靜態(tài)路由原理與配置 理論淺析

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引言：靜態(tài)路由是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)中第一個入門的協(xié)議

? 我們需要摸清楚來龍去脈，了解路由網(wǎng)段

講述內(nèi)容：

1.路由器的工作原理

2.路由表的形成

3.靜態(tài)路由和默認(rèn)路由（重點）

4.路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的封裝過程

5.靜態(tài)路由和默認(rèn)路由的配置

1.路由的工作原理

1.1路由概述

指的是數(shù)據(jù)從源主機到目標(biāo)主機的轉(zhuǎn)發(fā)過程，即是邏輯地址的尋址的過程；路由可以幫你選擇最捷徑的路程。

能夠?qū)?shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到正確的目的地，并在轉(zhuǎn)發(fā)過程中選擇最佳路徑的設(shè)備，就是路由器

1.2路由器的工作原理

根據(jù)路由表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)

其中，路由表是關(guān)鍵

2.路由表的形成

1.路由表是路由器中維護的路由條目的集合；路由器根據(jù)路由表做路徑選擇

2.路由表中有直連網(wǎng)段和非直連網(wǎng)段。

直連網(wǎng)段：路由器的端口配置IP地址，端口UP狀態(tài)，由此產(chǎn)生直連路由

非直連網(wǎng)段：沒有跟路由器直接連接的網(wǎng)段，就是非直連網(wǎng)段

（路由器的每一個端口，都代表一個網(wǎng)段；有多少個端口，就有多少個不同網(wǎng)段，即多少個直連網(wǎng)段）

可以這么理解：對每一個路由器而言，長在路由器自己身上的，就是直連網(wǎng)段，沒有長在自己身上，就是非直連網(wǎng)段

3.對于非直連的網(wǎng)段，就需要靜態(tài)路由或者動態(tài)路由，將網(wǎng)段添加到路由表中

手動配上去的就是靜態(tài)路由

3.靜態(tài)路由和默認(rèn)路由（重點）

1）靜態(tài)路由：由管理員手工配置，是單向的，所以需要在別的路由器上也要配置靜態(tài)路由；因此缺乏靈活性，只能用在小型網(wǎng)絡(luò)中

2）默認(rèn)路由：

B就是有默認(rèn)路由，默認(rèn)路由的條目中對應(yīng)的接口是192.168.2.2的S0接口

當(dāng)有且僅有一條通往其他路由起的路徑，就是默認(rèn)路由

3）路由的優(yōu)先級

當(dāng)路由表中同時存在靜態(tài)路由和默認(rèn)路由的時候，靜態(tài)路由優(yōu)先級最高，匹配上了就立刻進行轉(zhuǎn)發(fā)；

如果沒有匹配上靜態(tài)路由，則按照默認(rèn)路由進行轉(zhuǎn)發(fā)

4.路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的封裝過程

廣播過不去路由器，設(shè)置路由器也算是廣播的物理分割方法之一

在路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的解封裝過程中，遵循著<u>源目地址變化，ip變，mac始終在變</u>**不同網(wǎng)段之間的主機之間第一次互連互通的三層轉(zhuǎn)發(fā)原理**：（環(huán)境：設(shè)備都是第一次連接，路由表已配置）

.主機A去ping主機B，知道主機B的ip地址為192.168.2.2，數(shù)據(jù)分成數(shù)據(jù)段，數(shù)據(jù)段變成數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包封裝數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀的源IP是192.168.1.2，源MAC是00-11-12-21-11-11（以下簡稱11），目標(biāo)IP是192.168.2.2，目標(biāo)MAC是路由A的E0端口網(wǎng)卡；

2.因為是第一次連接，主機A不知道路由器A的E0端口網(wǎng)卡號，數(shù)據(jù)無法封裝，所以此時主機A發(fā)送ARP廣播幀給路由A的E0接口（廣播幀的源IP和源MAC都是主機A，目標(biāo)IP是路由A的E0端口的IP，目標(biāo)MAC是FF-FF-FF-FF-FF-FF）;

3.路由A通過E0端口接收到廣播幀，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)MAC是FF-FF-FF--FF-FF-FF，便會拆開MAC頭部，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)IP是自己，便會對這個廣播幀進行反饋，即以單播的形式發(fā)單播幀（源IP地址是192.168.1.1，源MAC地址：00-11-12-21-22-22（以下簡稱22）目標(biāo)IP地址192.168.1.2，目標(biāo)MAC是11）給主機A，并且把主機A的MAC地址記錄在自己的MAC表中，主機A接受到了MAC地址，便滿足四要素，把路由A的E0MAC地址記錄在自己的MAC表中，可以開始進行數(shù)據(jù)幀的傳輸。主機A把目標(biāo)MAC地址補上，發(fā)送給路由A；

4.路由A從E0端口接收到這個數(shù)據(jù)幀，查看目標(biāo)MAC發(fā)現(xiàn)是自己，便會拆開MAC頭部，露出IP地址，查看目標(biāo)IP所在網(wǎng)段，與自己的路由表對比，找到對應(yīng)的接口E1，開始進行MAC封轉(zhuǎn)發(fā)，源IP地址主機A，源MAC地址是路由A的E1端口的MAC地址00-11-12-21-33-33（以下簡稱33），目標(biāo)IP是主機B，目標(biāo)MAC是路由B的E1端口的MAC地址；但是因為第一次連接，路由A的mac地址表并沒有路由B的E1端口的MAC地址，也就沒有相應(yīng)的目標(biāo)地址，所以會丟棄這次的數(shù)據(jù)；

5.路由A此時察覺到自己沒有路由B的E1接口的MAC地址，便會主動對其發(fā)送ARP廣播，廣播幀中源IP和源MAC地址是自己，目標(biāo)IP是路由B的E1接口的IP地址，目標(biāo)MAC是FF-FF-FF-FF-FF-FF。路由B收到這個廣播幀，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)MAC是FF-FF-FF-FF-FF-FF，便會對MAC頭部進行拆開，并學(xué)習(xí)記錄源MAC地址（即路由A的E1端口的MAC地址），發(fā)現(xiàn)里面的目標(biāo)IP地址是自己，便會對這個廣播幀進行反饋，即以單播的形式發(fā)單播幀（源IP地址是10.1.1.2，源MAC地址：00-11-12-21-33-33（以下簡稱33）目標(biāo)IP地址10.1.1.1，目標(biāo)MAC是00-11-12-21-33-33）發(fā)給路由A的E1端口；

6.路由A此時查看廣播幀，得到了路由B的E1接口的MAC地址，便會記錄在自己的MAC表中。這時主機A發(fā)送的第二個PING包又發(fā)了過來，因為此時路由A知道了路由B的E1接口的MAC地址，滿足四要素，會很順暢的發(fā)送到路由B的E1端口。路由B的E1接口查看目標(biāo)MAC是自己，便會拆開，露出目標(biāo)IP地址。路由B將IP地址192.168.2.2對照自己的路由表得出對應(yīng)得網(wǎng)段接口為E0，變會對數(shù)據(jù)進行封裝處理；因為是第一次連接，所以路由B并不知道主機B的MAC地址，所以操作無法執(zhí)行，第二個PING包便會在這里被丟棄；

7.路由B為了以后可以正常通信便會發(fā)送廣播幀（源IP地址是192.168.2.1，源MAC地址：00-11-12-21-55-55,目標(biāo)IP地址192.168.2.2，目標(biāo)MAC地址FF-FF-FF-FF-FF-FF）給主機B,主機B接收到這個廣播幀，記錄源MAC地址，還會把MAC頭部拆掉，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)IP地址是自己，便會單播發(fā)出一個單薄幀（源IP地址是192.168.2.2，源MAC地址：00-11-12-21-66-66目標(biāo)IP地址192.168.2.1，目標(biāo)MAC是00-11-12-21-55-55）回應(yīng)。

8.路由B此時接收到單播幀，便會記錄源MAC地址，即主機B的MAC地址，此時第三個PING也到了，路由B此時滿足四要素，便可以把PING包轉(zhuǎn)發(fā)給主機B，主機B接收到在發(fā)回去，便互聯(lián)互通了。

配置網(wǎng)卡要謹(jǐn)記三要素：ip,子網(wǎng)掩碼，網(wǎng)關(guān)

DA指目標(biāo)ip，SA指 源IP

交換與路由對比

ARP是廣播的一種，靜態(tài)路由是協(xié)議，DHCP也是廣播

交換機轉(zhuǎn)發(fā)效率高于路由，路由表條路越多，轉(zhuǎn)發(fā)效率越低

路由器當(dāng)中還有地址轉(zhuǎn)換表

5.靜態(tài)路由和默認(rèn)路由的配置

默認(rèn)路由是直連網(wǎng)段，直連網(wǎng)段不一定是默認(rèn)路由

靜態(tài)路由：添加非直連網(wǎng)段 IP route network（網(wǎng)絡(luò)號，指的是該網(wǎng)段的標(biāo)識） mask（子網(wǎng)掩碼） {}++下一跳地址（即對應(yīng)的接口地址）

路由器上的每個接口是一個廣播域，交換機上每個接口是一個沖突域

路由器上的每個接口是一個廣播域

交換機上每個接口是一個沖突域

靜態(tài)路由是單向的，需要雙向配置

配置實例一

配置實例二

此時R1就是默認(rèn)路由

下一篇博客是用四臺路由器實現(xiàn)三臺主機在不同網(wǎng)段互聯(lián)互通的小實驗，可跟做。