「Routing」- 路由、IP 路由、路由基础

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以太网交换机工作在数据链路层,用于在网络内进行数据转发。而企业网络的拓扑结构一般会比较复杂,不同的部门,或者总部和分支可能处在不同的网络中。

此时,就需要使用路由器(Router)来连接不同的网络,实现网络之间的数据转发。

原理简述(路由器的基本工作原理)

路由器转发数据包

Router 收到数据包之后,通过 Routing Table 查找,Router 得知 下一跳(DST MAC)和 出接口(SRC MAC)

下一跳、出接口:这两个要素用于封装二层的数据帧。

路由表(Routing table)

功能类似于 Switch 的 CAM Table,都是表述数据的走向。

Destination/Mask:目的网络

Proto:获取到该路由的方法:
3)动态:通过路由协议学习到的路由
2)静态(Static):通过命令手动添加的路由记录;
1)直连(Direct):在特定接口配置 IP Address 之后,会自动添加到该网络的路由。

Pre:Preference,优先级;

Cost:路径开销。注意与 Metric(度量)区分,Metric 概念较大,指不同的度量方式,比如 Cost 度量,Hop 度量 等等。

路由器选择最优路由的方法

如果有多条去往目的地址的链路,路由器将负责进行最优选路。

1)将选择更加详细的路由,最长匹配原则,掩码最长:Destination/Mask
2)如果(1)相同,则根据路由协议优先级,Pre,通常 Direct 0,OSPF 10,Static 60,RIP 100 优先级;
3)如果(2)相同,则根据路由度量,看开销,Cost;协议不同,方法不同,RIP 使用跳数;
4)如果(3)相同,会出现等价路由,负载分担;

静态路由(Static Routing)

静态路由是指由管理员手动配置和维护的路由条目。

优点/缺点

1)静态路由配置简单,被广泛应用于网络中。
2)另外,静态路由还可以实现负载均衡和路由备份。

因此,学习并掌握好静态路由的应用与配置是非常必要的。

但是,静态路由也存在很多缺点:
1)需要手动维护,成本高;
2)故障时,需要及时处理,否则会引发问题;

应用场景

缺省路由:在企业网络中,我们需要手动配置默认网关(缺省路由,0.0.0.0/0),以访问外部网路;

负载分担:到达同一目的网路,由两条路由;

路由备份:到达同一目的网路,由两条路由,但是 Preference 不同;

汇总路由

相关链接

华为静态路由配置:Huawei/VRP/Routing

动态路由(Dynamic Routing)

动态路由协议

动态学习路由,根据某种规则(路由协议)建立路由转发表的协议,并能够根据网络变化作出相应调整的协议;

协议基础(工作流程)

1)发送:向其他路由传递路由信息;
2)接收:接收其他路由器的的路由信息;
3)建表:根据收到的路由信息,计算到目的网络的最优路径,并生成路由表;
4)动态:对网络拓扑的变化及时反应,生成新的路由选择表;同时向其他路由器宣告拓扑变化;

协议分类

对于动态路由协议,根据工作范围:
1)工作在 AS 内部,称为内部网关协议(IGP):RIP、OSPF、IS-IS、EIGRP(思科私有协议,后成为标准)
2)工作在 AS 之间,称为外部网关协议(EGP):EGP(重名;淘汰)、BGP

对于动态路由协议,根据工作原理:
1)距离矢量路由协议:RIP、BGP(增强的距离矢量协议)
2)链路状态路由协议:OSPF、IS-IS

距离矢量路由协议

距离,表示“远近”;矢量,表示“方向”;

路由器从 邻居 那里获得非直连网络的路由信息;路由器每经过特定时间周期,向邻居发送自己的路由表;

依照“传闻”进行路由选择,即路由信息都是来自于上有的路由通告信息。

最终,在每个设备上都会具有一张完整的路由表(但不一致)