路由的工作原理和封装过程以及配置命令

路由器的工作原理

路由概况

路由：就是从源主机到目的主机的转发过程
路由器：能够将数据包转发到正确的目的地，并在转发过程中选择最佳路径的设备

路由器的工作原理即根据路由表转发数据，主要过程如下：

1、主机1.1要发送数据到4.1，因为是跨网通信，所以必须通过网关（通过ARP广播找到E0端口口的MAC地址），路由器收到数据包后，解封装数据包，发现里面的目标IP为4.1，查找路由表

2、路由器A查找路由表后，转发数据到S0接口，

3、路由器A通过ARP广播找到B路由器S0口的MAC地址后，将数据转发过去 ，

4、数据包到达B路由器后，查看目标IP地址并查找路由表 ，B路由器查找路由表发现4.0网段在E0接口，转发数据到E0接口。

5、数据通过ARP广播找到主机4.1的MAC地址，然后将数据包转发过去，这样主机4.1就成功接收到数据包了。

路由表的形成

路由表是路由器维护的路由条目的集合，路由器根据路由表做路径的选择
路由表又分为直连网段和非直连网段

如图所示，路由器A和路由器B就是直连网段，直连网段需要配置IP地址，端口UP状态，形成直连路由。（例如两个路由器相连，一般配32位的IP地址，配的是同一网段，配完IP地址端口就是UP状态，直连网段就形成了)
非直连网段：需要静态路由或动态路由，将网段添加到路由表中。

静态路由和默认路由

静态路由

静态路由是由管理员手工配置的，是单向的，准确性高；但是，它缺乏灵活性。它是指定了数据从哪条路走，

如图，A向C发送数据，A的网段是10.0.0.0，那么，需要在路由器B配置IP为10.0.0.0、端口为S0的静态路由，数据才能从A转发到C。

默认路由

当路由器在路由表中找不到目标网络的路由条目时，路由器请求转发到默认路由接口

如图所示，路由器B是末节路由，最初端的路由器不知道该往哪走，只知道末节路由的网段和端口，那么，初端路由器只需要把数据包送到下一个路由器即可。
默认路由是一种特殊的静态路由。

路由转发数据包封装的过程

Host A向Host B发送数据，路由器对数据包的封装过程如下图所示：
(1) Host A在网络层将来自上层的报文封装成IP数据包，其首部包含了源地址和目的地址。源地址即本机IP地址192.168.1.2,目的地址为HostB的IP地址 192.168.2.2。Host A 和 Host B 地址不在同一网段，因此发往HostB的数据包需要经过网关路由器A转发；
(2)Host A 通过ARP请求获得默认网关路由器 A 的 EO 端口MAC地址00-11- 12-21-22-22。在数据链路层Host A将IP数据包封装成以太网数据帧，在以太网帧首部的源MAC地址为00-11-12-21-11-11，目的MAC地址为网关 E0 端口的MAC地址00-11-12-21-22-22；
(3)路由器人从 E0 端口接收到数据帧，把数据链路层的数据解封装。路由器A查找自己的路由表， 寻找到与目标IP地址192. 16.2.2相匹配的路由表项即 E1 端口，然后封装数据，根据路由表的下一跳地址将数据包转发到 E1 端口；
(4)在 EI 端口路由器 A 重新封装以太网帧，此时源MAC地址为路由器A的 E1 端口MAC地址00-11-12-21-33-33，目的MAC地址为与之相连的路由器B的E1端口MAC地址00-11-12-21-44-44。 路由器A发送ARP请求，路由器B做应答，实现单播；
(5)路由器B从E1接口接收到数据帧，同样会把数据链路层的封装去掉，对目的IP地址进行检查，并与路由表进行匹配，然后根据路由表的下一跳信息将数据包转发到E0端口。路由器B发现目的网段与自己的E0端口直接相连，通过ARP广播， 路由器B获得Host B以太口的MAC地址00-11-12-21-66-66。路由器B再将IP数据包封装成以太网帧，源MAC地址为路由器B的E0接口的MAC地址00-11-12-21-55-55，目的MAC地址为Host B的MAC地址00-11-12-21-66-66。封装完毕，将以太网帧从E0接口发往HostB。