3-ip路由基础

1. 什么是路由器

   相信大家平时上网的时候都会用到一个路由器，通过连接路由器的网络接口上网，那么大家有没有想过路由器为什么能上网？

  简单来说，路由器是一个上网用到的设备，也是组成网络的重要设备。路由器作为一个三层设备，其主要工作是负责路由寻址和转发数据。

2. 路由寻址和转发

  通常路由器收到一个ip数据包后，会根据数据包中的目的ip地址选择出一条最佳路径，然后将数据包转发到这条路径的下一个路由器，然后这条路径中最后的路由器将数据包转发给目标主机。

3. IP路由表

  前面说过，路由器转发数据会选择一条最佳路径，然后把数据转发到下一跳，那么路由器是怎么计算的呢？

  通常每个路由器中都会有一张路由表，路由器会根据数据包的目的ip地址查找路由表，并选择出一条最佳路径，且不同网段间的数据转发都要查找路由表。

路由表中有以下关键的几项：

目标地址：一般是ip数据包中的目的地址或目的网络
网络掩码：通过目标地址和网络掩码进行与运算就可以得到目标网络
转发接口：指明ip数据包从路由器的哪个接口转发出去
下一跳ip地址：指明ip数据包转发到下一跳路由接口的ip地址

  下面，我们从一张图来看数据具体的转发过程，不过这里我们只看PC1到R1设备之间的数据转发过程，其他都是类似的，如下图所示：

  假设PC1给PC2发送数据，首先这个数据会封装成一个ip数据包，源地址为PC1的ip地址，目标地址为PC2的ip地址。PC1会把这个ip数据包转发给出口ip（即R1设备的f0/0接口的地址192.168.0.1），然后这个ip数据包会从R1路由设备转发出去，下面我们来看一下R1是怎么转发数据的。

  1. R1拿到这个ip数据包进行拆包，拿到目标ip地址（192.168.1.2）跟自己的ip地址（192.168.0.1）比较，不匹配则查找路由表

  2.然后R1设备根据目标ip地址（192.168.1.2）查找路由，如下图所示，192.168.1.0是一个网段，172.16.0.2是下一跳路由的ip地址

  然后把目标ip地址跟192.168.1.0路由的网络掩码进行与运算，得出目标ip地址所在网段与自己的网段进行匹配，如果一样，再根据路由信息中的下一跳路由的ip地址172.16.0.2，从R1的f0/1接口的172.16.0.1地址转发出去。

  在转发前，会把该ip数据报的源地址封装成R1的f0/1口的172.16.0.1地址，目标地址不变。

  3. R2设备收到该ip数据包后，重复R1的步骤，直到PC2收到该ip数据包拆包，拿到目标地址与自己的ip地址进行比较，发现是发送给自己的，于是拆ip层，再拆tcp层，拿到里面真正的数据并交付给相应的应用程序。

4. 路由技术

  路由技术说白了，就是研究路由器在发送数据时寻找最佳路径的过程（路由协议），即数据转发和路由寻址。需要明白的是：路由器是基于网络地址来转发数据的，而不是目标的ip地址（通常我们会把这个网络地址称为路由，也就是说网段）。

   现在路由技术主要分为两类，即静态路由技术和动态路由技术。

   静态路由技术也是早期第一代路由技术，对于小网络来说，需要网络管理员手动配置路由路径，告诉路由器将数据报转发到下一个接口/下一跳(邻居)，对于大网络来说，这样的配置工作就显得很庞大，繁杂，显然使用静态路由技术这种方式就不太好管理了，因此，静态路由技术比较适合小且易管理的网络。