本文介绍了路由器的路由转发原理，包括路由表的查看与直连路由的产生条件。接着详细讲解了静态路由与动态路由的配置、优缺点，包括负载均衡、环回接口、路由黑洞和缺省路由的概念。最后，提到了RIP协议的工作原理和不同版本的区别。
2021年12月12日
路由器内部有一个路由表，类似MAC地址表。
路由器的转发原理：当一个数据包进入路由器，路由器将基于数据包中的目标IP地址查看本地的路由表，如果路由表中存在记录，则将无条件按照路由表记录执行；如果没有记录，则将该数据包直接丢弃。
<Huawei>display ip routing-table --- 查看路由表
Destination/Mask（目标网段信息）
Proto（protocol协议/类型）：
Direct（直连路由）：描述直连网段（路由器直接连接网线形成的网段）的路由信息。
NextHop（下一跳）：数据下一个到达的路由器的入接口的IP地址。
Interface（出接口）
路由器的一次转发称为一跳。
路由器默认产生直连路由
产生条件：
- 直连网段的对应接口需要配置IP地址。
- 该接口必须双UP（能够通信）。
路由器和路由器之间的链路：骨干链路（总线链路）
路由器获取未知网段的路由信息的方法：
- 静态路由：由网络管理员手工配置的路由条目。
- 动态路由：所有路由器上运行相同的路由协议，之后通过路由器之间
的沟通，协商最终计算生成的路由条目。
[r1]ip route-static 192.168.3.0 24 192.168.2.2 --- 添加静态路由
Pre（priority level优先级）:当多条路由条目的目标网段相同时，仅加载优先级
最高的路由条目到路由表中。
优先级的数值越小反而优先级更高。（取值范围【0，255】）
静态路由的默认优先级为60，直连路由的默认优先级为0（华为厂商的设定）【不同厂商设定可能不同】
[r1]ip route-static 192.168.3.0 24 GigabitEthernet 0/0/1 192.168.2.2 --- 增加出接口信息添加静态路由的方法。
TTL的初始值：64/128/255取决于
经验之说：如果收到的数据包的TTL值小于64，那它的初始值大概率是64，以此类推。
拓展配置：
1.负载均衡：当路由器访问同一目标时，具有多条开销相似的路径时，
设备将会把流量进行拆分，同时从多条路径传输到达目标，达到叠加带宽的效果。（当多条路径的开销不相似时尽量不要拆分）
192.168.6.0/24 Static 60 0 RD 192.168.2.2
GigabitEthernet 0/0/1
Static 60 0 RD 192.168.3.2
GigabitEthernet 0/0/2
2.环回接口：路由器配置的虚拟接口，一般用于在虚拟实验中不受设备
的限制。
[r1]interface LoopBack ?
<0-1023> LoopBack interface number（一台路由器共能创建1024个环回接口）
[r1]interface LoopBack 0 --- 创建环回接口
[r1]ping -a 192.168.1.1（源IP） 192.168.4.1（目标IP） ---- 指定源IP发送Ping包
3.手工汇总：当路由器可以访问多个连续的子网时，若均通过相同的下
一跳，可以将这些网段进行汇总计算，之后仅需要编辑到达汇总网段的静态路由即可，可以减少路由条目的数量，提高转发效率。
192.168.00000001.0/24
192.168.00000010.0/24
192.168.0.0 / 22
4.路由黑洞：在汇总中若包含网络内实际不存在的网段时，可能导致数
据有去无回，将会浪费链路资源。
192.168.0.0/22
192.168.0.0/24
192.168.1.0/24
192.168.2.0/24
192.168.3.0/24
合理的划分和汇总网段可以减少路由黑洞的产生。
- 缺省路由：一条不指定目标的路由条目，查表时，若本地路由条目均未匹配， 则将匹配缺省路由。
只有其他路由条目都匹配不到目标时，才会匹配缺省路由。
路由黑洞如果和缺省路由相遇，将100%出环（出现路由环路）。
[r1]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 12.0.0.2（缺省路由）
6.空接口路由：防止黑洞和缺省相遇出现的环路；在黑洞路由器上配置
一条到达汇总网段指向空接口的静态路由。
路由器的匹配原则：最长匹配原则（精准匹配原则）匹配子网掩码最长的。
null 0（空接口）：如果将一条路由的出接口设置为空接口，则其效果是将所有 匹配上的数据包直接丢弃。
[r1]ip route-static 192.168.0.0 22 null 0
7.浮动静态路由：通过修改静态路由的默认优先级，实现静态路由的备
份效果。
[r1]ip route-static 192.168.2.0 24 21.0.0.2 preference 70
[r1]display ip routing-table protocol static --- 将路由表中的静态路由过滤出来
[r1-GigabitEthernet0/0/0]shutdown --- 手工关闭接口
[r1-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown --- 重新启动接口
网段划分的极限为30位网络位。
静态路由：
优点：
- 不需要额外占用资源。（动态路由的产生也需要占用资源。）
- 安全性能高。（自己手打，不会发生泄露。）
- 选路由管理员选择，相对更好掌控。
缺点：
- 在复杂的网络环境中，配置量较大。
- 无法基于网络拓补结构的变化而自动收敛（随着网络的变化而自动变化。）
动态路由：
优点：
- 可以基于网络拓补结构的变化而自动收敛。
- 配置简单。
缺点：
- 需要额外占用资源。
- 安全性较低，因为需要进行信息传递，所以更容易被利用，造成安全问题。
- 动态路由的选路，是由算法计算得出，不一定是最佳路径，甚至可能出现环路。
总结：
静态路由适用于简单的小型网络；
动态路由适用于复杂的中大型网络。
AS（自治系统）：由单一的机构或组织管理的一系列IP网络及其设备的集合。
将网络分块管理。
AS的管理范围取决于管理者自己。
为了方便对AS进行管理，我们给AS设计了一个编号（AS号）。
AS号：由16位二进制构成【0，65535】
目前也存在拓展版的AS号，由32位二进制构成。
根据AS的范围划分：
IGP（内部网关协议）:工作在AS内部的路由协议。
如RIP协议，ospf协议，IS-IS协议（在功能上类似ospf的简化版），EIGRP（思科设计的私有协议，华为不能用）协议。
IGP根据算法划分：距离矢量型协议和链路状态型协议。
距离矢量型协议（DV依据传闻的路由协议）：路由器直接发送路由条目信息。主要用贝尔曼.福特算法（Bellman-Ford）。
使用该协议的有：RIP。
链路状态型协议（LS）：路由器之间传递链路状态信息（LSA-链路状态通告）。通过SPF算法（最短路程优先算法）。
使用该协议的有：ospf，IS-IS。
EGP（外部网关协议）：工作在AS之间的路由协议。
如BGP协议（当今社会上使用最广泛的EGP）。
RIP（路由信息协议）：距离矢量型协议的代表。
RIP中将两台相邻的彼此之间可以进行数据传输（同处于一个广播域）的路由器称之为邻居。
cost（开销值）：当动态路由计算出多条到达相同网段的路由信息时，将选择开销值最小的路径。
不同动态路由协议的开销值的度量标准不同，所以，不同协议之间比较开销值是没有意义的，不同协议之间比较优先级。
RIP是以跳数作为开销的，跳数越小，开销越小。但根据跳数选择出来的不一定是最佳路线。
RIP也支持等开销负载均衡。
在华为体系中，RIP协议的默认优先级是100。
RIP存在一个工作半径（15跳）：当一个RIP路由的开销值达到16时，则认为该路由不可达。
RIP开销值的算法：该路由本地路由表中的开销值+1。
Bellman-Ford算法 ：
1，AR2发送2.0网段的信息给AR1，如果，AR1本身并不存在该网段的路由
信息，则将直接刷新到本地的路由表中。
Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface
2.2.2.0/24 RIP 100 1 D 12.0.0.2 G0/0/0
2，AR2发送2.0网段的信息给AR1，如果，R1本身存在该网段的路由信息，
且下一跳就是AR2。则将AR2发来的信息刷新到路由表中。
3，AR2发送2.0网段的信息给AR1，如果，R1本身存在该网段的路由信息，
但是下一跳不是AR2，则比较开销值，如果，本地路由的开销值大于AR2发
来的开销值，则将AR2发来的信息刷新到路由表中。
4，AR2发送2.0网段的信息给AR1，如果，R1本身存在该网段的路由信息，
但是下一跳不是AR2，则比较开销值，如果，本地路由的开销值小于AR2发
来的开销值，则不刷新路由条目。
RIP的版本：
RIPV1与RIPV2应用于 IPV4
RIPNG 应用于 IPV6
RIPV1版本和RIPV2版本的区别：
1，RIPV1是有类别的路由协议，RIPV2是无类别的路由协议；
RIPV1在发送目标网段信息时不携带子网掩码
RIPV2在发送目标网段信息时携带子网掩码
2，RIPV1不支持手工认证，RIPV2支持手动认证；
3，RIPV1采用广播的形式传输信息，RIPV2采用组播的形式传输信息。
RIPV1和RIPV2传输层使用的是UDP协议，端口号是520端口。
RIPV2使用的组播地址：224.0.0.9
RIP的数据包
request包 --- 请求包
response包 --- 应答包（更新包）
RIP的周期更新：RIP在收敛完成后，依然会每隔30S（会有一个上下五秒的随机
波动）发送一个response包。
作用：
- 弥补自身没有确认机制；
2，弥补自身没有保活机制。
RIP的周期更新是异步周期更新
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