6.网工入门篇--------路由基础知识介绍-优快云博客

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路由的基本概念：
- 定义：IP 路由是指在 IP 网络中，将数据包从源地址传输到目标地址的过程中，选择最佳路径的技术。其核心任务是确定数据在网络中的最佳传输路径，就像现实生活中的交通导航系统，为车辆规划出最快捷、最合理的行驶路线一样，IP 路由为数据包指引方向，确保它们能够准确、高效地到达目的地。
- 工作原理：当网络中的设备（如计算机、服务器等）发送数据包时，数据包会包含源 IP 地址和目标 IP 地址等信息。路由器作为网络中的关键设备，会接收这些数据包，并根据数据包的目标 IP 地址，查找自身的路由表，以确定将数据包转发到哪个下一跳地址或接口，从而使数据包能够逐步接近目标地址。
路由表：
- 定义与作用：路由表是路由器或其他具有路由功能的网络设备中，用于存储路由信息的一种数据结构。它就像是路由器的 “导航地图”，记录了到达不同网络目的地的路径信息。路由器根据路由表中的信息，决定如何将接收到的数据包转发到正确的下一跳或目标网络。
- 关键字段：
  - Destination（目的地址）：表示此路由的目的网络或主机的 IP 地址。通过目的地址，路由器可以确定数据包的最终目标。
  - Mask（子网掩码）：与目的地址一起使用，用于确定目的地址所属的网络范围。子网掩码的长度决定了网络的规模和可容纳的主机数量。例如，子网掩码为 255.255.255.0 表示一个 C 类网络，可容纳 254 台主机。
  - Proto（Protocol，路由协议）：表示学习此路由的路由协议。常见的路由协议有静态路由协议、动态路由协议（如 OSPF、RIP、BGP 等），不同的路由协议有不同的特点和适用场景。
  - Pre（Preference，路由优先级）：当存在多个路由协议学习到到达同一目的地址的路由时，路由优先级用于确定哪个路由条目被优先使用。优先级数值越小，优先级越高。例如，静态路由的优先级通常高于动态路由。
  - Cost（路由开销）：也称为度量值，是路由协议用来衡量到达目的地址的 “代价” 的参数。不同的路由协议使用不同的度量值计算方法，例如 OSPF 协议使用链路带宽、延迟等因素计算路由开销，开销越小的路由越优先被选择。
  - Next Hop（下一跳）：表示转发数据包的下一个设备的 IP 地址。路由器将数据包转发到下一跳设备，由下一跳设备继续进行转发，直到数据包到达目标地址。
  - Interface（出接口）：指明数据包将从本地路由器的哪个接口转发出去。
路由的来源：
- 直连路由：直连接口所在网段的路由，由设备自动生成。当路由器的接口配置了 IP 地址，并且接口状态为 up（正常工作）时，路由器会自动将该接口所在的网段信息添加到路由表中，作为直连路由。例如，路由器的一个接口配置了 IP 地址为 192.168.1.1/24，那么路由器会自动生成一条到达 192.168.1.0/24 网段的直连路由。
- 静态路由：由网络管理员手工配置的路由条目。管理员根据网络拓扑结构和需求，手动指定到达特定网络的路径。例如，如果两个网络之间通过一条专线连接，管理员可以在连接两端的路由器上配置静态路由，以便数据包能够在两个网络之间正确传输。静态路由的优点是配置简单、稳定，适用于小型网络或网络拓扑结构相对固定的场景；缺点是缺乏灵活性，当网络拓扑发生变化时，需要手动修改路由表。
- 动态路由：路由器通过动态路由协议学习到的路由。动态路由协议允许路由器自动与其他相邻的路由器交换路由信息，从而动态地构建和更新路由表。常见的动态路由协议有 OSPF（Open Shortest Path First，开放式最短路径优先）、RIP（Routing Information Protocol，路由信息协议）、BGP（Border Gateway Protocol，边界网关协议）等。动态路由的优点是能够自动适应网络拓扑的变化，减少了管理员的工作量；缺点是配置相对复杂，并且可能会占用一定的网络带宽和设备资源。
路由的查找与匹配原则：
- 最长匹配原则：路由器查找路由表时，会将数据包的目的 IP 地址与路由表中的子网掩码进行按位 “逻辑与” 运算，得到的结果与路由表中的目的地址进行匹配。掩码越长，表示匹配的范围越精确，因此优先选择掩码最长的匹配条目。例如，有两条路由条目，一条是 192.168.1.0/24，另一条是 192.168.1.0/32，当数据包的目的地址为 192.168.1.10 时，路由器会选择 192.168.1.0/32 这条路由，因为它的掩码更长，匹配更精确。
- 优先级与开销比较：当存在多个路由协议学习到到达同一目的地址的路由时，首先比较路由的优先级，优先级高的路由被优先使用；如果优先级相同，则比较路由的开销，开销小的路由被优先使用。
路由递归：
- 定义：路由表项中的下一跳字段可能不是直接连接的邻居，因此需要计算出一个直连的下一跳，这个过程就叫做路由递归。
- 过程：如果路由器发现下一跳地址不是直连的，它会继续查找路由表，找到到达下一跳地址的路由，然后将数据包转发到该路由的下一跳，直到数据包最终到达目标地址。例如，路由器的路由表中有一条到达目标网络的路由，下一跳地址为 10.0.0.2，但路由器不知道如何到达 10.0.0.2，此时它会再次查找路由表，找到到达 10.0.0.2 的路由，然后按照该路由的指示进行转发。
默认路由：
- 定义：默认路由是一种特殊的静态路由，其目的地址和子网掩码均为 0.0.0.0/0，表示当数据包的目的地址在路由表中没有匹配的表项时，路由器将按照默认路由进行转发。
- 作用：在网络中，不可能为每一个可能的目的地址都配置一条具体的路由，因此默认路由可以作为一种 “兜底” 的路由方式，确保数据包在没有明确路由的情况下也能够被转发。例如，企业网络中的内部路由器通常会配置一条默认路由，将所有去往外部网络的数据包转发到连接外部网络的边界路由器。