路由原理

Posted 2021-02-27 pbdragon

一、什么是路由

　　路由（routing）是指路由器从一个接口上收到数据包，根据ip数据包的目的地址进行定向并转发到另一个接口的过程。路由器根据收到数据包中的网络层地址以及路由器内部维护的路由表决定输出端口以及下一跳地址，并且重写链路层数据包头实现转发数据包。路由器通过动态维护路由表来反映当前的网络拓扑，并通过网络上其他路由器交换路由和链路信息来维护路由表。

 

二、路由器工作内容

　　（1）支持路由协议

　　（2）维护路由表项

　　（3）根据路由表项进行数据包转发

 

三、路由表

　　路由表（routing table）或称路由择域信息库（RIB, Routing Information Base），是一个存储在路由器或者联网计算机中的电子表格（文件）或类数据库，路由表存储着指向特定网络地址的路径（在有些情况下，还记录有路径的路由度量值），路由表中含有网络周边的拓扑信息。

　　查看路由表：dis ip routing-table

　　路由表包含的内容：Destination/Mask目的网段和掩码，Proto协议，Pre优先级，Cost开销，NextHop下一跳，Interface出接口。

　　

 

四、路由的来源

　　（1）直连路由：路由器本地接口所在网段

　　（2）静态路由：手工配置的路由条目

　　（3）动态路由：路由器间运行的动态路由协议

　　

　　静态路由的配置

　　（1）关联下一跳IP的方式

　　　　[Router] ip route-static 网络号 掩码 下一跳IP地址

　　（2）关联出接口和下一跳IP的方式

　　　　[Router] ip route-static 网络号 掩码  出接口 下一跳IP地址

 

五、默认路由

 　　默认路由（Default route），是对IP数据包中的目的地址找不到存在的其他路由时，路由器所选择的路由。目的地不在路由器的路由表里的所有数据包都会使用默认路由。

　　[Router] ip route-static 0.0.0.0  0.0.0.0  下一跳IP地址    或      [Router] ip route-static 0.0.0.0  0  下一跳IP地址

 

六、LoopBack接口

　　Loopback接口，也叫环回口，是一个逻辑接口，虚拟的接口

　　Loopback接口在手工创建后，是不会DOWN的，除非手工禁用

　　Loopback接口用于：

　　　　模拟路由器的直连网段，可用于测试链路畅通情况

　　　　用于设备的网管接口（不会DOWN）

　　　　供动态路由协议的RouterID使用

　　　　作为SNMP traps 消息的源地址

 

七、路由汇总

　　路由汇总的“含义”是把一组路由汇聚为一个单个的路由广播，路由汇总的最终结果和最明显的好处是缩小网络上的路由表的尺寸。路由汇总是一种重要的网络设计思想，一个可汇总的网络设计方案将使得我们的路由条目更为精简、网络管理更精细。

　　如：192.168.1.0 /24、192.168.2.0 /24、192.168.3.0 /24 可以汇总成为 192.168.0.0 /22

　　

八、路由最长匹配原则

　　路由条目的类型：　　

　　（1）主机路由：192.168.1.1/32

　　（2）子网：192.168.1.1/25

　　（3）汇总路由（包含几个子网）：192.168.0.0/22

　　（4）主类网络号：根据子网网段，计算出的A、B、C类地址的网段如：10.0.0.0/8、172.16.0.0/16、192.168.1.0/24

　　（5）超网（CIDR）：根据A、B、C类地址的地址网段，超越A、B、C类地址的网段如：172.16.0.0/8是172.16.0.0/16的超网

　　（6）缺省地址（默认路由）:0.0.0.0  0.0.0.0

　　

　　当路由器在将数据包的目的地址在路由表中查找时，采用的原则是“最长匹配原则”，也就是查找目的IP地址与路由前缀匹配度最长的表项，使用该表项作为最终数据转发的依据。

　　

九、路由查找小结

　　（1）不同的前缀（网络号+掩码），在路由表中属于不同的路由

　　（2）相同的前缀（网络号+掩码）相同，先比较路由协议优先级，然后比较路由条目的度量值

　　（3）在查找路由时采用最长匹配原则，有匹配就转发，没有匹配就根据缺省路由转发，没有缺省路由则丢弃

　　（4）路由器的路由行为是逐跳转发数据包的，没有关于目的数据包的路由，则丢弃数据包

　　（5）数据流是双向的，需要考虑流量的往返

 

十、浮动静态路由

　　浮动静态路由是一种特殊的静态路由，通过配置一个比主路由的管理距离更大的静态路由，保证网络中主路由失效的情况下，提供备份路由，但在主路由存在的情况下它不会出现在路由表中。

　　[Router] ip route-static 网络号 掩码  下一跳IP地址 preference integer

　　注：在配置静态路由时，手工指定的路由条目的优先级默认为60

 

十一、汇总路由存在的问题

　　在设置路由汇总的时候要特别注意，要规避路由环路的产生。

　　黑洞路由：[Router] ip route-static 网络号 掩码  null 0

 

十二、静态路由BFD

　　BFD是一种双向转发检测机制，可以提供毫秒级的检测，可以实现链路的快速检测，BFD通过与上层路由协议联动，可以实现路由的快速收敛，确保业务的永续性。