09.路由基礎
文章目錄
- 09.路由基礎
- 核心概念
- 路由關鍵組成部分
- 三層轉發原理介紹(通信流程)
- 路由類型及配置
- 直連路由（direct）
- 實驗示例
- **靜態路由（Static）**
- **實驗示例**
- **動態路由**
- **RIP（routing information protocol---路由信息協議）**
- **實驗示例**
- **實驗拓撲**
- **OSPF（open shortest path first - 開放式最短路徑優先)**
- **實驗示例**
核心概念
路由（route）：指導報文轉發的路徑信息；（在路由表中以IP地址網段方式存在）
路由表（routing-table）：用于存放路由信息，查看命令“display ip routing-table”
路由器（router）：具備路由功能的三層設備，查路由表轉發數據
路由關鍵組成部分
目的網絡：標識目的網段
掩碼：與目的地址共同標識一個網段
出接口：數據包被路由后離開本路由器的接口
下一跳：路由器轉發到達目的網段的數據包所使用的下一跳地址
三層轉發原理介紹(通信流程)
- PC 發送 ARP 廣播請求，解析 R1 的 G0/0/0 接口 MAC；R1 單播回復 Reply。
- PC1 封裝單播數據轉發至 R1。
- R1 收到目的 MAC 為自身的數據，解封裝后查詢 IP 頭部，目的 IP 為 20.1.1.1；通過路由表匹配 20.1.1.0/24 的直連路由轉發數據。
- R1 解析 PC2 的 MAC 地址，重新封裝 EII 頭部，將數據發送至 PC2。
參考示圖：
路由類型及配置
直連路由（direct）
特點：當路由設備的接口配置 IP 地址后，會自動生成對應網段的直連路由；優先級默認為 0，且不可修改。
實驗示例
實驗拓撲
配置實例(R1)
interface GigabitEthernet0/0/0ip address 10.1.1.254 255.255.255.0
#
interface GigabitEthernet0/0/1ip address20.1.1.254 255.255.255.0
查看路由表
字段說明
- Destination/Mask：目的網段 / 掩碼（路由網段）
- Proto：協議類型
- Pre：路由優先級
- Cost：路由開銷（度量值）
- Flags：標志
- NextHop：下一跳 IP 地址
- Interface：出接口
靜態路由（Static）
-
特點：需管理員手動配置，需指定目的網段、掩碼、下一跳（或出接口）；優先級默認為 60，可修改。
-
配置格式：
ip route-static 目的網段 掩碼 下一跳地址
實驗示例
實驗拓撲
配置實例（常規操作省略）
[R1]ip route-static 30.1.1.0 24 12.1.1.2
#
[R2]ip route-static 10.1.1.0 24 12.1.1.1
#
[R2]ip route-static 20.1.1.0 24 12.1.1.1
查看路由表
測試：此時PC可以相互訪問
缺省路由/默認路由
- 特殊的靜態路由，目的網段和掩碼固定為 0.0.0.0/0。
- 配置格式：
ip route-static 0.0.0.0 0 下一跳地址（匹配任意目的網段）。
動態路由
通過動態路由協議學習路由，常見協議包括 RIP、OSPF、ISIS、BGP、EIGRP 等。
RIP（routing information protocol—路由信息協議）
- 性質：動態的距離矢量（DV）路由協議，設備間直接傳遞路由。
- 封裝：基于 UDP 協議，IP 頭部 protocol 字段為 17，端口號 520。
- 路由優先級：100。
- 開銷（cost/metric）：基于跳數計算（默認 0，每經過一臺 RIP 設備跳數加 1，最多 15 跳，16 跳不可達）。
- 報文更新方式：
- RIPv1（默認）：廣播更新，目的 IP 為 255.255.255.255。
- RIPv2：組播更新，目的 IP 為 224.0.0.9。
- 報文類型：
- request（請求）：請求路由信息。
- response（響應）：針對請求進行確認回復。
- 防環機制：
- 水平分割：從某接口接收的 RIP 路由，不再從該接口發送（默認開啟）。
- 毒性逆轉：從某接口接收的 RIP 路由，仍從該接口發送但標記為 16 跳不可達（cost=16，默認關閉）。
實驗示例
實驗拓撲
配置策略
第一步：配置IP地址-----略
第二步：配置RIPv1（通過動態路由協議學習設備非直連路由）
R1
rip 1
network 10.0.0.0 //主類宣告設備本地接口IP地址（例如172.16.1.1/24，宣告為172.16.0.0） network network 20.0.0.0
network 12.0.0.0
R2
rip 1
network 12.0.0.0
network 23.0.0.0
network 30.0.0.0
R3
rip 1
network 23.0.0.0
network 40.0.0.0
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測試：此時所有PC相互訪問
在RIPv1基礎上，修改為version 2：
R1,R2,R3
rip 1
version 2
查看
- RIPv1 與 RIPv2 對比：
- RIPv2 報文中新增 route tag、netmask、nexthop 三個字段。
- RIPv2 支持認證，RIPv1 不支持。
- RIPv2 支持路由重分布，RIPv1 不支持。
OSPF（open shortest path first - 開放式最短路徑優先)
- 性質：動態的鏈路狀態（LS）路由協議，設備間傳遞 LSA（鏈路狀態通告）攜帶路由信息；相互稱為鄰接關系。
- 封裝：基于 IP 頭部，無 TCP/UDP 頭部，協議號 89。
- 路由優先級：10（AS 內部路由，使用 network 命令）、150（AS 外部路由，使用 import-route 命令）。
- 開銷（cost）：參考帶寬（100M）/ 接口帶寬；百兆及以上默認開銷為 1，串口鏈路默認 48；一條路由的總開銷為入方向接口開銷之和。
- 報文更新方式：觸發式組播更新，目的組播地址為 224.0.0.5（所有 OSPF 設備）或 224.0.0.6（DR、BDR）。
- Router-id：唯一標識 OSPF 設備（32bit 點分十進制），不可沖突；選舉規則：①手動指定優先；②loopback 接口 IP 地址大的優先；③物理接口 IP 地址大的優先。
- 區域概念：area 0 為骨干區域，其他為非骨干區域；同一區域設備擁有相同 LSDB（鏈路狀態數據庫）；多區域部署時非骨干區域必須與骨干區域相連，單區域推薦用 area 0。
- 報文類型：
- Hello：發現、建立、維系鄰居關系。
- DD（數據庫描述）：攜帶 LSA 頭部，選舉主從，確定序列號，對比 LSDB。
- LSR（鏈路狀態請求）：請求缺少的 LSA。
- LSU（鏈路狀態更新）：針對請求回復LSA。
- LSAck（鏈路狀態確認）：針對更新進行確認回復。
實驗示例
實驗拓撲
第一步：配置IP地址---略
R1：
interface LoopBack0 //創建loopback接口，編號為0 ip address 1.1.1.1 255.255.255.255ip address 1.1.1.1 255.255.255.255
第二步：配置OSPF
R1：
ospf 1area 0.0.0.0network 1.1.1.1 0.0.0.0network 12.1.1.1 0.0.0.0 //精確宣告接口IPR2：
ospf 1 router-id 2.2.2.2 //創建ospf進程并且指定router-id area 0.0.0.0area 0.0.0.0network 2.2.2.2 0.0.0.0network 12.1.1.2 0.0.0.0 network 23.1.1.2 0.0.0.0
R3：
ospf 1 router-id 3.3.3.3 area 0.0.0.0network 3.3.3.3 0.0.0.0network 23.1.1.0 0.0.0.255 //通配符宣告（網段宣告） ，但是一定不能寫成23.1.1.0 0.0.0.0
查看鄰居
查看LSDB
查看路由表
測試
look接口相互可達（帶更新源地址測試）
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