路由基础 + 静态路由

一、路由表概述

  • 作用：三层设备（路由器、三层交换机）在转发数据时，依据路由表进行寻址和转发。
  • 核心功能：决定数据包从哪个接口发出，下一跳地址是谁。

二、路由的分类

  1. 网段路由（Network Route）
    • 包含 网络号 + 掩码（如 192.168.1.0/24），匹配整个网段。
  2. 主机路由（Host Route）
    • 精确匹配 单个IP地址，掩码为 /32（如 10.1.1.1/32）。

三、路由表的形成方式

1. 直连路由（Direct）

  • 形成条件：
    • 接口处于 UP 状态（物理连接正常 + 协议状态正常）。
    • 自动生成 网络地址、广播地址、接口IP地址 对应的路由。
  • 特点：
    • 接口 UP → 直连路由存在；接口 DOWN → 直连路由消失。
    • Cost = 0（直连路由优先级最高）。

2. 静态路由（Static）

  • 手动配置，适用于小型网络或固定路径。

  • 命令示例（华为）：

    1
    [Huawei] ip route-static 192.168.2.0 24 10.1.1.2
    • 192.168.2.0/24：目标网络
    • 10.1.1.2：下一跳地址

3. 动态路由（Dynamic）

  • 通过 路由协议（OSPF、RIP、BGP等） 自动学习并更新路由表。
  • 适用于大型网络，可自适应拓扑变化。

四、路由表关键参数

路由表关键参数（中英文对照）

路由表

参数 英文 说明
目的地/掩码 Destination/Mask 目标网络地址及子网掩码（如 192.168.1.0/24）。
协议 Proto (Protocol) 路由来源（Direct / Static / OSPF / RIP 等）。
优先级 Pre (Preference) 数值越小越优先（直连=0，静态=60，OSPF=10，RIP=100）。
开销值 Cost 路由的度量值（直连/静态=0，动态路由协议计算方式不同）。
标志 Flags 路由状态标识（如 D=Download to FIB，表示已下发到转发层）。
下一跳 NextHop 数据包离开本设备后应发往的 IP 地址。
出接口 Interface 数据包从哪个物理/逻辑接口发出（如 GigabitEthernet0/0/1）。

五、路由的加表原则（最优路由选择）

  1. 比较优先级（Preference）
    • 数值越小越优先（直连 0 > OSPF 10 > 静态 60 > RIP 100）。
  2. 优先级相同 → 比较 Cost
    • Cost 越小越优（仅相同协议下可比较，不同协议 Cost 计算方式不同）。
  3. Cost 相同 → 等价路由（ECMP）
    • 多条路径同时加表，实现 负载均衡。

六、路由的查表原则（最长掩码匹配）

  • 匹配规则：
    • 先匹配 掩码最长 的路由（最精确的路由）。
    • 如果无匹配，再查 默认路由（0.0.0.0/0）。
  • 示例：
    • 目标 IP：192.168.1.1
    • 路由表：
      • 192.168.1.0/24（匹配）
      • 192.168.0.0/16（不匹配，掩码更短）

七、默认路由（缺省路由）

  • 格式：0.0.0.0/0
  • 作用：匹配所有未明确指定的目标网络。
  • 特点：
    • 掩码 0，优先级最低（仅当无更精确路由时使用）。
    • 常用于 出口路由器，指向 ISP 或核心网络。

八、三层环路问题

  • 原因：路由表错误导致数据包无限循环转发（如 A→B→C→A）。
  • 解决方案：
    • TTL（Time To Live）：每经过一个路由器减 1，归 0 时丢弃（终止环路，但不预防）。
    • 路由优化：避免错误静态路由、合理规划动态路由协议。

九、静态路由配置要点

1. 基本配置

1
[Huawei] ip route-static <目标网络> <掩码> <下一跳IP>

示例：

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[Huawei] ip route-static 192.168.2.0 255.255.255.0 10.1.1.2

2. 下一跳可达性

  • 静态路由生效的前提：
    • 本地必须有 去往下一跳的路由（否则无法加表）。
  • 迭代查询：
    • 如果未指定出接口，设备会 自动查询路由表，找到去往下一跳的出口（迭代过程）。

3. 数据包转发时的 MAC 变化

  • 源 MAC：出接口的 MAC 地址。
  • 目的 MAC：下一跳设备的 MAC 地址（通过 ARP 解析获得）。

十、关键总结

  1. 直连路由：自动生成，接口 UP 才存在。
  2. 静态路由：手动配置，需确保下一跳可达。
  3. 动态路由：自动学习，适应复杂网络。
  4. 查表规则：最长掩码匹配 → 默认路由。
  5. 防环机制：TTL 终止环路，但需合理规划路由避免环路。