HCIA-06 IP路由基础

目录

    1.路由基本概念
    2.路由信息获取方式:
    2.1直连路由
    2.2静态路由
    2.3动态路由
    3.路由条目
    3.1最佳路由条目优选
    3.2路由选择
    4.高级路由特性
    4.1 路由递归
    4.2等价路由
    4.3浮动路由
    4.4路由汇总

    路由基本概念--

    路由、路由信息、路由表

    不同网段之间的通信需要通过第三层的路由功能来实现。

    什么是路由?

    路由是指导报文转发的路径信息,通过路由可以确认转发IP报文的路径路由设备是依据路由转发报文到目的网段的网络设备,最常见的路由设备:路由器。
    路由设备维护着一张路由表,保存着路由信息。

    路由信息包含目的网络、掩码、出接口、下一跳。这些信息标识了目的网段,明确了转发IP报文的路径。

    路由器通过各种方式发现路由
    路由器选择最优的路由条目放入路由表中路由表指导设备对IP报文的转发
    路由器通过对路由表的管理实现对路径信息的管理

    路由信息获取方式

    直连路由

    直连路由指向本地直连网络的路由,由设备自动生成。
    当路由器为路由转发的最后一跳路由器时,IP报文匹配直连路由,路由器转发!IP报文到目的主机。
    使用直连路由进行路由转发时,报文的目的IP和路由器接口IP在一个网段之中。
    并不是所有接口生成的直连路由都会出现在路由表中,直连路由出现在路由表中的前提是该接口的物理状态、协议状态都为UP。

    静态路由

    静态路由由网络管理员手动配置,配置方便,对系统要求低,适用于拓扑结构简单并且稳定的小型网络。 缺点是不能自动适应网络拓扑的变化,需要人工干预。

    静态路由配置
    1.关联下一跳IP的方式,
    [Huaweil ip route-static ip-address { mask | mask-length } nexthop-address

    2.关联出接口的方式
    [Huaweil ip route-static ip-address { mask| mask-length } interface-type interface-number

    3.关联出接口和下一跳IP方式
    [Huawei] ip route-static ip-address f mask | mask-length } interface-type interface-number [ nexthop-address ]

    在创建静态路由时,可以同时指定出接口和下一跳。对于不同的出接口类型,也可以只指定出接口或只指定下一跳。
    对于点到点接口(如串口),必须指定出接口。
    对于广播接口(如以太网接口)和VT(Virtual-template)接口,必须指定下一跳。

    缺省路由是一种特殊的路由,当报文没有在路由表中找到匹配的具体路由表项时才使用的路由。如果报文的目的地址不能与路由表的任何目的地址相匹配,那么该报文将选取缺省路由进行转发。缺省路由在路由表中的形式为0.0.0.0/0,缺省路由也被叫做默认路由。

    缺省路由应用场景
    缺省路由一般用于企业网络出口,配置一条缺省路由让出口设备能够转发前往Internet上任意地址的IP报文.

    动态路由

    静态路由 所有设备手动配置无法感知到链路变化

    动态路由动态路由协议自动发现、学习路由感知拓扑变更

    当网络规模越来越大时,使用手动配置静态路由的方式获取路由条目将变得越发复杂,同时在拓扑发生变化时不能及时、灵活响应。

    动态路由协议能够自动发现和生成路由,并在拓扑变化时及时更新路由,可以有效减少管理人员工作量,更适用于大规模网络。

    路由选择

    经过掩码-优先级-度量值的比较之后,最佳路由条目才能加入路由表

    路由表中各个内容的含义
    Destination/Mask:表示此路由的目的网络地址与网络掩码。将目的地址和子网掩码“逻辑与”后可得到目的丰机或路由器所在网段的地址。例如:目的地址为1.1.1.1,掩码为255.255.255.0的主机或路由器所在网段的地址为1.1.1.0.Proto(Protocol):该路由的协议类型,也即路由器是通过什么协议获知该路由的。

    Pre(Preference):表示此路由的路由协议优先级。针对同一目的地,可能存在不同下一跳、出接口等多条路由,这些不同的路由可能是由不同的路由协议发现的,也可以是手工配置的静态路由。优先级最高(数值最小)者将成为当前的最优路由。

    Cost:路由开销。当到达同一目的地的多条路由具有相同的路由优先级时,路由开销最小的将成为当前的最优路由。

    NextHop:表示对于本路由器而言,到达该路由指向的目的网络的下一跳地址。该字段指明了数据转发的下一个设备

    Interface:表示此路由的出接口。指明数据将从本路由器的哪个接口转发出去。

    最佳路由条目优选

    路由转发

    最长匹配原则
    当路由器收到一个IP数据包时,会将数据包的目的!P地址与自己本地路由表中的所有路由表项进行逐位(BitBy-Bit)比对,直到找到匹配度最长的条目,这就是最长前缀匹配机制。

    IP路由表小结
    当路由器从多种不同的途径获知到达同一个目的网段的路由(这些路由的目的网络地址及网络掩码均相同时,会选择路由优先级值最小的路由;如果这些路由学习自相同的路由协议,则优选度量值最优的。总之最优的路由加入路由表。

    当路由器收到一个数据包时,会在自己的路由表中査询数据包的目的!P地址。如果能够找到匹配的路由表项则依据表项所指示的出接口及下一跳来转发数据;如果没有匹配的表项,则丢弃该数据包。路由器的行为是逐跳的,数据包从源到目的地沿路径每个路由器都必须有关于目标网段的路由,否则就会造成丢包。

    数据通信往往是双向的,因此要关注流量的往返(往返路由)

    动态路由高级特性

    路由递归

    等价路由

    来源相同、开销相同的路由都会被加入路由表形成的路由为等价路由(两个路由条目指向的目的网段相同,但是具有不同的下一跳地址)路由转发会将流量分布到多条路径上。

    路由表中存在等价路由之后,前往该目的网段的IP报文路由器会通过所有有效的接口、下一跳转发,这种转发行为被称为负载分担。

    浮动路由

    静态路由支持配置时手动指定优先级,可以通过配置目的地址/掩码相同、优先级不同、下一跳不同的静态路由,实现转发路径的备份。

    浮动路由是主用路由的备份,保证链路故障时提供备份路由。主用路由下一跳可达时该备份路由不会出现在路由表。

    路由汇总

    CIDR(classless inter-domain routing,无类别域间路由)采用IP地址加掩码长度来标识网络和子网,而不是按照传统A、B、C等类型对网络地址进行划分。

    CIDR容许任意长度的掩码长度,将IP地址看成连续的地址空间,可以使用任意长度的前缀分配,多个连续的前缀可以聚合成一个网络,该特性可以有效减少路由表条目数量。

    路由汇总需求:子网划分、VLSM解决了地址空间浪费的问题,但同时也带了新的问题:路由表中的路由条目数量增加。为减少路由条目数量可以使用路由汇总。

    路由汇总将一组具有相同前缀的路由汇聚成一条路由,从而达到减小路由表规模以及优化设备资源利用率的目的。路由汇总采用了CIDR的思想:将相同前缀的地址聚合成一
    我们把汇聚之前的这组路由称为精细路由或明细路由,把汇聚之后的这条路由称为汇总路由或聚合路由。

    但是不恰当的汇总会带来环路问题

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