中小企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理：IP路由基礎(chǔ)學(xué)習(xí)
通過前面的學(xué)習(xí)，咱們講解了路由器的啟動和基本配置，今天咱們就看一下路由器中的一個重要內(nèi)容，IP路由。在整個網(wǎng)絡(luò)中路由和交換是重要的兩個部分，今天開始來討論一下路由。
什么是路由?路由是指導(dǎo)IP數(shù)據(jù)報文發(fā)送的路徑信息。如圖所示：
選擇一個將數(shù)據(jù)包發(fā)往某個目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)段或主機的路徑就是路由的過程。用戶產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流比較文件，視頻，Email等應(yīng)用被從一個源地址轉(zhuǎn)發(fā)到另一個目標(biāo)地址，用來表示源和目的地的是IP地址，因此我們認(rèn)為路由的過程就是將不同的IP地址網(wǎng)段的IP包進行轉(zhuǎn)發(fā)。就相當(dāng)于我們一個地方出發(fā)去另一個地方一樣，會有很多路，那么你就需要從中選擇一條你認(rèn)為比較合適的路。那么實現(xiàn)這一功能的設(shè)備我們就稱之為路由器。所以我們稱路由器是數(shù)據(jù)包的運輸工具。
路由器中有個路由表，作用是表明你從源地址到目標(biāo)地址應(yīng)該怎么走，相當(dāng)是一個導(dǎo)航儀，路由器只要根據(jù)這個路由表就知道這個數(shù)據(jù)包應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)到哪個地方?路由器如果要想管理這些路由表必須使用路由協(xié)議，所以路由協(xié)議的作用是：進行路由選擇以及管理路由表。也就是說如果一個數(shù)據(jù)包交給了路由器，路由器會利用路由協(xié)議來檢查自己的路由表：從源到目標(biāo)有沒有相應(yīng)的路徑，一旦選擇了一條合適的路徑后，路由器就會路由被路由協(xié)議。
其中這里出現(xiàn)了兩個比較容易混淆的概念：路由協(xié)議和被路由協(xié)議：許多人剛開始接觸的時候分不清楚，其實并不難，聽我慢慢道來：
路由協(xié)議：是路由器中用來進行路徑選擇以及管理路由表所使用的協(xié)議，如：RIP,OSFP,EIGRP，IS-IS等。
被路由協(xié)議：以最終選擇的路徑為基礎(chǔ)，將數(shù)據(jù)從一個設(shè)備發(fā)送到另一個設(shè)備提供服務(wù)的第3層協(xié)議
“杜氏”總結(jié)：路由器可以使用RIP，OSFP，EIGRP，IS-IS等路由協(xié)議來學(xué)習(xí)***路徑，并進行路由選擇，而被路由協(xié)議負(fù)責(zé)將來自上層的數(shù)據(jù)及***路徑封裝到IP數(shù)據(jù)包中進行傳輸。
也就是說像IP，IPX是支持路由的協(xié)議，所以稱為可路由協(xié)議或被路由協(xié)議，那么有不可以被路由的數(shù)據(jù)包嗎?有啊，如：NETBIOS就不能被路由，
那么路由器進行選路也就是路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的關(guān)鍵，起指導(dǎo)性的一個東西就是路由表。可以說路由表是一切的基礎(chǔ)，如圖所示：
我們的操作系統(tǒng)中也有路由表，如在windows中顯示路由表的命令是：routeprint，顯示結(jié)果如下圖所示：
我們路由器中顯示路由表的命令是：show ip route顯示如圖所示：
雖然windows中的路由表和路由器中的路由表長的不一樣，但有兩項必須要有就是目標(biāo)地址和下一個接口，也稱為下一跳。所以路由表的主要作用就是決定了到什么地方的數(shù)據(jù)包，怎么走!當(dāng)然我們討論的是路由器的路由表，包含以下重要內(nèi)容：
協(xié)議類型：創(chuàng)建路由條目的協(xié)議!
目的地址：數(shù)據(jù)包的目的地!單播，廣播路由都關(guān)心的是目的地址，只有組播才關(guān)心源地址。
下一跳：怎么走!數(shù)據(jù)包應(yīng)該交給誰!下一跳可以是本地接口也可以是下一跳路由器接口地址。
總結(jié)：路由表的作用：路由表中的每一個路由條目都指明了數(shù)據(jù)包到某個子網(wǎng)或者是網(wǎng)個主機應(yīng)該通過路由器的哪個物理端口發(fā)出去，然后再到達下一個路由器或者是不再經(jīng)過其他的路由器而是發(fā)送到與本路由器直接相連的目的主機。
我們結(jié)合圖例來說明：
在上圖中，如果10.120.2.0中的一臺主機想發(fā)一個數(shù)據(jù)包到172.16.2.0中的一個主機上，首先這個數(shù)據(jù)包出來之來將給***個路由器A，這個路由器會檢查一下自己的路由表發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)這個數(shù)據(jù)包的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)是172.16.2.0這個網(wǎng)段，這個網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包是通過自己的S0端口送出去的，于是通過自己的S0口送到了路由器B，此時路由器B再檢查自己的路由表來決定下一跳的地址，當(dāng)送到路由器C的時候也一樣，一直轉(zhuǎn)發(fā)到D上，D再檢查自己的路由表會發(fā)現(xiàn)172.16.2.0是和自己直連的網(wǎng)絡(luò)，于是就直接通過自己的相應(yīng)端口把數(shù)據(jù)包送給目標(biāo)主機。#p#
這里所謂直連的意思是說：某個網(wǎng)段直接和路由器的某個端口連在一起。不再經(jīng)過其他的路由器，可以直接發(fā)給目標(biāo)主機。如我們在一個房間里。我可以直接看到你，直接和你交流，不需要說我現(xiàn)在不知道你在哪兒，我把我所說的話再交給另一個，由另一個人再傳給你!
但是一個路由器如果能能力發(fā)送數(shù)據(jù)包，將數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)段發(fā)給另一個網(wǎng)段，從一個地方發(fā)給另一個地方，路由器必須要知道以下幾個東西：
目標(biāo)地址：這毫無疑問是最重要的，我們前面已經(jīng)介紹了。
源地址：這個數(shù)據(jù)包是從哪兒發(fā)過來的。
所有可能的路徑：從源到目標(biāo)所有可以使用的路由信息，一般情況下都不止一條路。這和我們目常生活差不多，可以是火車，汽車，飛機，輪船等。
***路徑：從所有可能的路由信息中找出一個***的路由項。
管理路由信息：涉及到如何選路的問題，這中間肯定會有一個標(biāo)準(zhǔn)：日常生活中肯定考慮到時間，費用，那么路由器中需要考慮的是：管理距離這個東西，我們來介紹一下管理距離
想了解管理距離就要先了解一下路由條目的三種學(xué)習(xí)方式，也就是說路由器知道路由信息的三種方式：
1.靜態(tài)路由在簡單拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)里，網(wǎng)絡(luò)管理員手動輸入路由信息，由管理員手動設(shè)置，告訴路由器，去往某個主機或者某個網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包應(yīng)該怎么辦!這種方法好處是無開銷，配置簡單，但只適合于簡單拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)。
2.動態(tài)路由在大型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，依靠路由協(xié)議，比如RIP，OSPF，BGP等路由協(xié)議來學(xué)習(xí)路由條目。特點就是開銷大，配置復(fù)雜，但適合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。
3.直接路由路由器會自動學(xué)習(xí)周邊網(wǎng)絡(luò)的情況無需人工維護，但只能發(fā)現(xiàn)本接口所屬網(wǎng)絡(luò)的路由。
那如果在一個路由器中發(fā)現(xiàn)到達對方有多個路由條目同時存在，那可怎么辦呢?不可能說同時使用多個，就像我每天從回龍觀的住處到中關(guān)村的培訓(xùn)機構(gòu)ITET，不可能說我同時又坐公交，又坐地鐵。那這個數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)也同樣，必須選擇一個***的路由條目，在選擇***路由條目的過程中有兩個關(guān)鍵條件需要考慮：
1.比較不同路由條目產(chǎn)生的方式是否最可靠
比如是由直連路由自動發(fā)現(xiàn)的，還是靜態(tài)路由產(chǎn)生的，還是由路由協(xié)議產(chǎn)生的，再比如是由什么路由協(xié)議產(chǎn)生的，這都制約著這個路由條件能否被選中做為***路由來使用。比較路由條目產(chǎn)生方式的值在華為的路由器上我們稱為路由優(yōu)先級，在思科路由器上我們稱為Distance。當(dāng)然我們在此只討論思科路由器。
Distance在這里稱為管理距離，Cisco路由器比較的就是這個Distance管理距離，什么意思，其實很簡單，當(dāng)一個路由表中有多個到達對方的路由條目時，思科路由器是從管理距離***的協(xié)議獲取的路由條目***被選中，作為***路由使用，如默認(rèn)OSPF的管理距離是110，EIGRP是90，IGRP是100，RIP是120，IS-IS是115，靜態(tài)路由是0或者是1，直連路由是0，那么路由器就會查看路由條目的產(chǎn)生方式，如果有直連就走直連，否則就會采用靜態(tài)路由配置的路徑，依次類推。就相當(dāng)于我從北京到安徽坐火車比坐船的路程要短，所花的時間也少，那么我肯定是坐火車!所以管理距離用于不同路由協(xié)議間之間的路由選擇!
2.在相同產(chǎn)生方式的情況下比較不同的鏈路的代價
比較同一產(chǎn)生方式的不同鏈路的值，思科稱為度量值(metric)，華為稱為路由權(quán)(cost)表示到達這條路由所指向的目的地址的代價，通過以下因素會影響到路由的權(quán)值：延遲、帶寬、線路占有率、線路可信度、路數(shù)、***傳輸單元。
直連路由很簡單，在此不作解釋，我們來看一下靜態(tài)路由與動態(tài)路由，我們把靜態(tài)與動態(tài)放在一起討論，是為了容易對比
靜態(tài)路由：管理在路由器上手動添加的路由信息以實現(xiàn)路由的目的。
動態(tài)路由：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)流量的變化，路由協(xié)議會自動調(diào)整路由信息以實現(xiàn)路由。
但是要注意一點的是，我們說靜態(tài)路由需要管理員手動添加，但并不意味著動態(tài)路由就不需要管理員配置，同樣也需要進行配置，只是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大的時候，使用靜態(tài)路由會使管理員的工作量很大，而使用動態(tài)路由可以讓路由器之間自動學(xué)習(xí)路由信息!如現(xiàn)在規(guī)定我從北京到安徽只有一條路可以走，我們可以把它當(dāng)成靜態(tài)路由，但是如果有一天這條路不通了，由就無法通訊了，但是如果使用的是動態(tài)路由，如果這條路不通了，它可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)變化來自動調(diào)整路由信息。
靜態(tài)路由相對來說還是比較簡單的，我們先擺平它再討論動態(tài)的，靜態(tài)路由只適合于小型網(wǎng)絡(luò)，而且沒有過大的擴充準(zhǔn)備，這是比較適合使用靜態(tài)路由的。
大家看這個圖就比較適合使用靜態(tài)路由，因為總共數(shù)據(jù)器的數(shù)量就兩個，當(dāng)然只要按照我這個圖進行操作，當(dāng)你把IP地址都配好之后，默認(rèn)情況下，每個路由器上都會有兩個直接路由，我們來查看一下：
我們在路由器1上查看它的路由表情況：輸入：show ip route
我們可以看到此路由器上有兩個直連路由，那么我們來測試一下網(wǎng)絡(luò)的連通性：
我們可以看到路由器1到其他網(wǎng)絡(luò)都是通的，是因為它知道查路由表發(fā)現(xiàn)有到達對方的直接路由，但是ping10.10.20.1不通，是因為它不知道該如何到達這里!
既然沒有直連路由，這里就只能使用靜態(tài)，默認(rèn)或者是動態(tài)路由，我們這里討論的是靜態(tài)路由，所以我們就給它們配置上一個靜態(tài)路由
配置語句很簡單：
(Config)#iproute目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)掩碼下一跳[distance][permanent]
注意：
目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)可以是一個網(wǎng)段也可以是一個IP，但一般都不用IP，因為這樣的話，就是到一個具體的主機，而不是到一個網(wǎng)段了，也就是說只能和某一個主機通訊，其他主機不能通訊。
下一跳可以是本路由器的接口也可以是下一個路由器的接口地址(接口上所配置的IP地址。)
Distance：可以指定管理距離
Permanent***生效，不論下一跳接口是否UP，都會路由表中顯示這個路由條目。
那么如果我們上圖中的路由器1如果希望轉(zhuǎn)發(fā)10.10.20.0網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包就需要配置一個靜態(tài)路由，我們看一下如何配置：
Router(config)#iproute10.10.20.0255.255.255.010.10.1.2
將去往10.10.20.0的數(shù)據(jù)包送給10.10.1.2也就是與本路由器所直連的那個路由器的接口IP。
現(xiàn)在還不能使用，對方還必須設(shè)置一個回來的路由如在路由器2上：
Router(config)#iproute10.10.10.0255.255.255.010.10.1.1
這時雙方就可以進行通訊了：當(dāng)然PC機上還需要將網(wǎng)關(guān)指向相應(yīng)路由器的接口地址。
此時在pc2上再pingpc1就一切都OK了!
反之也一樣!不再測試!那么如果想刪除靜態(tài)路由，則只需要在配置語句的前面加上no即可!如：
Router(config)#noiproute10.10.10.0255.255.255.010.10.1.1
也可以不用下一跳
在有的時候我們還會用到一個比較特殊的路由條目，我們可以認(rèn)為是靜態(tài)路由的一個特例，叫缺省靜態(tài)路由，又稱為默認(rèn)路由!
默認(rèn)路由：是沒有找到任何匹配的路由條目的情況下使用的路由，即沒有任何合適的路由時，才會使用默認(rèn)路由，也就是默認(rèn)路由的優(yōu)先級是***的，就是規(guī)定***，老天爺規(guī)定的，還不夠你臭屁的!
默認(rèn)路由一般在家庭或是最終用戶用的是比較多的，因為現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上的路由信息太多，有幾百萬，甚至上千萬，如果我們希望訪問這些地方，那我們最終用戶是不可能把存放這么多的路由項的。所以一般就設(shè)置一個默認(rèn)路由，我不管外網(wǎng)有多少個地址，我統(tǒng)統(tǒng)交給它，至于說怎么到其他地方，就是它的事情了。所以咱們的PC機一般也有一個默認(rèn)路由就是modem的地址!
默認(rèn)路由的設(shè)置更簡單：
(config)#iproute0.0.0.00.0.0.0本路由器接口或是下一跳地址
所以剛才那個例子，我們也可以使用默認(rèn)路由來實現(xiàn)，但是注意在兩端路由器上相互配置默認(rèn)路由，否會出現(xiàn)路由環(huán)路的現(xiàn)象。
路由器1的配置我們還是使用靜態(tài)路由，路由器2我們改為默認(rèn)路由，使用命令如下：
Router(config)#iproute0.0.0.00.0.0.0fa0/0
此時再來測試即可：
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