Tài liệu Chapter5 IP Routing docx

Chapter5 IP Routing



Routing Basics

路由协议(routing protocol):用于 routers 动态寻找网络最佳路径,保证所有 routers 拥有相同的
路由表. 一般, 路由协议决定数据包在网络上的行走的路径. 这类协议的例子有
OSPF,RIP,IGRP,EIGRP 等
可路由协议(routed protocol):当所有的 routers 知道了整个网络的拓扑结构以后,可路由协议就
可以用来发送数据.一般的,可路由协议分配给接口,用来决定数据包的投递方式.这类例子有
IP 和 IPX

路由:把 1 个数据包从 1 个设备发送到不同网络里的另 1 个设备上去.这些工作依靠 routers 来
完成.routers 并不关心主机,它们只关心网络的状态和决定网络中的最佳路径

router 可以路由数据包,必须至少知道以下状况:
1.目标地址(destination address)
2.可以学习到远端网络状态的邻居 router
3.到达远端网络的所有路线
4.到达远端网络的最佳路径
5.如何保持和验证路由信息

The IP Routing Process

路由原理:当 IP 子网中的一台主机发送 IP 包给同一 IP 子网的另一台主机时,它将直接把 IP
包送到网络上,对方就能收到.而要送给不同 IP 于网上的主机时,它要选择一个能到达目的子
网上的
router,把 IP 包送给该 router,由它负责把 IP 包送到目的地.如果没有找到这样的 router,
主机就把 IP 包送给一个称为缺省网关(default gateway)的 router 上.缺省网关是每台主机上的
一个配置参数,它是接在同一个网络上的某个 router 接口的 IP 地址

router 转发 IP 包时,只根据 IP 包目的 IP 地址的网络号部分,选择合适的接口,把 IP 包送出去.
同主机一样,router 也要判定接口所接的是否是目的子网,如果是,就直接把包通过接口送到网
络上,否则,也要选择下一个 router 来传送包.router 也有它的缺省网关,用来传送不知道往哪儿
送的 IP 包.这样,通过 router 把知道如何传送的 IP 包正确转发出去,不知道的 IP 包送给缺省网
关,这样一级级地传送,IP 包最终将送到目的地,送不到目的地的 IP 包则被网络丢弃了

当主机 A 发送个 IP 包到主机 B,目标 MAC 地址使用的是默认网关的以太网接口地址.这是因
为帧不能放置在远端网络.

show ip route:查看路由表信息,比如:
Router#sh ip route
(略)
Gateway of last resort is not set
C 192.168.10.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0
C 192.168.20.0/24 is directly connected, Serial 0/0
Router#
C 代表的是:直接相连

Configuring IP Routing in Our Network

当 1 个 router 收到 1 个目标网络号没有在路由表中列出的包的时候,它并不发送广播寻找目
标网络,而是直接丢弃它

几种不同类型的路由:
1.静态路由(static routing)
2.默认路由(default routing)
3.动态路由(dynamic routing)

Static Routing

静态路由:手动填加路由线路到路由表中,优点是:
1.没有额外的 router 的 CPU 负担
2.节约带宽
3.增加安全性
缺点是:
1.网络管理员必须了解网络的整个拓扑结构
2.如果网络拓扑发生变化,管理员要在所有的 routers 上手动修改路由表
3.不适合在大型网络中

静态路由的配置命令:ip route [dest-network] [mask] [next-hop address 或 exit interface]
[administrative distance] [permanent]
ip route:创建静态路由
dest-network:决定放入路由表的路由表
mask:掩码
next-hop address:下 1 跳的 router 地址
exit interface:如果你愿意的话可以拿这个来替换 next-hop address,但是这个是用于点对点
(point-to-point)连接上,比如广域网(WAN)连接,这个命令不会工作在 LAN 上
administrative distance:默认情况下
,静态路由的管理距离是 1,如果你用 exit interface 代替
next-hop address,那么管理距离是 0
permanent:如果接口被 shutdown 了或者 router 不能和下 1 跳 router 通信,这条路由线路将自动
从路由表中被删除.使用这个参数保证即使出现上述情况,这条路线仍然保持在路由表中

静态路由的具体配置:

Router Network Address Interface Address
RouterA 192.168.10.0 fa0/0 192.168.10.1
192.168.20.0 s0/0 192.168.20.1
RouterB 192.168.20.0 s0/0 192.168.20.2
192.168.40.0 s0/1 192.168.40.1

192.168.30.0 fa0/0 192.168.30.1
RouterC 192.168.40.0 s0/0 192.168.40.2
192.168.50.0 fa0/0 192.168.50.1

准备工作:先配置 RouterA,B 和 C 的基本信息,注意 RouterB 作为 DCE 提供时钟频率:
RouterA(config)#int fa0/0
RouterA(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
RouterA(config-if)#no shut
RouterA(config-if)#int s 0/0
RouterA(config-if)#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
RouterA(config-if)#no shut
RouterA(config-if)#^Z
RouterA#copy run start

RouterB(config)#int fa0/0
RouterB(config-if)#ip address 192.168.30.1 255.255.255.0
RouterB(config-if)#no shut
RouterB(config-if)#int s 0/0
RouterB(config-if)#ip address 192.168.20.2 255.255.255.0
RouterB(config-if)#clock rate 64000
RouterB(config-if)#no shut
RouterB(config-if)#ip address 192.168.40.1 255.255.255.0
RouterB(config-if)#clock rate 64000
RouterB(config-if)#no shut
RouterB(config-if)#^Z
RouterB#copy run start

RouterC(config)#int fa0/0
RouterC(config-if)#ip address 192.168.50.1 255.255.255.0
RouterC(config-if)#no shut

RouterC(config-if)#int s 0/0
RouterC(config-if)#ip address 192.168.40.2 255.255.255.0
RouterC(config-if)#no shut
RouterC(config-if)#^Z
RouterC#copy run start

配置 RouterA 静态路由:
RouterA 了解自己的网络 192.168.10.0 和 192.168.20.0(直接相连),所以 RouterA 的路由表必须
加入 192.168.30.0 和 192.168.40.0, 192.168.50.0 的信息,注意下 1 跳接口,如下:
RouterA(config)#ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 192.168.20.2
RouterA(config)#ip route 192.168.40.0 255.255.255.0 192.168.20.2
RouterA(config)#ip route 192.168.50.0 255.255.255.0 192.168.20.2

验证路由信息:
RouterA#sh ip route
(略)
S 192.168.50.0 [1/0] via 192.168.20.2
(略)
S 代表静态路由,[1/0]分别为管理距离和度

配置 RouterB 静态路由:
RouterB 所必须学习到的网络应该是 192.168.10.0 和 192.168.50.0,注意它们的下 1 跳接口地
址,配置如下:
RouterB(config)#ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.20.1
RouterB(config)#ip route 192.168.50.0 255.255.255.0 192.168.40.2

配置 RouterC 静态路由:
RouterC 所必须学习到的网络应该是 192.168.10.0,192.168.20.0 和 192.168.30.0,注意它们的下
1 跳接口地址,配置如下:
RouterC(config)#ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.40.1

RouterC(config)#ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 192.168.40.1
RouterC(config)#ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 192.168.40.1

Verifying Your Configuration

根据上面的拓扑结构,我们来验证下是否能够端到端的 ping 通:
RouterC#ping 192.168.10.1
(略)
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.10.1, timeout is 2 seconds:
!!!!!
(略)
RouterA#ping 192.168.50.1
(略)
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.50.1, timeout is 2 seconds:
!!!!!
(略)
2 端都能 ping 通,说明没问题

Default Routing

默认路由:一般使用在 stub 网络中,stub 网络是只有 1 条出口路径的网络.使用默认路由来发送
那些目标网络没有包含在路由表中的数据包.根据上面的拓扑图,你就不能把默认路由定义在
RouterB 上,因为RouterB 拥有不止1 个出口路径接口.其实你可以把默认路由理解成带通配符
(wildcard)的静态路由

配置默认路由:
首先要去掉之前配置的静态路由
RouterC(config)#no ip route 192.168.10.0 255.255.255.255 192.168.40.1
RouterC(config)#no ip route 192.168.20.0 255.255.255.255 192.168.40.1
RouterC(config)#no ip route 192.168.30.0 255.255.255.255 192.168.40.1

接下来配置默认路由:
RouterC(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.40.1
额外的命令,使各个接口打破分类 IP 规则,12.x 的 IOS 默认包含这条命令,如下:
RouterC(config)#ip classless
再验证下:
RouterC(config)#^Z
RouterC#sh ip route
(略)
S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 192.168.40.1
S*代表默认路由

Dynamic Routing

动态路由协议,有很多优点,灵活等等,但是缺点也有,比如占用了额外的带宽,CPU 负荷高

组网利用到的 2 种路由协议:内部网关协议(Interior Gateway Protocols,IGPs)和外部网关协议
(Exterior Gateway Protocols,EGPs)

自治系统(Autonomous System,AS):同 1 个管理域的网络集合,意味着在这里面的所有 routers
共享相同的路由表信息

IGPs:在相同的 AS 内交换路由信息