Blog.010 路由原理与配置

本章目录

 

 

 

1. 路由器
　　1.1 路由
　　1.2 路由表
　　1.3 路由器的工作原理
2. 路由的分类
　　2.1 静态路由
　　2.2 默认路由
3. 路由器转发数据包的封装过程

 

 

 

 

1. 路由器

　　　　路由器（Router）是连接两个或多个网络的硬件设备，在网络间起网关的作用，是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。它能够理解不同的协议，例如某个局域网使用的以太网协议，因特网使用的TCP/IP协议。这样，路由器可以分析各种不同类型网络传来的数据包的目的地址，把非TCP/IP网络的地址转换成TCP/IP地址，或者反之；再根据选定的路由算法把各数据包按最佳路线传送到指定位置。

　　　　路由器通过查询路由表，实现数据包转发。

　　1.1 路由

　　　　路由（routing）是指分组从源到目的地时，决定端到端路径的网络范围的进程。路由工作在OSI参考模型第三层——网络层的数据包转发设备。路由器通过转发数据包来实现网络互连。

　　1.2 路由表　　

　　　　（1）路由器中维护的路由条目的集合
　　　　（2）路由器根据路由表做路径选择
　　　　（3）路由表的形成：静态添加、动态学习

• 直连网段：配置IP地址，端口UP状态，形成直连路由
• 非直连网段

 

　　1.3 路由器的工作原理

2. 路由的分类

　　2.1 静态路由★★★

　　　　静态路由（英语：Static routing）是一种路由的方式，路由项（routing entry）由手动配置，而非动态决定。

　　　　使用静态路由的另一个好处是网络安全保密性高。

　　　　动态路由因为需要路由器之间频繁地交换各自的路由表，而对路由表的分析可以揭示网络的拓扑结构和网络地址等信息。

　　　　因此，网络出于安全方面的考虑也可以采用静态路由。不占用网络带宽，因为静态路由不会产生更新流量。静态路由适用于中小型网络。

 

　　2.2 默认路由★★★

　　　　默认路由（Default route），是对IP数据包中的目的地址找不到存在的其他路由时，路由器所选择的路由。是一种特殊的静态路由。

　　　　目的地不在路由器的路由表里的所有数据包都会使用默认路由。

　　　　这条路由一般会连去另一个路由器，而这个路由器也同样处理数据包；如果知道应该怎么路由这个数据包，则数据包会被转发到已知的路由；否则，数据包会被转发到默认路由，从而到达另一个路由器。

　　　　每次转发，路由都增加了一跳的距离。

 

 

 

3. 路由器转发数据包的封装过程

 

　　　　（1）PC1在网络层将来自上层的报文封装成IP数据包，其首部包含了原地址和目的地址。

• 原IP地址（PC1）：192.168.1.2
• 目的IP地址（PC2）：192.168.2.2
• PC1会用本机配置的24位掩码与目的地址进行“与”运算，得出目的地址与本机地址不在同一网段，因此发往PC2的数据包要经过网关路由器A转发。

　　　　（2）PC1通过ARP请求获得默认网关路由器A的MAC地址。在数据链路层PC1将IP数据包封装成以太网数据帧，在以太网首部。

• 源MAC地址（PC1）：00-11-12-21-11-11
• 目的MAC地址（E0）：00-11-12-21-22-22

　　　　（3）路由器A从E0接口接收到数据帧，把数据链路层的封装去掉。

　　　　路由器A认为这个IP数据包是要用过自己进行路由转发，所以路由器A会查找自己的路由表，寻找与目标IP地址192.168.2.2相匹配的路由表项，然后根据路由表的下一跳地址将数据包转发到E1接口。
　　　　（4）在E1接口路由器A重新封装以太网帧，此时：

• 源MAC地址（路由器A的E1）：00-11-12-21-33-33
• 目的MAC地址（路由器B的E1）：00-11-12-21-44-44

　　　　（5）路由器B从E1接收到数据帧，同样把数据链路层的封装去掉，对目的IP进行检查，并与路由表进行匹配，然后根据路由表的下一跳地址将数据包转发到E0接口。

　　　　（6）路由器B发现目的网段与自己的E0接口直接相连，通过ARP广播，路由器B获得PC2以太口的MAC地址。路由器B再将IP数据包封装成以太网帧：

• 源MAC地址（路由器B的E0):00-11-12-21-55-55
• 目的MAC地址（PC1）：00-11-12-21-66-66

　　　　（7）封装完毕，将以太网帧从E0接口发往PC1。