第6講 路由初步

1、第6講 1路由基礎(chǔ)IP路由選擇過(guò)程在網(wǎng)絡(luò)上配置 IP 路由 靜態(tài)路由缺省路由本講要點(diǎn)2從此講開(kāi)始，將討論IP 路由選擇，這是理解所有路由器的工作原理和 IP 配置的重要內(nèi)容。IP 路由是使用路由器把數(shù)據(jù)包從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程。主動(dòng)路由協(xié)議：路由器在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上動(dòng)態(tài)找尋所有網(wǎng)絡(luò)， 并確保所有路由器擁有相同路由表的協(xié)議。其目標(biāo)就是生成數(shù)據(jù)包通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)路徑。典型協(xié)議包括 RIP、RIPv2、EIGRP 和OSPF。被動(dòng)路由協(xié)議：當(dāng)所有的路由器都了解了所有的網(wǎng)絡(luò)之后，便可用它來(lái)將用戶(hù)數(shù)據(jù)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。被動(dòng)路由協(xié)議在接口上激活，并決定數(shù)據(jù)包的傳送方式。典型協(xié)議是 IPv4 和 IPv

2、6 。 概述3路由基礎(chǔ)什么是路由？路由器應(yīng)該知道什么？路由器怎樣建立路由表？查看路由表4互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)：可使用路由器將 WAN網(wǎng)絡(luò)和 LAN 網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，并為此互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)配置邏輯網(wǎng)絡(luò)地址，如 IP 地址，這樣，這些主機(jī)就可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相互通信了。 路由：這個(gè)術(shù)語(yǔ)的意思是將數(shù)據(jù)包從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)往另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。路由器并不關(guān)心網(wǎng)絡(luò)上有哪些主機(jī)，它只關(guān)心有哪些網(wǎng)絡(luò)和通向每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑。換言之，它只關(guān)心數(shù)據(jù)包中的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)地址。主機(jī)的MAC地址用來(lái)將數(shù)據(jù)包從路由器交付給目的主機(jī)，當(dāng)然，這互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)ARP之類(lèi)的協(xié)議。什么是路由？5要完成對(duì)數(shù)據(jù)包的路由，路由器必須至少了解以下內(nèi)容： 目的地址 相鄰路

3、由器，并可以從那里獲得遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的信息。 到所有遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的可能路由 到達(dá)每個(gè)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的最佳路由 如何維護(hù)并驗(yàn)證路由信息什么是路由表？路由器可以從相鄰的路由器或從管理員那里認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，然后建立一個(gè)描述如何尋找遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地圖路由表。如果網(wǎng)絡(luò)是直接與路由器相連的，那么路由器自然就知道如何達(dá)到這個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為直連網(wǎng)絡(luò)。路由器應(yīng)該知道什么？6如果網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有與路由器直接相連，路由器必須通過(guò)學(xué)習(xí)來(lái)了解如何到達(dá)它，所采用的方法只有兩種：靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由。 在動(dòng)態(tài)路由中，路由器運(yùn)行的路由協(xié)議將與相鄰路由器運(yùn)行的相同協(xié)議進(jìn)行通信。然后，它們會(huì)更新各自對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)，并經(jīng)由某種算法將這些信息整合到路由表

4、中。如果某個(gè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)變化，動(dòng)態(tài)路由協(xié)議會(huì)自動(dòng)將改變通知給所有的路由器。在靜態(tài)路由中，管理員負(fù)責(zé)通過(guò)手工方式在所有的路由器上添加和維護(hù)所有的改變。在一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)中，經(jīng)常同時(shí)使用動(dòng)態(tài)和靜態(tài)路由。 路由器怎樣建立路由表？7查看路由器在路由器Lab_A上使用show ip route命令，結(jié)果如下：Lab_A#sh ip route output cut Gateway of last resort is not set C /24 is directly connected, FastEthernet0/0 C /24 is directly connected, FastEthernet0/1 C

5、 /24 is directly connected, FastEthernet0/2 C /24 is directly connected, Serial 0/0 在此表中，C 表示這些被列出的網(wǎng)絡(luò)是“直接連接的”，直連網(wǎng)絡(luò)無(wú)需手工輸入，也無(wú)需動(dòng)態(tài)獲知，當(dāng)給路由器接口配置IP地址時(shí)，它就自動(dòng)被路由器所感知，并添加在路由表中。注意：此圖中路由器Lab_A有4個(gè)接口，分別配置了IP地址。每個(gè)接口連接一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)都是直連網(wǎng)絡(luò)?？梢杂胹how ip route命令查看路由器的路由表。8基于下面路由表的輸出，哪個(gè)接口會(huì)將目的地址為4的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)出去？ 為什么？Lab_A#sh ip route

6、 output cut Gateway of last resort is not set C 6/28 is directly connected, FastEthernet0/0 C /29 is directly connected, FastEthernet0/1 C /30 is directly connected, FastEthernet0/2 C /30 is directly connected, Serial 0/0 練習(xí)立即思考5分鐘并寫(xiě)下自己的答案！9IP路由選擇過(guò)程PT案例：理解IP路由選擇過(guò)程練習(xí)PT案例：配置IP路由10案例15：理解IP路由選擇過(guò)程目標(biāo)：深刻理

7、解IP路由選擇過(guò)程PT案例11練習(xí)一當(dāng)HostA發(fā)送數(shù)據(jù)給HTTPS 服務(wù)器時(shí)：來(lái)自HostA的幀中，目的MAC地址將是哪個(gè)設(shè)備的哪個(gè)接口的MAC地址？數(shù)據(jù)包中的目標(biāo)IP地址將是哪個(gè)設(shè)備的哪個(gè)接口的IP地址？12練習(xí)二Corp#sh ip route output cut R 120/2 via , 00:00:23, Serial0/0 R 120/1 via , 00:00:23, Serial0/0 R 120/1 via , 00:00:23, Serial0/0 C is directly connected, Serial0/0 C is directly connected, F

8、astEthernet0/0 根據(jù)上述路由表信息，當(dāng)Corp路由器接收到源 IP 地址為0 而目的地址是的數(shù)據(jù)包，Corp 將會(huì)如何處理這個(gè)數(shù)據(jù)包？13案例16：配置IP路由目標(biāo)：理解接口的IP配置了解路由表理解直接網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題從WHA上ping路由器Corp，是否成功？為什么？從WHA上ping路由器R1，是否成功？為什么？從WHA上ping主機(jī)HostA，是否成功？為什么？ PT案例14在網(wǎng)絡(luò)上配置 IP 路由 了解路由靜態(tài)路由配置靜態(tài)路由配置默認(rèn)路由PT案例：配置靜態(tài)路由15在案例16中，我們發(fā)現(xiàn)主機(jī)WHA既不能ping通路由器R1，也不能ping通主機(jī)HostA。原因就在于現(xiàn)在所有路由器只

9、知道直連網(wǎng)絡(luò)，不知道其他非直連網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)路由器收到一個(gè)數(shù)據(jù)包，卻不知道該數(shù)據(jù)包的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，它只得丟棄它，并報(bào)告數(shù)據(jù)包源。案例16中有12個(gè)子網(wǎng)，除非所有路由器都知道這12個(gè)子網(wǎng)，并知道如何到達(dá)這些子網(wǎng)，否則路由器幾乎沒(méi)什么用！要學(xué)習(xí)路由，路由器可以采取靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的方式。了解路由16當(dāng)以手工方式將路由添加到路由器的路由表中去時(shí)，這種方式就是靜態(tài)路由。同所有的路由過(guò)程一樣，靜態(tài)路由既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn)：CPU沒(méi)有管理性開(kāi)銷(xiāo)，這意味著節(jié)約成本。 路由器之間沒(méi)有帶寬占用，這意味著節(jié)約帶寬。增加了安全性，管理員可以有選擇地控制路由。缺點(diǎn)管理員的維護(hù)負(fù)擔(dān)過(guò)重，這意味著管理成本高。對(duì)于大型網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，靜態(tài)路

10、由會(huì)導(dǎo)致巨大的工作量。靜態(tài)路由17配置靜態(tài)路由的命令如下： ip route destination_network mask next-hop_address or exitinterface administrative_distance permanent 配置靜態(tài)路由用于創(chuàng)建靜態(tài)路由的命令（注：在全局配置模式下）。在路由表中要放置的網(wǎng)絡(luò)號(hào)，也就是目標(biāo)子網(wǎng)地址。下一跳路由器的地址，即接收數(shù)據(jù)包并轉(zhuǎn)發(fā)到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的下一路由器的地址。這是一個(gè)與本路由器直接相連的下一路由器的接口。在添加這個(gè)路由之前，必須能夠 ping 到這個(gè)路由器的接口。如果這里輸入了錯(cuò)誤的下一跳地址，或者這個(gè)接口對(duì)于本路由器

11、來(lái)說(shuō)是被關(guān)閉的，那么在路由器的配置中，這個(gè)靜態(tài)路由雖表現(xiàn)為可用，但它并不會(huì)真正出現(xiàn)在路由表中。與目標(biāo)子網(wǎng)地址對(duì)應(yīng)的子網(wǎng)掩碼。要支持VLSM ，這是必須的。18配置靜態(tài)路由的命令如下： ip route destination_network mask next-hop_address or exitinterface administrative_distance permanent 配置靜態(tài)路由默認(rèn)時(shí)，靜態(tài)路由有一個(gè)取值為1的管理性距離(取值為0表示使用某個(gè)輸出接口來(lái)替代下一跳地址)?？梢栽谶@個(gè)命令修改默認(rèn)值。管理性距離的作用將在“動(dòng)態(tài)路由”中做進(jìn)一步討論。連接下一跳路由器的本地路由器接口（

12、出口），這使目標(biāo)子網(wǎng)看上去就像是一個(gè)直接連接網(wǎng)絡(luò)。如果這個(gè)接口被關(guān)閉或者路由器不能與下一跳路由器進(jìn)行通信，這一路由將會(huì)自動(dòng)從路由表中刪除。而permanent選項(xiàng)使這一路由表項(xiàng)永久在路由表中保留。19Router(config)#ip route 命令ip route指出這是一個(gè)靜態(tài)路由。 就是目標(biāo)子網(wǎng)的IP地址。 是與這個(gè)目標(biāo)子網(wǎng)地址對(duì)應(yīng)的子網(wǎng)掩碼。 下一跳路由器的IP地址。Router(config)#ip route 150將默認(rèn)的管理距離(AD)1改為150Router(config)#ip route s0/0/0使用接口代替下一跳地址。配置命令舉例20使用默認(rèn)路由可轉(zhuǎn)發(fā)那些去往路由

13、表中未列出的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包到指定的下一跳路由器。那些與外界只有一個(gè)外出連接的路由器可以使用默認(rèn)路由，它們所直連的網(wǎng)絡(luò)一般稱(chēng)為存根（stub）網(wǎng)絡(luò)。在案例16中，R1、R2和WR0可視為存根路由器，它們對(duì)外只有一個(gè)出口。注意，R1不能認(rèn)為有兩個(gè)出口，因它們都連接到同一個(gè)路由器Corp上，只能看成是有冗余鏈路。R3不能視為存根，因它們有2個(gè)出口。在非存根路由器上不宜配置默認(rèn)路由，它可能造成路由循環(huán)。配置默認(rèn)路由21可以用創(chuàng)建靜態(tài)路由的方式來(lái)添加默認(rèn)路由，配置命令中目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)是和子網(wǎng)掩碼都記為。例如， 命令ip route 表示默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的下一跳是。在路由表中，默認(rèn)路由形如S* /0 1/0 via

14、。S*表示這是一條靜態(tài)默認(rèn)路由。還有一條命令： ip default network可用于配置默認(rèn)路由。例外，在配置默認(rèn)路由時(shí)，應(yīng)該在全局模式下添加ip classless命令，以確保路由器按無(wú)類(lèi)方式處理路由表，從而正確使用默認(rèn)路由。配置默認(rèn)路由22默認(rèn)路由舉例在Gateway路由器上，以下3條命令都可以配置默認(rèn)路由：Gateway(config)#ip route Gateway(config)#ip route s0/0 Gateway(config)#ip default-network 區(qū)別是：前兩條是靜態(tài)路由，且第2條由于管理距離更低而優(yōu)先于第1條。第3條會(huì)被內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議通告，可以在

15、啟用了IGP且希望通過(guò)它發(fā)布默認(rèn)路由時(shí)使用。23假設(shè)路由表如下：Router#sh ip route output cut Gateway of last resort is to network C is directly connected, FastEthernet0/0 C is directly connected, Serial0/0 S* /0 1/0 via 這是一條錯(cuò)誤配置的默認(rèn)路由，為什么？理由是：路由器自己都不知道如何到達(dá)的地址不能作為默認(rèn)路由的下一跳。默認(rèn)路由的錯(cuò)誤配置24假設(shè)路由表如下，當(dāng)路由器接收到一個(gè)來(lái)自 00 且目標(biāo)地址是 的數(shù)據(jù)包時(shí)，應(yīng)如何轉(zhuǎn)發(fā)？Corp#sh ip route output cut Gateway of last resort is to network R 120/1 via 101.2.2, 00:00:00, Serial 0/0 C is directly connected, Serial0/