路由基本概念及静态路由配置

通信网络实验报告姓名：学号：实验二---路由基本概念及静态路由配置一、路由器的定义和作用（1）路由器——用于网络互连的计算机设备（2）路由器的核心作用是实现网络互连，数据转发路由（寻径）：路由表建立、刷新交换：在网络之间转发分组数据隔离广播，指定访问规则异种网络互连二、基本概念1、路由表（1）路由器为执行数据转发路径选择所需要的信息被包含在路由器的一个表项中，称为“路由表”（2）当路由器检查到包的目的IP地址时，它就可以根据路由表的内容决定包应该转发到哪个下一跳地址上去。（3）路由表被存放在路由器的RAM上2、路由表的构成（1）目的网络地址（Dest）（2）掩码（Mask）（3）下一跳地址（Gw）（4）发送的物理端口（interface）（5）路由信息的来源（Owner）（6）路由优先级（pri）（7）度量值（metric）3、路由分类路由信息根据产生的方式和特点可以分为以下几种：直连路由、缺省路由、静态路由、动态路由。其中缺省路由可以由静态路由配置，也可以由动态路由产生。（1）直连路由当接口配置了网络协议地址并状态正常时，既物理连接正常，并且可以正常检测到数据链路层协议的keepalive信息时，接口上配置的网段地址自动出现在路由表中并与接口关联。其中产生方式（onwer）为直连（direct），路由优先级为0，拥有最高路由优先级。其metric值为0，表示拥有最小metric值。直连路由会随接口的状态变化在路由表中自动变化，当接口的物理层与数据链路层状态正常时，此直连路由会自动出现在路由表中，当路由器检测到此接口down掉后此条路由会自动消失。（2）静态路由系统管理员手工设置的路由称之为静态（static）路由，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络拓扑结构的改变自动改变。其优点是不占用网络、系统资源、安全；其缺点是需网络管理员手工逐条配置，不能自动对网络状态变化做出调整。（3）缺省路由缺省路由是一个路由表条目，用来指明一些在下一跳没有明确地列于路由表中的数据单元应如何转发。对于在路由表中找不到明确路由条目的所有的数据包都将按照缺省路由条目指定的接口和下一跳地址进行转发。缺省路由可以是管理员设定的静态路由，也可能是某些动态路由协议自动产生的结果。优点：极大减少路由表条目缺点：不正确配置可能导致路由环路；可能导致非最佳路由（4）动态路由动态路由协议通过路由信息的交换生成并维护转发引擎需要的路由表。网络拓扑结构改变时自动更新路由表，并负责决定数据传输最佳路径。动态路由协议的优点是可以自动适应网络状态的变化，自动维护路由信息而不用网络管理员的参与。其缺为由于需要相互交换路由信息，需要占用网络带宽，并且要占用系统资源。另外安全性也不如使用静态路由。三、路由器的工作原理路由器被认为执行两个最重要的基本功能：路由功能与交换功能（1）路由功能：学习和维持网络拓扑结构知识的机制被认为是路由功能。完成路由功能需要路由器学习与维护以下几个基本信息：首先需要知道被路由协议的是什么，一旦在接口上配置了IP地址，子网掩码，既在接口上启动了IP协议，缺省情况下IP路由是打开的，路由器一旦在接口上配置了三层的地址信息就可以转发IP数据包。目的地址是否已存在。通常IP数据包的转发依据的是目的网络地址，路由表中必须有目的网络的路由条目才能够转发数据包，否则IP数据包将被路由器丢弃。路由表中还包含为将数据包转发至目的网络需要将此数据包从哪个端口发送出和应转发到那一个下一跳地址等信息。（2）交换/转发功能：数据在路由器内部移动与处理的过程（从路由器一个接口输入，然后选择合适接口输出、做帧的解封装与封装，并对包做相应处理）路由器的交换/转发功能指的是数据在路由器内部移动与处理的过程：从路由器一个接口接收，然后选择合适接口转发，其间做帧的解封装与封装，并对包做相应处理。首先当一个数据帧到达某一端口，端口对帧进行CRC校验并检查其目的数据链路层地址是否与本端口符合，如通过检查则去掉帧的封装并读出IP数据包中的目的地址信息，查询路由表，决定转发接口与下一跳地址。获得了转发接口与下一跳地址信息后路由器将查找缓存中是否已经有了在外出接口上进行数据链路层封装所需的信息，如果没有这些信息路由器将通过适当的进程获得这些信息：外出接口如果是以太网将通过ARP协议获得下一跳IP地址所对应的MAC地址；而如果外出接口是广域网接口将通过手工配置或自动实现的映射过程获得相应的2层地址信息。然后做新的数据链路层封装并依据外出接口上所做的QOS策略入相应的队列，等待端口空闲进行转发。四、实验要求1、路由器有哪几个部分组成？硬件模块：电源：供电SDRAM：路由器的内存程序的运行空间FLASH：相当于硬盘储存固件的地方CPU：处理器交换机：LAN口WAN口wifi模块串口软部分。2、路由器有哪两个主要功能？网络互连，网络管理。3、路由表是如何建立的？路由表的建立有静态路由和动态路由，静态的自己人工设置，动态的是路由器自己建立的，所以必须要有一定的原则，就是最短路径优先的原则。4、路由器在选择路由时，依据的标准是什么？最短路径优先5、在进行IP包转发的时候，如果路由表中有多条路由都匹配，路由器这时如何进行转发？在进行IP包转发的时候，如果路由表中有多条路由都匹配，路由器这时就按最短的路径转发。6、简述IP路由过程中，包的解封装和再封装封装过程：1、RouterA连接Group1的接口收到X协议报文后，首先交由X协议处理2、X协议检查报文头中的目的地址域来确定如何路由此包3、若报文的目的地址要经过Tunnel才能到达，则设备将此报文发给相应的Tunnel接口4、Tunnel口收到此报文后进行GRE封装，在封装IP报文头后，设备根据此IP包的目的地址及路由表对报文进行转发，从相应的网络接口发送出去。解封装过程：解封装过程和加封装的过程相反。1、RouterB从Tunnel接口收到IP报文，检查目的地址2、如果发现目的地是本路由器，则RouterB剥掉此报文的IP报头，交给GRE协议处理（进行检验密钥、检查校验和及报文的序列号等）3、GRE协议完成相应的处理后，剥掉GRE报头，再交由X协议对此数据报进行后续的转发处理。说明：GRE收发双方的加封装、解封装处理，以及由于封装造成的数据量增加，会导致使用GRE后设备的数据转发效率有一定程度的下降。