今天小老虎本虎來帶著大家瞭解路由器的定址轉發以及學習預設路由、靜態路由的配置部署。
首先給大家簡單普及一下最基礎的知識,路由器的路由就是去往一個目的網路的路徑資訊。那麼路由器是如何轉發的呢?簡單來說,轉發過程分為三步。
第一步,首先路由器收到資料幀,去除幀頭幀尾,檢視3層報頭;
第二步,根據3層報頭的目的地址來查路由錶轉發;
第三步,因為資料包不能直接轉發,所以需要根據出介面連線網路型別來檢視對應的二層表項來確定出介面的資料封裝資訊。
接下來我們就從控制層面和資料層面來詳細說說路由器的轉發。
(1)控制層面是路由器透過直連線口、靜態路由、動態路由選擇協議,形成路由表,包含各路由條目,而路由條目又包含了字首、掩碼、出介面、下一跳、優先順序(管理距離)、開銷(度量值)。
既然說到了路由表,那麼就順便說一下路由加表原則:思科裝置中路由度量值為255,則不加表,華為裝置255加表但信用度較低。度量值為1-254,若該路由條目為新學到的路由則加表;該路由若已經透過其它路由協議已加表,則檢視該管理距離(優先順序),優先順序小,則加表。優先順序一樣,則根據系統偏好進行加表。該路由透過相同路由協議已加表,則檢視度量值(開銷),開銷小,則加表。開銷一樣,則同時加表,實現負載均衡。
(2)資料層面:首先檢視該資料幀是不是傳送給自己的是則解封裝檢視三層報頭,不是則丟棄該資料幀。該3層報頭目的ip地址,逐個與路由條目中掩碼做與運算,得到網路號能命中則按照該路由條目轉發,未命中則丟棄。當同時命中多個路由條目時,根據最長匹配原則,選擇掩碼較長的路由條目進行資料轉發。
說完了路由器的轉發原理,下面就說說預設路由、靜態路由。首先,靜態路由是由管理員在路由器中手動配置的固定路由。靜態路由優勢有:管理員可以完全控制網路中資料的走向、裝置開銷很小、家庭網路出口。
而預設路由是一種特殊的靜態路由,是當路由表中與資料包的目的地址之間沒有匹配的IP時路由器做出的選擇。如果沒有預設路由,那麼目的地址在路由表沒有匹配IP時資料將被丟棄。預設路由會大大簡化路由器的配置,減輕管理員的的工作負擔。
下面介紹一下靜態路由和預設路由的配置方法:
配置靜態路由的命令:
思科:ip route+目標網段+目標網段掩碼+出介面/下一跳地址
華為:ip route-static+目標網段+目標網段掩碼+出介面/下一跳地址。
配置預設路由的命令:
思科:ip route 0.0.0.0 0.0.0.0+下一跳地址
華為:ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0+下一跳地址
最後我們就來做一下靜態路由、預設路由的部署小實驗,網路拓撲如下(此實驗使用的是華為ensp模擬器,因為命令列差異不大,這裡只以一個廠商為例)。
實驗要求很簡單,只使用靜態路由,使得路由器之間可以ping通對方的環回口。配置如下:
AR1:
interface GigabitEthernet0/0/0
ip address 12.1.1.1 24
interface LoopBack0
ip address 1.1.1.1 32
ip route-static 23.1.1.0 255.255.255.0 12.1.1.2
ip route-static 2.2.2.2 255.255.255.255 12.1.1.2
ip route-static 3.3.3.3 255.255.255.255 12.1.1.2
AR2:
interface GigabitEthernet0/0/0
ip address 12.1.1.2 24
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 23.1.1.2 24
interface LoopBack0
ip address 2.2.2.2 32
ip route-static 1.1.1.1 255.255.255.255 12.1.1.1
ip route-static 3.3.3.3 255.255.255.255 23.1.1.3
AR3:
interface GigabitEthernet0/0/0
ip address 23.1.1.3 24
interface LoopBack0
ip address 3.3.3.3 32
ip route-static 12.1.1.0 255.255.255.0 23.1.1.2
ip route-static 1.1.1.1 255.255.255.255 23.1.1.2
ip route-static 2.2.2.2 255.255.255.255 23.1.1.2
實驗結果如圖:
拓展:上面使用華為模擬器做了靜態路由的實驗,那麼如果要求使用靜態加預設路由呢,該怎麼解決呢?下面我們就用思科的EVEng來使得路由器之間可以ping通對方的環回口。如下拓撲:
R1:
interface e0/0
ip address 12.1.1.1 255.255.255.0
no shutdown
interface LoopBack0
ip address 1.1.1.1 255.255.255.255
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 12.1.1.2
R2:
interface e0/0
ip address 12.1.1.2 255.255.255.0
no shutdown
interface e0/1
ip address 23.1.1.2 255.255.255.0
no shutdown
interface LoopBack0
ip address 2.2.2.2 255.255.255.255
ip route-static 1.1.1.1 255.255.255.255 12.1.1.1
ip route-static 3.3.3.3 255.255.255.255 23.1.1.3
R3:
interface e0/0
ip address 23.1.1.3 255.255.255.0
no shutdown
interface LoopBack0
ip address 3.3.3.3 255.255.255.255
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 23.1.1.2
實驗結果如圖:
拓展實驗配置部署到這裡就結束啦!