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HCIA笔记6--路由基础与静态路由：浮动路由、缺省路由、迭代查找

news 来源：原创 2025/5/19 5:58:36

文章目录

- - 0. 概念
  - 1.路由器工作原理
  - 2. 跨网访问流程
  - 3. 静态路由配置
  - 4. 静态路由的应用场景
  - - 4.1 路由备份
    - 4.2 浮动路由
    - 4.3 缺省路由
  - 5. 迭代路由
  - 6 问题
  - - 6.1 为什么路由表中有的下一跳的地址有接口？
    - 6.2 个人电脑的网关本质是什么？

0. 概念

自治系统：一个统一管理的大型网络，由路由器组成的集合。
路由器隔离广播域，交换机隔离冲突域。

1.路由器工作原理

路由器根据路由表进行转发数据包；

路由表中没有路由，直接丢弃该数据包
路由表中只有一条路由匹配目标ip时，直接根据路由表项进行转发。
路由表中有多个路由表项匹配数据包的目标ip时：
- 最长掩码匹配原则
- 掩码相同，比较外部路由优先级，数值越小越优先
- 外部路由优先级相同，比较内部路由优先级
- 如果内部路由优先级相同，则比较开销值，数值越小越优先
- 如果开销值相同，则认为两条路都是最优路径，形成负载分担

路由表项
在这里插入图片描述

2. 跨网访问流程

在这里插入图片描述

PC1 请求访问PC2, PC1发现两者不在同一个网段
PC1请求网关mac地址，如果PC1的arp缓存表中无网关mac地址；则进行发起arp广播来获取网关AR1的mac地址。
PC1封装数据包，并将其发往路由器AR1的g0/0/1口。
dip: 192.168.2.1
sip: 192.169.1.1
dmac: ar1_g001_mac
smac:pc1_mac
路由器AR1在路由表项中查找去往192.168.2.1的下一跳的IP地址(10.1.12.2); 路由器在arp缓存表中查找下一跳的mac地址；如果没找到，则进行arp广播获得下一跳的mac地址。
路由器AR1封装数据包，并将其从g0/0/0口发给下一跳路由器AR2的g0/0/0口。
dip: 192.168.2.1
sip: 192.169.1.1
dmac: ar2_g000_mac
smac: ar1_g000_mac
路由器AR2收到AR1发来的数据包，查找路由表发现下一跳IP地址(192.168.2.1/24)，与自己同网段；查找自己的arp缓存中是否有PC2(192.168.2.1)的mac地址。如果没有，则进行arp广播请求PC2的mac地址。
路由器AR2封装数包，并将其从g0/0/1口发往下一跳PC2。
dip: 192.168.2.1
sip: 192.169.1.1
dmac: pc2_mac
smac: ar2_g001_mac
PC2收到PC1发送的数据包

3. 静态路由配置

给路由器接口配置ip

ip address 192.168.1.254 24

查看路由器的路由表

display ip routing-table

在这里插入图片描述
路由表项会额外加上广播地址和网络号地址

查看路由表接口ip信息

display ip interface brief

在这里插入图片描述

配置静态路由表项

ip route-static 192.168.2.0 24 10.1.12.2
# ip route-static 目标IP地址 目标IP地址子网掩码 下一跳IP地址

路由表项
在这里插入图片描述

4. 静态路由的应用场景

4.1 路由备份

甲方要求在不增加过多的成本情况下实现冗余性。
冗余性体现在两方面，一方面是设备的冗余，另一方面是链路的冗余。
设备一般都比较贵，为了实现甲方的要求就做链路的备份。
链路的备份当然也是需要物理链路的存在作为先决条件的。如图所示，我们配置两条静态路由就实现了负载分担。

即上面跟下面的通过流量的大小大致相当。
顺带一提，流量的分控有两个。
（1）负载分担，它是基于流的；一个包的流由ip port proto五元组哈希形成。所以说一个给定的包走哪条路它是确定的。
（2）负载均衡，它是基于包的；上面一个包，下面一个包，流量是绝对相等的。

在这里插入图片描述
路由器1 2的路由表如下

在这里插入图片描述

我们可以注意到形成负载分担的两条路，它们其中有一个的目标网段是省略了的；其实就是和上面的网段相同。
在这里插入图片描述

4.2 浮动路由

假设两个路由器间有两条链路，一个是作为主链路(1000M)，另一个备份链路(100M)。
如下图所示：
在这里插入图片描述
将备份链路的优先级调得比主链路低，配置如下：

当上面的1000M链路Down掉时，会切到下面的100M。
比如上图中的路由器AR1的g0/0/1挂掉的时候，下面的100M链路就会切换过来。此时两者的路由表如下
在这里插入图片描述

我们可以观察到路由表项中，有了优先级为100的路由表项。

重新开启路由器ar1的g0/0/1口后,我们也可以直接查看静态路由的配置选项：

display ip routing-table protocol static

在这里插入图片描述
会发现100优先级的路由是处于inactive状态的。

我们称优先级不同，目标网段相同，下一跳相同的两组路由叫作浮动路由。
在线网中，不可能完全浪费链路带宽的，因此会引入一个叫策略路由对指定的流量来通过这个100M的备份链路的。

4.3 缺省路由

目标网段的网址和掩码都是0，它匹配的是任意网络。

如图所示，路由器AR1的路由表中并没有直接到阿里192.168.4.1的表项；但是路由器AR1的下一跳永远都是AR2的g0/0/1接口。

因此可以直接配置缺省路由0.0.0.0/0的下一跳地址为10.1.12.2。
配置命令

ip route-static 0.0.0.0 0 10.1.12.2

查看AR1的路由表项
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
配置以后，我们发现PC1和PC3是可以互通的。
图中的网络拓扑，其实右边可以看成外网，左边看作企业内网。我们的企业内部网关不知道用户请求的ip在哪，但是直连的肯定是运营商的路由器；因此可以设置企业网的缺省路由为运营商的路由器。

但是向内网指肯定是不能有缺省路由的，否则两个缺省路由形成了负载分担，会造成用户请求的丢失。

5. 迭代路由

路由表项添加中，我们可以不知道目标网段，但是需要知道下一跳地址。

比如下面的网络拓扑中，如果在路由器AR1中添加一条去往PC2的下一跳为1.1.1.1的静态路由。

ip route-static 192.168.2.1 255.255.255.0 1.1.1.1

我们查看路由表发现并没有发现该表项出现
在这里插入图片描述
我们如果在此时添加一条去往1.1.1.1的下一跳为10.1.12.2的路由表，会发现路由表一下多了两条。这是因为进行了迭代查询，去往192.168.2.1的下一跳是1.1.1.1, 会在路由表中继续查，发现1.1.1.0/24的下一跳是10.1.12.2也就是出接口g0/0/1。
在这里插入图片描述
迭代路由的标志是RD, 我们再在AR2上进行类似的配置即可实现PC1与PC2的互通了。
AR2路由表：