网络基础（八）：路由器的基本原理及配置

目录

1、路由概述

2、路由器

2.1路由器的工作原理

2.2路由器的转发原理

3、路由表

3.1路由表的概述

3.2路由表的形成

4、静态路由配置过程（使用eNSP软件配置）?

4.1两个静态路由器配置过程

4.2三个静态路由器配置过程

5、默认路由配置过程

5.1默认路由的概述

5.2默认路由配置过程

6、路由器转发数据包的封装过程

6.1查看所有设备mac地址

6.2过程说明

6.3抓包验证

7、交换与路由对比

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1、路由概述

从源主机到目标主机的转发过程

2、路由器

2.1路由器的工作原理

路由器是一种三层设备，是使用IP地址寻址，实现从源IP到达目标IP地址的端到端的服务，其工作原理就是根据路由表转发数据，详细过程如下：

①路由器接收到数据包，提取目标IP地址及子网掩码计算目标网络地址，根据目标网络地址查找路由表，如果找到目标网络地址就按照相应的出口发送到下一个路由器

②如果没有找到，就需要查看有没有默认路由，如果有就按照默认路由的出口发送给下一个路由器，如果没有找到就给源IP发送一个出错ICMP数据包表明没法传递该数据包

③如果是直连路由就按照第二层MAC地址发送给目标站点

2.2路由器的转发原理

路由器位于网络层，需要寻找数据传输的最佳路径

3、路由表

3.1路由表的概述

• 路由器中维护的路由条目的集合
• 路由器根据路由表做路径选择

3.2路由表的形成

直连网段：当给路由器接口配置好ip地址，则路由器会自动将该接口的ip地址网段加到路由表中，形成直连路由。（可自动学习接口上的ip地址网段，且所有的接口一定处于开启状态）

非直连网段：

• 静态路由：管理员需手动配置ip地址的网段和接口信息。是单向的，需要配置发送数据去的路由也要配置接收数据回来的路由。它的特点是缺乏灵活性，只适用于中小网络需要配置的路由条目少的情况。
• 动态路由：通过动态路由协议自动学习，所有的路由器每隔一段时间，会将自己已知的网段信息以数据包的形式发送给相邻的路由器，进行网段信息的分享

4、静态路由配置过程（使用eNSP软件配置）?

4.1两个静态路由器配置过程

4.1.1新建拓扑，添加两个路由器、两个PC端，再连接它们对应的接口，最后开启这些设备。

4.1.2设置PC1和PC2不同网络区域的IP地址和网关以及子网掩码

4.1.3更改路由器AR1的名称和路由器AR2的名称，并配置路由器AR1和路由器AR2的IP地址网关和子网掩码

4.1.4查看PC1与AR1的g0口、PC2与AR2的g0口是否ping通，如果ping不通检查上述步骤是否出错，ping通则继续

4.1.5查看AR1和AR2路由表信息

输入display ip routing-table：查看路由表信息

注：

Destination/Mask：目标网段/子网掩码

Proto：路由信息的由来（Direct表示直连，Ospf rip表示动态学习，Static表示静态）

Pre：优先级（数值越低优先级越高），优先级越高越有话语权

Cost：花销值，数据传输经过多少台设备，与rip协议有关最多允许15个路由器

Nexthop：下一跳，接收数据的下一个设备的接口，一定是离出口最近的接口

Interface：接口（出口）

由路由器AR1的路由表中的Destination/Mask，查看到没有目的ip地址的网段：192.168.11.0的信息，说明不能传输数据到PC2，这时就需要配置静态路由就可以实现数据传送到PC2。

由路由器AR2的路由表中的Destination/Mask，查看到没有目的ip地址的网段：192.168.10.0的信息，说明不能传输数据回PC1，这时就需要配置静态路由就可以实现数据传送回PC1。

这样一来一回就可以实现PC1与PC2的联通

4.1.6配置AR1和AR2的静态路由

配置静态路由的通用格式：ip route-static 目的网段 子网掩码 下一跳地址

4.1.7检测PC1能否ping通PC2

4.1.8拓展：负载均衡下的静态路由配置

在路由器AR1与路由器AR2之间再加一条线路，需要注意这两条线的速率

添加AR1与AR2接口g2的ip地址，并调整优先级，其中直连为0，非直连静态为60

通用格式：ip route-static 目的网段 子网掩码 下一跳地址 preference 70(数值越大优先级越小）

4.2三个静态路由器配置过程

4.2.1新建拓扑，添加三个路由器、两个PC端，再连接它们对应的接口，最后开启这些设备。

4.2.2设置PC1和PC2不同网络区域的IP地址和网关以及子网掩码

4.2.3配置AR1、AR2、AR3路由器的两个接口的ip地址（网关）和子网掩码及静态路由

AR1路由器的静态路由只需要关注PC1传送数据到PC2的过程，所以只需要设置静态路由：ip route-static 192.168.11.0 24 10.10.10.2

AR2路由器的静态路由不仅需要关注PC1传送数据到PC2的过程，还需要关注PC2传输数据回PC1的过程，所以不仅需要设置静态路由：ip route-static 192.168.11.0 24 20.20.20.2，还需要设置静态路由：ip route-static 192.168.10.0 24 10.10.10.1

AR3路由器的静态路由只需要关注PC2传送数据回PC1的过程，所以只需要设置静态路由：ip route-static 192.168.10.0 24 20.20.20.1

4.2.4检测PC1能否ping通PC2

5、默认路由配置过程

5.1默认路由的概述

• 一般在末梢网络（路由器上只连接了一个路由器）的路由器上
• 配置默认路由后，当路由器在路由表中找不到目标网络的路由条目时，路由器把请求转发到默认路由接口
• 将一端主机上所有流量交给固定的地址（路由器）处理

5.2默认路由配置过程

?5.2.1沿用上述三个静态路由器图，PC1和PC2的ip地址、网关、子网掩码也与上述一样

5.2.2配置AR1、AR2、AR3路由器的两个接口的ip地址（网关）和子网掩码

5.2.3配置AR1、AR3的默认路由和AR2路由器的静态路由

配置默认路由的通用格式：ip route-static 0000(任意地址) 0(子网掩码) 下一条地址

配置静态路由的通用格式：ip route-static 目的网段 子网掩码 下一跳地址

5.2.4检测PC1能否ping通PC2

6、路由器转发数据包的封装过程

6.1查看所有设备mac地址

AR1、AR2、AR3路由器两个接口mac地址，输入：display int 接口进行查看

PC1、PC2双击在基础配置中查看mac地址

6.2过程说明

① 当使用ping工具输入命令ping 192.168.11.11开始，PC1会和自己的子网掩码相与，发现目的地址跟自己不在同一网段。此时会发送ARP广播，得到网关mac地址00e0-fc98-7c4b，把数据转交给网关处理（源mac：54-89-98-A7-75-4B，源IP地址：192.168.10.10，目的mac：00e0-fc98-7c4b，目的IP：192.168.11.11）

② 当数据包到达路由器AR1，路由器对数据进行拆包，对照路由表，根据目的IP从g0/0/0这个口发出。此时数据包要重新封装，源mac地址失效，需要重新发送ARP广播，重新封装数据包（源mac：00e0-fc98-7c4a，源IP地址：10.10.10.1，目的mac：00e0-fcba-7f2b，目的IP：102.168.11.11）

输入：display arp，查看arp协议

③ 到达路由器AR2继续拆包封装：（源mac：00e0-fcba-7f2d，源IP地址：20.20.20.1，目的mac：00e0-fca8-628b，目的IP：192.168.11.11）

④ 到达路由器AR3继续拆包封装：（源mac：00e0-fca8-628a，源IP地址：20.20.20.2，目的mac：54-89-98-16-31-3E，目的IP：0.0.0.0），最终到达目的mac

注：

• 路由转换时，IP地址不变，MAC地址一直在变
• 数据传输到下一个设备找不到目的MAC，会发送ARP请求，会消耗时间，理论上每次请求会丢包一次。超时几次跟ARP回复速率有关，ping有等待响应的过程，如果速度快可能丢包就会减少

6.3抓包验证

7、交换与路由对比

①交换工作在数据链路层

• 根据“MAC地址表”转发数据
• 硬件转发

②路由工作在网络层

• 根据“路由表”转发数据
• 路由选择
• 路由转发?