【网络层】直连路由、静态路由、动态路由

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路由表

路由表的形成，路由的来源：

路由来源	备注
直连路由	路由器接口上的网络 （接口配置IP地址并且UP出现）
静态路由	由网络管理员手工指定的路由。当网络拓扑发生变化时，管理员需要手工更新静态路由。
动态路由	路由器使用路由协议从其他路由器那里获悉路由。当网络拓扑发生变化时，路由器会自动更新路由信息。

直连路由

直连路由 技术背景

如果要连接两个不同网段直接通信，只需要一个路由设备就可以完成。将两个网段的直连接入路由设备就能实现不同网段设备通信，并配置两条直连路由就能完成不同网段之间设备通信。

直连路由 实战训练

想要实现两个网段之间通信其实很简单，只要满足两个条件：
1、找根网线将设备接入路由设备接口；
2、配置两端的IP地址。
确保两边端口是up的状态。

在eNSP中搭建拓扑

system-view
interface g0/0/0
ip address 192.168.10.1 24
interface g0/0/1
ip address 10.0.0.1 24display ip interface brief
display ip routing-table

查看接口状态是不是up状态（下图显示是up的状态）

这样就能 生成直连路由，快来用命令看看

生成三条路由信息：主机路由，本机路由，广播路由

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静态路由

静态路由 技术背景

直连路由设备的端口是有限的，如果说是只用一个路由设备连接网段的话，只能连接有限网段，很容易就到瓶颈。因此静态路由就是解决这个问题，添加路由器相连配置静态路由实现多网段通信。

静态路由 概述

• 配置简单、开销小
• 通过手动配置进行添加和维护
• 无法根据拓扑的变化而自适应
• 适合于组网规模较小的场景，在大型网络环境，则配置及维护成本很高
• 在大型网络中，往往采用动、静态路由结合的方式部署网络

静态路由 配置命令

命令	备注
Ip route-static 目标网络 子网掩码/前缀 下一跳/出接口	配置静态路由

静态路由 实战训练

在eNSP中搭建拓扑，实验目的：实现所有不同网段的PC设备都能互相ping通

配置AR5路由器 直连路由
1、将三个接口的 ip 按照拓扑图配置好

system-view
sysname Route5
interface g0/0/0
ip address 12.0.0.2 24
interface g0/0/1
ip address 1.0.0.1 24
interface g0/0/2
ip address 2.0.0.1 24

2、配置pc端 ip地址以及网关

3、配置AR4路由器 直连路由

system-view
sysname Route4
interface g0/0/0
ip address 4.0.0.12 24
interface g0/0/1
ip address 12.0.0.1 24

4、配置pc4端 ip地址以及网关

至此配置完直连路由后，PC5和PC6是可以ping 通的。但是PC4是ping 不同其他PC机，同样其他PC也是ping 不通PC4的。
原因在于当PC4 中输入ping 1.0.0.10的时候，AR4查找路由表时并没有找到去往 1.0.0.10的路由条目，就会丢弃报文。因此要在AR4中添加一条去往1.0.0.0网段的静态路由，让其知道下一跳要去往哪里。
同样要想ping 通2.0.0.20的设备，也是要添加一条去往2.0.0.0网段的静态路由。

5、AR4 中配置去往2.0.0.0网段静态路由， 配置如下：

ip route-static 1.0.0.0 24 12.0.0.2
ip route-static 2.0.0.0 24 12.0.0.2

使用 display ip routing-table 命令，查看AR4 现在的路由表：

AR4 配置完静态路由之后，PC4 发给PC5和PC6的数据包就能发出去了。但是路由是双向的，当PC5和PC6给PC4回复数据包的时候，AR5中没有去往4.0.0.0 网段的路由，因此数据包也是会被丢弃。也就是说现在的配置 PC4和其他PC之间还是不能互相通讯。

6、AR5 中配置去往4.0.0.0网段静态路由， 配置如下：

ip route-static 4.0.0.0 24 12.0.0.1

使用 display ip routing-table 命令，查看AR5 现在的路由表：

这就完成了这个拓扑中的路由配置，相互ping下PC设备，成功！！！

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动态路由

动态路由 技术背景

静态路由是依靠网络管理员手动设置路由，这种方式有个缺点就是当要在很庞大的网络拓扑中添加/删除一各设备，就要在网络中手动添加/删除很多地方相关的静态路由，并且维护也是很麻烦的事情。为了解决这个问题引入动态路由。
动态路由器使用路由协议从其他路由器那里获悉路由。当网络拓扑发生变化时，路由器会自动更新路由信息。也就是动态路由在发生拓扑变更时，能够动态感知，无需人工干预。

路由协议概述

• 路由器之间交互的一种语言
• 共享路由信息
• 维护路由器、提供最佳转发路径
  

路由协议分类

路由协议分类：根据作用范围

类型	备注	区别
IGP 内部网关协议（Interior gateway protocol）	用于一个AS内部交互路由信息 常用协议：RIP、OSPF、ISIS、EIGRP	路由器相互信任 （同一管理机构） 路由数量较少 注重发现路由，不需要什么策略
EGP 外部网关路由协议（Exterior gateway protocol）	用于不同AS之间交互路由信息 常用协议:BGP	路由器并非相互信任 （不同管理机构） 路由数量庞大 注重于引入路由，策略丰富
AS（autonomous system）	处于同一管理机构下的网络（如：企业、电信、移动、联通）

自治系统（AS）
互联网就像一个庞大的城市，而自治系统（AS）就像是这个城市中的不同区域或社区。每个社区都有自己的规则和管理系统，它们可能有不同的建筑风格、交通规则和社区服务。
特性：
社区边界：自治系统的边界就像社区的围墙，它们定义了社区的范围。在网络中，这些边界由路由器和防火墙等网络设备来维护。
社区管理：每个自治系统都有自己的网络管理员，他们负责管理社区内的网络流量和安全。就像社区的物业管理一样，他们确保网络运行顺畅，没有拥堵或安全问题。
内部交通：在社区内部，居民（数据包）可以在社区的道路上自由移动。在网络中，这相当于自治系统内部的路由协议，它帮助数据包在自治系统内部找到最佳路径。
外部交通：当居民需要去其他社区时，他们可能会使用公共交通工具，比如公交车或地铁。在网络中，这就是边界网关协议（BGP），它允许不同的自治系统之间交换路由信息，以便数据包能够找到从一个自治系统到另一个自治系统的路径。
社区标识：每个社区都有一个独特的名称或编号，以便在城市中识别。在网络中，这就是自治系统号（ASN），它是一个独特的数字，用来在BGP通信中标识不同的自治系统。
社区间的合作：尽管每个社区都有自己的规则，但它们之间需要合作以确保整个城市的交通流畅。在网络中，这意味着自治系统之间需要通过BGP等协议来协调路由信息，以确保数据包能够在整个互联网中高效地传输。

路由协议分类：根据协议算法
DV 距离矢量（distance-vector）：基于距离矢量算法，路由器并不了解网络拓扑信息。（根据跳数来选择路由） 交互路由信息都会修改原始参数 （类似路旁）。如：RIP、EIGRP

LS 链路状态（link-state）：基于SPF算法（shortest path first 最短路径优先），路由器了解完整的网络。（根据链路带宽来选择路由） 交互路由信息直接传递不会修改原始参数（类似地图，完整）。如：OSPF、ISIS

路由协议分类：根据发送的更新是否携带掩码
不携带掩码：默认的路由掩码都是默认的，影响路由选路

类型	备注
Classful有类	不携带掩码 如：RIPv1、IGRP、EGP
clasless无类	携带掩码 如：RIPv2、EIGRP、OSPF、BGP

路由协议分类：根据业务应用

类型	备注
Unicast routing protocol 单播路由协议	如：RIP、EIGRP、OSPF、BGP、ISIS
Multicast routing protocol组播路由协议	如：DVMRP、PIM-SM、PIM-DM

路由协议配置规则：

• 协议是在接口运行的 （需要宣告接口的IP地址/接口开启协议）
• 只能学习和发布运行相同协议的路由信息（不同路由协议之间互不干扰）
• 不同路由协议之间需要交互路由信息，需要进行引入/注入（Import）
  注：引入必须要同时运行多个协议的路由器做中间人/代理
  
  

路由器收敛：

• 当所有路由表的信息都有一致的网络可达信息（相同的目的地址）
• 网络（路由）进入一个稳定状态
• 网络在达到收敛前无法完全正常工作

选择/衡量动态路由协议的一些性能指标：

指标	备注
正确性	能够正确的找到最优且无环的路由
收敛快	当网络发生变化后，能够快速做出响应
低开销	协议自身的开销（占用内存、CPU、带宽）
安全性	协议具有安全机制
普适度	适合各种拓扑结构和各种规模的网络