以处理呢，答案前面也说了，因为PC机配置了“默认网关”，当出现超出其能力的IP时PC机可以直接将包扔给网关，而网关上恰巧就有了到20.1.1.1的路由（直连的）。

所以现在我们给R1加个路由就可以了。

ip route-static 20.1.1.1 30 1.1.1.2

此时的R1路由表为：

PC 同样可以ping通

当然此时PC 2 ping PC 1 是不可到达，因为R2 没有过去的路。

配置R2

[Huawei]ip route-static 10.1.1.0 255.255.255.252 1.1.1.1

或者 [Huawei]ip route-static 10.1.1.0 30 1.1.1.1

或者 [Huawei]ip route-static 10.1.1.0 30 g0/0/0

R1 就无需配置了。在上面已经进行了相关配置，它知道怎么回来。

静态路由的负载分担

R2:

ip route-static 10.1.1.0 255.255.255.252 1.1.1.1
ip route-static 10.1.1.0 255.255.255.252 2.2.2.1
ip route-static 10.1.1.0 255.255.255.252 3.3.3.1

R1:

ip route-static 20.1.1.0 255.255.255.252 1.1.1.2
ip route-static 20.1.1.0 255.255.255.252 2.2.2.2
ip route-static 20.1.1.0 255.255.255.252 3.3.3.2

display ip routing-table

等价路由，实现负载分担

静态路由的路由备份

在R2 上配置到达R1 的10.1.1.0/30 网段的备份路由

R2:

ip route-static 10.1.1.0 255.255.255.252 1.1.1.1

ip route-static 10.1.1.0 255.255.255.252 2.2.2.1 preference 100

display ip routing-table

优选优先级高的

优先级高，主用路由，加入到路由表

优先级低，备用路由，不加入路由表

缺省路由

缺省路由是一种特殊的路由，可以通过静态路由配置，某些动态路由协议也可以生成缺省路由，如OSPF和IS-IS。
在路由表中，缺省路由以到网络0.0.0.0 (掩码为0.0.0.0)的形式出现。当路由器收到一个在路由表中匹配不到明确路由的数据包时，会将数据包转发给缺省路由指向的下一跳。

R2：

ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 1.1.1.1

缺省路由也支持路由的负载分担与路由备份

路由基础及静态路由

路由介绍：

什么是路由：

路由就是寻径，是指路由器在收到IP包后，去查找自已的路由信息进行转发的过程。
路由信息就是去往目的地的一条信息，它指明了去往目的地的方向，通常也把路由信息简称为路由。
要完成对数据包的传输，路由器必须知道并处理哪些信息：

目的地址
相邻路由器，并且能够从邻居处获得远程网络的信息
到远程网络的所有可能的路径
能计算出到达远程网络的最佳路径
要能够维护并验证路由信息，在路径发生改变时，要能很快的知道

什么是路由表：

路由器使用一个路由表来保存去往目的地的路由信息，路由表中的信息描述了如何到达远程网络。
路由器根据路由表中的路由信息来进行数据包的转发，如果在路由表中找不到去往目的地的路由，数据包将会被丢弃。
路由表中默认只有直连路由信息

路由表的基本元素：

目标网络号
去往目的地的下一跳地址（直连的邻居地址）
出接口
管理距离
metric值：描述了去往目的地的路线的好坏

管理距离：

当从不同的路由协议学到去往同一目的地路由的时候，用于在路由协议之间进行比较，以确定把从哪一种路由协议学到的路由放入路由表。

路由的学习分两类：

静态路由--手工配置的路由
动态路由--由动态路由协议学习到的路由

还有一种默认路由，是路由的一种特殊形式，它指明了如果在路由表内找不到去往目的地的路由时，可以将数据从哪个方向转发出去。

动态路由协议--就是使路由器在互联的网络中动态的寻找所有的网络，并确保所有路由器拥有相同路由表的协议。例如RIP、EIGRP、OSPF协议。动态路由协议会不断的更新对网络的认识。PS：这个定义不严谨，为了方便理解，暂时这样写。

Note：每台路由器的路由表并不一定相同。

实际上，路由协议就是一种软件，路由器运行了路由协议后，就能互相学习路由信息。

配置静态路由：

实验一:在R2和R3上配置静态路由，实现互访。

R2(config)#ip route 13.1.1.0 255.255.255.0 12.1.1.1 用下一跳

R3(config)#ip route 12.1.1.0 255.255.255.0 s1/1

ip route 172.16.0.0 255.255.0.0 10.1.1.1 50 修改管理距离

ip route 172.16.0.0 255.255.0.0 10.1.1.1 permanent 默认当一条路由下一跳不可达时。此路由就会从路由表删除。加了这个参数就是无论下一跳是否可达。都保留在路由表中。(用这个参数时不能写接口，只能用下一跳)

默认路由：

默认路由是一条特殊的路由，可以用来代表所有的网络。

通常可以在存根网络上只配置默认路由：存根网络是指与外界只有一个输出连接的网络。

实验二:

R2(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 12.1.1.1 用下一跳

R3(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 s1/1

ip classless 在有类路由协议中，如果想使用默认路由，就必须打上这一命令，否则数据包会被丢弃。现已是默认配置。

什么是路由协议：

路由协议从工作范围来分类：

1、内部路由协议 IGP--工作在自治系统之内

2、外部路由协议 EGP--工作在自治系统之外

从工作原理分为：

1、距离矢量协议 例如：RIP 距离矢量协议通过判断距离查找到达远程网络的最佳路径。数据包每通过一个路由器，称为一跳。使用最少跳数到达目的网络的路由被认为是最佳路由。

距离矢量路由协议发送完整的路由表到相邻的路由器，一个传一个，所以被戏称为传言路由。

2、链路状态协议 例如：OSPF

3、混合型协议 例如：EIGRP

还可分为：

1、有类协议 RIP-V1、IGRP 通告时不带掩码，在主类边界自动汇总，不以手工汇总

2、无类协议 RIP-V2、EIGRP、OSPF

有类别的路由查找--首先将IP包的目的IP地址与路由表中的主网地址匹配，找到后，然后再匹配主网的子网，如果经过这些步骤找不到匹配的子网路由，数据包将被扔掉，即使路由表中还有默认路由也不会匹配。只有在主网路由也没有的情况下，才会去匹配默认路由。

无类别的路由查找--会将IP包的目的地址与路由表中的每一条路由逐位进行最佳匹配，找到最匹配的路由，如果没有找到相匹配的，那么也会去匹配默认路由，进行转发。

对于RIP-V1和IGRP这样的有类路由协议，也可以通过全局命令ip classless来强制启用无类路由查找。

配置浮动静态路由：

这是一种用来进行路由备份的方法，可以在动态路由发生改变，不再可用的情况下去启用一个备份路径。

其实就是写一条静态路由，但是将它的管理距离设得比动态路由协议要大，这样平常这条静态路由就不会起作用，一旦动态路由不可用了，消失了，这条静态路由就生效了。

实验三：R1与R2之间有两条链路，在R1与R2的E0/0口之间运行RIP，并且将2.2.2.0宣告进RIP，这样R1就可以学到2.2.2.0的路由，R1和R2之间还有一条链路是用s1/0口相连，现在要求在E0/0口down掉之后，R1还能通过S1/0的接口访问2.2.2.0网段。

R1(config)#ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 s1/0 150 只要在R1上设置这样一条静态路由就可以了

本文出自 “Ricky的技术博客” 博客，请务必保留此出处http://r1cky.blog.51cto.com/10646564/1773984

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