《網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)維》課件-第3章 路由技術(shù)

第3章路由技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)理解路由的基本概念以及路由的其他相關(guān)屬性。掌握靜態(tài)路由和默認(rèn)路由的工作原理與配置。掌握單區(qū)域OSPF的基本原理與配置。掌握VLAN間路由的概念、單臂路由器和三層交換機(jī)的工作原理與配置。3.1路由基礎(chǔ)3.1.1路由概述3.1.2路由表的生成與路由條目3.2靜態(tài)路由與默認(rèn)路由3.3OSPF路由協(xié)議3.4VLAN間路由3.1.1路由概述路由、路由器及路由表將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到正確的目的地，并在轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中能選擇最佳的路徑的設(shè)備－路由器跨越一個(gè)從源主機(jī)到目標(biāo)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包－路由路由表網(wǎng)段接口10.1.1.0G0/0/120.1.1.0G0/0/230.1.1.0G0/0/33.1.1路由概述路由器的工作原理某公司網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渎酚善鱎1是該網(wǎng)絡(luò)中正在運(yùn)行的一臺(tái)路由器，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行配置之后，可以查看路由器R1的路由表。3.1.1路由概述查看到路由器R1的路由表在路由器R1上執(zhí)行【displayiprouting-table】命令便可查看到路由器R1的路由表，在這個(gè)路由表中，每一行就是一條路由信息（一個(gè)路由項(xiàng)或一個(gè)路由條目）。通常情況下，一條路由信息由3個(gè)要素組成：目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)/掩碼（Destination/Mask）、出接口（Interface）和下一跳IP地址（NextHop）[R1]displayiprouting-tableRouteFlags:R-relay,D-downloadtofib------------------------------------------------------------------------------Destination/MaskProtoPreCostFlagsNextHopInterface2.2.2.0/24Direct00D2.2.2.1GigabitEthernet1/0/12.2.2.1/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack03.3.3.0/24Static600D1.1.1.2GigabitEthernet1/0/21.1.1.0/24Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet1/0/21.1.1.1/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack0......3.1.1路由概述路由信息的3個(gè)要素我們現(xiàn)在以Destination/Mask為3.3.3.0/24這個(gè)路由項(xiàng)為例，具體說(shuō)明路由信息的3個(gè)要素。3.3.3.0是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，掩碼長(zhǎng)度是24。由于路由器R1的路由表中存在3.3.3.0/24這個(gè)路由項(xiàng)，就說(shuō)明路由器R1知道自己所在的網(wǎng)絡(luò)上存在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址為3.3.3.0的網(wǎng)絡(luò)；3.3.3.0這個(gè)路由項(xiàng)的出接口是GigabitEthernet1/0/2，其含義是，如果路由器R1需要將一個(gè)IP報(bào)文送往3.3.3.0/24這個(gè)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，那么路由器R1應(yīng)該把這個(gè)IP報(bào)文從路由器R1的GigabitEthernet1/0/2接口發(fā)送出去；3.3.3.0這個(gè)路由項(xiàng)下一跳IP地址（NextHop）是1.1.1.2，其含義是，如果路由器R1需要將一個(gè)IP報(bào)文送往3.3.3.0/24這個(gè)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，則路由器R1應(yīng)該把這個(gè)IP報(bào)文從路由器R1的GigabitEthernet1/0/2接口發(fā)送出去，并且這個(gè)IP報(bào)文離開(kāi)路由器R1的GigabitEthernet1/0/2接口后應(yīng)該到達(dá)的下一個(gè)路由器的接口的IP地址是1.1.1.2。3.1.1路由概述路由協(xié)議的分類：路由設(shè)備之間要相互通信，需通過(guò)路由協(xié)議來(lái)相互學(xué)習(xí)，以構(gòu)建一個(gè)到達(dá)其他設(shè)備的路由信息表，然后才能根據(jù)路由表，實(shí)現(xiàn)IP數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。路由協(xié)議的常見(jiàn)分類如下。根據(jù)不同路由算法分類，可分為以下兩種：距離矢量路由協(xié)議和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議；根據(jù)不同的工作范圍，可分為以下兩種：內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）；根據(jù)手動(dòng)配置或自動(dòng)學(xué)習(xí)兩種不同的方式建立路由表，可分為以下兩種：靜態(tài)路由協(xié)議和動(dòng)態(tài)路由協(xié)議。3.1.2路由表的生成與路由條目路由表的3種來(lái)源：設(shè)備自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、手動(dòng)配置或通過(guò)動(dòng)態(tài)路由協(xié)議生成直連路由：我們把設(shè)備自動(dòng)發(fā)現(xiàn)的路由信息稱為直連路由（DirectRoute）；靜態(tài)路由：把手動(dòng)配置的路由信息稱為靜態(tài)路由（StaticRoute）；動(dòng)態(tài)路由：把網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過(guò)運(yùn)行動(dòng)態(tài)路由協(xié)議而得到路由信息稱為動(dòng)態(tài)路由（DynamicRoute）。3.1.2路由表的生成與路由條目路由優(yōu)先級(jí)：當(dāng)路由器通過(guò)不同的方式學(xué)習(xí)到同一個(gè)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的多條路由條目信息時(shí)，它會(huì)根據(jù)路由的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行路由選擇，優(yōu)先選擇值最小的路由。設(shè)備上的路由優(yōu)先級(jí)一般都有默認(rèn)值，不同廠家設(shè)備對(duì)于優(yōu)先級(jí)的默認(rèn)值可能不同。華為AR路由器上部分路由類型與優(yōu)先級(jí)的默認(rèn)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如下表所示。路由類型優(yōu)先級(jí)的默認(rèn)值直連路由0OSPF10靜態(tài)路由60RIP100BGP2553.1.2路由表的生成與路由條目路由的開(kāi)銷什么是路由的開(kāi)銷：一條路由的開(kāi)銷是指到達(dá)這條路由的目的地/掩碼需要付出的代價(jià)值。路由開(kāi)銷的選擇：同一種路由協(xié)議發(fā)現(xiàn)有多條路由可以到達(dá)同一目的地/掩碼時(shí)，將優(yōu)選開(kāi)銷最小的路由，即只把開(kāi)銷最小的路由加入進(jìn)本協(xié)議的路由表中。路由開(kāi)銷舉例：不同的路由協(xié)議對(duì)于開(kāi)銷的具體定義是不同的，例如，RIP只能以“跳數(shù)（HopCount）”作為開(kāi)銷。

3.1路由基礎(chǔ)3.2靜態(tài)路由與默認(rèn)路由3.2.1靜態(tài)路由3.2.2默認(rèn)路由3.2.3靜態(tài)路由匯總3.2.4靜態(tài)路由的典型應(yīng)用3.3OSPF路由協(xié)議3.4VLAN間路由3.2.1靜態(tài)路由靜態(tài)路由概述靜態(tài)路由（StaticRoute）是指通過(guò)手動(dòng)方式為路由器配置路由信息，可以簡(jiǎn)單地讓路由器獲知達(dá)到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路由。靜態(tài)路由的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：靜態(tài)路由配置簡(jiǎn)單、路由器資源負(fù)載小、可控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)：不能動(dòng)態(tài)反映網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，?dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理員就必須手動(dòng)配置改變路由表，因此靜態(tài)路由不適合于在大型網(wǎng)絡(luò)中使用。3.2.1靜態(tài)路由案例3-1靜態(tài)路由的配置案例背景與要求：在路由器R1和路由器R2上配置靜態(tài)路由，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。3.2.1靜態(tài)路由案例配置思路在路由器R1上配置一條靜態(tài)路由，目的地/掩碼為3.3.3.0/24，出接口為GE1/0/2，下一跳IP地址為1.1.1.2；在路由器R2上配置一條靜態(tài)路由，目的地/掩碼為2.2.2.0/24，出接口為GE1/0/2，下一跳IP地址為1.1.1.1。案例配置過(guò)程配置路由器R1<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR1[R1]iproute-static3.3.3.0241.1.1.2目的地/掩碼下一跳地址3.2.1靜態(tài)路由配置路由器R2。案例驗(yàn)證在路由器R1系統(tǒng)視圖狀態(tài)下輸入【displayiprouting-table】命令查看其路由表。<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR2[R2]iproute-static2.2.2.0241.1.1.1[R1]displayiprouting-tableRouteFlags:R-relay,D-downloadtofib------------------------------------------------------------------------------Destination/MaskProtoPreCostFlagsNextHopInterface2.2.2.0/24Direct00D2.2.2.1GigabitEthernet1/0/12.2.2.1/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack03.3.3.0/24Static600D1.1.1.2GigabitEthernet1/0/21.1.1.0/24Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet1/0/21.1.1.1/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack0......查看路由表命令3.2.2默認(rèn)路由默認(rèn)路由概述我們把目的地/掩碼為0.0.0.0/0的路由稱為默認(rèn)路由（DefaultRoute）。如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的路由表中存在默認(rèn)路由，那么當(dāng)一個(gè)待發(fā)送或待轉(zhuǎn)發(fā)的IP報(bào)文不能匹配IP路由表中的任何非默認(rèn)路由時(shí)，就會(huì)根據(jù)默認(rèn)路由來(lái)進(jìn)行發(fā)送或轉(zhuǎn)發(fā)；如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP路由表中不存在默認(rèn)路由，那么當(dāng)一個(gè)待發(fā)送或待轉(zhuǎn)發(fā)的IP報(bào)文不能匹配IP路由表中的任何路由時(shí)，該IP報(bào)文就會(huì)被直接丟棄。3.2.2默認(rèn)路由案例3-2默認(rèn)路由的配置案例背景與要求：網(wǎng)絡(luò)管拓?fù)渌?，路由器R3是因特網(wǎng)服務(wù)提供商(InternetServiceProvider,ISP）路由器，并且假設(shè)路由器R3上已經(jīng)有了通往Internet的路由。要求管理員配置路由器，實(shí)現(xiàn)所有的PC都能夠互通，并且都能夠訪問(wèn)Internet。

3.2.2默認(rèn)路由案例配置思路在路由器R1上配置一條靜態(tài)路由，目的地/掩碼為3.3.3.0/24，下一跳地址為路由器R2的GE1/0/2接口的IP地址1.1.1.2，出接口為路由器R1的GE1/0/2接口。另外，在路由器R1上配置一條默認(rèn)路由，該默認(rèn)路由的下一跳地址為路由器R3的GE1/0/0接口的IP地址4.4.4.2，出接口為路由器R1的GE1/0/0接口。在路由器R2上配置一條默認(rèn)路由，該默認(rèn)路由的下一跳地址為路由器R1的GE1/0/2口的E地址1.1.1.1，出接口為路由器R2的GE1/0/2接口。在路由器R3上配置一條默認(rèn)路由，下一跳IP地址均為路由器R1的GE1/0/0接口的IP地址4.4.4.1，出接口均為路由器R3的GE1/0/0接口。3.2.2默認(rèn)路由案例配置步驟配置路由器R1配置路由器R2配置路由器R3<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR1[R1]iproute-static3.3.3.0241.1.1.2[R1]iproute-static0.0.0.004.4.4.2配置靜態(tài)路由配置默認(rèn)路由<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR2[R2]iproute-static0.0.0.001.1.1.1配置默認(rèn)路由<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR3[R3]iproute-static0.0.0.004.4.4.1配置默認(rèn)路由3.2.2默認(rèn)路由案例驗(yàn)證完成以上配置后，在路由器R1系統(tǒng)視圖狀態(tài)下輸入【displayiprouting-table】命令查看其路由表。從輸出結(jié)果顯示，路由器R1的路由表中己經(jīng)有了一條默認(rèn)路由。

[R1]displayiprouting-tableRouteFlags:R-relay,D-downloadtofib------------------------------------------------------------------------------Destination/MaskProtoPreCostFlagsNextHopInterface0.0.0.0/24Static600RD4.4.4.2GigabitEthernet1/0/02.2.2.0/24Direct00D2.2.2.1GigabitEthernet1/0/12.2.2.1/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack03.3.3.0/24Static600D1.1.1.2GigabitEthernet1/0/21.1.1.0/24Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet1/0/21.1.1.1/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack0......3.2.3靜態(tài)路由匯總靜態(tài)路由匯總概念：將多個(gè)路由條目進(jìn)行匯總的方式稱為路由匯總匯總前的靜態(tài)路由匯總后的靜態(tài)路由3.2.3靜態(tài)路由匯總靜態(tài)路由匯總計(jì)算與配置路由匯總的前提是IP子網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)模型的科學(xué)合理設(shè)計(jì)，路由匯總的計(jì)算是通過(guò)對(duì)子網(wǎng)掩碼的操作進(jìn)行的，以下圖為例介紹路由匯總的計(jì)算方法。3.2.3靜態(tài)路由匯總路由器R1左側(cè)的IP網(wǎng)段明細(xì)為172.16.1.0/24~172.16.31.0/24，將這些IP網(wǎng)段寫(xiě)成二進(jìn)制的形式如下圖所示。

3.2.3靜態(tài)路由匯總從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D可以看出，這個(gè)IP子網(wǎng)是連續(xù)的，對(duì)連續(xù)的IP子網(wǎng)進(jìn)行匯總的計(jì)算方法如下。①將所有的十進(jìn)制的IP網(wǎng)段寫(xiě)成二進(jìn)制形式，實(shí)際操作中，只需要將所有IP網(wǎng)段中的不相同的十進(jìn)制數(shù)寫(xiě)成二進(jìn)制，如本例中十進(jìn)制的IP網(wǎng)段的第三位；②畫(huà)一根分隔線將所有IP網(wǎng)段進(jìn)行分隔，從上圖中可見(jiàn)，分隔線左側(cè)的每一列的二進(jìn)制數(shù)都完全相同，而右側(cè)列的二進(jìn)制數(shù)則不完全一樣；③分隔線的位置確定后，分隔線左側(cè)的二進(jìn)制數(shù)不變，而右側(cè)的第一位開(kāi)始到最后一位全部寫(xiě)0。因匯總后的掩碼長(zhǎng)度為分隔線左側(cè)的二進(jìn)制的位數(shù)為16+3=19位，因此，通過(guò)計(jì)算得到匯總后的地址段為172.16.0.0/19；④同理，可算出路由器R3右側(cè)的所有IP網(wǎng)段經(jīng)過(guò)匯總后的地址段為10.1.32.0/19。由于靜態(tài)路由匯總的配置與靜態(tài)路由的配置相同。因此，以路由器R2為例進(jìn)行配置，配置命令如下所示。<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR2[R2]iproute-static172.16.0.0192.1.1.1[R2]iproute-static10.1.32.0191.1.1.13.2.4靜態(tài)路由的典型應(yīng)用浮動(dòng)靜態(tài)路由的概念浮動(dòng)靜態(tài)路由（FloatingStaticRoute）是一種特殊的靜態(tài)路由，通過(guò)配置去往相同的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，但優(yōu)先級(jí)不同的靜態(tài)路由，以保證在網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)先級(jí)較高的路由工作。而一旦主路由失效，備份路由會(huì)接替主路由，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。負(fù)載均衡的概念當(dāng)有多條可選路徑前往同一目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，可以通過(guò)配置相同優(yōu)先級(jí)和開(kāi)銷的靜態(tài)路由實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，使得數(shù)據(jù)的傳輸均衡地分配到多條路徑上，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分流、減輕單條路徑負(fù)載過(guò)重的效果。而當(dāng)其中某一條路徑失效時(shí)，其他路徑仍然能夠正常傳輸數(shù)據(jù)，也起到了冗余作用。僅負(fù)載均衡條件下，路由器才會(huì)同時(shí)顯示兩條去往同一目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路由條目。3.2.4靜態(tài)路由的典型應(yīng)用案例3-3浮動(dòng)靜態(tài)路由及負(fù)載均衡的配置案例背景與要求：路由器R1模擬某公司總部，路由器R2與路由器R3模擬兩個(gè)分部，主機(jī)PC1與PC2所在的網(wǎng)段分別模擬兩個(gè)分部中的辦公網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)需要總部與各個(gè)分部、分部與分部之間都能夠通信，且分部之間在通信時(shí)，直連鏈路為主用鏈路，通過(guò)總部的鏈路為備用鏈路。本實(shí)驗(yàn)要求使用浮動(dòng)靜態(tài)路由實(shí)現(xiàn)路由備份，并可以通過(guò)調(diào)整優(yōu)先級(jí)的值實(shí)現(xiàn)路由器R2到12.1.1.0/24網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡。浮動(dòng)靜態(tài)路由及負(fù)載均衡的拓?fù)?，如下圖所示。

3.2.4靜態(tài)路由的典型應(yīng)用案例配置思路①在路由器R1上配置兩條靜態(tài)路由，第一條：目的地/掩碼為12.1.1.0/24，出接口為GE2/0/0，下一跳IP地址為2.1.1.2。第二條：目的地/掩碼為11.1.1.0/24，出接口為GE1/0/0，下一跳IP地址為1.1.1.2。②在路由器R2上配置一條靜態(tài)路由，目的地/掩碼為12.1.1.0/24，出接口為GE2/0/0，下一跳IP地址為3.1.1.2。③在路由器R2上配置一條優(yōu)先級(jí)為100的靜態(tài)路由，目的地/掩碼為12.1.1.0/24，出接口為GE1/0/0，下一跳IP地址為1.1.1.1。④在路由器R3上配置一條靜態(tài)路由，目的地/掩碼為11.1.1.0/24，出接口為GE1/0/0，下一跳IP地址為3.1.1.1。⑤在路由器R3上配置一條優(yōu)先級(jí)為100的靜態(tài)路由，目的地/掩碼為11.1.1.0/24，出接口為GE2/0/0，下一跳IP地址為2.1.1.1。⑥根據(jù)路由器R2的路由信息，調(diào)整到12.1.1.0/24網(wǎng)段的靜態(tài)路由優(yōu)先級(jí)，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。

3.2.4靜態(tài)路由的典型應(yīng)用案例配置步驟路由器R1的配置如下路由器R2的配置如下路由器R3的配置如下<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR1[R1]iproute-static12.1.1.0242.1.1.2[R1]iproute-static11.1.1.0241.1.1.2<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR2[R2]iproute-static12.1.1.0243.1.1.2[R2]iproute-static12.1.1.0241.1.1.1preference100<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR3[R3]iproute-static11.1.1.0243.1.1.1[R3]iproute-static11.1.1.0242.1.1.1preference1003.2.4靜態(tài)路由的典型應(yīng)用案例驗(yàn)證①完成以上配置后，在路由器R2系統(tǒng)視圖狀態(tài)下輸入【displayiprouting-table】命令查看其路由表。<R2>displayiprouting-tableRouteFlags:R-relay,D-downloadtofib------------------------------------------------------------------------------RoutingTables:PublicDestinations:14Routes:14Destination/MaskProtoPreCostFlagsNextHopInterface1.0.0.0/8Direct00D1.1.1.2GigabitEthernet1/0/01.1.1.2/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet1/0/01.255.255.255/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet1/0/03.0.0.0/8Direct00D3.1.1.1GigabitEthernet2/0/03.1.1.1/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet2/0/03.255.255.255/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet2/0/011.1.1.0/24Direct00D11.1.1.1GigabitEthernet3/0/011.1.1.1/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet3/0/011.1.1.255/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet3/0/0

12.1.1.0/24Static600RD3.1.1.2GigabitEthernet2/0/0127.0.0.0/8Direct00D127.0.0.1InLoopBack0127.0.0.1/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack0127.255.255.255/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack0255.255.255.255/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack03.2.4靜態(tài)路由的典型應(yīng)用②通過(guò)對(duì)路由器R2執(zhí)行【displayiprouting-tableprotocolstatic】命令查看到優(yōu)先級(jí)為100的路由條目。[R2]displayiprouting-tableprotocolstaticRouteFlags:R-relay,D-downloadtofib------------------------------------------------------------------------------Publicroutingtable:StaticDestinations:1Routes:2ConfiguredRoutes:2Staticroutingtablestatus:<Active>Destinations:1Routes:1Destination/MaskProtoPreCostFlagsNextHopInterface12.1.1.0/24Static600RD3.1.1.2GigabitEthernet2/0/0Staticroutingtablestatus:<Inactive>Destinations:1Routes:1Destination/MaskProtoPreCostFlagsNextHopInterface

12.1.1.0/24Static1000R1.1.1.1GigabitEthernet1/0/03.2.4靜態(tài)路由的典型應(yīng)用③用【shutdown】命令斷開(kāi)路由器R2的G2/0/0接口，模擬主鏈路故障，驗(yàn)證浮動(dòng)靜態(tài)路由的效果。[R2]interfacegigabitEthernet2/0/0[R2-gigabitEthernet2/0/0]shutdown[R2]displayiprouting-tableRouteFlags:R-relay,D-downloadtofib------------------------------------------------------------------------------RoutingTables:PublicDestinations:11Routes:11Destination/MaskProtoPreCostFlagsNextHopInterface1.0.0.0/8Direct00D1.1.1.2GigabitEthernet1/0/01.1.1.2/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet1/0/01.255.255.255/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet1/0/011.1.1.0/24Direct00D11.1.1.1GigabitEthernet3/0/011.1.1.1/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet3/0/011.1.1.255/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet3/0/0

12.1.1.0/24Static1000RD1.1.1.1GigabitEthernet1/0/0127.0.0.0/8Direct00D127.0.0.1InLoopBack0127.0.0.1/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack0127.255.255.255/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack0255.255.255.255/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack03.2.4靜態(tài)路由的典型應(yīng)用④為了檢驗(yàn)負(fù)載均衡的效果，用【undoshutdown】命令重新開(kāi)啟路由器R2的G2/0/0接口，同時(shí)，在路由器R2上用【iproute-static12.1.1.0241.1.1.1】命令將這條路由的優(yōu)先級(jí)（preference）從100改為60，通過(guò)查看路由器R2的路由表的回顯信息可以看到有兩條路徑不同（下一跳地址不同）去往12.1.1.0/24目標(biāo)網(wǎng)段的路由條目，從而驗(yàn)證了負(fù)載均衡的效果。[R2]displayiprouting-tableRouteFlags:R-relay,D-downloadtofib------------------------------------------------------------------------------RoutingTables:PublicDestinations:14Routes:15Destination/MaskProtoPreCostFlagsNextHopInterface1.0.0.0/8Direct00D1.1.1.2GigabitEthernet1/0/01.1.1.2/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet1/0/01.255.255.255/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet1/0/03.0.0.0/8Direct00D3.1.1.1GigabitEthernet2/0/03.1.1.1/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet2/0/03.255.255.255/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet2/0/011.1.1.0/24Direct00D11.1.1.1GigabitEthernet3/0/011.1.1.1/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet3/0/011.1.1.255/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet3/0/0

12.1.1.0/24Static600RD3.1.1.2GigabitEthernet2/0/0Static600RD1.1.1.1GigabitEthernet1/0/0127.0.0.0/8Direct00D127.0.0.1InLoopBack0127.0.0.1/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack0127.255.255.255/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack0255.255.255.255/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack03.1路由基礎(chǔ)3.2靜態(tài)路由與默認(rèn)路由3.3OSPF路由協(xié)議3.3.1OSPF概述3.3.2單區(qū)域OSPF配置3.4VLAN間路由3.3.1OSPF概述OSPF的概念開(kāi)放最短路徑優(yōu)先（OpenShortestPathFirst，OSPF）是由IETF組織開(kāi)發(fā)的開(kāi)放性標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，它是一個(gè)鏈路狀態(tài)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議，運(yùn)行OSPF協(xié)議的路由器會(huì)將自己擁有的鏈路狀態(tài)信息，通過(guò)啟用了OSPF協(xié)議的接口發(fā)送給其他0SPF設(shè)備，同一個(gè)OSPF區(qū)域中的每臺(tái)設(shè)備都會(huì)參與鏈路狀態(tài)信息的創(chuàng)建、發(fā)送、接收與轉(zhuǎn)發(fā)，直到這個(gè)區(qū)域中的所有OSPF設(shè)備獲得了相同的鏈路狀態(tài)信息為止。OSPF區(qū)域OSPF區(qū)域概念一個(gè)OSPF網(wǎng)絡(luò)可以被劃分成多個(gè)區(qū)域（Area）。如果一個(gè)OSPF網(wǎng)絡(luò)只包含一個(gè)區(qū)域，則這樣的OSPF網(wǎng)絡(luò)稱為單區(qū)域OSPF網(wǎng)絡(luò)；如果一個(gè)OSPF網(wǎng)絡(luò)包含了多個(gè)區(qū)域，則稱為多區(qū)域OSPF網(wǎng)絡(luò)。3.3.1OSPF概述OSPF區(qū)域結(jié)構(gòu)如圖所示。OSPF網(wǎng)絡(luò)共有4個(gè)區(qū)域，其中Area0為骨干區(qū)域，Area1、Area2和Area3為非骨干區(qū)域。需要注意的是，路由器R1、R2和R3同時(shí)屬于骨干區(qū)域和非骨干區(qū)域，而其他路由器只屬于一個(gè)區(qū)域。

3.3.1OSPF概述鏈路狀態(tài)及LSAOSPF是一種基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，鏈路狀態(tài)也指路由器的接口狀態(tài)，其核心思想是，每臺(tái)路由器都將自己的各個(gè)接口的接口狀態(tài)（鏈路狀態(tài)）共享給其他路由器。在此基礎(chǔ)上，每臺(tái)路由器就可以依據(jù)自身的接口狀態(tài)和其他路由器的接口狀態(tài)計(jì)算出去往各個(gè)目的地的路由。路由器的鏈路狀態(tài)包含了該接口的IP地址及子網(wǎng)掩碼等信息；鏈路狀態(tài)通告（Link-StateAdvertisement，LSA）是鏈路狀態(tài)信息的主要載體，鏈路狀態(tài)信息主要包含在LSA中并通過(guò)LSA的通告（泛洪）來(lái)實(shí)現(xiàn)共享的。3.3.1OSPF概述OSPF消息中的報(bào)文OSPF協(xié)議報(bào)文有5種類型，分別是Hello報(bào)文、DD報(bào)文（DatabaseDescriptionPacket）、LSR報(bào)文（Link-StateRequestPacket）、LSU報(bào)文（Link-StateUpdatePacket）和LSAck（Link-StateAcknowledgementPacket）報(bào)文。

3.3.1OSPF概述RouterID：RouterID是OSPF區(qū)域中路由器的唯一標(biāo)識(shí)一臺(tái)OSPF路由器的RouterID的是按照以下方式生成的：①如果管理員手動(dòng)配置了路由器的RouterID，則路由器將使用該RouterID。②如果沒(méi)有設(shè)置，但在路由器上創(chuàng)建了邏輯接口（如環(huán)回接口），則路由器會(huì)選擇這臺(tái)路由器上所有邏輯接口的IPv4地址中，數(shù)值最大的IPv4地址作為RouterID（不論該接口是否參與了OSPF協(xié)議）。③如果①和②都沒(méi)有，則路由器會(huì)選擇所有活動(dòng)物理接口的IPv4地址中數(shù)值最大的IPv4地址作為RouterID（不論該接口是否參與了OSPF協(xié)議）。OSPF概述OSPF的網(wǎng)絡(luò)類型OSPF所支持的網(wǎng)絡(luò)類型是指OSPF能夠支持的二層網(wǎng)絡(luò)類型，根據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議類型將網(wǎng)絡(luò)分為下列4種類型：廣播（Broadcast）類型NBMA（Non-BroadcastMulti-Access）類型點(diǎn)到多點(diǎn)P2MP（point-to-multipoint）類型點(diǎn)到點(diǎn)P2P(point-to-point)類型3.3.1OSPF概述鄰居關(guān)系與鄰接關(guān)系鄰居關(guān)系：在OSPF協(xié)議中，每臺(tái)路由器的接口都會(huì)周期性地向外發(fā)送Hello報(bào)文。如果“相鄰”兩臺(tái)路由器之間發(fā)送給對(duì)方的Hello報(bào)文完全一致，那么這兩臺(tái)路由器就會(huì)成為彼此的鄰居路由器，他們之間才存在“鄰居”關(guān)系。鄰接關(guān)系：在P2P或P2MP的二層網(wǎng)絡(luò)類型中，兩臺(tái)互為“鄰居”關(guān)系的路由器一定會(huì)同步彼此的LSDB，當(dāng)這兩臺(tái)路由器成功地完成了LSDB的同步后，他們之間便建立起了“鄰接”關(guān)系。3.3.1OSPF概述OSPF網(wǎng)絡(luò)的DR與BDRDR與BDR概述：指定路由器（DesignateRouter，DR）和備份指定路由器（BackupDesignateRouter，BDR）只適用于廣播（Broadcast）網(wǎng)絡(luò)或非廣播多路訪問(wèn)（NBMA）網(wǎng)絡(luò)；DR與BDR的選舉規(guī)則：由于在一個(gè)廣播網(wǎng)絡(luò)或NBMA網(wǎng)絡(luò)中，路由器之間會(huì)通過(guò)Hello報(bào)文進(jìn)行交互，Hello報(bào)文中包含了路由器的Router-ID和優(yōu)先級(jí)，路由器的優(yōu)先級(jí)的取值范圍是從0到255，取值越大優(yōu)先級(jí)越高。根據(jù)Router-ID和優(yōu)先級(jí)進(jìn)行DR與BDR的選舉規(guī)則如下：優(yōu)先級(jí)（RouterPriority）最大的路由器將成為DR。如果優(yōu)先級(jí)（RouterPriority）相等，則Router-ID值最大的路由器將成為DR。BDR的選舉與DR的選舉規(guī)則完全一樣，BDR的選舉發(fā)生在DR的選舉之后，在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中DR和BDR不能是同一臺(tái)路由器。如果DR和BDR都存在，則DR出現(xiàn)故障后，BDR將迅速代替DR的角色。如果只存在DR而沒(méi)有BDR，則DR出現(xiàn)故障后將重新選舉新的DR，這就需要耗費(fèi)一定的時(shí)間。如果一個(gè)路由器的優(yōu)先級(jí)為0，則不參加DR或BDR的選舉。3.3.2單區(qū)域OSPF的配置案例3-4單區(qū)域OSPF的配置案例背景與要求：如圖所示，某公司網(wǎng)絡(luò)有3臺(tái)路由器，其中路由器R1為公司總部路由器，路由器R2和R3分別為兩個(gè)分公司的路由器，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要求整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行OSPF路由協(xié)議，并且采用單區(qū)域的OSPF網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3.3.2單區(qū)域OSPF的配置案例配置思路①分別在3臺(tái)路由器上啟用OSPF進(jìn)程。②指定各路由器的接口為Area0骨干區(qū)域。案例配置步驟配置路由器R1<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR1[R1]OSPF1router-id10.1.1.1[R1-OSPF-1]area0[R1-OSPF-1-area-0.0.0.0]network1.0.0.00.255.255.255[R1-OSPF-1-area-0.0.0.0]network2.0.0.00.255.255.255[R1-OSPF-1-area-0.0.0.0]network10.1.1.00.0.0.2553.3.2單區(qū)域OSPF的配置配置路由器R2配置路由器R3<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR2[R2]OSPF1router-id11.1.1.1[R2-OSPF-1]area0[R2-OSPF-1-area-0.0.0.0]network1.0.0.00.255.255.255[R2-OSPF-1-area-0.0.0.0]network3.0.0.00.255.255.255[R2-OSPF-1-area-0.0.0.0]network11.1.1.00.0.0.255<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR3[R3]OSPF1router-id12.1.1.1[R3-OSPF-1]area0[R3-OSPF-1-area-0.0.0.0]network2.0.0.00.255.255.255[R3-OSPF-1-area-0.0.0.0]network3.0.0.00.255.255.255[R3-OSPF-1-area-0.0.0.0]network12.1.1.00.0.0.2553.3.2單區(qū)域OSPF的配置案例驗(yàn)證通過(guò)以上配置，三臺(tái)路由器之間都建立起了鄰接關(guān)系。為了確認(rèn)上述配置已經(jīng)生效，可以使用【displayOSPF1peer】命令來(lái)查看路由器的鄰居信息，下面以路由器R1為例。[R1]displayOSPF1peer OSPFProcess1withRouterID10.1.1.1 NeighborsArea0.0.0.0interface2.1.1.1(GigabitEthernet2/0/0)'sneighborsRouterID:12.1.1.1Address:2.1.1.2State:FullMode:NbrisMasterPriority:1DR:2.1.1.1BDR:2.1.1.2MTU:0...... NeighborsArea0.0.0.0interface1.1.1.1(GigabitEthernet1/0/0)'sneighborsRouterID:11.1.1.1Address:1.1.1.2State:FullMode:NbrisMasterPriority:1DR:1.1.1.1BDR:1.1.1.2MTU:0Deadtimerduein37secRetranstimerinterval:5Neighborisupfor00:15:23

AuthenticationSequence:[0]3.3.2單區(qū)域OSPF的配置通過(guò)在路由器R1上使用【displayOSPF1routing】命令查看OSPF路由表。

[R1]displayOSPF1routingOSPFProcess1withRouterID10.1.1.1RoutingTablesRoutingforNetworkDestinationCostTypeNextHopAdvRouterArea1.0.0.0/81Transit1.1.1.110.1.1.10.0.0.02.0.0.0/81Transit2.1.1.110.1.1.10.0.0.010.1.1.0/241Stub10.1.1.110.1.1.10.0.0.03.0.0.0/82Transit1.1.1.211.1.1.10.0.0.03.0.0.0/82Transit2.1.1.211.1.1.10.0.0.011.1.1.0/242Stub1.1.1.211.1.1.10.0.0.012.1.1.0/242Stub2.1.1.212.1.1.10.0.0.0TotalNets:7IntraArea:7InterArea:0ASE:0NSSA:03.1路由基礎(chǔ)3.2靜態(tài)路由與默認(rèn)路由3.3OSPF路由協(xié)議3.4VLAN間路由3.4.1VLAN間路由概念3.4.2VLAN間三層通信-單臂路由3.4.3VLAN間三層通信-三層交換機(jī)3.4.1VLAN間路由概念VLAN間路由的概念雖然VLAN可以減少網(wǎng)絡(luò)中的廣播，提高網(wǎng)絡(luò)安全性能，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的所有主機(jī)互相通信，我們可以通過(guò)路由器或三層交換機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)屬于不同VLAN的計(jì)算機(jī)之間的三層通信，這就是VLAN間路由。3.4.1VLAN間路由概念VLAN間二層通信的局限性如圖所示，VLAN隔離了二層廣播域，即隔離了各個(gè)VLAN之間的任何二層流量，因此，不同VLAN的用戶之間不能進(jìn)行二層通信；由于不同VLAN之間的主機(jī)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)二層通信的，所以必須通過(guò)三層路由才能將報(bào)文從一個(gè)VLAN轉(zhuǎn)發(fā)到另外一個(gè)VLAN，實(shí)現(xiàn)跨VLAN通信。實(shí)現(xiàn)VLAN間通信的方法主要有3種：多臂路由、單臂路由和三層交換。3.4.1VLAN間路由概念VLAN間路由的3種方法：多臂路由、單臂路由和三層交換多臂路由示意圖單臂路由示意圖三層交換示意圖3.4.2VLAN間三層通信-單臂路由案例3-5單臂路由的配置案例背景與要求：根據(jù)下圖所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，在路由器上配置單臂路由，?shí)現(xiàn)VLAN10和VLAN20網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。3.4.2VLAN間三層通信-單臂路由案例配置思路①在交換機(jī)SW1上創(chuàng)建VLAN，并將相應(yīng)接口加入到對(duì)應(yīng)VLAN中；②配置交換機(jī)與路由器相連接口為Trunk模式；③在路由器R1上創(chuàng)建子接口，并配置子接口的IP地址，啟用子接口的dot1q封裝，配置允許終結(jié)子接口轉(zhuǎn)發(fā)廣播報(bào)文。3.4.2VLAN間三層通信-單臂路由案例配置步驟①配置交換機(jī)SW1，在交換機(jī)SW1上創(chuàng)建VLAN10和VLAN20，并配置trunk接口。<Huawei>system-view[Huawei]sysnameSW1[SW1]vlanbatch1020[SW1-GigabitEthernet0/0/24]portlink-typetrunk[SW1-GigabitEthernet0/0/24]porttrunkallow-passvlan1020//配置交換機(jī)SW1的G0/0/24端口允許VLAN10和VLAN20的數(shù)據(jù)通過(guò)//[SW1-GigabitEthernet0/0/1]portlink-typeaccess[SW1-GigabitEthernet0/0/1]portdefaultvlan10[SW1-GigabitEthernet0/0/2]portlink-typeaccess[SW1-GigabitEthernet0/0/2]portdefaultvlan203.4.2VLAN間三層通信-單臂路由②配置路由器R1，主要配置子接口IP及其dot1q封裝。[R1]interfaceg0/0/1.1[R1-GigabitEthernet0/0/0.10]dot1qterminationvid10[R1-GigabitEthernet0/0/1.10]ipaddress192.168.10.25424[R1-GigabitEthernet0/0/1.10]arpbroadcastenable[R1-GigabitEthernet0/0/1.10]quit[R1]interfaceg0/0/1.2[R1-GigabitEthernet0/0/1.20]dot1qterminationvid20[R1-GigabitEthernet0/0/1.20Jipaddress192.168.20.25424[R1-GigabitEthernet0/0/1.20]arpbroadcastenable3.4.2VLAN間三層通信-單臂路由案例驗(yàn)證配置完成后，在PC1上執(zhí)行命令“ping192.168.20.1”。測(cè)試結(jié)果如下所示。PC>ping192.168.20.1Ping192.168.20.1:32databytes,PressCtrl_CtobreakFrom192.168.20.1:bytes=32seq=1ttl=127time<1msFrom192.168.20.1:bytes=32seq=2ttl=127time<1msFrom192.168.20.1:bytes=32seq=3ttl=127time<1msFrom192.168.20.1:bytes=32seq=4ttl=127time<1msFrom192.168.20.1:bytes=32seq=5ttl=127time<1ms---192.168.20.1pingstatistics---5packet(s)transmitted5packet(s)received0.00%packetlossround-tripmin/avg/max=0/0/0ms3.4.3VLAN間三層通信-三層交換機(jī)案例3-6三層交換機(jī)VLAN間路由的配置案例背景與要求：如圖所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，在三層交換機(jī)上配置三層路由，實(shí)現(xiàn)VLAN10和VLAN20網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。3.4.3VLAN間三層通信-三層交換機(jī)案例配置思路①在三層交換機(jī)上創(chuàng)建VLAN10和VLAN20；②將交換機(jī)上的對(duì)應(yīng)端口添加到VLAN10和VLAN20中；③在交換上配置三層接口VLANIF的IP地址；④在PC1和PC2配置對(duì)應(yīng)的IP地址和網(wǎng)關(guān)，并測(cè)試VLAN間的連通性。案例配置步驟①在交換機(jī)SW1上創(chuàng)建VLAN10和VLAN20。<Huawei>system-view[Huawei]sysnameSW1[SW1]vlanbatch10203.4.3VLAN間三層通信-三層交換機(jī)②在交換機(jī)SW1上進(jìn)行端口配置。③在交換機(jī)SW1上配置VLANIF接口。[SW1]interfacegigabitethernet0/0/1[SW1-GigabitEthernet0/0/1]portlink-typeaccess[SW1-GigabitEthernet0/0/1]portdefaultvlan10[SW1-GigabitEthernet0/0/1]quit[SW1]interfacegigabitethernet0/0/2[SW1-GigabitEthernet0/0/2]portlink-typeaccess[SW1-GigabitEthernet0/0/2]portdefaultvlan20[SW1-GigabitEthernet0/0/2]quit[SW1]interfacevlanif10[SW1-Vlanif10]ipaddress192.168.10.25424[SW1-Vlanif10]quit[SW1]interfacevlanif20[SW1-Vlanif20]ipaddress192.168.20.25424[SW1-Vlanif20]quit3.4.3VLAN間三層通信-三層交換機(jī)案例驗(yàn)證在PC1上執(zhí)行【ping192.168.20.1】命令，測(cè)試結(jié)果如下所示。PC>ping192.168.20.1Ping192.168.20.1:32databytes,PressCtrl_CtobreakFrom192.168.20.1:bytes=32seq=1ttl=127time<1msFrom192.168.20.1:bytes=32seq=2ttl=127time<1msFrom192.168.20.1:bytes=32seq=3ttl=127time<1msFrom192.168.20.1:bytes=32seq=4ttl=127time<1msFrom192.168.20.1:bytes=32seq=5ttl=127time<1ms---192.168.20.1pingstatistics---5packet(s)transmitted5packet(s)received0.00%packetlossround-tripmin/avg/max=0/0/0ms本章我們介紹了路由的基本概念、靜態(tài)路由和默認(rèn)路由的工作原理和基本配置、OSPF路由協(xié)議的相關(guān)概念以及單區(qū)域OSPF的基本配置，還介紹了VLAN間路由的概念，單臂路由器和三層交換機(jī)的工作原理以及相關(guān)配置。通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，讀者應(yīng)該對(duì)路由技術(shù)有一定的了解，能夠充分理解靜態(tài)路由和OSPF路由的基本原理，可以熟練地配置單區(qū)域OSPF和VLAN間路由。一.單選題浮動(dòng)靜態(tài)路是如何實(shí)現(xiàn)的？（

）A.對(duì)比路由優(yōu)先級(jí)值，數(shù)值最小的路由會(huì)被放入路由表B.對(duì)比路由優(yōu)先級(jí)值，數(shù)值最大的路由會(huì)被放入路由表C.對(duì)比路由開(kāi)銷值，數(shù)值最小的路由會(huì)被放入路由表D.對(duì)比路由開(kāi)銷值，數(shù)值最大的路由會(huì)被放入路由表對(duì)192.168.16.0/24、192.168.17.0/24、192.168.18.0/24、192.168.19.0/24四個(gè)子網(wǎng)進(jìn)行匯總后的網(wǎng)絡(luò)是？（）A.192.168.16.0/20B.192.168.16.0/21C.192.168.16.0/22D.192.168.16.0/23對(duì)172.16.1.0/24~172.16.65.0/24的65個(gè)子網(wǎng)進(jìn)行匯總后的網(wǎng)絡(luò)是？（）A.172.16.0.0/17

B.172.16.0.0/18C.172.16.0.0/19D.172.16.0.0/16以下針對(duì)路由優(yōu)先級(jí)和路由度量值的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是？（）A.路由優(yōu)先級(jí)用來(lái)從多種不同路由協(xié)議之間選擇最終使用的路由B.路由度量值用來(lái)從同一種路由協(xié)議獲得的多條路由中選擇最終使用的路由

C.默認(rèn)的路由優(yōu)先級(jí)和路由度量值都可以由管理員手動(dòng)修改D.路由優(yōu)先級(jí)和路由度量值都是選擇路由的參數(shù)，但適用于不同的場(chǎng)合下列哪條路由是靜態(tài)路由？（

）A.路由器為本地接口生成的路由B.路由器上靜態(tài)配置的路由C.路由器通過(guò)路由協(xié)議學(xué)來(lái)的路由D.路由器從多條路由中選出的最優(yōu)路由當(dāng)路由器分別通過(guò)下列方式獲取到了去往同一個(gè)子網(wǎng)的路由，那么這臺(tái)路由器在默認(rèn)情況下會(huì)選擇通過(guò)哪種方式獲得的路由？（

）A.靜態(tài)配置的路由B.靜態(tài)配置的路由（優(yōu)先級(jí)的值修改為50）C.RIP路由D.0SPF路由在華為路由器上查看IP路由表的命令是什么？（

）A.displayrouting-tableB.displayiproutetableC.displayrouteta