C01S06-路由器和静态路由配置

原创 已于 2024-10-14 18:46:26 修改 · 1.2k 阅读 · 19 ·
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#网络 #云计算

于 2024-10-14 18:44:14 首次发布

一、路由器

1. 路由器概述

路由器主要工作在OSI模型的第三层，网络层。这一层负责处理数据包的路由和转发，使用IP地址来识别不同的网络设备。路由器在网络层使用路由协议来决定数据包的最佳路径，从而在不同的网络之间进行数据传输。

之所以说路由器主要是作用于第三层，是因为现在的路由器还集成了其他功能，比如集成了交换机功能。除此之外，并不是只有专业的路由器才能够被称为路由器，只要拥有路由功能的设备都可以被称为路由器。

路由，是指将数据包从源节点传输到目标节点的过程。路由器，是指实现该功能的设备。

2. 路由器工作原理

路由器主要有两大功能：路径选择和数据转发。路径选择：路由器决定数据包通过网络的最佳路径；数据转发：将数据包从一个网络接口转发到另一个网络接口。

路由器的工作原理主要包括以下几个方面：数据接收、路径选择、数据转发、错误处理等。

  • 数据接收：路由器接收到数据包后，会根据数据包中的目标IP地址在路由表中查询对应的网段和接口。
  • 路径选择：如果有多个对应的网段和接口，会通过路由算法选择一条最佳的路径。
  • 数据转发：确定好最佳路径后，路由器就会将数据包传递给下一个节点。这个节点可能是目标节点，也可能是路由器。
  • 错误处理：路由器如果没有找到匹配的路径，或者是在转发数据包时发生错误，路由器就会将数据包丢弃，并告知给数据包的发送方。

3. 路由表的形成

路由表是路由器中维护的路由条目集合，路由器会根据路由表进行最佳路径的选择。

3.1 直连路由

直连路由是指直接连接到路由器接口网络的路由，不需要通过任何中间网络设备（如交换机或路由器）就可以直接到达的网络。

直连路由的一个必备条件就是路由器的端口处于活跃状态，也就是说这个端口已经配置了IP，并且处于启用的状态。路由器会自动将该路由写入路由表当中。

特点：

  • 自动添加到路由器的路由表中。
  • 路由器可以直接访问这些网络，因为它们连接到路由器的物理接口。
  • 通常不需要手动配置，路由器会自动检测到直接连接的网络。
  • 可靠性高，因为它们不依赖于网络中的其他设备。

3.2 静态路由

静态路由是由网络管理员手动配置的路由，它指定了数据包应该通过哪个接口发送到特定的网络。

特点：

  • 需要网络管理员手动添加到路由器的路由表中。
  • 一旦配置，除非手动更改，否则不会改变。
  • 适用于小型网络或网络结构不经常变化的环境。
  • 一旦其中一个节点故障，就还需要管理员重新配置。

3.3 动态路由

动态路由是由路由器通过动态路由协议自动学习和分发的路由。各个路由器之间会互相交换路由信息，从而动态地构建和更新路由表。

特点：

  • 通过动态路由协议（如RIP、OSPF、EIGRP、BGP等）自动学习和分发。
  • 能够适应网络的变化，如链路故障或新增网络。
  • 适用于大型和复杂的网络环境，可以自动优化路由路径。
  • 可以减少网络管理员的工作量，因为路由表的更新是自动的。

3.4 路由表结构

路由表中的每一行就是一个路由条目，每个路由条目都包含多个字段信息。

字段说明
Destination Network Address/Netmask网络地址/子网掩码
Proro路由协议
Pre优先级
Cost开销
Flags标志
Next Hop下一跳地址
Interface端口
  • 下一跳地址：是指数据包经过的下一个节点的IP地址。

二、静态路由配置

1. 网络拓扑图

在这里插入图片描述

如上图所示，是一个由两台路由器组成的简单网络。路由器AR1和AR2各自连接着一台终端PC。

配置目的：通过配置静态路由来实现终端PC1和PC2的互通。

2. 配置终端PC

  1. 配置终端PC1。

    在这里插入图片描述

  2. 配置终端PC2。

    在这里插入图片描述

3. 配置路由器

3.1 配置路由器端口IP和子网掩码

以路由器AR1为例。由网络拓扑图可知，路由器AR1两个接口的IP和子网掩码分别是：192.168.1.254/24、10.0.0.1/24。

# 进入系统视图
<Huawei>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys AR1 # 修改设备名称

# 进入g0/0/0端口视图
[AR1]int g0/0/0
# 设置端口的IP和子网掩码
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.254 24
Oct 14 2024 14:04:13-08:00 AR1 %%01IFNET/4/LINK_STATE(l)[0]:The line protocol IP
 on the interface GigabitEthernet0/0/0 has entered the UP state. 
# 查看当前端口信息
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]dis th
[V200R003C00]
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 192.168.1.254 255.255.255.0 
#
return
# 退出当前端口视图
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]q

# 进入g0/0/1端口视图
[AR1]int g0/0/1
[AR1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 10.0.0.1 24
Oct 14 2024 14:09:02-08:00 AR1 %%01IFNET/4/LINK_STATE(l)[1]:The line protocol IP
 on the interface GigabitEthernet0/0/1 has entered the UP state. 
[AR1-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown
Info: Interface GigabitEthernet0/0/1 is not shutdown.
[AR1-GigabitEthernet0/0/1]dis th
[V200R003C00]
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.0.1 255.255.255.0 
#
return
[AR1-GigabitEthernet0/0/1]q

路由器AR2的接口IP地址和子网掩码也按照上面步骤进行配置。

3.2 配置静态路由

以路由器AR1为例，配置静态路由。

# ip route-static 目标网段 子网掩码 下一跳地址
ip route-static 192.168.2.0 24 10.0.0.2

路由器AR2的静态路由的配置也按照上面步骤进行。

4. 查看是否正常通信

  1. 在终端PC1上ping终端PC2。

    在这里插入图片描述

  2. 在终端PC2上ping终端PC1。

    在这里插入图片描述

可以看出两个终端可以正常通信，说明静态路由配置正确。

5. 问答解析

为什么在终端PC1上ping终端PC2的前两个包显示丢失？

因为终端PC1和终端PC2不在同一个局域网内，PC1会通过ARP解析路由器AR1的端口MAC地址，然后再将数据包发送给AR1；路由器AR1再根据路由表决定下一跳，并使用ARP解析下一跳路由器或终端的MAC地址。以下是具体过程：

  1. 终端PC1未在MAC地址表中找到PC2的MAC地址，会广播发送一个ARP包，请求PC2的MAC地址。源IP是PC1的IP、目的IP是PC2的IP、源MAC是PC1的MAC、目的MAC是为广播MAC（或留空）。
  2. 路由器AR1收到ARP请求包后，将PC1的IP和MAC记录到自己的MAC地址表中。会回复PC1一个ARP包，其中将自己的g0/0/0端口的MAC作为源MAC、PC1请求的IP（即终端PC2的IP）作为源IP。PC1收到改ARP请求包后会将AR1的MAC地址和对应的IP地址记录在自己的MAC地址表当中。
  3. AR1再发送一个ARP请求包给路由器AR2，询问该路由器的MAC地址。AR2记录AR1端口g0/0/1的MAC和对应IP在自己的MAC表中，再回复一个将自己g0/0/0的MAC为源MAC、PC2的IP为源IP的回复包给AR1。AR1收到回复包后，会将其中的源MAC和源IP存入自己的MAC地址表中。
  4. AR2然后发送ARP请求给终端PC2，请求PC2的MAC地址。PC2将AR2端口g0/0/1的MAC和对应IP记录在自己的MAC地址表中。然后回复AR2一个ARP包，AR2将PC2的MAC地址和IP记录在自己MAC表当中。

所以可以明白，前两条显示请求超时分别是因为当时的AR2没有AR1的MAC、PC2没有AR2的MAC，导致ICMP包无法正常发送。

三、默认路由

默认路由是一种特殊的静态路由，指定了当路由器收到一个目的地不在路由表中的IP数据包时，应该如何处理。默认路由通常指向一个“默认网关”，这个网关负责将数据包转发到正确的目的地或者更接近目的地的下一个网络。常用于未知目的地的出口路由。

默认路由的IP地址设置为0.0.0.0、子网掩码设置为0.0.0.0或（0）。具体的设置命令如下：

ip route-static 0.0.0.0 0 下一跳地址

这条命令告诉路由器，对于所有目的网络不在路由表中的IP数据包，都应该发送到指定的下一跳路由器的IP地址，通常是ISP提供的路由器。

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