九、IP路由基础及静态路由基础

以太网交换机工作在数据链路层，用于在网络内进行数据转发。而企业网络的拓扑结构一般会比较复杂，不同的部门，或者总部和分支可能处在不同的网络中，此时就需要使用路由器来连接不同的网络，实现网络之间的数据转发。

IP路由基础

自治系统

自治系统（AS）：由同一个管理机构管理、使用统一路由策略的路由器的集合。（单一实体管辖的网络，如一个企业网，一个互联网服务提供商，一个达性组织机构等。在BGP中涉及较多）

LAN(local area network)和广播域

路由器用来分隔不同的广播域。路由器下不同的接口属于不同的网段。

路由选路

路由器负责为数据包选择一条最优路径，并进行转发。如图中，假设RTA要发送数据到RTD，此时会有两条路径进行选择。此时就需要通过路由表进行选路了。选路原则后面的博客会慢慢介绍。在进行路由选路时，记住以下两步骤：

1. 为数据包选择一条最优路径
2. 进行转发

IP路由表

路由表中包含了路由器可以到达的目的网络。目的网络在路由表中不存在的数据包会被丢弃。
上图所示各个参数

1. destination：目的网段
2. mask：掩码长度
3. proto：协议类型
4. pre：路由优先级
5. cost：路径花销（越小越优先）
6. nexthop：下一跳地址
7. interface：出接口
   路由表的建立主要通过直连、静态和动态路由协议（OSPF、RIP）建立。可以通过display ip-routing table查看路由表。

路由优先级

不同的路由协议拥有不同的优先级

最长匹配原则

路由表中如果有多个匹配目的网络的路由条目，则路由器会选择掩码最长的条目。

路由器转发数据包

路由器需要知道下一跳和出接口才能将数据转发出去。。此时提一下通信的含义：通信是双向的，有去有回的才叫做通信。

路由器选择最优路由的顺序

1. 路由优先级
2. cost以及最长匹配原则

路由表中Pre的单词为：preference。百度翻译中含义为偏爱，我们只需要记住数值越小越优先即可。

静态路由基础

静态路由是指由管理员手动配置和维护的路由。
静态路由配置简单，被广泛应用于网络中。另外，静态路由还可以实现负载均衡和路由备份。因此，学习并掌握好静态路由的应用与配置是非常必要的。
在一个网络中，我们无法保证某条线路不会出现意外情况，所以当某条线路出现问题的时候，我们需要该网络依旧畅通，不影响使用。所以要采用备份机制。负载均衡是，例如上面路由基础中有一张图是RTA到RTD有两条路可以选择，但是因为我们需要到达的是同一个目的地。所以如果能让两条线路都利用起来，相当于增加了我们的带宽，不会造成浪费。一般而言，负载均衡和备份会同时使用。

如图所示，既可以做备份，也可以做负载均衡。

静态路由应用场景

静态路由是指由管理员手动配置和维护的路由。一般而言，访问外网时配置的就是静态路由（缺省路由）。
缺省路由的含义是：代表除了路由器上知道的所有网络。
因为在我们的internet网中，存在数不清的网络，我们不可能将每个网段都写入我们的路由器中，所以使用缺省路由来代替。

静态路由配置

路由器各个接口IP地址如图中所示，其中R1和R2相连网段为192.168.1.0/24，R2与R3之间相连网段为192.168.2.0/24。注意观察，R2两个接口的配置不是属于同一网段的，与前面提到的相呼应。
配置相同网段时：

显示的是有冲突的。
在没配置静态路由时，网段之内是可以通信的，但是网段与网段之间是不可以通信的。

配置命令：

ip route-static 目的网段 掩码 下一跳

前面提过。通信是一个双向的过程，所以，在R3上也需要配置到达R1的路由。

此时再ping一下试试：

此时可以看到是成功的，通过tracert查看它经过的路径：

可以看到它经过的路径，同时tracert的工作原理在前面的博客有写。
查看一下路由表：display ip routing-table

在串行接口上，可以通过指定下一跳地址或出接口来配置静态路由。但是现在不太使用串行口了，所以就不演示了。串行口为ensp中这个图标

有兴趣的话可以自己配置一下，配置命令是一样的，只需要把下一跳换成出接口就好了。

负载分担

静态路由支持到达同一目的地的等价负载分担。

交换机里面是没有配置的，此时把它当作集线器来用即可。
配置命令：同时需要在R5上配置。


查看路由表：

此时可以看到去R5的两条路由是等价的，此时便实现了等价负载分担。
【注】L0为环回口
环回口定义：是路由器上的一个逻辑、虚拟接口。此处用来代表路由去R4、R5。你可以理解为路由器的另一个接口，只不过是虚拟出来的。

路由备份

采用的依旧是刚刚那张图

配置稍微有点不同：

将下面那条线路改为备份。注意后面跟的preference为100。而静态的优先级为60，此时我们再查看一下路由表：

可以清楚的发现，下面那条链路被隐藏了起来。但是上面这条线路出来问题以后（此处为手动shut down G 0/0/0），下面那条线路便可以发挥作用。

如图所示，上面的线路出现错误时。下面的线路便显现出来了。下面那条备份线路也称为浮动静态路由。在主链路失效时，会加入到路由表并承担数据转发业务。

缺省路由

缺省路由是目的地址和掩码都为全0的特殊路由。
如果报文的目的地址无法匹配路由表中的任何一项，路由器将选择依照缺省路由来转发报文。但是缺省路由容易发生环路，所以一般用于访问外网（前面有提到）。
ok，下一篇讲RIP，OSPF放在后面讲，但是最开始是写了两篇OSPF的文章的，但是不完整，如果以后的实验涉及到OSPF可以参考前面的博客。