第六章-路由器工作原理

网络协议与路由器工作原理
使用ping测试命令在路由器AR1上直接ping 4.4.4.4主机，具体操作如下： AR1#ping -a 1.1.1.1 （source 源） 4.4.4.4 这里源后面加上4.4.4.4表明是主机 1.1.1.1要向主机4.4.4.4发送ping测试数据。 [AR1]ping -a 1.1.1.1 4.4.4.4
路由表信息含义：
目的网络地址/网络掩码（Destination Network Address/Netmask) 路由表相当于路由器的地图，而每一条路由都指向网络中的某个目的网段。
路由协议（protocol） 表示该路由的协议类型，或者该路由时通过什么途径学习到的。
优先级（preference） 路由表中路由条目的获取来源有多种，每种类型的路由对应不同的优先级，路由优先级的 值越小则该路由的优先级越高。
路由器2接收到数据包， 查看数据包的目标地址，
并查找路由表
4.0 4.1
Router1 2.1
1.3
1.2
E0
DatSa0
Router2
2.2
4.3
S0
4.2 E0
路由表
网段
接口
1.0
E0
2.0
S0
4.0
S0
路由表
网段
接口
1.0
S0
2.0
S0
4.0
E0
网络协议与路由器工作原理
路由器工作原理
1.1 1.0
路由器工作原理
1.1 1.0
路由器接收到数据，查 看数据包中的目标地址
为4.2，查找路由表
4.0 4.1
1.2Data
Router1 2.1 1.3
E0
S0
Router2
2.2
4.3
4.2
S0
E0
路由表
网段
接口
1.0
E0
2.0
S0
4.0
S0
路由表
网段
接口
1.0
S0
2.0
S0
4.0
E0
网络协议与路由器工作原理
f0/1
f0/1
网段添加到路由表中
f0/0 10.1.1.1/8
192.168.1.1/24
网络协议与路由器工作原理
路由器转发数据包时的封装过程
Host A
以太网帧
192.168.1.2/24
IP包
00-11-12-21-11-11
P R E
D A
S A
Type
Header
C
Data
R
C
192.168.1.1/24
路由器到路S0由口表转
Router1 2.1
1.3
1.2
EDa0ta
S0
4.0 4.1
Router2
2.2
4.3
S0
4.2 E0
路由表
网段
接口
1.0
E0
2.0
S0
4.0
S0
路由表
网段
接口
1.0
S0
2.0
S0
4.0
E0
网络协议与路由器工作原理
路由器工作原理
1.1 1.0
2.2.2.0/24 Direct 0 0
2.2.2.2/32 Direct 0 0
2.2.2.255/32 Direct 0 0
127.0.0.0/8 Direct 0 0
127.0.0.1/32 Direct 0 0
127.255.255.255/32 Direct 0 0
192.168.1.0/24 Direct 0 0
网络协议与路由器工作原理
路由器工作原理
主机1.1要发送数据到
1.1 1.0
4.2
1.2Data
Router1 2.1 1.3
E0
S0
4.0 4.1
2.2
Router2 4.3
S0
4.2 E0
路由表
网段
接口
1.0
E0
2.0
S0
4.0
S0
路由表
网段
接口
1.0
S0
2.0
S0
4.0
E0
网络协议与路由器工作原理
路由器2根据路由表转
4.0 4.1
发数据到E0口
Router1 2.1
1.2
1.3 E0
S0
Router2
2.2
4.3
4.2
S0 Data
E0
路由表
网段
接口
1.0
E0
2.0
S0
4.0
S0
路由表
网段主机4.2接接收口到数据包
1.0
S0
2.0
S0
4.0
E0
路由表
网络协议与路由器工作原理
路由表：在路由器中维护的路由条目，路由器根据路由表做路径 选择。
下一跳（next hop） 是指路由器转发到达的网段数据包所使用的下一跳地址。
网络协议与路由器工作原理
路由信息来源 路由表中路由信息来源可归纳为三类，分别是直连路由、静态路由和动态路由 需要注意的是，一个接口的直连路由被加载到路由表的前提是该接口的物理状态 （physical status）及协议状态（protocol status）都必须是“up”的，路由表中才 会加载这条直连路由条目。
思考： 为什么主机1.1.1.1不能与主机4.4.4.4进行通信？ 分析问题思路： 查看路由器AR1路由表：
网络协议与路由器工作原理
[AR1]display ip routing-table （查看路由器路由表命令）
Route Flags: R - relay, D - download to fib
开销(cost) Cost 指示了本路由器到达目的网段的代价值，有的教材中称之为度量值 （metric）度量值的大小会影响到路由的优选。华为路由器的路由表中，cost 一列对应的就是该条路由的度量值。直连路由及静态路由缺省的度量值为“0” 每种动态路由协议的度量值计算方法都不一样，度量值 也就不一样。
那么这张表 是怎么形成
的呢？
网段
1.0 2.0 4.0
路由表
接口
E0 S0 S0
网络协议与路由器工作原理
直连路由
当在路由器上配置了接口的IP地址，并且接口状态为up的时候，路由表中 就出现直连路由项.
20.0.0.0/8
路由表
网段
接口
对于不直连1的92网.16段8.，1.0需/2要4
f0/0
静态路由或动10态.0.路0.0由/8，将
网络协议与路由器工作原 理
网络协议与路由器工作原理
一、什么是路由
在网络通信中“路由（router）”一词是一个网络层的术语，它是指从某一网
路设备出发去往某个目的地的路径；而路由表（routing table）则是若干条路
由信息的一个合体。在路由表中，一条路由信息也被称为一个路由项或一个路
由条目。路由表只存在于终端计算机和路由器（以及三层交换机）中，二层交
PING 4.4.4.4: 56 data bytes, press CTRL_C to break Request time out Request time out Request time out Request time out Request time out
--- 4.4.4.4 ping statistics --5 packet(s) transmitted 0 packet(s) received 100.00% packet loss
10.120.2.0
172.16.1.0
要完成对数据包的传输，路由器必须知道并处理哪些信息： 1、目的地址; 2、相邻路由器，并且能够从邻居处获得远程网络的信息; 3、到远程网络的所有可能的路径; 4、能计算出到达远程网络的最佳路径; 5、要能够维护并验证路由信息，在路径发生改变时，要能很快的知道.
Data
C R C
00-11-12-21-66-66
DA:192.168.2.2/24
Host B
SA:192.168.1.2/24 00-11-12-21-55-55
00-11-12-21-66-66
网络协议与路由器工作原理
实际操作：
测试目的：通过本次测试，学生可以掌握如下技能：
（1） 理解路由器工作原理； （2） 掌握路由器基本配置命令； （3） 掌握查看路由表的技巧。
我们通过手工指定的方式在路由器AR1和AR2上添加到达彼此对端的路径。 路由器AR1添加到达4.4.4.4主机的路由： [AR1]ip route-static 4.4.4.4 24 192.168.1.2 Info: The destination address and mask of the configured static route mismatched, and the static route 4.4.4.0/24 was generated. 路由器AR2添加到达1.1.1.1主机的路由： [AR2]ip route-static 1.1.1.1 24 192.168.1.1 Info: The destination address and mask of the configured static route mismatched, and the static route 1.1.1.0/24 was generated. 查看路由器AR1路由表：
实验拓扑：
网络协议与路由器工作原理
测试步骤： 路由器AR1基本配置：
<Huawei>system-view (进入系统视图界面 ) [Huawei]sysname AR1 （修改设备名称） [AR1]interface GigabitEthernet 0/0/0（进入接口配置模式） [AR1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.1 24（配置接口IP地址） The line protocol IPon the interface GigabitEthernet0/0/0 has entered the UP state. （接口状态默认自动开启） [AR1-GigabitEthernet0/0/0]quit （退回系统视图界面） [AR1]interface LoopBack 0 （进入回环接口模式回环接口不用开启一般会自动开启） [AR1-LoopBack0]ip address 1.1.1.1 24（设置回环接口ip地址） [AR1-LoopBack0]quit [AR1]interface LoopBack 1 [AR1-LoopBack1]ip address 2.2.2.2 24 [AR1-LoopBack1]return (直接退到用户视图界面) <AR1>
Network Interface
10.120.2.0 E0 172.16.1.0 S0 172.17.3.0 S1
172.17.3.0
网络协议与路由器工作原理
简单理解路由就是路径，是指路由器在收到IP数据包后，去查找自已的路由信息 进行转发的过程。路由信息就是去往目的地的一条信息，它指明了去往 目的地的方向，通常也把路由信息简称为路由。
00-11-12-21-22-22
DA:192.168.2.2/24
10.1.1.1/8
e0
以太S网A帧:192.168.1.2/24
00-11-12-21-33-33
A e1 e1
00-11-12-21-11-11 IP包
P R E
DA00-11AS-12-2T1yp-2e2-22Header
Data
换机是不存在路由表的。
10.120.2.0
172.16.1.0
二、什么是路由表 路由表中的信息，描述了如何 到达远程网络。就像地图一样， 有了地图我们就知道该怎么走， 知道路怎么走以后，我们就会 选择走哪条路，是最省时间， 省力的。
E0 S0
Network Protocol
Destination
Exit
C R C
10.1.1.2/8
DA:192.168.2.2/24
00-11-12-21-44-44
B e0
以太网帧 SA:192.168.1.2/24
00-11-12-21-33-33 IP包
192.168.2.2/24
192.168.2.1/24 00-11-12-21-55-55
P R E
0DA0-11AS-12-2T1y-p4e4-44 Header
网络协议与路由器工作原理
路由器AR2基本配置： <Huawei>system-view [Huawei]sysname AR2 [AR2]interface GigabitEthernet 0/0/0 [AR2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.2 24 [AR2-GigabitEthernet0/0/0]quit [AR2]interface LoopBack 3 [AR2-LoopBack3]ip address 3.3.3.3 24 [AR2-LoopBack3]quit [AR2]interface LoopBack 4 [AR2-LoopBack4]ip address 4.4.4.4 24 [AR2-LoopBack4]return
D 127.0.0.1
D 127.0.0.1
Interface
LoopBack0 LoopBack0 LoopBack0 LoopBack1 LoopBack1 LoopBack1 InLoopBack0 InLoopBack0 InLoopBack0
InLoopBack0
网络协议与路由器工作原理
GigabitEthernet0/0/0
192.168.1.1/32
Direct 0 0
GigabitEthernet0/0/0
255.255.255.255/32 Direct 0 0
D 1.1.1.1 D 127.0.0.1 D 127.0.0.1 D 2.2.2.2 D 127.0.0.1 D 127.0.0.1 D 127.0.0.1 D 127.0.0.1 D 127.0.0.1 D 192.168.1.1
Routing Tables: Public
Destinations : 13
Routes : 13
Destination/Mask Proto Pre Cost
Flags NextHop
1.1.1.0/24 Direct 0 0
1.1.1.1/32 Direct 0 0
1.1.1.255/32 Direct 0 0