静态路由

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概述：

路由表工作原理：

路由表路由信息来源：

静态路由添加方式：

静态路由拓展配置：

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概述：

由于路由器工作原理是基于路由表进行转发：“路由表有记录则无条件转发，路由表无记录则无条件丢弃”；日常在跨广播域传输时，极可能存在路由表没有记录的广播域，路由器若不进行人工配置则永远无法与未知广播域相连通(默认情况下，路由器仅存在直连网段的路由)。

• 拓扑图：

• 路由表转发三要素：目的地、出接口、下一跳

[Huawei]display ip routing-table----查看路由表
Proto----协议(指路由信息的来源：直连、静态、动态)
Pre------优先级(数值越大，优先级越低)
Cost-----开销值(以经过路由器个数作为开销)

1.路由表工作原理：

• 路由表匹配逻辑：

路由表匹配逻辑：
1、根据每一条路由项的掩码信息来匹配数据包中的目的IP地址，如果计算结果与该路由项的目的IP地址
相同则代表匹配成功。
2、路由器会把路由表中的每一条路由项都与目的IP进行匹配，最终可能会得到多条匹配成功的结果。
3、如果存在多条匹配成功的结果，则选择掩码值最大的路由项进行指导转发--->最长掩码匹配原则。

• 匹配过程演示：

1.SIP：192.168.1.1
  DIP：12.0.0.1
00001100.00000000.00000000.00000001

2.拿每一个路由表项的掩码跟DIP二进制做与运算
  以第一条为例:12.0.0.0/24   12.0.0.1   GigabitEthernet0/0/1
11111111.11111111.11111111.00000000
00001100.00000000.00000000.00000000---与运算：不同为0，相同取值

3.得到结果：12.0.0.0
  若得到结果刚好为掩码前的IP地址则根据该路由项进行转发

2.路由表路由信息来源：

• 1.直连路由----由设备自己发现的路由项

直连路由产生：
    目的地    出接口    下一跳
直连路由产生条件：
    接口双UP
    必须配置IP地址
优先级==0
开销值==0

所有非直连网段为该路由的未知网段，获取未知网段的方法：
1.静态路由    2.动态路由

• 2.静态路由 ---- 由网络管理员手工配置的路由项
• 3.动态路由 ---- 通过某种算法计算得出的路由项

  路由项来源	优先级数值
  直连路由	0
  OSPF	10
  静态路由	60
  RIP	100

  3.静态路由添加方式：

  在MA网络中建议使用下一跳写法，PPP网络中建议使用出接口写法：

  #1.下一跳
  AR1：                   目的网络地址  掩码  下一跳
  [Huawei]ip route-static 192.168.2.0  24   12.0.0.2 
  AR2：
  [Huawei]ip route-static 192.168.1.0 24 12.0.0.1
  
  #2.出接口
  AR1：                   目的网络地址  掩码   出接口
  [Huawei]ip route-static 192.168.2.0  24    G0/0/1 
  AR2：
  [Huawei]ip route-static 192.168.1.0  24    G0/0/1 
  

  1.PPP网络

  PPP/点到点网络：在一个网段中，只能存在两个节点

  2.MA网络

  MA/多路访问网络：在一个网段中，存在节点数量不限制
  以太网是典型的MA网络，因此在配置静态路由时要使用下一跳写法

  4.静态路由拓展配置：

  • 1.等价路由：

  在某种情况下，单条物理链路的数据通讯量可能无法满足实际要求，需要增加链路从而起到
  叠加带宽的效果；此时，需要在路由器上添加到达相同目标的多条路由信息，从而实现等价路由：让数据的转发拥有多条通道。

  1.等价路由的生成条件：
      路由信息的来源相同；
      目标相同；
      开销值相同----静态路由的开销值恒定为0
      下一跳不同
  2.当路由表中存在等价路由后，前往目标的报文信息会从多个接口向外发送
    -->这种数据发送方式被称为负载均衡/负载分担

  

  • 2.浮动静态路由

  当两条物理链路的带宽不同时，无法满足等价路由的要求；可以配置为浮动静态路由，在同一时刻所有数据均从一条链路发送；当这条链路出现故障时，启用另外一条链路的路由信息( 路由备份 )

  

  可以通过设置优先级选择数据传输接口：
  [Huawei]ip route-static 172.16.1.0 24 12.0.0.2
  [Huawei]ip route-static 172.16.1.0 24 12.1.1.2 preference 90
  [r1-GigabitEthernet0/0/0]shutdown   ---关闭接口
  [r1-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown   ---打开接口

  • 3.环回接口

  是设备身上的一个虚拟接口，不是真实存在的，该接口一般用于测试使用（替代 PC ）

  环回接口也是一个独立的广播域！

  

  [Huawei]interface loopback ?----在AR2上创建一个环回接口，编号为0-1023
    <0-1023>  LoopBack interface number
  [Huawei]interface loopback 0
  [Huawei-LoopBack0]ip address 172.16.2.1 24
  [Huawei-LoopBack0]quit
  [Huawei]interface loopback 1
  [Huawei-LoopBack1]ip address 172.16.3.1 24

  查看IP接口表：

  

  • 4.汇总路由

  通过 CIDR 技术，将多个小的网段信息，汇总为一个大的网段信息。根据汇总结果所配置的路由信息，被称为汇总路由。

  汇总的好处：减少路由表数量、加快数据转发效率；降低设备资源消耗；减小网络管理员配置复杂度。

  路由表匹配原则：将数据包中的目的信息与整张路由表进行匹配，选择出所有的匹配项；在所有的匹配项中选择最优的路由信息，从而指导数据转发 。

  基于AR1路由器未知网段为：
  172.16.1.0/24
  172.16.2.0/24
  172.16.3.0/24
  子网汇总后为：
  172.16.0.0/22
  
  删除掉前三个网段的路由记录并输入子网汇总的IP：
  [Huawei]ip route-static 172.16.0.0 22 12.0.0.2
  [Huawei]ip route-static 172.16.0.0 22 12.1.1.2

  • 5.路由黑洞

  将数据流量有去无回的现象，称为路由黑洞；而路由黑洞会造成设备以及链路的资源浪费；

  路由黑洞的形成原因： 1.主动黑洞-在进行手工汇总时，汇总结果会包含一些网络中实际不存在的网段，从而造成该现象 2.被动黑洞-设备关机断电导致。

  eg：
  上述汇总路由：
  172.168.0.0 22
  可以划分为：
  172.16.0.0/24
  172.16.1.0/24
  172.16.2.0/24
  172.16.3.0/24
  当PC1要找所在172.16.0.0/24网段的终端时：
  AR1无条件转发，AR2则不会回复，造成链路资源浪费

  • 6.缺省路由

  定义：一条不限定目标的路由信息；

  特点：目标网段为0.0.0.0/0

  缺省路由是一台路由器的保底措施，代表所有网段，因为最长匹配原则的存在，正常情况下，不会使用缺省路由指导数据转发；只有任何一条路由都没有匹配上目标 IP 时，才会使用缺省路由进行数据转发 。

  基于AR2的未知网段：
  192.168.1.0/24
  删除后配置缺省路由：
  [Huawei]ip route-static 0.0.0.0 0 12.0.0.1
  [Huawei]ip route-static 0.0.0.0 0 12.1.1.1

  • 7.路由环路

  特征：一旦路由黑洞和缺省路由相遇，百分百会形成路由环路

  

  对于AR1而言：
  由于路由汇总想要去到172.16.0.0/24网段的终端设备，AR1通过下一跳：
  12.0.0.2  or  12.1.1.2
  转发给AR2

  

  对于AR2而言：
  由于缺省路由的存在而无条件接收和转发AR1发来的数据并通过下一跳：
  12.0.0.1  or  12.1.1.1
  转还给了AR1，由此在两台路由之间形成了环路

  查看数据报文：

  

  • 8.空接口防环路由

  流量消失在哪一个节点，谁就是黑洞路由器

  通过在黑洞路由器上编写汇总网段的空接口路由，可以防止环路产生

  解决思路：在数据报文到达黑洞路由器时，提前将这个报文丢弃。
  [Huawei]ip route-static 172.16.0.0 24 NULL 0 
      收到一个目标网段为172.16.0.0/24的数据时，将该报文丢弃

  查看数据报文：