文章目录
静态路由原理与配置
路由器的工作原理
路由概述
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路由
从源主机到目标主机的转发过程
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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
- 根据路由表（网段-接口）转发数据
路由表的形成
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路由表
- 路由器中维护的路由条目的集合
- 路由器根据路由表做路径选择
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路由表的形成
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直连网段
配置IP地址，端口UP状态，形成直连路由
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非直连网段（路由表）
静态添加，动态学习
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静态路由和默认路由
静态路由
- 由管理员手工配置的，是单向的（配置下一跳）
- 缺乏灵活性，数量增多时增加配置难度
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，路由器把请求转发到默认路由接口（直接发给下一跳）
- 多配置于末节路由（Stub Network-末节网络）
- 相邻两个路由器之间不可以配置默认路由（容易踢皮球）
路由器转发数据包的封装过程
-
源目地址变化
Host A：先ARP广播解析出网关E0的MAC地址，进行了第一次封装
源IP地址192.168.1.2 目的IP192.168.2.2
源MAC 11-11 目的MAC 22-22
路由器A：解封装，查看数据包的目的IP，查询路由表，确定转发路径，由E1给路由器B
先ARP广播解析出路由器B E1的MAC地址，进行第二次封装
源IP地址192.168.1.2 目的IP192.168.2.2
源MAC 33-33 目的MAC 44-44
路由器B：解封装，查看数据包的目的IP位自己的直连网段，通过E0发给Host B
先ARP广播解析出Host B 的MAC地址，进行第三次封装
源IP地址192.168.1.2 目的IP192.168.2.2
源MAC 55-55 目的MAC 66-66
Host B：数据包送到主机B，一路解封送到应用层
- Host A在网络层将来自上层的报文数据封装成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，目的地址位Host B的IP地址192.168.2.2。Host A会用本机配置的24位掩码与目的地址进行与运算，得出目的地址与本机地址不在同一网段，因此发往Host B的数据包需要经过网关路由器A转发。
- Host A通过ARP请求获得默认网关路由器A的E0接口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接口的MAC地址00-11-12-21-22-22。
- 路由器A从E0接口接收到数据帧，把数据链路层的封装去掉。路由器A认为这个IP数据包是要通过自己进行路由转发，所以路由器A会查找自己的路由表，寻找与目标192.168.2.2相匹配的路由选项，然后根据路由表的下一跳地址将数据包转发到E1接口。
- 在E1接口路由器A重新封装以太网帧，此时源MAC地址为路由器A的E1接口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接口MAC地址00-11-12-21-44-44。
- 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接口。路由器B发现目的网段于自己的E0接口直接相连，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Host B。
- 源目IP地址始终不变，源目MAC地址始终在变
- 路由交换对比
- 路由工作在网络层
- 根据"路由表"转发数据
- 路由选择
- 路由转发
- 交换工作在数据链路层
- 根据"MAC地址表"转发数据
- 硬件转发
- 路由工作在网络层
静态路由和默认路由的配置
静态路由的配值
- Cisco：Router(config)# ip route network mask {address | interface}
- Huawei：[Huawei] ip route-static 192.168.10.0(目的网段) 24(子网掩码) 192.168.12.1(下一跳)
默认路由的配置
- Cisco：Router(config)# ip route 0.0.0.0.0.0.0.0(代表人和网络) address
- Huawei：[Huawei] ip route-static 0.0.0.0(目的网段) 0.0.0.0(子网掩码) 192.168.12.1(下一跳)
查看路由表
- [Huawei]display ip routing-table
- [R1]：ip route-static 192.168.10.0 24 11.0.0.2 //<主>优先级默认值60（越小越优先）
- [R1]：ip route-static 192.168.10.0 24 12.0.0.2 preference 70 //配置浮动路由用于备份
实例演示（静态路由）
<Huawei>system-view ##进入系统视图
[Huawei]sysname R1 ##修改名称
[R1]
[R1]undo info-center enable ##关闭提示信息，防止输入失误
Info: Information center is disabled.
[R1]user-interface console 0
[R1-ui-console0]idle-timeout 0 0 ##设置永不超时退出，至此三台路由器操作相同，略去两段
- 路由器R1
[R1-ui-console0]interface g0/0/1 ##进入GigabitEthernet0/0/1端口进行静态ip配置
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.10.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/1]display this ##检查配置是否成功
[V200R003C00]
#
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
#
return
[R1-GigabitEthernet0/0/1]interface g0/0/0 ##配置GigabitEthernet0/0/0端口
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.0.0.1 255.255.255.0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]dis th ##检查
[V200R003C00]
#
interface GigabitEthernet0/0/0
ip address 12.0.0.1 255.255.255.0
#
return
[R1-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown ##Cisco此处为no shutdown，实体机必须进行的操作
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown. ##以下省略
[R1-GigabitEthernet0/0/1]quit
[R1]display current
[R1]display current-configuration ##检查配置（以下信息过多省略，展示部分）
~~~~~~~~~~~ ##也可使用display ip routing-table命令，dispaly
ip interface brief
interface GigabitEthernet0/0/0
ip address 12.0.0.1 255.255.255.0 ##配置完成
#
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 ##配置完成
#
interface GigabitEthernet0/0/2
#
interface NULL0
#
user-interface con 0
---- More ----
[R1]ip route-Static 192.168.20.0 24 12.0.0.2 ##配置静态路由（检查过程略）
[R1]q
<R1>save
The current configuration will be written to the device.
Are you sure to continue? (y/n)[n]:y ##键入y
It will take several minutes to save configuration file, please wait.......
Configuration file had been saved successfully
Note: The configuration file will take effect after being activated
<R1> ##记得退出到用户视图保存！！！下同
- 路由器R2（不多赘述）
[R2-ui-console0]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.0.0.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0]un sh
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown.
[R2-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip add 23.0.0.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/1]un sh
Info: Interface GigabitEthernet0/0/1 is not shutdown.
[R2-GigabitEthernet0/0/1]q
[R2]ip route-static 192.168.20.0 24 23.0.0.1
[R2]ip route-static 192.168.10.0 24 12.0.0.1 ##返回的静态路由
- 路由器R3
[R3-ui-console0]int g0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.20.1 24
[R3-GigabitEthernet0/0/1]un sh
Info: Interface GigabitEthernet0/0/1 is not shutdown.
[R3-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip add 23.0.0.1 24
[R3-GigabitEthernet0/0/0]un sh
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown.
[R3-GigabitEthernet0/0/0]
[R3-GigabitEthernet0/0/0]q
[R3]ip route-static 192.168.10.0 24 23.0.0.2 ##配置返回静态路由
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PC1和PC2配置记得点应用
配置成功！PC1第一次pingPC2时会有 time out是由于PC1在学习到ARP缓存表时会先进行三次ARP探测。
不能ping通非直连网段里没有配置的ip。
实例演示（默认路由，接上例）
- 路由器R1
[R1]undo ip route-static 192.168.20.0 255.255.255.0 12.0.0.2 ##删除已配置的静态路由（检查过程略）
[R1]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 12.0.0.2 ##配置默认路由，下一跳12.0.0.2
- 路由器R3
[R3]undo ip route-static 192.168.10.0 255.255.255.0 23.0.0.2 ##同上
[R3]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 23.0.0.2
配置成功！
- 使用display ip routing-table显示路由表可以看到默认路由默认优先级为60
实例演示（浮动静态路由）
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路由器R1配置（R1作备用路由器）
<Huawei>sys Enter system view, return user view with Ctrl+Z. [Huawei]sys R1 [R1]int g0/0/0 [R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.0.0.2 24 [R1-GigabitEthernet0/0/0]q [R1]int g0/0/1 [R1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 23.0.0.2 24 [R1-GigabitEthernet0/0/1]q [R1]ip route-static 192.168.20.0 24 23.0.0.1 ##静态路由 [R1]ip route-static 192.168.10.0 24 12.0.0.1 ##静态路由 [R1]q <R1>save The current configuration will be written to the device. Are you sure to continue? (y/n)[n]:y It will take several minutes to save configuration file, please wait....... Configuration file had been saved successfully Note: The configuration file will take effect after being activated -
路由器R2配置
<Huawei>sys Enter system view, return user view with Ctrl+Z. [Huawei]sys R2 [R2]int g0/0/0 [R2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.10.1 24 [R2-GigabitEthernet0/0/0]q [R2]int g0/0/1 [R2-GigabitEthernet0/0/1]ip add 13.0.0.1 24 [R2-GigabitEthernet0/0/1]q [R2]int g0/0/2 [R2-GigabitEthernet0/0/2]ip add 12.0.0.1 24 [R2-GigabitEthernet0/0/2]q [R2]ip route-static 192.168.20.0 24 13.0.0.2 ##静态路由配置 [R2]ip route-static 192.168.20.0 24 12.0.0.2 preference 70 ##浮动静态路由配置 [R2]q <R2>save The current configuration will be written to the device. Are you sure to continue? (y/n)[n]:y It will take several minutes to save configuration file, please wait....... Configuration file had been saved successfully Note: The configuration file will take effect after being activated -
路由器R3配置
<Huawei>sys Enter system view, return user view with Ctrl+Z. [Huawei]sys R3 [R3]int g0/0/2 [R3-GigabitEthernet0/0/2]ip add 23.0.0.1 24 [R3-GigabitEthernet0/0/2]q [R3]int g0/0/1 [R3-GigabitEthernet0/0/1]ip add 13.0.0.2 24 [R3-GigabitEthernet0/0/1]q [R3]int g0/0/0 [R3-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.20.1 24 [R3-GigabitEthernet0/0/0]q [R3]ip route-static 192.168.10.0 24 13.0.0.1 ##静态路由配置 [R3]ip route-static 192.168.10.0 24 23.0.0.2 preference 70 ##浮动静态路由配置 [R3]q <R3>save The current configuration will be written to the device. Are you sure to continue? (y/n)[n]:y It will take several minutes to save configuration file, please wait....... Configuration file had been saved successfully Note: The configuration file will take effect after being activated -
测试PC1 - R2 - R3 - PC2 路线连通性
对路由器R3的G0/0/1口进行抓包
证明该路线成功连通
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测试备用线路PC1 - R2 - R1 -R3 - PC2 路线连通性
路由器R2
<R2>sys Enter system view, return user view with Ctrl+Z. [R2]int g0/0/1 [R2-GigabitEthernet0/0/1]shutdown
模拟切断了R2到R3的线路该备用线路启用成功，浮动静态路由配置成功