静态路由及默认路由
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静态路由及默认路由
原理简述:
1。静态路由:是指⽤户或⽹络管理员⼿⼯配置的路由信息。当⽹络拓扑结构或链路状态发⽣改变时,需要⽹络管理员⼿⼯配置静态路由信息。
相⽐较动态路由协议,静态路由⽆需频繁的交换各⾃的路由表,配置简单,⽐较适合⼩型、简单的⽹络环境。不适合⼤型和复杂的⽹络环境的原因是:当⽹络拓扑结构和链路状态发⽣改变时,⽹络管理员需要做⼤量的调整,⼯作量繁重,⽽且⽆法感知错误发⽣,不易排错。
2。默认路由:是⼀种特殊的静态路由,当路由表中与数据包⽬的地址没有匹配的表项时,数据包将根据默认路由条⽬进⾏转发。默认路由在某些时候是⾮常有效的,例如在末梢⽹络中,默认路由可以⼤⼤简化路由器的配置,减轻⽹络管理员的⼯作负担。
实验⽬的:
(1)掌握静态路由(指定接⼝)的配置⽅法;
(2)掌握静态路由(指定下⼀跳IP地址)的配置⽅法;
(3)掌握静态路由连通性的测试⽅法;
(4)掌握默认路由的配置⽅法;
(5)掌握默认路由的测试⽅法;
(6)掌握在简单⽹络中部署静态路由时的故障排除⽅法;
(7)掌握简单的⽹络优化⽅法;
实验内容:
在三台路由器所组成的简单⽹络中,R1和R3各⾃连接着⼀个主机,现在要求通过配置基本的静态路由和默认路由来实现主机PC-1与PC-2之间的正常通信。实验拓扑:
实验实现步骤:
1。基础配置
根据实验的要求进⾏相应的配置,使⽤ping命令检测各直连链路的连通性。
在各直连链路间的IP连通性测试完之后,可以尝试在主机1上直接ping主机2。
问题:为什么两个主机之间⽆法正常通信,是什么原因导致的?
若假设主机1和主机2之间可以正常的通信,即可以正常的连通,则主机1将发送数据给其⽹关设备R1;⽽R1在收到其数据之后,根据数据包中的⽬的地址查看⾃⼰的路由表,找到相应的⽬的⽹络的所在的路由条⽬,并根据该条⽬中的下⼀跳和出接⼝信息将该数据转发给下⼀个路由器R2;同时R2采⽤相同的⽅式将数据转发给R3,最后R3页同样的将数据转发给与⾃⼰直接相连的主机2;主机2在收到数据后,与主机1发送数据到主机2的过程⼀样,再发送相应的回应信息给主机1。
现在查看主机1与其⽹关设备R1间的连通性的状态:
可以看出主机与⽹关之间的连通性正常,接下来检查⽹关设备与R1上的路由表:使⽤ display ip routing-table命令。
通过路由表上显⽰的信息,可以看到路由表上没有关于主机2所在⽹段的信息,同样可以使⽤相同的⽅法查看路由器R2和R3上的路由表信息。
经过查看,可以看到:在路由器R2上没有关于主机1和主机2所在⽹段的信息,R3上没有关于主机1所在⽹段的信息。
所以,以上的步骤验证了:在初始情况下各路由器的路由表上仅包含了与⾃⼰本⾝直接相连的⽹络的路由信息。
因为现在的主机1和主机2之间跨越了若⼲个不同的⽹段,若要实现两者之间的通信,通过简单的IP地址等基础配置是不能实现的,需要在3台路由器上添加相应的路由信息,可以通过配置静态路由的⽅法来实现。
2。实现主机1和主机2之间的通信:
现在,在R1上配置⽬的⽹段为主机2所在⽹段的静态路由,即⽬的IP地址为192.168.20.0,掩码为255.255.255.0。相对应R1来讲,倘若要发送数据到主机2,则必须先发送给R2,所以R1的下⼀跳路由器是R2,R2与R1所在的直连链路上的物理端⼝S1/0/1接⼝ 的IP地址即为下⼀跳IP地址,即10.0.12.2。
[R1]ip route-static 192.168.20.0 255.255.255.0 10.0.12.2
配置之后,查看R1的路由表:可以看出在路由器R1上已存在主机2所在⽹段的路由信息。
接下来,采取同样的⽅式在R2上配置⽬的⽹段为主机2所在⽹段的静态路由,配置过后,查看其路由表。
1. [R2]ip route-static 192.168.20.0 255.255.255.0 10.0.23.3
2.
3. [R2]dis ip routing-table
4. Route Flags: R - relay, D - download to fib
5. ------------------------------------------------------------------------------
6. Routing Tables: Public
7. Destinations : 13 Routes : 13
8.
9. Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface
10.
11. 10.0.12.0/24 Direct 0 0 D 10.0.12.2 Serial1/0/1
12. 10.0.12.1/32 Direct 0 0 D 10.0.12.1 Serial1/0/1
13. 10.0.12.2/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 Serial1/0/1
14. 10.0.12.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 Serial1/0/1
15. 10.0.23.0/24 Direct 0 0 D 10.0.23.2 Serial1/0/0
16. 10.0.23.2/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 Serial1/0/0
17. 10.0.23.3/32 Direct 0 0 D 10.0.23.3 Serial1/0/0
18. 10.0.23.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 Serial1/0/0
19. 127.0.0.0/8 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
20. 127.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
21. 127.255.255.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
22. 192.168.20.0/24 Static 60 0 RD 10.0.23.3 Serial1/0/0 //已存在
23. 255.255.255.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
此时,⽤主机1ping主机2,观察现象:
发现,两台主机之间仍然⽆法正常互通。在主机1上的E0/0/1接⼝上进⾏数据抓包,观察现象:
可以看到:此时主机1只发送了ICMP请求消息,⽽且也并没有得到任何的回应消息。
原因:现在仅是实现主机1能够通过路由器将数据正常的转发给主机2,⽽主机2并没有实现,仍然是⽆法发送数据给主机1的。
现在需要在R2和R3上的路由表中添加主机1所在⽹段的信息:
在R3上配置⽬的⽹段为主机1所在⽹段的静态路由,⽬的IP地址为192.168.10.0,⽬的地址的掩码除了采⽤点分⼗进制的格式表⽰之外,还可以采⽤直接使⽤掩码长度的⽅式表⽰,即⽤24来表⽰。相对应R3来讲,要发送数据到主机1上,⾸先发送给路由器R2,所以R3和R2所在直连链路上的物理接⼝S1/0/0即为数据转发⼝,也称为出接⼝,在配置中指定该接⼝即可。
1. [R3]ip route-static 192.168.10.0 24 s1/0/1 //配置⽬的⽹段为主机1所在⽹段的静态路由
2.
3. [R2]ip route-static 192.168.10.0 24 s1/0/1
4. 配置过后,查看各路由器的路由表信息:
经过路由表的查看,你会看到每台路由器上都拥有了主机1和主机2所在⽹段的路由信息。再次在主机1上ping主机2,观察现象。
3。实现全⽹全通来增强⽹络的可靠性
按照上⾯的操作,现在已实现主机1和主机2之间的互通。若假设现在的⽹络出现了故障,主机1⼀侧的⽹络管理员发现⽆法正常的与主机2通信,于是先测试与⽹关设备R1和R3的连通性。
可以看到:主机1⽆法与主机2的⽹关设备R3正常通信,所以此时⽹络管理员⽆法通过主机1登录到R3上进⼀步排查故障。
现在的解决⽅法是:在R1的路由表中添加R2与R3间直连⽹段的路由信息,同样也在R3的路由表上添加R1与R2之间的直连链路的路由信息,已⾄实现全⽹的互通。
配置之后,查看各路由器的路由表信息,查看内容;再由主机1ping主机2的⽹关设备R3。
测试成功,主机1可以与R3正常通信,同样的主机2此时也可以与R1正常通信。
4。使⽤默认路由实现简单的⽹络优化
通过适当减少设备上的配置⼯作量,能够帮助⽹络管理员在进⾏故障排除时更轻松的排除故障,且相对较少的配置量也能减少在配置时出错的可能,另⼀⽅⾯,也能够相对减少对设备本⾝硬件的负担。
现在,在R1上配置⼀条默认路由,即⽬的⽹段和掩码都是0,表⽰任何⽹络,下⼀跳为10.0.12.2,并删除先前配置的两条静态路由。
1. [R1]ip route-static 0.0.0.0 0 10.0.12.2 //配置默认路由
2. [R1]undo ip route-static 10.0.23.3 24 10.0.12.2 //删除静态路由
3. [R1]undo ip route-static 192.168.20.0 24 10.0.12.24.
再次测试主机1与主机2之间的通信。
该通信是正常的,证明了使⽤默认路由不但能够实现与静态路由同样的效果,还能减少配置量。同时在R3上也做相应的配置。
1. [R3]ip route-static 0.0.0.0 0 s1/0/1 //配置默认路由
2. [R3]undo ip route-static 10.0.12.0 24 s1/0/1
3. [R3]undo ip route-static 192.168.10.0 24 10.0.23.2
再次测试主机1与主机2之间的通信。
可以看到主机1与主机2之间的通信正常。
强调:在配置过程中,顺序是先配置默认路由,再删除原有的静态路由配置,这样的操作可以避免⽹络出现通信中断,即要在配置过程中注意操作的规范性和合理性。
思考:在静态路由配置当中,可以采取指定下⼀跳IP地址的⽅式,也可以采取指定出接⼝的⽅式,这两种⽅式存在着什么区别?
答:(1)在路由查找上:指定下⼀跳,会多进⾏⼀次路由的递归查找,拿下⼀跳去进⾏递归,得出出接⼝。
(2)⼆层地址解析:指定下⼀跳使⽤最后⼀次递归的下⼀跳IP地址去解析下⼀跳⼆层地址。如果指定出接⼝的路由,数据包匹配到后直接⽤⽬的地址去解析下⼀跳地址。