计算机网关与默认路由、直连路由、路由汇聚、CIDR等总结

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1、名词概念解释:
①静态路由(Static Routing):即由网络管理员/用户静态指定,不会随时间、流量、拓扑结构等因素变化而变化的路由路径。

②动态路由(Dynamic Routing):由路由器自动学习,受时间、网络流量、拓扑结构等因素变化而变化的路由路径。

③直连路由(Connected Route):因传输介质直连(直接连接)而产生的路由路径,直连不需要再设置路由,但设置也不会出错,如下图所示:
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R1和192.168.10.0、192.168.20.0两个网段直接连接,因此连线接通之后就直接存在直连路由,但是R1和192.168.30.0网段没有直接连接,则R3到192.168.30.0网段不存在直连路由。其他路由器类似,该拓扑中每个路由器都有两条直连路由并配置了两条静态路由如下:
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④路由汇聚(Routing aggregation):多条路由路径合成一条路由路径(形态:合成的一条路由路径,其子网掩码1的位数必定不大于原有路由路径子网掩码1的位数)。对于上图,我们可以看到对于R1,无论是去192.168.30.0/24网段还是去192.168.40.0/24网段,其出口地址均为192.168.20.2。我们可以修改为ip route 192.168.0.0 16 192.168.20.2,即合并成一条,将网络位第三段的20或30整合到0便可实现路由聚合减少路由表项数目。对于R3路由器也是同理,但是R2不行。如下所示:
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其实也可以按下所示进行聚合,我们可以看到R3的聚合和R1的聚合不相同,R1将两条C类聚合为一个B类,而R3将两条C类聚合为一个A类,但是都达到了聚合的目的,所以都是可以的:
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⑤无类域间路由(Classless Interdomain Routing,CIDR):严格的路由汇聚,或者说是路由汇聚的最优方式/精确汇聚(无类域间路由路由属于但不等于路由汇聚的范围)。因为上图中,其路由聚合有多种方式,而CIDR是比较严格的路由聚合,对于其聚合是跨越了A、B、C类地址分类的聚合方式,如对于R1,192.168.30.0/24、192.168.40.0/24是只能进行路由聚合而不能进行CIDR的。下图可以进行CIDR:
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对于R1,其需要设置静态路由的两个网段为192.168.2.0/24和192.168.3.0/24,其第三段为2(1 0)和3(1 1),则将原有子网掩码左移一位使得192.168.2.0/24和192.168.3.0/24变成同一个网段192.168.2.0/23,且该网段的/24子网只存在192.168.2.0/24和192.168.3.0/24两个,不存在其他,这就是CIDR。CIDR其实是“超网”的逆过程即子网划分的逆过程子网合并。而之前的R1的两条路由192.168.30.0/24和192.168.40.0/24其要合并成一个大网段,就是将30(00 01 1110)和40(00 10 1000)现有的子网网络位化为主机位,子网掩码至少需要左移6位才可以达到子网合并,这其中共有64个子网,而当前只有2个,因此不能“精确汇聚”,即不能CIDR。

⑥默认路由(Default Routing):路由器设置的不存在路由路径的所有报文均采用默认路由进行转发,对于192.168.30.0/24和192.168.40.0/24就是ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.20.2,即最大范围的路由汇聚,包含了所有子网。
⑦网关(Gateway):网关其实是对于PC/Server等非网络设备这个概念会更加明显,网关实质就是局域网的默认路由的下一跳地址。

关于有多条路由设置的问题,优先级如下:
直连路由 > 最长掩码匹配 > 路由汇聚 > CIDR > 默认路由
(因为有最长掩码优先匹配原则,因此默认路由必定是最后才会使用的路由方式)。

2、计算机设置网关与默认路由:
上面说网关实质就是局域网的默认路由的下一跳地址,我们可以使用route print命令在windows上查看,第一条就是网关代表的默认路由(下面有一部分192.168.10.0、192.168.20.0、192.168.80.0等的路由是VMware的路由记录):
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如果我们在adapter属性设置中把IP设置为静态并不设置网关,但是通过自己设置路由的方式来代替在adapter中设置网关的目的。如下所示:
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可以ping一下百度,可以ping通:
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也就是说,有时候可能PC/Server需要不设置网关,改用设置路由的方式来达到一定的功能,如下所示:
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如果PC_A要和Internet与PC_B通信,那么应该将网关设为同在局域网内的R1的接口(192.168.10.1)还是R2的接口(192.168.10.2)。假设将PC_A的网关设置为192.168.10.1,则访问Internet直接由R1转发就出去了,但是如果与PC_B通信,则PC_A一看是目标地址192.168.20.10和自己不在用一个网段就会把数据包丢给R1网关,R1则根据路由表返回来丢给R2,R2再丢给PC_B。那为什么不把PC_A的网关直接设置成R2的192.168.10.2,其实访问PC_B少一次路由,但访问Internet又多一次路由。

有没有什么办法让PC_A访问Internet直接由R1转发,而与PC_B通信直接发给R2而不经R1转发给R2?既然问出来这个问题,那当然是有的了,就是采用给PC_A设置网关为R1的192.168.10.1,但是也增加一条路由到PC_B:route ADD 192.168.20.0 MASK 255.255.255.0 192.168.10.2,则PC_A遇到发给PC_B(192.168.20.0网段)的数据则直接根据最长掩码匹配选择设置的路由将数据交给R2,而非192.168.20.0网段的数据就采用默认路由,即设置的网关来直接转发到Internet中去。

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