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IP路由原理1

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IP路由原理
概述:

研究IP路由:靜態路由、動態路由的特征以及按需路由(ODR);
1、距離矢量、鏈路狀態、高級路由矢量路由(也叫混合路由);
2、分類和無類路由;
路由器將數據轉發到目標網絡,需要知道遠程網絡,和到達此網絡的最佳路徑。路由器知道與他直連的網絡--它根據接口配置的地址和子網掩碼確定接口的子網和網絡號;而對於不接口直接相連的網絡,路由器需要依賴外部路由(靜態路由、動態路由)。

靜態路由原理
管理員手動指定的路由,在下列情況下適合使用靜態路由:
1、帶寬較低(撥號連接)、不希望傳輸動態路更新;
2、管理員想完全控制;
3、為動態路由提供一條備用鏈路;
4、去往只有一條路徑可達的網絡(末節網絡);
5、到ISP的默認路由

CLI:全局模式下
R1(config)# ip route 2.2.2.2 255.255.255.255(目標網絡和子網) 10.1.1.1(出接口或者下一跳地址) 10(1-255管理距離) name next-hop (名稱)
靜態默認路由:
需要將目標網絡和子網掩碼都設置為0.0.0.0表示匹配任意網絡;
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(config)#ip route 10.1.1.0 255.255.255.0 g0/0 #出接口在路由表中顯示為直連路由管理距離0
(config)#show ip route
S 10.1.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0

(config)#ip route 10.1.1.0 255.255.255.0 12.1.1.1 #下一跳在路由表中顯示為靜態路由管理距離1

S 10.1.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0
[1/0] via 12.1.1.1

註意:靜態路由使用出接口和使用下一跳的區別:在以太網中,兩個接口之間的通信需要使用MAC地址,根據MAC地址,將數據封裝成數據幀後傳送到網絡,進而通過物理線路傳送給對方。而獲得對方的MAC地址,是通過ARP的過程完成的。
當靜態路由中使用出接口時,路由器會認為目標網絡和接口處在“直連網絡”中。 R1(config)#ip route 12.1.1.0 255.255.255.0 g0/0
查看:這時R1認為12.1.1.0/24這個網段是和自己直連的,
在以太網直連網絡中設備間的通信是通過ARP廣播來獲取到到達目標主機的MAC地址的。即當R1要訪問12.1.1.2這個IP地址時, R1認為目標網絡是自己的直連網絡(這時候還是屬於靜態路由),於是R1就要在g0/0口向網絡發出ARP請求廣播,來尋找12.1.1.3所對應的MAC地址。

這時,如果R2啟用了ARP代理,那麽R2將代替R3應答此ARP請求,即R2告訴R1:12.1.1.2所對應的MAC地址是R2的g0/0接口的MAC。如果R2的ARP代理功能關閉,那麽R1將不能ping通12.12.1.2。假設R3後面接了些的PC機,當R1要訪問這些PC機時,都會產生一條該PC機和MAC地址對應的ARP條目緩存,如果PC機的數量很大,該緩存也很大,有可能導致R1耗盡內存來維護。
在靜態路由中使用下一跳,路由表中顯示的是下一跳的IP。
R1(config)#ip route 12.1.1.0 255.255.255.0 10.1.1.1
查看:這時去往12.1.1.0/24的網段只會維護一條ARP緩存,即10.1.1.1所對應的是R2的g0/0接口地址。即使R3後面接了多臺主機,也只需要維護這麽一條ARP緩存記錄。
如果在點到點網絡環境下,無論是指定下一跳地址還是出接口,其效果都是一樣的。使用如 HDLC 和 PPP 之類協議來進行二層的封裝,不需要進行ARP的解析。
結論:
在配置靜態路由時,既可指定出接口,也可指定位下一跳,到底采用哪種方法,需要根據實際情況而定。
在點到點網絡環境下,無論是指定下一跳地址還是出接口,其效果都是一樣的。
但是在廣播網絡環境下,指定下一跳地址和指定出接口將會達到不同的效果。如果指定為出接口的話,那麽不管數據包的目標地址是否有效,每次當數據包到達時都會觸發一個ARP請求,又因為ARP代理功能在IOS環境下默認是打開的,這就意味著路由器需要配備大量的ARP高速緩存。而如果是指定為下一跳地址的話,僅當第一個去往目標網絡的數據包到達時,才會觸發ARP請求。

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