路由选择

01路由和数据包转发简介

1.1路由器的内部构造

1.1.1路由器是计算机

1、路由器中含有许多其它计算机中常见的硬件和软件组件，包括：

●CPU

●RAM

●ROM

●操作系统

2、路由器是网络的核心

●路由器将数据传到正确的目的地，可以连接不同的介质。

●路由器可连接多个网络，这意味着它具有多个接口，每个接口属于不同的IP 网络。

3、路由器确定最佳路径

路由器主要负责将数据包传送到本地和远程目的网络，其方法是：

●确定发送数据包的最佳路径（路径选择，Path Selection）

●将数据包转发到目的地（包交换, Packet Switching）

路由器使用路由表来确定转发数据包的最佳路径。

1.1.2路由器CPU和存储器

1、路由器组件及其功能

PC 一样，路由器也包含：

1)中央处理器(CPU)：CPU 执行操作系统指令，如系统初始化、路由功能和交换功能。

2)随机访问存储器(RAM/SDRAM/DRAM)：操作系统、Running-config、IP Routing Table、

ARP表、数据包缓冲区。

3)只读存储器(ROM)：bootstrap 指令、基本诊断软件、精简版IOS

4)闪存（Flash）：在大多数Cisco 路由器型号中，IOS 是永久性存储在闪存中的，在启

动过程中才复制到RAM，然后再由CPU 执行。

5)NVRAM（非易失性RAM）：NVRAM 被Cisco IOS 用作存储启动配置文件

(startup-config) 的永久性存储器。

1.1.3IOS（Internetwork Operating System，互联网操作系统）

1.1.4路由器的启动过程

1、启动过程分为四个主要阶段：

1)执行POST

2)加载bootstrap 程序

3)查找并加载Cisco IOS 软件

4)查找并加载启动配置文件，或进入设置模式

2、检验路由器启动过程

show version 命令有助于检验和排查某些路由器基本硬件组件和软件组件故障。

1.1.5路由器的接口

1、管理端口：控制台端口（Console）和AUX（辅助）端口

2、LAN：以太网接口（Ethernet Interface）和快速以太网接口（FastEthernet Interface）、吉

比特以太网接口（Gigbit Ethernet Interface）、10 Gigbit Ethernet Interface。

3、WAN：如串行接口、ISDN 接口和帧中继接口。

1.1.6路由器和网络层

1、路由器和网络层

路由器的主要用途是连接多个网络，并将数据包转发到自身的网络或其它网络。由于路由器的主要转发决定是根据第 3 层IP 数据包（即根据目的IP 地址）做出的，因此路由器被视为第3 层设备。作出决定的过程称为路由。

2、路由器工作在第1、第2 和第3 层

1.2CLI配置和编址

1.2.1实施基本编址方案

1.2.2路由器的基本配置

1、基本路由器配置

1)命名路由器

2)设置口令

3)配置接口

4)配置标语

5)保存路由器更改

6)检验基本配置和路由器操作

1.3构建路由表

1.3.1路由表简介

1、路由表简介

路由器的主要功能是将数据包转发到目的网络，即转发到数据包目的IP 地址。为此，路由器需要搜索存储在路由表中的路由信息。

直连路由：（C）

静态路由：

动态路由：

查看路由表：R1#show ip route

主机上查看路由表：C:\route print

1.3.2直连网络（Directly Connect）

一旦接口为“up”（开启）状态，该接口所在的网络就会作为直连网络而加入路由表。

1.3.3静态路由（Static Route）

通过配置静态路由或启用动态路由协议，可以将远程网络添加至路由表。

1、静态路由在路由表中以代码S 表示。

2、何时使用静态路由

1)网络中仅包含几台路由器。

2)网络仅通过单个ISP 接入Internet。

3)以集中星型拓扑结构配置的大型网络。

1.3.4动态路由（Dynamic Route）

1、动态路由：使用动态路由协议也可将远程网络添加到路由表中。

2、动态路由协议的功能包括：自动网络发现和更新；自动维护路由表

3、IP 路由协议：

以下是一些路由IP 数据包时常用的动态路由协议：

1)RIP（路由信息协议）

2)IGRP（内部网关路由协议）

3)EIGRP（增强型内部网关路由协议）

4)OSPF（开放最短路径优先）

5)IS-IS（中间系统到中间系统）

6)BGP（边界网关协议）

1.3.5路由表原理

1. 每台路由器根据其自身路由表中的信息独立作出决策。

2. 一台路由器的路由表中包含某些信息并不表示其它路由器也包含相同的信息。

3. 有关两个网络之间路径的路由信息并不能提供反向路径（即返回路径）的路由信息。1.4 路径决定和包交换功能

1.4.1 数据包的字段和帧的字段

1、Internet 协议(IP) 数据包格式

2、MAC 层帧格式

1.4.2 最佳路径和度量

1、最佳路径

路由协议根据其用来确定网络距离的值或度量来选择最佳路径。

度量（Metric）是用于衡量给定路由距离的量化值。

2、比较跳数和带宽度量

1.4.3等价负载匀衡

1.4.4路径决定

路径决定是通过搜索路由表来实现的，搜索的结果：

1)直连网络—如果数据包目的IP 地址属于与路由器接口直连的网络中的设备，则该数

据包将直接转发至该设备。这表示数据包的目的IP 地址是与该路由器接口处于同一网络中的主机地址。

2)远程网络—如果数据包的目的IP 地址属于远程网络，则该数据包将转发至另一台路

由器。只有将数据包转发至另一台路由器才能到达远程网络。

3)无法决定路由—如果数据包的目的IP 地址即不属于直连网络也不属于远程网络，并

且路由器没有默认路由，则该数据包将被丢弃。路由器会向该数据包的源IP 地址发送ICMP 不可达消息。

1.4.5交换功能

交换功能是指路由器在一个接口接收数据包并将其从另一个接口转发出去的过程。

1.5路由器的配置实验