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1、路由基础,V1.1,课程内容,路由器的定义与作用基本概念路由器工作原理IP路由过程VLAN路由,路由器的定义和作用,路由器用于网络互连的计算机设备路由器的核心作用是实现网络互连，数据转发路由（寻径）：路由表建立、刷新交换：在网络之间转发分组数据隔离广播，指定访问规则异种网络互连,课程内容,路由器的定义与作用基本概念路由器工作原理IP路由过程VLAN路由,路由表,路由器为执行数据转发路径选择所需要的信息被包含在路由器的一个表项中，称为“路由表”当路由器检查到包的目的IP地址时，它就可以根据路由表的内容决定包应该转发到哪个下一跳地址上去。路由表被存放在路由器的RAM上,路由表的构成,路由表的构成目
2、的网络地址（Dest）掩码（Mask）下一跳地址（Gw）发送的物理端口（interface）路由信息的来源（Owner）路由优先级（pri）度量值（metric）,路由表的构成,路由表构成示例,172.16.8.0-目的逻辑网络地址或子网地址255.255.255.0-目的逻辑网络地址或子网地址的网络掩码1.1.1.1-下一跳逻辑地址 fei_0/1.1-学习到这条路由的接口和数据的转发接口static-路由器学习到这条路由的方式1-路由优先级0-Metric 值,Dest Mask Gw Interface Owner pri metric172.16.8.0 255.255.255.0 1
3、.1.1.1 fei_0/1 static 1 0,路由表的建立和维护,路由表最开始是如何建立起来的？,在路由表建立起来之后，是如何进行维护的？,路由分类,直连路由,静态路由,动态路由,192.168.0.1/30,192.168.0.2/30,10.0.0.1/24,172.16.0.1/24,IPv4 Routing Table:Dest Mask Gw Interface Owner pri metric10.0.0.0 255.255.255.0 10.0.0.1 fei_0/1 direct 0 010.0.0.1 255.255.255.255 10.0.0.1 fei_0/1 a
4、ddress 0 0192.168.0.0 255.255.255.252 192.168.0.1 e1_1 direct 0 0192.168.0.1 255.255.255.255 192.168.0.1 e1_1 address 0 0ZXR10#,直连路由,直连路由当接口配置了网络协议地址并状态正常时，接口上配置的网段地址自动出现在路由表中并与接口关联，并随接口的状态变化在路由表中自动出现或消失,A,B,fei_0/1,e1_1,静态路由配置,ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 172.16.2.2,这是一条单向路由，还需要在对方的路由器上配置一条相反的路由。,St
5、ub Network,172.16.2.1,S0,172.16.1.0,B,172.16.2.2,Network,10.0.0.0,B,A,缺省路由示例,缺省路由配置,Stub Network,ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.2.2,172.16.2.1,S0,172.16.1.0,B,172.16.2.2,Network,这条路由可以配置在只有一条出口的“根状网络”的出口路由器上，可以访问“未知的”目的网络。,A,B,路由协议是运行在路由器上的软件进程，与其他路由器上相同路由协议之间交换路由信息，学习非直连网络的路由信息，加入路由表。并且在网络拓扑结构变化时自
6、动调整，维护正确的路由信息。,RIP,OSPF,RIP,OSPF,1.0.0.0/8,2.0.0.0/8,3.0.0.0/8,动态路由,RIP,OSPF,路由表,10.0.0.0/16 fei_1/1,注意：必须是完全相同的一条路由才进行路由优先级的比较,10.0.0.0/16 fei_1/3,10.0.0.0/16 fei_1/3,路由优先级,从路由优先级最高（优先级数值最小）的协议获取的路由被优先选择加入路由表中。,Connected interface 0Static route 1External BGP20OSPF110IS-IS 115RIP v1,v2120Internal BG
7、P200Special(内部处理使用)255,Route Source,Default priority,各种路由协议缺省优先级,Network,10M专线,DDN,有备份链路的情况下如何设置路由？,fei_1/1,178.1.1.1,177.1.1.1,路由优先级应用-浮动静态路由,ZXR10(config)#ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 177.1.1.1ZXR10(config)#ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 178.1.1.1 5 tag 200,Network,10M专线,DDN,fei_1/1,177.1.1.1,178.1.1.
8、1,浮动静态路由配置,最长匹配原则,10.1.1.1?,ZXR10#show ip routeIPv4 Routing Table:Dest Mask Gw Interface Owner pri metric1.0.0.0 255.0.0.0 1.1.1.1 fei_0/1.1 direct 0 01.1.1.1 255.255.255.255 1.1.1.1 fei_0/1.1 address 0 02.0.0.0 255.0.0.0 2.1.1.1 fei_0/1.2 direct 0 02.1.1.1 255.255.255.255 2.1.1.1 fei_0/1.2 address
9、0 03.0.0.0 255.0.0.0 3.1.1.1 fei_0/1.3 direct 0 03.1.1.1 255.255.255.255 3.1.1.1 fei_0/1.3 address 0 010.0.0.0 255.0.0.0 1.1.1.1 fei_0/1.1 ospf 110 1010.1.0.0 255.255.0.0 2.1.1.1 fei_0/1.2 static 1 010.1.1.0 255.255.255.0 3.1.1.1 fei_0/1.3 rip 120 50.0.0.0 0.0.0.0 1.1.1.1 fei_0/1.1 static 0 0,课程内容,路
10、由器的定义与作用基本概念路由器工作原理IP路由过程VLAN路由,路由器的工作原理,路由功能：学习和维护网络拓扑结构知识的机制，产生和维护路由表交换/转发功能：数据在路由器内部移动与处理的过程（从路由器一个接口输入，然后选择合适接口输出、做帧的解封装与封装，并对包做相应处理）,路由功能,学习和维持网络拓扑结构知识的机制被认为是路由功能。完成路由功能需要的几个基本信息：路由的是什么协议？目的地址是否已存在?从哪个端口发送出去？下一跳地址是什么？,帧校验并缓存数据包,进入接口,将目的地逻辑地址与下一跳逻辑设备和外出接口相关联,路由表,将下一跳逻辑设备与物理地址相关联以生成帧头,ARP缓存（局域网）,
11、封装数据包并转发帧,外出接口,由路由协议维护,由ARP或逆向ARP进程所维护,映射列表（广域网）,交换/转发功能,Routing process,Routing process,Routing process,Routing process,Routing table,Forwardingprocess,基于目的地址查找路由条目,遵循最长匹配原则,基于路由优先级向路由表加入路由,路由协议学习所有可能的路由，基于metric值选择最佳路由,路由器工作过程总结,课程内容,路由器的定义与作用基本概念路由器工作原理IP路由过程VLAN路由,同一网络内部的通信,我们从简单的问题开始讨论：在同一网络内部的
12、通信。为了便于讨论，不妨假设“IP层眼中的网络”一图中，网络A是一个以太网，内部有两台主机想要互相通信：,网络A,通向路由器1,通信需求,通信过程图示,IP地址：192.168.1.2MAC地址：00:20:AF:00:00:02,IP地址：192.168.1.1MAC地址：00:20:AF:00:00:01,以太网,IP层,上层协议这里无需考虑,封装IP包包发往IP地址192.168.1.2,以太网,IP层,封装MAC帧帧发往MAC地址00:20:AF:00:00:02,封装MAC帧收到MAC帧,ARP,拆封IP包收到IP包,A,B,网络情况,协议层次,不同网络之间的通信,了解了同一网络内部
13、的通信之后，我们再来看不同网络之间的通信。假设“IP层眼中的网络”一图中，网络A中有一台主机想要和网络B中一台主机通信，而网络A是一个以太网，网络B是一个X.25网络：,网络B,网络A,路由器1,通信需求,以太网,以太网接口,不同网段的通信过程,以太网,IP层,上层协议这里无需考虑,MAC帧,IP层,串行接口,以太网接口,IP层,网络情况,协议层次,PPP分组,IP包,IP包,发送端主机A,接收端主机B,路由器,Ethernet,PPP,HOST A,HOST B,fei-1/1,e1_2/1,Ethernet,fei-1/1,e1_2/1,上层协议这里无需考虑,IP层,路由器,PPP帧,IP
14、包,IP包,串行接口,MAC帧,IP包,IP包,判断与对端是否处于同一网段,检查ARP表是否有对端的MAC地址,做数据链路层封装（目的MAC为对 端MAC地址）,通过物理层发送数据,通过ARP获得对端MAC地址,YES,NO,YES,NO,是否配置了缺省网关？,YES,检查ARP表是否有网关MAC地址,做数据链路层封装（目的MAC为网 关MAC地址）,通过ARP获得网关MAC地址,NO,发送错误信息,YES,NO,End,获取对端IP地址,通信流程,IP通信流程基本概念,IP通信流程基本概念IP通讯是基于 hop by hop 的方式从源到目的之间源IP和目的IP地址保持不变每经过一个数据链路
15、层，数据链路层封装都要做相应的重新封装返回的数据选路与到达的数据选路无关,网络层协议的操作,X,Y,A,B,C,X,Y,A,B,C,路由过程示例,192.168.6.0/24,192.168.2.0/24,e1_1,e1_1,fei_1/1,192.168.2.3,192.168.1.0/24,192.168.3.0/24,192.168.3.3,192.168.4.1/24,R1,R2,R3,R1 路由表192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.4.1 e1_1 direct 0 0 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.2.1 fei
16、_1/1 direct 0 0192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 rip 120 1192.168.6.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 rip 120 1 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 rip 120 2,e1_2,e1_1,fei_1/1,fei_1/1,A,B,192.168.4.2/24,1.目的地址为:192.168.3.3,192.168.6.2/24,192.168.2.0/24,192.168.2.3,192.168.1.0/24,192.1
17、68.3.0/24,192.168.3.3,192.168.4.0/24,R1,R2,R3,R2 路由表192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.4.2 e1_1 direct 0 0 192.168.6.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_2 direct 0 0192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.1.1 fei_1/1 direct 0 0192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.4.1 e1_1 rip 120 1192.168.3.0 255.255.255.0 192.168
18、.6.2 e1_2 rip 120 1,e1_1,e1_1,fei_1/1,e1_2,e1_1,fei_1/1,fei_1/1,路由过程示例（续）,192.168.6.1/24,路由过程示例（续）,192.168.6.0/24,192.168.2.0/24,192.168.2.3,192.168.1.0/24,192.168.3.0/24,192.168.3.3,192.168.4.0/24,R1,R2,R3,R3 路由表192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.3.1 fei_1/1 direct 0 0 192.168.6.0 255.255.255.0 192.
19、168.6.2 e1_1 direct 0 0192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_1 rip 120 1192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_1 rip 120 1192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.6.1 e1_1 rip 120 2,反方向数据包的转发流程？,e1_1,e1_1,fei_1/1,e1_2,e1_1,fei_1/1,fei_1/1,课程内容,路由器的定义与作用基本概念路由器工作原理IP路由过程VLAN路由,方式一普通路由,方式二单臂路由,方式三三层/多层交
20、换机,VLAN one,VLAN two,VLAN three,fei_1/1,fei_1/3,fei_1/2,VLAN one,VLAN two,VLAN three,802.1Q trunkencapsulation,fei_0/1.1fei_0/1.2 fei_0/1.3,VLAN间路由,VLAN one,VLAN two,VLAN three,fei_1/1,fei_1/3,配置：路由器上在多个物理接口配置不同 VLAN缺省网关IP地址，交换机上的 端口设置为ACCESS PORT，分别属 于不同的VLAN,特点：需要多个路由器物理接口，成本高 灵活性与可扩展性差,fei_1/2,方式
21、一：普通路由,VLAN one,VLAN two,VLAN three,802.1Q trunkencapsulation,fei_0/1.1fei_0/1.2 fei_0/1.3,ZXR10(config)#interface fei_0/1.1ZXR10(config-subif)#encapsulation dot1Q 1ZXR10(config-subif)#ip add 1.1.1.1 255.0.0.0ZXR10(config)#interface fei_0/1.2ZXR10(config-subif)#encapsulation dot1Q 2ZXR10(config-subi
22、f)#ip add 2.1.1.1 255.0.0.0ZXR10(config)#interface fei_0/1.3ZXR10(config-subif)#encapsulation dot1Q 3ZXR10(config-subif)#ip add 3.1.1.1 255.0.0.0,方式二：单臂路由,配置：在路由器单个物理接口配置多个子接口,做802.1Q封装，不同子接口配置不同VLAN的缺省网关IP地址，交换机上的端口设置为802.1Q trunk,VLAN one,VLAN two,VLAN three,802.1Q trunkencapsulation,fei_0/1.1fei_
23、0/1.2 fei_0/1.3,ZXR10(config)#interface fei_0/1.1ZXR10(config-subif)#encapsulation dot1Q 1ZXR10(config-subif)#ip add 1.1.1.1 255.0.0.0ZXR10(config)#interface fei_0/1.2ZXR10(config-subif)#encapsulation dot1Q 2ZXR10(config-subif)#ip add 2.1.1.1 255.0.0.0ZXR10(config)#interface fei_0/1.3ZXR10(config-su
24、bif)#encapsulation dot1Q 3ZXR10(config-subif)#ip add 3.1.1.1 255.0.0.0,方式二：单臂路由,特点：只需要一个路由器物理接口，成本低 可扩展性好,需要路由器支持trunk封装,VLAN one,VLAN two,VLAN three,ZXR10(config)#interface vlan 1ZXR10(config-subif)#ip add 1.1.1.1 255.0.0.0ZXR10(config)#interface vlan 2ZXR10(config-subif)#ip add 2.1.1.1 255.0.0.0ZX
25、R10(config)#interface vlan 3ZXR10(config-subif)#ip add 3.1.1.1 255.0.0.0,方式三：三层/多层交换机方式,特点：同一机架内集成了路由与交换功能 可见接口都是二层端口（port）需创建三层接口（interface）并与vlan关联配置：为每个VLAN配置逻辑接口（interface）其IP地址为对应VLAN的缺省网关地址,本章内容回顾,路由器的定义与作用 基本概念 路由器工作原理 IP路由过程 VLAN路由,思考题,路由器有哪几个部分组成？路由器有哪两个主要功能？路由表是如何建立的？路由器在选择路由时，依据的标准是什么？在进行IP包转发的时候，如果路由表中有多条路由都匹配，路由器这时如何进行转发？简述IP路由过程中，包的解封装和再封装。,Q&A?,
