HCIA-路由基础

前言

路由技术是Internet得以持续运转的关键所在；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。

关键术语

• 路由(Routing)
  • 从源头到目标的路径；不同网络间的转发过程
  • 就像火车一样
• 路由表(Routing table)
  • 路由信息的集合；路由的依据；路由的指南针
  • 就像是时刻表一样
• 路由器(Router)
  • 具有路由功能的设备
  • 就像火车站
• 默认网关(Default gateway)
  • 通常是路由设备的接口IP地址
  • 火车站的地址

路由的过程

下图中，有三台路由设备，每台路由设备都有对应的路由表

紫色代表某个数据，这个数据想要从源网络：10.3.1.0 去往目的网络：10.4.1.0

这时候首先经过RA路由设备，RA路由设备通过查找路由表后发现去往10.4.1.0网络需要经过10.2.1.2；而到10.2.1.2网络的接口为自己的E0接口，因此将数据包从指定的路由表中转发

随后会到达RB，RB也查找路由表，发现自己的路由表去往10.4.1.0网络需要经过10.2.1.2；而到10.2.1.2网络的接口为自己的E1接口，因此将数据包从指定的路由表中转发

到达RC后，RC同样查找路由表，发现去往10.4.1.0网络需要经过10.4.1.1；而到10.4.1.1网络的接口为自己的E1接口，因此将数据包从指定的路由表中转发

最终紫色数据包到达目的地

 总结：当路由器(或其他三层设备)收到一个IP数据包时，会查看数据包的IP头部中的目的IP地址，并在路由表中进行查找，在匹配到最优的路由后，将数据包扔给改路由所指的出接口或者下一跳。

 (注：下一跳地址指的是下一个路由器的接口地址，不是本路由器自己的接口地址；可以理解为下一跳就是路由器或其他三层设备的网关)

路由表

通过这条命令可以查看设备的路由表

<>display ip routing-table    #查看路由表

 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

输入了命令后，你需要看懂这些字段：

路由表字段	说明
Destination	目标：用来标识IP包的目标地址或目标网络
Mask	掩码：选择最佳路由的中药判断依据(最长匹配原则)
NextHop	下一跳：指明IP包所经由的下一个路由器的接口地址
Interface	出接口：指明IP包将从改路由器的哪个接口转发出去
Protocol	协议：路由的来源、学习方式
Preference	优先级：比较不同路由来源到达相同目标网络的优先级，数值越低，优先级越高
Cost	度量值：比较相同路由来源到达相同目标网络的不同路径的优先级，数值越低，优先级越高

路由优先级

假设有两条路可以通往同一个网络，此时此刻路由就会通过自身算法来算出最优的那条路

从下图可以看出，上路选择了两个OSPF，下路选择了两个RIP

而OSPF的数值为10，RIP的数值为100

因此会优先选择上路，那么路由表中将只显示OSPF，RIP就会被隐藏为备份路由

路由开销

假设有两条路都通往同一个网络，并且使用的协议均是OSPF

这时候路由器就会比较开销

从下图可以看出，上路的开销为10；下路的开销为1

开销数值越小，优先级越高，因此会选择下路

等价路由(ECMP，Equal Cost Multi-Path)

假设有两条路都通往同一个网络，并且使用的协议均是OSPF，开销也相同

 此时此刻，这些路由都会被加入到路由表中，数据包会在这几个链路上进行负载分担

最长匹配原则

最终数据包匹配最佳路由的算法

 可以将IP地址转换成2进制，即可知道原理

路由表的形成与路由的来源

• 直连路由(Direct)
  • 路由器接口上的网络(接口配置了IP地址并且处于开启状态就会生成直连路由)
• 静态路由(Status)
  • 管理员用命令手工添加的网络
• 动态路由
  • 路由器之间使用路由协议动态学习到的网络

 🌏 记录时间：2023年10月7日 20点40分