路由器的工作原理

目录

一、什么是路由器

               路由表的形成

二、路由器转发数据包

三、路由器与主机直接的连接原理

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一、什么是路由器

路由：是从源主机到目标主机的转发过程（转发数据，寻找地址和选择转发的最佳路径）

路由器的工作原理：根据路由表转发数据，当一个数据包经过，路由器会根据目的IP地址去查找路由表，根据路由表的配置去寻找转发数据的出口。

路由表的形成

①直连路由（交换机的端口（端口需要UP）上配置上的IP地址，路由器会自动学习端口上的网段）

②静态路由（认为的去安装路由表的信息，一项一项去填写，由工程师手动去输入配置）

③动态路由（路由器之间通过报文向外宣告自己的直接网段，去互相学习记录）

直连网段就是接口相连的网段（前后单个或者多个网段）

配置静态路由命令：ip  route-static  想传输的网段  子网掩码  下一跳地址）

[R1]ip route-static 11.0.0.1 24 10.0.0.2

下一跳地址（下一个到达的路由器的接收口的IP地址）

配置静态路径（包括设置优先级）的命令：

ip  route-static  想传输的网段  子网掩码  下一跳地址  preference  优先级数值

[R1]ip route-static 11.0.0.1 24 10.0.0.2 preference 70

后面的 “ 70 ” 代表优先级数值，数值越小，优先级越高

二、路由器转发数据包

路由器转发数据包的封装过程

①主机A想要和主机B进行通讯，主机A会发送一个数据包

源IP地址：192.168.1.2

目的IP地址：192.168.2.2

源mac地址：11-11

目的mac地址：22-22

②第一个数据包到达路由器A，路由A会拆包读取地址信息，并且查询路由表，发现数据包应该从路由器A的E1口传输出去，路由器A会重新封装数据包进行发送

源IP地址：192.168.1.2

目的IP地址：192.168.2.2

源mac地址：33-33

目的mac地址：44-44

③第二个数据包到达路由器B，拆包分析其中的IP地址，再次查询路由表，发现数据包应该从路由B的E0口发送出去，路由器B会重新封装数据包

源IP地址：192.168.1.2

目的IP地址：192.168.2.2

源mac地址：55-55

目的mac地址：66-66

三、路由器与主机直接的连接原理

使用eNSP将主机和路由器相互连接传输测试实验，测试路由器工作原理和数据传输连接原理，首先创建两个主机，分别为主机A和主机B，并给他们预设一下IP地址和网段，用Copper线相互连接起来。（连接后，框选所有设备启动）

我们打开PC 1和PC 2设置其IP地址，网关和子网掩码，并且给每个接口分配IP地址

 

网关则是主机位与下一个交换机接口的IP地址的主机位相同保持一致

设置好主机的基础配置我们打开路由的操作面板，并且设置R1路由器的接口地址和传输目的地址、源地址。

我们用sys命令将其重命名为R1路由器

命令：sys   重新命名的名字

[Huawei]sys R1
[R1]

其次输入int命令，进入g0/0/0和g0/0/1接口，为其创建IP地址和目的IP地址

命令：int   接口型号+接口号 （进入指定接口）

命令：ip address  接口IP地址  子网掩码 （为接口添加IP地址）

[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.2 24
[R1-GigabitEthernet0/0/0]q
[R1]int g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 12.0.0.1 24

我们退回到系统视图内，使用ip route-static命令进行连接

命令：ip  route-static  目的IP地址  子网掩码  下一跳地址 

[R1-GigabitEthernet0/0/0]q
[R1]ip route-static 192.168.2.2 24 12.0.0.2
Info: The destination address and mask of the configured static route mismatched
, and the static route 192.168.2.0/24 was generated.
[R1]

我们可以通过命令查询一下我们设置好的路由表信息

命令：display  ip  routing-table （查询路由表信息）

[R1]display ip routing-table 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
         Destinations : 16       Routes : 16       

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

        0.0.0.0/0   Static  60   0          RD   10.0.0.2        GigabitEthernet
0/0/1
       10.0.0.0/24  Direct  0    0           D   10.0.0.1        GigabitEthernet
0/0/1
       10.0.0.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/1
     10.0.0.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/1
       11.0.0.0/24  Static  70   0          RD   10.0.0.2        GigabitEthernet
0/0/1
       12.0.0.0/24  Direct  0    0           D   12.0.0.1        GigabitEthernet
0/0/2
       12.0.0.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/2
     12.0.0.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/2
      127.0.0.0/8   Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
      127.0.0.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
127.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
    192.168.1.0/24  Direct  0    0           D   192.168.1.2     GigabitEthernet
0/0/0
    192.168.1.2/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/0
  192.168.1.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/0
    192.168.2.0/24  Static  60   0          RD   12.0.0.2        GigabitEthernet
0/0/2
255.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0

这样便是设置好了，路由表中的信息分别代表什么意思呢

Destination/Mask （目的地IP地址和子网掩码）

Interface （接口）

Proto （协议） 里面的static便是我们设置的静态路由

Direct （直连路由）

Pre （优先级数值）数字越小，优先级越高

Cost （花销值） 动态路径才有

Flags （标志）目前这条路由处于什么状态

NextHop （下一跳地址）

后面的12.0.0.2便是目的IP地址的下一跳地址

因为一次完整的传输包括发送过去，还有收到消息，属于一次完整的传输，所以我们还要给R3路由创建信息发送回PC 1的路径，这样才能保证在这条传输路径上PC 1和PC 2是互通的，步骤和上面给R1创建的方法一样，只需要变更接口，IP地址和路由即可。

[Huawei]sys R3
[R3]int g0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.2.2 24
[R3-GigabitEthernet0/0/1]q
[R3]int g0/0/2
[R3-GigabitEthernet0/0/2]ip address 12.0.0.2 24
[R3-GigabitEthernet0/0/2]q
[R3]ip route-static 192.168.1.2 24 12.0.0.1
Info: The destination address and mask of the configured static route mismatched
, and the static route 192.168.2.0/24 was generated.
[R3]

这样我们就完成了一个传输路径的设置，我们接下来到主机里来测试一下PC 1和PC 2是否相互通顺，可以通讯。

命令：ping   IP地址  -t  （长ping，一直检测不停，Ctrl+C可以终止检测）

我们用PC 1的命令行来ping一下PC 2的IP地址，这时我们看到下面已经显示连接通讯成功，这就代表我们的这一条传输路径已经创建完成

这里面便是我们需要设置的全部路径（包括传输过去和收到回复消息的路径），这就是两种线路的通讯，第二条路径便需要添加一个路由，与R1和R3一样需要设置好两边的接口IP地址和目的IP与下一跳地址，即可连接起来，可以使用默认地址进行相互连接。

默认路由：此台路由器和主机相连，或者数据且只有一个出口时，可以做默认路由

设置默认路由

命令：ip  route-static   0.0.0.0    0    下一跳地址（这里的0.0.0.0代表任意地址，0代表任意子网掩码）这时只需要确认下一跳地址即可