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【网络层】直连路由、静态路由、动态路由

文章目录

    • 路由表
    • 直连路由
      • 直连路由 技术背景
      • 直连路由 实战训练
    • 静态路由
      • 静态路由 技术背景
      • 静态路由 概述
      • 静态路由 配置命令
      • 静态路由 实战训练
    • 动态路由
      • 动态路由 技术背景
      • 路由协议概述
      • 路由协议分类


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
在这里插入图片描述

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)
在这里插入图片描述
这样就能 生成直连路由,快来用命令看看
在这里插入图片描述
生成三条路由信息:主机路由,本机路由,广播路由


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
在这里插入图片描述
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
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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
在这里插入图片描述
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:
在这里插入图片描述
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:
在这里插入图片描述
这就完成了这个拓扑中的路由配置,相互ping下PC设备,成功!!!


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
    在这里插入图片描述

路由协议分类

在这里插入图片描述

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。
在这里插入图片描述

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
在这里插入图片描述

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
在这里插入图片描述

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
在这里插入图片描述

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
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

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

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