静态路由的原理与配置

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一、路由概述

路由是指路由器从一个接口上收到数据包，根据数据路由包的目的地址进行定向并转发到另一个接口的过程。路由通常与桥接来对比，在粗心的人看来，它们似乎完成的是同样的事。它们的主要区别在于桥接发生在OSI参考模型的第二层(数据链路层），而路由发生在第三层(网络层)。这一区别使二者在传递信息的过程中使用不同的信息，从而以不同的方式来完成其任务。

路由表存储着指向特定网络地址的路径。路由表中含有网络周边的拓扑信息。路由表建立的主要目标是为了实现路由协议和静态路由选择。路由表包含了路由器进行路由选择时所需要的关键信息。这些信息构成了路由表的总体结构.理解路由表的构成对我们进行路由维护和排错有重要意义，下面将讲述路由表的结构成分：

(1) 目的网络地址(Dest)：用于标识IP包要到达的目的逻辑网络或子网地址。

(2) 掩码(Mask)：与目的地址一起来标识目的主机或路由器所在的网段的地址.将目的地址和网络掩码”逻辑与”后可得到目的主机或路由器所在网段的地址.掩码由若干个连续”1”构成,既可以用点分十进制表示,也可以用掩码中连续”1”的个数来表示。

(3) 下一跳地址(Gw)：与承载路由表的路由器相邻的路由器的端口地址,有时也把路由器的下一跳地址称为路由器的网关地址。

(4) 发送的物理端口(interface)：学习到该路由跳目的接口,也是数据包离开路由器去往目的地将经过的接口.

(5) 路由信息的来源(Owner)：表示该路由信息是如何学习到的.路由表可以由管理员手工建立(静态路由表);也可以由路由选择协议(OSPF)自动建立并维护.路由表不同的建立方式也决定了其中路由信息的不同学习方式。

二、路由器的工作原理

路由器的工作原理就是：当一个数据包被路由器所接收时，路由器检查数据的IP地址，并判断这个数据包是用于它自己的网络还是其它网络。如果路由器判断这个数据包是用于它自己，它就会接收；如果不是用于它自己，这个数据包就会被拒绝。

三、路由器转发数据包的封装过程

假设2个用户第一次连接，互相不知道双方的MAC地址，且路由器也是新的

1.现在Host A想要发送数据给Host B，但是只知道对方的IP地址，于是发出arp广播包。四要素分别为：

• 源IP 192.168.1.1/24
• 目标IP 192.168.2.2/24
• 源MAC 00-11-12-21-11-11
• 目标MAC ff-ff-ff-ff-ff-ff

2.RA收到后将HostA的MAC地址与对应的接口记录到R1路由表中，后用单播回复Host A，四要素 为

• 源IP 192.168.1.1/24
• 目标IP 192.168.1.2/24
• 源MAC 00-11-12-21-22-22
• 目标MAC 00-11-12-21-11-11

3. HostA收到后将网关的MAC地址与接口号记录到arp缓存表中，重新向HostB发送数据帧，四要素为：

• 源IP 192.168.1.2/24
• 目标IP 192.168.2.2/24
• 源MAC 00-11-12-21-11-11
• 目标MAC 00-11-12-21-22-22

4. RA的E0端口接收到数据帧 确认MAC 是给自己的 进行解封 ，并在IP层查询路由表 发现 数据包的目标网段是从E1端口转发的，于是将数据包转到E1端口，并在E1发送arp广播，四要素为：

• 源IP 10.1.1.1/24
• 目标IP 192.168.2.2/24
• 源MAC 00-11-12-21-33-33
• 目标MAC ff-ff-ff-ff-ff-ff

5.RB的E1端口收到广播给RA单播回应arp包，四要素为：

• 源IP 10.10.1.2/24
• 目标IP 10.1.1.1/24
• 源MAC 00-11-12-21-44-44
• 目标MAC 00-11-12-21-33-33

6.RA 收到后确认mac地址，确定是发给自己的，于是解封，将RB的MAC地址与接口号记录在路由表中，重新封装发送给HOSTB，四要素为：

• 源IP 192.168.1.1/24
• 目标IP 192.168.2.2/24
• 源MAC 00-11-12-21-33-33
• 目标MAC 00-11-12-21-44-44

7.RB收到后确认MAC地址为自己后，解封，转给E0端口，E0端口查找路由表，没有找到目标IP对应的MAc地址，将数据包丢弃，并发出arp广播：

• 源IP 192.168.2.1/24
• 目标IP 192.168.2.2/24
• 源MAC 00-11-12-21-44-55
• 目标MAC ff-ff-ff-ff-ff-ff

8.HostB 收到广播,记录RB的MAC 地址，并单播回应RB ：

• 源IP 192.168.2.2/24
• 目标IP 192.168.2.1/24
• 源MAC 00-11-12-21-55-55
• 目标MAC 00-11-12-21-44-44

9.RB收到arp包，重新封装数据包为数据帧发给HostB :

• 源IP 192.168.1.1/24

• 目标IP 192.168.2.2/24

• 源MAC 00-11-12-21-44-44

• 目标MAC 00-11-12-21-55-55

10. HostB 收到数据帧确认MAC 后解封接收数据包。同时向原地址发送应答数据包，此过程与上面相似（因为HOSTB也不知道HOST1 的MAC地址）。
    但是由于前面传输过程中各个设备已经记录了连接的MAC地址与对应的端口号，因此减少ARP广播的程序。

四、交换与路由对比

五、路由器的基本配置