静态路由理论知识

路由表中路由信息的类型
若数据包要发送到非直连的网络，就要配置路由信息，配置路由信息的方法有两种：静态路由配置和动态路由配置。

检查路由器端口信息命令：show ip route
简写形式：sh ip ro
直连路由
C：直连路由，当路由器的端口配置好IP地址和子网掩码，up起来后，路由器通过自己的各接口所配置的IP地址和地址掩码，可以自动得出各接口所在的网络，使用show ip route命令可以查看路由表的信息。
S：静态路由：由系统管理员手动输入的路由条目
动态路由：由各种路由协议自动得出的路由条目
D：EIGRP
O：OSPF
R：RIPV2
带星号就是默认路由，如S*，D*

路由选择协议概述

一、路由选择的分类、优缺点、适用的场合

二、因特网所采用的路由选择协议的主要特点

在自治系统内部和自治系统外部，采用不同类别的路由选择协议，分别进行路由选择。

三、因特网采用分层次的路由选择协议的原理

假设这是因特网中的很小的一部分，我们可以将左侧这些网络和路由器划归到一个自治系统，而将右侧蓝色这些网络和路由器划归到另一个自治系统，自治系统之间的路由选择简称为域间路由选择，自治系统内部的路由选择简称为域内路由选择（本课程重点介绍内容）。域间路由选择使用外部网关协议EGP（比如BGP协议）这个类别的路由选择协议。域内路由选择使用内部网关协议IGP这个类别（如RIP2、OSPF）的路由选择协议。外部网关协议EGP和内部网关协议IGP只是路由选择协议的分类名称，而不是具体的路由选择协议，另外，名称中使用的是“网关”这个名词，是因为在因特网早期的RFC文档中，没有使用“路由器”，而使用的是“网关”这个名词。现在新的RFC文档中又改用“路由器”这一名词。因此外部网关协议EGP可改成为外部路由协议ERP，内部网关协议IGP可改称为内部路由协议IRP。在一个自治系统内部使用的具体的内部网关协议，与因特网中其它自治系统中选用何种内部网关协议无关。例如，在左侧绿色的自治系统内部使用的内部网关协议为路由信息协议RIP，而在右侧蓝色自治系统内部使用的内部网关协议为OSPF，自治系统之间使用的外部网关协议为边界网关协议BGP。

四、常见的路由选择协议

五、路由器的基本结构

路由器是一种具有多个输入端口和输出端口的专用计算机，其任务是路由选择，转发分组。整个路由器结构可划分为两大部分：一个是路由选择部分，另一个是分组转发部分。路由选择部分的核心构件是路由选择处理机，它的任务是根据所使用的路由选择协议，周期性地与其他路由器进行路由信息的交互，来更新路由表。分组转发部分由三部分构成，分别是：交换结构、输入端口、输出端口。信号从某个输入端口进入路由器，物理层将信号转换成比特流，送交数据链路层处理，数据链路层从比特流中识别出帧，去掉帧头和帧尾后，送交网络层处理。如果送交网络层的分组是普通待转发的数据分组，则根据分组首部中的目的地址进行查表转发，若找不到匹配的条目，则丢弃该分组；否则，按照匹配条目中所指示的端口进行转发。网络层更新数据分组首部中某些字段的值，例如将数据分组的生成时间减1。然后送交数据链路层进行封装，数据链路层将数据分组封装成帧，送交物理层处理，物理层将帧看做是比特流，将其变换成相应的电信号进行发送。如果送交网络层的分组是路由器之间交换路由信息的路由报文，则把这种分组送交路由选择处理机。路由选择处理机根据分组的内容来更新自己的路由表。路由表一般仅包含从目的网络到下一跳的映射，路由表需要对网络拓扑变化的计算最优化，而转发表是从路由表得出的。转发表的结构应当使查找过程最优化。

需要说明的是，我们在之前的静态路由配置的相关课程中，并没有严格区分路由器中的路由表和转发表，这样有助于简化问题的分析。因此，在后续有关路由选择协议的课程中，我们仍然不严格区分路由表和转发表，还是以路由表来表述问题。路由选择处理机除了处理收到的路由报文外，还会周期性地给其它路由器发送自己所知道的路由信息。路由器的各端口还应具有输入缓冲器和输出缓冲区。

输入缓冲区用来暂存新进入路由器但还来不及处理的分组。输出缓冲区用来暂存已经处理完毕但还来不及发送的分组。需要说明的是路由器的端口一般都具有输入和输出的功能，我们图中分别给出输入端口和输出端口，目的在于更好地演示路由器的基本工作过程，使同学们更容易理解。
小结

管理距离

管理距离比较的是：不同的路由协议之间的优先级谁更高。

Administrative distance （AD）管理距离、翻译成中文就是可信度，实际就是优先级，值越小，优先级越高。
OSPF的管理距离是110，EIGRP的管理距离是90。
可以使用命令修改管理距离
ip route 172.16.0.0 255.255.0.0 10.1.1.1 100

度量值：同一种协议，谁的值越小，就优先选择哪个信息进入路由表，作为路由条目。

度量值少，效率高，计算快，度量值多，效率低，开销大，但是可以更综合、更好的反映出网络的实际状态。
度量值就是一个路由协议选路的标准。
RIP是跳数，一个数据包从源地址发到目的地址，被多个路由器转发的次数，最开始为0，被路由器转发一次，跳数增加1，最大只能是15跳。
OSPF的度量值是COST（开销）：带宽越大开销越小，比如1000M的链路比100M的链路开销要低，所以优先选择1000M的链路。

静态路由

Loopback环回口，虚拟口，代表一个虚拟的网络，不用在麻烦连pc机和交换机等来建立一个网络，模拟一个网络，loopback不用UP，多用于测试网络连接情况。
静态路由配置的是所有非直连的网段。动态路由配置的是所有直连的网段。

配置默认路由
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.2.1
配置特定主机路由（给路由器添加针对某个主机的特定主机路由条目，一般用于网络管理人员对网络的管理和测试，另外，在需要考虑某种安全问题时，也可以采用特定主机路由）
特定主机路由条目中的目的网络地址为该主机的IP地址，子网掩码为255.255.255.255，其CIDR形式为特定主机IP地址/32
ip route 192.168.4.1 255.255.255.255 10.0.0.1

配置黑洞路由
ip route 192.168.0.0 255.255.0.0 null 0
也就是路由器丢弃了该IP数据报。

静态路由与动态路由优缺点的比较

RouterA(即RouterX)要到达网络172.16.1.0 255.255.255.0（这是一个网络地址），下一跳（via）是路由器B的172.16.2.1端口，如果不知道到达网络的下一跳地址，可以给出到达该网络172.16.1.0的出口（s0/0/0）。
完整的命令格式如下：
ip route 非直连网络地址 子网掩码 下一跳地址(和R1相连的R2的入口IP地址)/自身出口端口号（和R2相连的，R1的出口端口地址） [管理距离]

任意网络任意地址的默认路由0.0.0.0 0.0.0.0
由于因特网中包含了众多的网络，如果我们给路由器添加针对这些网络的每一条路由条目，则会给人工配置带来巨大的工作量，并且使相关的路由器的路由表变得非常大，降低查表转发的速度，实际上，对于具有相同下一跳的不同目的网络的路由条目，我们可以用一条默认路由条目来替代，其CIDR形式为0.0.0.0/0
比如：当家里的所有电脑、手机登终端要通过电信ISP的路由器A，连接到外网，以便访问163.com，百度.com登服务器时，我们可以配置默认路由0.0.0.0 0.0.0.0来代表家庭网络要访问所有网络（到达路由器A以外的所有已知网络），电信能访问，家庭网络就可以访问到。
路由器B代表家里的无线路由器，路由器A代表电信的路由器。

黑洞路由的配置（了解）

1、黑洞路由也为一条静态路由，但与其他路由不同的是，黑洞路由的出口接口为NULL0。如果一条静态路由的出口接口为NULL0时，我们称此条路由为黑洞路由，null0是路由器内部的虚拟接口。
简单的来说，若一条静态路由的网段的出口接口被指定为NULL0时，那么，去往这个网段内所有的数据报文将被直接丢弃，不进行转发。
它主要实现了数据的过滤，防止环路的产生等等。
2、基本配置
例如：配置一条目的网段为192.168.1.0/24黑洞路由。也就是客户端访问192.18.1.0/24这个网段的所有数据都将被丢弃，不进行数据的转发。
ip route-static 192.168.1.0 24 null0
ip route-static 192.168.0.0 255.255.0.0 null 0
现在客户端想要访问192.168.1.0/24这个网段时，数据包首先会发至网关路由器，然后查询路由表进行数据的转发，但是路由器发现此网段的出口接口为null0，因此，数据包被直接丢弃。