【浮动路由】静态路由原理与配置

1.路由器

1.1 路由器的介绍

路由器：实现网络互连设备，工作在网络层。

路由：从源主机到目标主机的转发过程。

路由表

• 路由器中维护路由条目的集合

• 路由器根据路由表做路径选择
  

1.2 路由器的作用

• 连接具有不同介质的链路

• 连接网络或子网,隔离广播

• 对数据报文执行寻路和转发

• 交换和维护路由信息

1.3 路由器的工作原理

路由器根据路由表转发数据，能够将数据包转发到正确的目的地，并在转发过程中选择最佳路径。

路由器是一种三层设备，使用IP地址寻址，实现从源IP地址到达目标IP地址端到端的服务，其工作原理如下：

（1）路由器接收到数据包，提取目标IP地址及子网掩码计算目标网络地址；

（2）根据目标网络地址查找路由表，如果找到目标网络地址就按照相应的出口发送到下一个路由器；

（3）如果没有找到，就看一下有没有默认路由，如果有就按照默认路由的出口发送给下一个路由器；

（4）如果没有找到就给源IP发送一个出错ICMP数据包，表明没法传递该数据包；如果是直连路由就按照第二层MAC地址发送给目标站点；

1.4 路由器转发数据包的封装过程

假设主机A给主机B发送数据（暂且只详细阐述网络层和数据链路层的数据报文封装情况）；

首先，主机A封装数据包【1】（源主机IP：192.168.1.2/24，目标主机IP：192.168.2.2/24；源MAC：00-11-12-21-11-11，目标MAC:？），主机A将封装的数据包发送给路由器，如图中1；

接着，路由器R1会先将数据包进行解封装（1），查看并核对目标主机的IP地址，在自己的ARP缓存表中是否有对应的MAC记录，路由表中是否有对应的接口信息；如果ARP缓存和路由表中有对应记录，将直接进行转发；如果ARP缓存中没有对应记录，路由器将向全网内进行广播泛洪（广播MAC：FF-FF-FF-FF-FF-FF），发出ARP数据包请求。然后根据路由器R1的路由表，查找目标网段192.168.2.0的接口信息，并将此数据包转发给相应的接口E1；

然后，路由器R1根据路由信息，将再次封装的数据包【2】（源主机IP：192.168.1.2/24，目标主机IP：192.168.2.2/24；源MAC：00-11-12-21-22-22，路由器R2MAC:？），路由器R1将封装的数据包发送给路由器R2，如图中2；

接着，路由器R2会先将数据包进行解封装(2)，查看并核对目标主机的IP地址网段，在自己的ARP缓存表中是否有对应的MAC记录，路由表中是否有对应的接口信息；如果ARP缓存和路由表中有对应记录，将直接进行转发；如果ARP缓存中没有对应记录，路由器将向全网内进行广播泛洪（广播MAC：FF-FF-FF-FF-FF-FF），发出ARP数据包请求。然后根据路由器R1的路由表，查找目标网段192.168.2.0的接口信息，并将此数据包转发给相应的接口E1；

最后，路由器R2根据路由信息，将再次封装的数据包【3】（源主机IP：192.168.1.2/24，目标主机IP：192.168.2.2/24；源MAC：00-11-12-21-55-55，目标MAC:00-11-12-21-66-66），路由器R2将封装的数据包发送给主机B，如图中3；

接着，主机B再次进行解封装(3)，得到主机A发送的正文数据。

2.静态路由

2.1 静态路由的介绍

• 由管理员手工配置，是单向的，拓扑关系缺乏灵活性；

• 优点:配置灵活，管理员手工配置，节省链路开销；

• 缺点:当拓扑关系发生改变时，需要管理员去每台路由器上修改路由配置；

静态路由只能用于小规模企业网络，大型企业网络用的是动态路由协议。

建议五条以内非直连路由用静态路由协议，五条以上用动态路由协议。

下一跳:指的是数据转发方向中，下一台路由器与此相连接口的IP地址。

静态路由命令:ip route-static 目的网段 子网掩码 下一跳入口IP地址

2.2 静态路由的配置

实验框架图如下所示：

实验代码如下所示：

<Huawei>sys           //由用户模式进入系统模式
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys R2                //给路由器重新命名R2
[R2]undo info-center enable              //关闭华为信息提示
Info: Information center is disabled.
[R2]int g0/0/0          //进入g0/0/0接口
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.1 24       //配置24位掩码的IP地址192.168.1.1
[R2-GigabitEthernet0/0/0]un shutdown            //开启接口
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown.
[R2-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1              //进入g0/0/1接口
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.10.1 24           //配置24位掩码的IP地址192.168.10.1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]un shutdown                 //开启接口
Info: Interface GigabitEthernet0/0/1 is not shutdown.

<R2>system-view 
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[R2]ip route-static 192.168.40.0 24 192.168.10.2      
//为R2添加一条目标地址是192.168.40.0 下一跳是192.168.10.2的路由信息

注意事项

• 添加各条路由的转发方向

• 查看需要配置的路由总共有几条

• 每个路由器的非直连路由有几条

3.默认路由

默认路由属于静态路由中的一种特殊形式。

条件：只能在末梢/末节网络中使用（相邻的两个路由器中有且只能有一个默认路由）。

作用：当路由器在路由表中找不到目标网络的路由条目时，路由器会请求转发到默认路由接口。

表现形式是：0.0.0.0/0

添加默认路由，实验代码如下所示：

[R2]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.10.2 //添加默认路由，下一跳IP地址是192.168.10.2

4.浮动路由

• 浮动路由又称为路由备份；

• 两条或多条链路组成浮动路由；

指的是配置两条静态路由，默认选取链路质量优(带宽大)作为主路径，当主路径出现
故障时，由带宽较小的备份路由顶替，保持网络的不中断。

注意：主路由优先级默认是60（越小越优先）。

5.实验：实现全网互通

实验环境:三台路由器R1、R2、R3两两互连，每台路由器上都配置了Loopback地址模拟网络环境

实验要求：

• 实现全网互通；
• 要求PC2与PC3相连，路径PC2——>R2——>R3——>PC3为主路由，路径PC2——>R2——>R1——>R3——>PC3为浮动路由；

具体实验步骤及结果如下所示：

一、分别给主机PC1、PC2、PC3配置IP地址,此处主机PC的网关地址就是与其相连的路由器接口的IP地址；

（以PC1为例，PC2与PC3的配置类比PC1）

二、分别给路由器R1、R2、R3配置IP地址，路由器的每个接口都需要配置一个IP地址；

（以R1为例，R2与R3的配置类比R1）

<Huawei>system-view 
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys R1
[R1]undo info-center enable
Info: Information center is disabled.
[R1]int g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.10.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/1]un shutdown 
Info: Interface GigabitEthernet0/0/1 is not shutdown.

然后按照同样的步骤，配置路由器R1的0/0/0和0/0/2接口；

使用命令:diplay current-confiquration，查看设备当前配置信息

[R1]dis current-configuration 
[V200R003C00]
#
 sysname R1
#
 snmp-agent local-engineid 800007DB03000000000000
 snmp-agent 
#
 clock timezone China-Standard-Time minus 08:00:00
#
portal local-server load portalpage.zip
#
 drop illegal-mac alarm
#
 undo info-center enable
#
 set cpu-usage threshold 80 restore 75
#
aaa 
 authentication-scheme default
 authorization-scheme default
 accounting-scheme default
 domain default 
 domain default_admin 
 local-user admin password cipher %$%$K8m.Nt84DZ}e#<0`8bmE3Uw}%$%$
 local-user admin service-type http
#
firewall zone Local
 priority 15
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 192.168.1.2 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 ip address 192.168.2.1 255.255.255.0 
#
interface NULL0
#
user-interface con 0
 authentication-mode password
user-interface vty 0 4
user-interface vty 16 20
#
wlan ac
#
return

三、分别给各路由器配置静态路由信息

（以R1为例，R2与R3的配置类比R1）

<R1>sys	
<R1>system-view 
[R1]ip route-static 192.168.20.0 24 192.168.1.1
[R1]ip route-static 192.168.30.0 24 192.168.2.2

四、在各PC主机上验证是否实现互通，以PC1为例，ping主机PC2和PC3，结果如下所示：

同理，主机PC2ping主机PC1和PC3，结果展示如下所示：

至此，主路由已实现全网互通

五、对路由器R2和R3配置浮动路由（要求PC2与PC3相连，路径PC2——>R2——>R3——>PC3为主路由，路径PC2——>R2——>R1——>R3——>PC3为浮动路由）

对路由器R2配置信息，如下所示：

<R2>system-view 
[R2]ip route-static 192.168.30.0 24 192.168.1.2 preference 70

使用命令:diplay ip routing-table，查看路由器R2当前配置的路由信息；

由于浮动路由只是主路由的备份路径，因此在路由能够通信的情况下，浮动路由不会显示。

路由器R2当前配置的路由信息，如下所示：

同理，给路由器R3添加浮动路由信息，结果如下所示：

[R3]ip route-static 192.168.20.0 24 192.168.2.1 pre	
[R3]ip route-static 192.168.20.0 24 192.168.2.1 preference 70

六、断开R2和R3之间的主路由，实现PC2与PC3之间通信，通过备份路径PC2——>R2——>R1——>R3——>PC3进行通信。

再次测试主机PC2与主机PC3之间的连通性，验证结果如下所示：

查看路由器R2此时的路由信息，结果如下所示：

自此，实现了通过路径PC2——>R2——>R1——>R3——>PC3浮动路由的连接。