安金叶对路由技术的总结思维导图

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2024-10-12

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路由技术

技术总结

动态路由

路由基础，直连路由，静态路由等内容讲解

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思维导图大纲

路由基础

路由的基本概念

路由、路由器、路由协议

路由：在网络通信中，路由(route)是一个网络层的术语路由作为名词时，表示路由条目的简称，表示转发设备内部所保存的到目的网络的路径信息,或者转发设备间相互传播的到达目的网络的路径信息。路由作为动词时，表示路由器或其他依据逻辑地址转发数据包的设备对数据包所执行的转发操作。

子主题 1

路由器：路由器工作在OSI模型的网络层,是不同网络之间互相连接的枢纽,是互联网的主要节点设备。

路由协议:在默认情况下，一台路由器只知道其接口直接连接的网络的路由当网络中具有多个路由器时，由于路由器之间屏蔽了各自独立连接的网络分段，因此远端的路由器无法通过直连的接口获取所有网络分段的位置信息，这时必须为路由器添加必要的对远端网络位置的认知信息,这就要用到路由协议

子主题 1

路由器工作原理

路由表

路由表结构：1.路由表的结构路由表(routing table)是路由设备用来记录路由信息的数据表。在路由表中,条路由信息也被称为一个路由项或一个路由条目,路由设备根据路由表的路由条目做路径选择。

②Proto(路由获取方式)。路由目的类型(即这个条目是如何获得的)。的议静态路由和直连路由的相对可 ③Pre(优先级)。Pre参数用来标识不同路由协议、靠性。数值越小、优先级越高。 ④Cost(开销值)。当路由器通过同一种方式获取到了多条去往同一网络的路由时, 路由器根据Cost来判断哪条路径更优。 ⑤Flags(路由标记)。R是relay的首字母，说明是迭代路由，会根据路由下一跳的IP地址获取出接口。配置静态路由时如果只指定下一跳IP地址，而不指定出接口, 那么就是迭代路由，需要根据下一跳IP地址的路由获取出接口。D是download的首字母，表示该路由下发到FIB表中。HB的全称是转发信息库(forwardinginformation 目 base)。 ⑥NextHop(下一跳)。每个路由表条目都会指明转发数据包的下一跳地址，这个目地址通常是相邻路由设备某个接口的IP地址。 ⑦Interface(出站接口)。Interface指明将数据包从哪个出站接口转发出去。

2.路由表的来源路由器的路由表中可能有多条路由信息。这些路由信息主要通过3种方式生成，即设备自动发现手动配置或通过动态路由协议生成。

路由优先级：路由器可以通过自动发现直连路由、手动配置静态路由及动态路由协议等方式学由器会根据路由的优先级进行路由选择，优先选择值最小的路由。

直连路由

直连路由简介

图4-3直连路由拓扑示例路由器R的两个接口分别连接两个以太网，这两个以太网是不同的网络，需要分配不同的网络地址。一旦为路由器接口分配了IP地址和子网掩码，并开启了该路由器接口，路由器的路由表中就会自动生成一项路由项，路由项的目的网络字段值是根据为该接口分配的IP地址和子网掩码得出的网络地址。由于该路由项用于指明通往路由器直接连接的网络的传输路径，因此被称为直连路由。

配置方法

静态路由项配置过程分为3步：一是通过分析网络结构得出某台路由器通往网络中所有没有与其直接连接的其他网络的传输路径；二是根据该路由器通往每个非直连网络的传输路径求出与该传输路径相关的路由项的内容；三是根据求出的路由项内容完成手工配置静态路由项的过程。需要强调的是，每台路由器对于所有没有与其直接连接的网络都需手工配置一项用于指明该路由器通往该网络的传输路径的路由项。

静态路由与默认路由

默认路由与静态路由的关系

与静态路由关系最为密切的就是默认路由（也称缺省路由、默由是一种特殊的静态路由，指的是当路由表中与数据包的目的地址项时，路由器能够做出的选择，即0.0.0.0/0这条路由。在这条默的P地址、目的IP地址掩码和下一跳IF地址或接口。不过，此时 IP地址掩码均为0.0.0.0，代表可以到达任意主机或网络IP地址。的一样，可以指定默认路由的下一个路由器节点IP地址或本地路日。丢弃如果没有默认路由，那么目的地址在路由表中没有匹配表项的数据包将初由默认路由在某些时候非常有效，当它存在于末梢网络时，默认路由会大大简化的配置，减轻管理员的工作负担，提高网络性能。器

默认路由的产生方式

2. 默认路由的产生方式默认路由有两种产生方式：①通过网络管理员在路由器上配置到网络0.0.0.0 （掩码也为0.0.0.0 的静态路由；②通过动态路由协议生成（如OSPF、IS-IS和RIP），这就是这些协议的默认路由。

动态路由

RIP

RIP简介

RIP是基于距离矢量算法的路由协议，利用跳数来作为计量标准，其最大的优点是简单。 RIP要求网络中的每台路由器都要维护从它自己到其他每个目的网络的距离记录距离向量)。RIP对距离的定义如下； 1从一路由器到直接连接的网络的距离定义为1。 ②从一路由器到非直接连接的网络的距离定义为所经过的路由器数加1。 RIP协议的距离也称跳数，RIP允许一条路径最多只能包含15台路由器。因此，当距离等于16时即相当于不可达。

RIP特点

2.RIP的特点 RIP是通过每台路由器要不断地与其他路由器交换路由信息，从而达到自治系统中所有节点都得到正确的路由信息。 RIP考虑了和哪些路由器交换信息、交换什么信息以及什么时候交换信息这3个问题。RIP的特点如下。 1仅和相邻路由器交换信息。 ②交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己现在的路由表信息。按固定的时间间隔交换信息，如每隔30s或网络拓扑发生变化时。 RIP仅根据跳数选择路由，不一定是最优路由，并且跳数的最大值为15，因此RIP只能应用于小规模网络。RIP还具有收敛速度慢等缺点。

RIP配置

(1)配置原理由于RIP的功能是使得每台路由器能够在直连路由项的基础上，创建用于指明通往非直连网络的传输路径的动态路由项，因此，路由器的配置过程分为两个部分：一是通过配置路由器接口的IP地址和子网掩码自动生成直连路由项；二是通过配置RIP相关信息，启动通过RIP生成用于指明通往非直连网络的传输路径的动态路由项的过程。 (2)配置方法以下命令序列为图 4-4中配置R1路由器RIP相关信息的配置过程。 [R1] rip [R1-rip-1]] version 2 192：168.5.0 R1-rip-17 network 192.1.1.0 192.168，2.0 「R1-rip-17 network 192.1.3.0 RI-rip-1] quit rip是系统视图下使用的命令，该命令的作用是启动RIP进程，并进入RIP视图。由于没有给出进程编号，启动编号为1的RIP进程。

OSPF协议

OSPF协议简介

H元。 OSPF协议通过泛洪法向全网（即整个自治系统）中的所有路由器发送信息，扩散本设备的链路状态信息，使网络中每台路由器最终都能建立一个全网链路状态数据库 (link state database，LSDB)，这个数据库实际上就是全网的拓扑结构图。每台路由器都使用链路状态数据库中的数据，采用最短路径算法，通过链路状态通告 (link state advertisement，LSA）描述网络拓扑，并!以自己为根，依据网络拓扑生成一棵最短路径树(shortest path tree，SPT)，计算到；达其他网络的最短路径，构造出自己的路由表，最终形成全网路由信息。

OSPF协议特点

2.OSPF协议的特点 OSPF作为基于链路状态的协议，具有如下特点： ①适应范围广。应用于规模适中的网络，最多可支持几百台路由器，如中小型企业网络。 ②快速收敛。在网络的拓扑结构发生变化后立即发送更新报文，使这一变化在自治系统中同步。支持掩码。OSPF支持可变长度的子网划分和无分类的编址。 ④区域划分。允许自治系统的网络被划分成多个区域来管理，区域之间传送的路由信息被进一步抽象，从而减少了占用的网络带宽。等价路由。如果到同一个目的网络有多条相同代价的路径，那么可以将通信量分配给这几条路径。 ⑥支持验证。支持基于区域和接口的报文验证，以保证报文交互的安全性。

OSPF配置

配置原理

3.OSPF的配置 (1)配置原理要在路由器上运行OSPF协议，必须先在路由器上创建(OSPF进程，指定该进程关联的区域以及区域包括的网段（也就相当于指定了路由器的哪些接口上运行OSPF协议）。如果路由器的某个接口IP地址落在某个区域中所宣告的网段内，则该接口属于这个区域并启用OSPF功能，把该接口的直连路由以OSPF路由方式向邻居路由器进行通告。

配置方法

(2)配置方法配置OSPF协议时，需要先使用ospf命令创建并运行OSPF进程，然后用area命令创建ospf区域，最后在指定的区域中宣告直连网络。OSPF协议在宣告直连网络时需要使用网络地址并写明子网掩码，不过在书写子网掩码时需要写成掩码的反码形式，即0变1，1变0。

VLAN之间的路由

VLAN之间二层通信局限性

VLAN隔离了二层广播域，即隔离了各个VLAN之间的任何二层流量。因此，不同VLAN的用户之间不能进行二层通信。不同VLAN之间的主机是无去实现二层通信的，所以必须通过三层路由才能将报文从一个VLAN转发到另外一个VLAN中，实现跨VLAN通信。

实现VLAN之间路由的方法

躲避路由

在路由器上为每个VLAN分配一个单独的接口，并使用一条物理链路连接到二层交换机上。当VLAN之间的主机需要通信时，数据会经由路由器选择路由，并被转发到目的VLAN内的主机中，这样就可以实现VI.AN之间主机的相互通信。然而，随着每台交换机上VLAN数量的增加，这样做必然需要大量的路由器接口，而路由器的接口数量是极其有限的。此外，某些VLAN之间的主机可能不需要进行频繁的通信，如果也这样配置，就会导致路由器的接口利用率很低。因此，在实际应用中，一般不会采用多臂路由来解决VLAN之间的通信问题。

单臂路由

交换机和路由器之间仅使用一条物理链路连接。主交换机上，把连接到路由器的端口配置成Trunk模式，并允许相关VLAN的帧通过。在路由器上创建子接口 (sub-interface)，逻辑上把连接路由器的物理链路分成了多条链路（每个子接口对应一个VLAN）。这些子接口的IP地址各不相同，每个子接口的IP地址应该配置为该子接口所对应VLAN的默认网关址。子接口是一个逻辑上的想念，所以子接口常被称为虚接口。配置子接口时，需要注意以下几点。

三层交换

三层交换是在交换机中引入路由模块而取代“路由器十二层交换机”的网络技术。这种集成了三层数据包转发功能的交换机被称为三层交换机。三月层交换机中每个 VLAN对应一个IP网段，VLAN之间还是隔离哥的，但不同IP网段之间的访问要跨越 VLAN，它需要使用三层转发引擎提供的VLAN 之间路由功能来实见。该第三层转发引擎相当于传统组网中的路由器，当需要通信时，要在三层转发引擎上分配一个路由接口（逻辑接口VLANIF），用来作为VLAN的网关。

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