靜態(tài)路由
概觀
歡迎來(lái)到路由世界。在接下來(lái)的幾章中，我們將了解數(shù)據(jù)包如何通過(guò)路由器在網(wǎng)絡(luò)中找到自己的方式。在本章中，我們將學(xué)習(xí)靜態(tài)路由。
我們網(wǎng)絡(luò)中的路由器以?xún)煞N方式之一發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò);
- 靜態(tài)配置的路由
- 動(dòng)態(tài)路由協(xié)議
我們將學(xué)習(xí)靜態(tài)路由的各種概念，例如如何配置靜態(tài)路由，路由表如何基于其決策，路由接口以及其他概念。
介紹
您可能已經(jīng)知道，路由器的工作是將數(shù)據(jù)包從源設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)設(shè)備。在它們之間可能有幾個(gè)路由器。路由器使用稱(chēng)為路由表的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)這些數(shù)據(jù)包。
在前面的章節(jié)中，我們將路由器連接到計(jì)算機(jī)并使用ping驗(yàn)證通信。但是，請(qǐng)參閱下面的圖表中顯示的拓?fù)洹?/p>
上面的網(wǎng)絡(luò)顯示了一個(gè)由3個(gè)路由器和2個(gè)主機(jī)組成的小型網(wǎng)絡(luò)。如前所述，每個(gè)到路由器的連接都應(yīng)該有自己的網(wǎng)段，如圖所示。
網(wǎng)絡(luò)管理員還將R1和R3的串行接口配置為DCE，所有其他配置均正確。
在這種情況下，R1可以ping HOST A，R1可以ping R2 s0 / 0/0接口但不能ping接口s0 / 0/1。
R3可以ping HOST B，R3只能ping R2的s0 / 0/1接口。主機(jī)A和主機(jī)B無(wú)法通信。如下圖所示。
在本章中，我們將解釋為什么這兩臺(tái)計(jì)算機(jī)無(wú)法通信并解決此問(wèn)題的原因。
保持這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼘⒃诒菊轮惺褂谩?/strong>
直連網(wǎng)絡(luò)
路由表是包含有關(guān)各種網(wǎng)絡(luò)的信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，我們已經(jīng)說(shuō)過(guò)這些遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)路由協(xié)議或手動(dòng)配置的路由來(lái)學(xué)習(xí)。
路由器上“show ip route”命令的輸出顯示特定路由器可以到達(dá)的路由。默認(rèn)情況下，路由器只知道直接連接的路由。
在我們的場(chǎng)景中，從R1的角度來(lái)看，直接連接的路由是連接到主機(jī)A的網(wǎng)絡(luò)和R1和R2之間的網(wǎng)絡(luò)。
由于在這些路由器上沒(méi)有進(jìn)行其他配置，R2和R3應(yīng)該只有直接連接的路由。
直連網(wǎng)絡(luò)是特定路由器可以到達(dá)的唯一網(wǎng)絡(luò)。在我們的場(chǎng)景中，這意味著;
- 主機(jī)A可以ping R1
- R1可以ping R2的s0 / 0/0接口，但不能接口s0 / 0/1
- R2可以ping R1的s0 / 0/0接口，但不能ping接口fa0 / 0或HOST A
- R2可以ping R3的s0 / 0/0接口，但不能ping接口fa0 / 0或HOST B.
- R3可以ping R2的s0 / 0/1接口，但不能ping接口s0 / 0/0
- 主機(jī)B可以ping R3。
- 兩個(gè)主機(jī)都不能互相ping通
- R1和R3不能相互ping通。
下圖顯示了所有直連網(wǎng)絡(luò)。
靜態(tài)路由
靜態(tài)路由是我們與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信的一種方式。在生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中，主要在從特定網(wǎng)絡(luò)路由到末端網(wǎng)絡(luò)時(shí)配置靜態(tài)路由。
存根網(wǎng)絡(luò)是只能通過(guò)一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)接口訪問(wèn)的網(wǎng)絡(luò)。
在上面的場(chǎng)景中，192.168.1.0/24和192.168.4.0/24網(wǎng)絡(luò)是末節(jié)網(wǎng)絡(luò)。這意味著對(duì)于這些網(wǎng)段中的主機(jī)，只有一種方式可以與其他主機(jī)通信，分別是192.168.1.0/24和192.168.4.0/24網(wǎng)絡(luò)的R1和R3。
了解存根網(wǎng)絡(luò)對(duì)于理解靜態(tài)路由至關(guān)重要。
配置靜態(tài)路由所需的命令如下所示。
Router（config）#ip route（network-address）（subnet-mask）（下一跳ip地址/出口接口）
下表說(shuō)明了ip route命令中每個(gè)參數(shù)的含義，以及在R1上用于配置到R3的LAN網(wǎng)絡(luò)（192.168.4.0/24）的靜態(tài)路由的命令示例。
參見(jiàn)展覽。因此，要在R1上為網(wǎng)絡(luò)192.168.4.0/24配置靜態(tài)路由，要在R1上發(fā)出的命令是：
R1（config）#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.4
R1（config）#ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.2.4
要么
R1（config）#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 s0 / 0/0
R1（config）#ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 s0 / 0/0
注意：配置靜態(tài)路由時(shí)
，只應(yīng)使用exit接口或下一跳ip地址，而不能同時(shí)使用兩者。這將在后面解釋。
檢查R1上的路由表：
在R1 的show ip route輸出底部以
紅色突出顯示，是我們剛剛添加的靜態(tài)路由。開(kāi)頭的“S”表示路由表由于靜態(tài)路由配置而獲得此路由。
在大括號(hào)中，“1”是靜態(tài)路由的管理距離，“0”是度量。
由此我們可以假設(shè)從主機(jī)A到主機(jī)B的 ping 應(yīng)該起作用。對(duì)？
讓我們嘗試從主機(jī)A到主機(jī)B的ping ，看看會(huì)發(fā)生什么。
從上面的展覽中可以看出，主機(jī)B的所有四個(gè)ping 都顯示為請(qǐng)求超時(shí)。此外，在底部以紅色
突出顯示，主機(jī)B沒(méi)有收到任何數(shù)據(jù)包。這意味著它們無(wú)法通信。
在下一節(jié)中，我們將探討為什么兩個(gè)主機(jī)無(wú)法通信，但R1已正確配置靜態(tài)路由。
路由表原理
有三種路由表原則決定了路由器的通信方式。
原則1：
“ 路由器僅根據(jù)路由表中包含的信息轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包?！?/strong>
R1有2條路由192.168.3.0/24，它是R2和R3之間的連接，以及192.168.4.0/24，它是HOST B所在的網(wǎng)絡(luò)。因此，基于第一原則，R1將僅基于此信息做出轉(zhuǎn)發(fā)決定。它不會(huì)咨詢(xún)R2或R3.Nor它是否知道這些路由器是否有到其他網(wǎng)絡(luò)的路由。作為網(wǎng)絡(luò)管理員，您有責(zé)任確保網(wǎng)絡(luò)中的所有路由器都了解遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。
原則2：
“在一個(gè)路由器上路由信息并不意味著域中的其他路由器具有相同的信息。”
R1不知道R2路由表中的信息。R2和R3也是如此。因此，R1具有連接到R2和R3的網(wǎng)絡(luò)的路徑這一事實(shí)并不意味著R2和R3具有相同的信息。
例如，可以通過(guò)R2到達(dá)R3上的網(wǎng)絡(luò)192.168.4.0/24。R1不知道R2是否可以到達(dá)連接到R3的網(wǎng)絡(luò)。因此，我們需要配置從R2到連接到R3的LAN的路由。
使用原則2，我們?nèi)匀恍枰谄渌酚善鳎≧2和R3）上配置正確的路由，以確保它們具有到這三個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由。
原則3：
“路由器上的路由到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)并不意味著遠(yuǎn)程路由器具有返回路徑。”
這個(gè)原則意味著當(dāng)在一個(gè)路由器上配置路由時(shí)，必須為遠(yuǎn)程路由器配置返回路由。在我們的網(wǎng)絡(luò)中，大多數(shù)通信都是雙向的，這意味著對(duì)于我們發(fā)送的每條消息，都需要回復(fù)。
如果我們使用郵局的類(lèi)比，那就像發(fā)送一封沒(méi)有回郵地址的信件。收件人不能回復(fù)沒(méi)有寄回地址的信件，并且郵遞員不知道在哪里寄信。
在我們的場(chǎng)景中，這意味著，當(dāng)我們?cè)赗1上配置到網(wǎng)絡(luò)192.168.4.0/24的路由時(shí)，我們需要在遠(yuǎn)程路由器上配置一條路由，該路由通向連接到R1的LAN。
使用原則3作為指導(dǎo)，我們將在其他路由器上配置適當(dāng)?shù)撵o態(tài)路由，以確保它們具有返回192.16.1.0/24網(wǎng)絡(luò)的路由。
應(yīng)用原則：
在這種情況下，我們需要在所有路由器上應(yīng)用所有這三個(gè)原則，以便靜態(tài)路由可以工作。
原則1
R1知道如何到達(dá)網(wǎng)絡(luò)192.168.3.0/24和網(wǎng)絡(luò)192.168.4.0/24，但是，R2和R3不知道如何到達(dá)那里。因此，我們需要在R2上配置靜態(tài)路由，以便它可以知道如何到達(dá)192.168.4.0/24。
原則2
我們?cè)赗1上配置了靜態(tài)路由，但這并不意味著R2知道到192.168.4.0/24網(wǎng)絡(luò)的路徑。因此，此路由器需要了解該網(wǎng)絡(luò)。
原則3
即使R1和R2具有到網(wǎng)絡(luò)192.168.4.0的路由，ping仍然會(huì)失敗，因?yàn)镽2和R3都不知道如何到達(dá)R1。因此，我們需要在R1上配置返回網(wǎng)絡(luò)192.168.1.0/24的路由。在這種情況下，我們?cè)赗2和R3上使用下一跳ip地址。
由此。我們現(xiàn)在可以在所有路由器上進(jìn)行必要的配置，以實(shí)現(xiàn)HOST A和HOST B之間的通信。
在路由器R2上：
R2（config）#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.3
R2（config）#ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.3.3
在路由器R3上：
R3（config）#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.3.4
R3（config）#ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.3.4
當(dāng)所有三個(gè)路由器都進(jìn)行了所有配置后，主機(jī)A和主機(jī)B之間的通信應(yīng)該是可能的。下圖顯示了所有三個(gè)路由器的路由表，靜態(tài)路由以紅色突出顯示。
R1：
由于這個(gè)輸出。我們應(yīng)該能夠從HOST A ping到HOST B.下面的輸出顯示了從HOST A到HOST B的ping結(jié)果。
輸出顯示有來(lái)自HOST B的回復(fù)，其IP地址為192.168.4.2，突出顯示的紅色部分顯示發(fā)送了4個(gè)數(shù)據(jù)包，所有4個(gè)數(shù)據(jù)包都被HOST B接收，丟失率為0％。
因此，我們已成功在路由器上配置靜態(tài)路由。
解析下一跳ip地址
假設(shè)我們使用下一跳ip地址而不是退出接口配置R2，路由器將如何知道通過(guò)哪個(gè)接口發(fā)送數(shù)據(jù)包？
請(qǐng)參閱下面R2 上的show ip route命令的輸出。
當(dāng)路由器想要將數(shù)據(jù)包發(fā)送到192.168.1.0網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它將查看路由表。
有一條通過(guò)192.168.2.3到該網(wǎng)絡(luò)的路由。然后路由器檢查它是否有到192.168.2.3網(wǎng)絡(luò)的接口。在這種情況下，這將是以藍(lán)色突出顯示的網(wǎng)絡(luò)。退出接口是serial 0/0/0。
只有下一跳ip地址且沒(méi)有出口接口的路由必須使用連接到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的路由表上的路由解析下一跳ip地址。
在大多數(shù)情況下，解析下一跳的路由通常是直接連接的網(wǎng)絡(luò)。
因此，這通常是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)槁酚善鞅仨毾忍幚頂?shù)據(jù)包兩次才能確定將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到何處。這稱(chēng)為遞歸查找。
建議靜態(tài)路由具有退出接口而不是下一跳ip地址。
摘要和默認(rèn)路由
假設(shè)路由器連接了多個(gè)LAN。使用覆蓋所有LAN的地址并配置1個(gè)靜態(tài)路由會(huì)更實(shí)際。在這種情況下，R1有5個(gè)LAN連接到它;
- 192.168.1.0/24
- 192.168.2.0/24
- 192.168.3.0/24
- 192.168.4.0/24
- 192.168.5.0/24
總結(jié)這些路線如下表所示。
在第三個(gè)八位位組中，前兩個(gè)八位位組和左起第一個(gè)5位。
因此，5個(gè)網(wǎng)絡(luò)的新摘要網(wǎng)絡(luò)地址和子網(wǎng)掩碼將為：192.168.0.0/21，子網(wǎng)掩碼為255.255.248.0。
在R2上配置到摘要網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)路由輸出serial0 / 0/0時(shí)，命令將是;
R2（config）#ip route 192.168.0.0 255.255.248.0 s0 / 0/0
請(qǐng)參閱下面的展覽。假設(shè)主機(jī)A想要向朋友發(fā)送電子郵件或想要在互聯(lián)網(wǎng)上查看網(wǎng)站，路由器將如何知道在哪里發(fā)送數(shù)據(jù)包？
互聯(lián)網(wǎng)有許多IP地址，配置一條到特定網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)路由是行不通的。因此，需要默認(rèn)路由。
默認(rèn)靜態(tài)路由是匹配所有數(shù)據(jù)包的路由。使用默認(rèn)靜態(tài)路由：
當(dāng)路由表中沒(méi)有其他路由與數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址匹配時(shí)。換句話說(shuō)，當(dāng)不存在更具體的匹配時(shí)。常見(jiàn)的用途是將公司的邊緣路由器連接到ISP網(wǎng)絡(luò)。
當(dāng)路由器只有一個(gè)其連接的路由器時(shí)。這種情況稱(chēng)為存根路由器。
配置靜態(tài)默認(rèn)路由的語(yǔ)法是：
Router（config）#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 [next-hop ip address / exit interface]
到該網(wǎng)絡(luò)的路由將告訴路由器將其沒(méi)有路由的任何數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到指示的下一跳ip地址或出口接口。
在這種情況下，要配置默認(rèn)靜態(tài)路由，R1上的命令序列將是。
R1（config）#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 12.145.3.2
要么
R1（config）#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 s0 / 0/0
摘要
在本章中，我們已經(jīng)了解了路由器如何找到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的路徑，我們使用路由表的原理配置了靜態(tài)路由，了解了遞歸查找，以及配置的匯總路由和默認(rèn)靜態(tài)路由。
在下一章中，我們將介紹動(dòng)態(tài)路由協(xié)議的世界。
