.路由原理及静态路由
静态路由配置原理
静态路由配置原理静态路由配置是一种网络路由技术，用于在网络设备之间传递数据包。
它是通过手动配置路由器上的路由表来实现的，与动态路由协议不同，静态路由不会自动学习网络拓扑变化。
静态路由配置的原理是在每个路由器上手动配置路由表项，将目的网络地址和下一跳地址关联起来。
当一个路由器收到一个数据包时，它会查找自己的路由表，根据目的地址查找下一跳地址，并将数据包发送到该下一跳地址。
这个过程是基于预先配置的路由表进行的，而不涉及动态更新。
在静态路由配置中，一条路由表项包含目的网络地址和下一跳地址的映射关系。
目的网络地址指的是数据包要到达的目标网络的范围，下一跳地址是数据包将被发送到的下一个路由器的地址。
通过配置多条路由表项，可以构建一个完整的路由表，使数据包能够正确地转发到目标网络。
静态路由配置的主要优点是简单和可靠。
由于路由表是手动配置的，所以网络管理员可以精确地控制数据包的路径选择。
此外，静态路由不会产生网络协议交换的开销，因为路由器不需要与其他路由器交换路由信息。
这使得静态路由在小型网络或者对网络拓扑稳定的大型网络中非常适用。
然而，静态路由配置也有一些限制。
首先，静态路由不具备动态适应网络拓扑变化的能力。
当网络拓扑发生变化时，如新增或删除一条链路，静态路由无法自动更新路由表，需要管理员手动更新配置。
其次，静态路由配置相对繁琐，特别是在大型网络中，需要手动配置大量的路由表项，维护成本较高。
另外，当网络规模扩大时，静态路由可能无法满足高效转发数据包的需求，因为它只能根据目的网络地址进行路由选择，而不能根据实时网络流量情况来决策最佳路径。
总之，静态路由配置是一种简单可靠的网络路由技术，适用于小型网络或对网络拓扑稳定的大型网络。
但在面对复杂的网络环境，或需要动态适应网络拓扑变化的情况下，静态路由可能不是最佳选择。
静态路由的基本原理
静态路由的基本原理静态路由是计算机网络中常用的一种路由选择方式。
它是通过手动配置网络管理员指定的路由表来实现数据包的转发。
本文将详细介绍静态路由的基本原理。
一、什么是静态路由静态路由是一种手动配置的路由选择方式，它不依赖于任何动态路由协议，而是通过手动设置网络管理员指定的路由表来确定数据包的转发路径。
在静态路由中，网络管理员需要手动配置每个节点上的路由器，将目标网络与对应的下一跳地址关联起来。
二、静态路由表静态路由表是存储在每个节点上的一个表格，其中包含了目标网络和对应的下一跳地址。
当一个数据包到达某个节点时，该节点会根据数据包中目标网络地址，在静态路由表中查找匹配项，并将数据包发送到对应的下一跳地址。
静态路由表通常具有如下几个字段：1. 目标网络：表示需要转发到哪个目标网络。
2. 子网掩码：用于和目标网络地址进行按位与操作，以确定子网内部和子网之间的范围。
3. 下一跳地址：表示数据包要发送到哪个节点才能到达目标网络。
4. 出接口：表示数据包从哪个接口发送出去。
静态路由表可以通过命令行界面或者路由器配置界面进行手动配置。
网络管理员需要根据网络拓扑和需求，逐个节点地设置静态路由表中的目标网络和对应的下一跳地址。
三、静态路由的转发过程当一个数据包到达某个节点时，该节点会根据数据包的目标网络地址，在静态路由表中查找匹配项，并将数据包发送到对应的下一跳地址。
下面是静态路由的转发过程：1. 数据包到达节点A。
2. 节点A检查数据包的目标网络地址。
3. 节点A在静态路由表中查找匹配项。
4. 如果找到匹配项，则将数据包发送到对应的下一跳地址，并更新数据包的源MAC地址和目标MAC地址。
5. 如果未找到匹配项，则丢弃该数据包或者将其发送到默认网关。
四、静态路由的优缺点静态路由具有以下优点：1. 配置简单：相比动态路由协议，静态路由不需要运行任何协议，只需要手动配置每个节点上的路由器即可。
2. 安全性高：静态路由不会向外部发送任何信息，因此不容易受到攻击。
静态路由 原理
静态路由原理
静态路由是网络中常用的一种路由方式，它是由网络管理员手动配置的一组路由规则，用于指定包括目标网络地址和下一跳路由器地址等信息，以决定数据包的传输路径。
静态路由的原理是通过将路由规则配置到路由器的路由表中，使其具备根据目标地址选择下一跳路由器的能力。
当一台路由器接收到数据包时，它会根据数据包的目标地址与路由表中的路由规则进行匹配，从而确定下一跳路由器。
该路由器会将数据包转发给下一跳路由器，直到数据包到达目标网络。
静态路由的配置相对简单，不需要动态路由协议的参与。
管理员只需要手动输入路由规则，并配置好对应的下一跳路由器地址即可。
当网络拓扑发生变化时，需要手动更新路由表，以反映最新的网络情况。
然而，静态路由也存在一些缺点。
首先，它需要管理员手动维护路由规则和路由表，对大型网络来说，工作量较大且容易出错。
其次，静态路由不能适应网络拓扑变化的情况，当网络发生改变时，需要手动修改路由配置，这会导致网络中断或数据包传输出现问题。
综上所述，静态路由是一种简单有效的路由方式，适用于较小、较简单的网络环境。
它可以通过手动配置路由规则和路由表，实现数据包的转发和网络连通性的维护。
然而，在大型网络中，动态路由协议更常用，因为它可以自动适应网络拓扑的变化，并确保网络的稳定和高效运行。
静态路由的原理
静态路由的原理静态路由是一种静态配置的路由方式，即管理员手动配置路由表，将目的IP地址和相应的出接口进行绑定，用于确定数据包从源主机到目的主机的传输路径。
静态路由是网络管理员手动配置的，它不受网络拓扑的变化影响，也不会自动发现新的路由器或网络，需要手动修改和更新。
在小型网络中，静态路由的管理相对容易，但对于大型网络来说，由于路由器数量众多，网络拓扑复杂，静态路由的管理工作就显得非常繁琐。
静态路由的工作原理如下：1. 路由表的构建：在每台路由器上都需要手动添加路由表条目。
一般情况下，路由表会包括目的IP地址、子网掩码、下一跳地址、出接口等信息。
目的IP地址是指数据包要到达的最终目的地的IP地址，子网掩码是用来判断目的IP地址属于哪个网络的，下一跳地址是指数据包在传输过程中下一跳要到达的地址，出接口是指数据包从路由器出发的接口。
2. 数据包的处理：当数据包离开源主机后，会通过本地网络的默认网关（一般是本地路由器）转发到下一跳路由器。
路由器根据路由表查找下一跳地址，并将数据包传送到相应的出接口，由出接口转发到下一跳路由器。
3. 路由选择：每台路由器根据路由表中的信息，根据目的IP地址来判断下一跳地址和出接口。
静态路由的路由选择策略一般是根据目的IP地址和子网掩码进行匹配，相符的路由表条目就会被选中。
如果没有匹配的路由表条目，可能会选择默认路由，即将数据包发送到默认网关。
4. 更新路由表：由于网络拓扑可能发生变化，管理员需要手动更新路由表以确保数据包能够正确传输。
当出现网络拓扑变化时，管理员需要添加、删除或修改路由表中的相应条目，以保证数据包能够按照新的路径进行传输。
静态路由的优缺点如下：优点：1. 网络连接稳定：静态路由不会随着网络拓扑的变化而改变，所以其稳定性较高，适用于网络拓扑变化较少的情况。
2. 计算复杂度低：静态路由不需要进行动态路由计算，因此计算复杂度较低，资源消耗较小。
3. 安全性高：静态路由的配置是由管理员手动进行的，不容易受到黑客攻击或恶意篡改。
静态路由及默认路由
静态路由及默认路由原理简述：1。
静态路由：是指⽤户或⽹络管理员⼿⼯配置的路由信息。
当⽹络拓扑结构或链路状态发⽣改变时，需要⽹络管理员⼿⼯配置静态路由信息。
相⽐较动态路由协议，静态路由⽆需频繁的交换各⾃的路由表，配置简单，⽐较适合⼩型、简单的⽹络环境。
不适合⼤型和复杂的⽹络环境的原因是：当⽹络拓扑结构和链路状态发⽣改变时，⽹络管理员需要做⼤量的调整，⼯作量繁重，⽽且⽆法感知错误发⽣，不易排错。
2。
默认路由：是⼀种特殊的静态路由，当路由表中与数据包⽬的地址没有匹配的表项时，数据包将根据默认路由条⽬进⾏转发。
默认路由在某些时候是⾮常有效的，例如在末梢⽹络中，默认路由可以⼤⼤简化路由器的配置，减轻⽹络管理员的⼯作负担。
实验⽬的：（1）掌握静态路由（指定接⼝）的配置⽅法；（2）掌握静态路由（指定下⼀跳IP地址）的配置⽅法；（3）掌握静态路由连通性的测试⽅法；（4）掌握默认路由的配置⽅法；（5）掌握默认路由的测试⽅法；（6）掌握在简单⽹络中部署静态路由时的故障排除⽅法；（7）掌握简单的⽹络优化⽅法；实验内容：在三台路由器所组成的简单⽹络中，R1和R3各⾃连接着⼀个主机，现在要求通过配置基本的静态路由和默认路由来实现主机PC-1与PC-2之间的正常通信。
实验拓扑：实验实现步骤：1。
基础配置根据实验的要求进⾏相应的配置，使⽤ping命令检测各直连链路的连通性。
在各直连链路间的IP连通性测试完之后，可以尝试在主机1上直接ping主机2。
问题：为什么两个主机之间⽆法正常通信，是什么原因导致的？若假设主机1和主机2之间可以正常的通信，即可以正常的连通，则主机1将发送数据给其⽹关设备R1；⽽R1在收到其数据之后，根据数据包中的⽬的地址查看⾃⼰的路由表，找到相应的⽬的⽹络的所在的路由条⽬，并根据该条⽬中的下⼀跳和出接⼝信息将该数据转发给下⼀个路由器R2；同时R2采⽤相同的⽅式将数据转发给R3，最后R3页同样的将数据转发给与⾃⼰直接相连的主机2；主机2在收到数据后，与主机1发送数据到主机2的过程⼀样，再发送相应的回应信息给主机1。
多级路由的原理及设置方法和静态路由
多级路由的原理及设置方法和静态路由多级路由是一种在网络中使用的路由技术，它允许将网络划分为不同的子网，并在子网之间进行路由选择。
多级路由可以帮助网络管理员更好地管理网络流量，并提高网络的性能和可靠性。
分级路由是将网络划分为不同的层级，从而将复杂的路由问题简化为更小的子问题。
每个层级可以有自己的路由器来处理该层级内的路由，而无需了解整个网络的结构。
这种层级结构可以根据需求进行灵活调整，从而适应不同规模的网络。
子网划分是将网络划分为多个较小的子网，每个子网拥有自己的IP地址范围和子网掩码。
子网划分可以帮助将网络流量分散到不同的子网中，减轻每个子网上的负载。
此外，子网划分还可以提供更好的网络安全性，因为可以设置不同子网之间的访问控制。
设置多级路由的方法包括以下几个步骤：1.划分子网：根据网络规模和需求，确定需要划分的子网数量和每个子网的IP地址范围。
2.配置路由器：为每个子网配置相应的路由器，并在路由器上进行相应的配置，包括IP地址、子网掩码以及路由表。
3.配置路由表：路由表是指路由器用来选择最佳路径的表格，其中包含了网络的各个路由信息。
在每个路由器上配置路由表，确保可以正确地进行路由选择。
4.设置静态路由：静态路由是指由网络管理员手动配置的路由信息，它不会自动进行更新。
在多级路由中，可以通过设置静态路由来指定每个子网的路由选择。
静态路由是一种通过手动配置路由器来指定网络流量转发的方式。
它的主要原理是在路由器中手动配置路由表，指定每个目的网络的下一跳路由器。
静态路由的设置方法主要包括以下几个步骤：1.了解网络拓扑：在配置静态路由之前，需要了解网络的拓扑结构，包括各个子网和路由器之间的连接关系。
2.确定路由路径：根据网络拓扑和需求，确定每个子网的最佳路由路径。
这可以根据网络的物理连接和网络性能进行决定。
3.配置路由表：在每个路由器上手动配置路由表，指定每个目的网络的下一跳路由器。
这些配置可以通过命令行界面或者网络管理界面进行完成。
IP路由原理-静态路由配置
3．最长掩码匹配原则
图1-5 最长掩码匹配原则
4．路由过程中的数据包交换
图1-6 路由过程中的数据包交换
5.1.2 路由协议的分类
被路由协议（routed protocols） 路由选择协议（routing protocols）
1．直连路由、静态路由、动态路由
直连路由（connected route） 静态路由（static route） 动态路由（dynamic route）
一、实验目的 掌握利用路由器连接本地局域网的方法。 二、实验任务 利用路由器连接本地局域网。 三、实验设备 路由器Cisco 2611一台，带有网卡的工作站PC两台， 控制台电缆一条，交叉双绞线两条。
“本地局域网互连”实验环境
实验步骤
1．按图连接路由器和各工作站。 2．按图配置路由器和各工作站IP地址等参数。 3．检查路由器的路由表信息。 4．测试各工作站之间的连通性。 5．检查路由器的运行配置文件内容。
2.2 缺省路由配置
缺省路由（default route）又称为默认路由， 是静态路由的一个特例。
缺省路由的使用
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 serial 0/1 或者 ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.2
图2-3 缺省路由
3 实验1 本地局域网互连（直连路由）
S0/1 S0/0:10.0.0.1/24 F0/0:192.168.0.1/24 S0/0:10.0.0.2/24 F0/0:192.168.1.1/24
Host A IP Address:192.168.0.2/24 Default Gateway:192.168.0.1
Host B IP Address:192.168.1.2/24 Default Gateway:192.168.1.1
路由协议的原理和静态路由
路由协议的原理和静态路由路由协议是计算机网络中用于实现数据包在不同网络之间传递的机制。
它通过一系列的算法和规则来确定数据包的最佳路径，并将其转发到目标地址。
其中，静态路由是一种简单而常用的路由协议，本文将重点介绍路由协议的原理和静态路由的工作方式。
一、路由协议的原理在理解路由协议的原理之前，我们首先需要了解几个基本概念。
1.1 路由器路由器是位于计算机网络中的一种网络设备，用于转发数据包。
它通过根据数据包的目标地址，利用路由协议来选择最佳路径，并将其转发到目标网络。
1.2 IP地址IP地址是一种用于识别和寻址网络设备的标识符。
它由32位或128位二进制数字组成，用于唯一标识网络中的每一台设备。
1.3 子网子网是指由IP地址和相关网络信息组成的逻辑划分网络。
它可以将网络划分成多个更小的子网络，以提高网络的管理和性能。
路由协议的原理就是根据一定的算法和规则，实现数据包的最佳路径选择和转发。
它通过与其他路由器交换路由信息，维护更新路由表，并根据这些信息来判断数据包的传输路径。
常见的路由协议有动态路由协议和静态路由协议。
动态路由协议是指路由器能够自动学习和调整路由信息的协议，如RIP、OSPF、BGP 等。
而静态路由协议是指管理员手动配置路由信息，以确定数据包的转发路径。
二、静态路由的工作方式静态路由是由网络管理员手动配置的路由信息。
它不依赖于任何动态路由协议，而是通过手动输入静态路由条目来确定数据包的转发路径。
配置静态路由时，需要指定目标网络的IP地址、子网掩码以及下一跳路由器的IP地址。
下一跳路由器是指在数据包传输过程中，从当前路由器到达目标网络所需经过的下一个路由器。
静态路由的优点在于其简单和稳定。
由于路由信息由网络管理员手动配置，因此不会频繁发生变化，从而减少了路由信息交换和计算的开销。
此外，静态路由不会产生路由环路和收敛延迟等问题。
然而，静态路由的缺点也比较明显。
首先，由于路由信息需要手动配置，当网络拓扑发生变化时，需要手动更新路由信息，工作量较大且容易出错。
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S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 10.5.5.5
路由表由若 干路由条目 组成 每个条目中 包括 路由来源 目标网络 （网络号 子 网掩码） 下一跳或者 本地出口 其他：优选 的依据 时间 信息
路由表的来源
直连路由
‒ 通过接口感知到的直连网络
‒ 接口配置IP，该接口的物理层和数据链路层UP
9
路由表
路由信息存储在路由表中
路由表是路由器转发数据的依据
router# show ip route Codes: C - connected，S – static， R – RIP， O- OSPF
IA - OSPF inter area，E1-OSPF external type 1
E2 - OSPF external type 2，* - candidate default Gateway of last resort is 10.5.5.5 to network 0.0.0.0 172.16.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 172.16.11.0 is directly connected, serial1/2 O 172.22.0.0/16 [110/20] via 10.3.3.3, 01:03:01, Serial1/2
负载均衡
关于同一个目标网络的多条路由出现在路由表 在转发去往该目的地的报文时，会依次通过这些路径发送。
‒ 同一个路由源
‒ 管理距离和度量值相等
‒ 基于源或者基于源、目标IP对等因素负载均衡
路由表的维护
路由条目在维持在路由表中的条件
‒ 下一跳或者本地出口可用
直连路由和静态路由通过监视接口维持路由
连续的子网号。
在不相连的网络间交换汇总
动控制
无类路由协议的例子： –RIP Version 2
路由。
有类路由协议的例子：
–RIP Version 1 –IGRP
–EIGRP
–OSPF –IS-IS
17
管理距离
Administrative Distance
衡量路由源的可信度
Network M
在路由器 RSR B上配置
ip route 20.0.0.0 255.255.255.0 10.0.0.2
ip route 20.0.0.0 255.255.255.0 10.0.0.1
“路由循环”对网络的危害很大，应尽量避 免!
自治系统：内部和外部路由协议
38
基本路由命令
R2
R3
链路1
链路2
10.1.1.4/30
10.1.1.8/30
PC1 PC2
172.16.0.0/24 172.16.1.0/24
172.16.2.0/24 172.16.3.0/24
PC3
172.16.4.0/24 172.16.5.0/24
配置静态路由步骤
静态路由的一般配置步骤
‒ 画拓扑图，分析网络情况 ‒ 在源和目标之间画代表数据流的线 ‒ 确保在源和目标之间的三层设备上都有关于目标的正确的路由条目
路由原理与静态路由
技术培训中心
学习目标
了解路由优选原理
了解路由器转发原理
了解动态路由协议的分类 掌握静态路由的基本配置
课程内容
第一章 路由概述 第二章 静态路由3来自路由器的功能 路由
‒ 建立并维护路由表
数据转发
‒ 基于路由表进行数据的转发 ‒ 把IP包从出口封装并转发出去
则会从ROM中将精简版IOS复制到内存中。
4.加载思科IOS。一旦IOS加载，就可能在映象解压缩过程中看到一串
#####
5.查找配置文件。bootstrap程序会搜索NVRAM中的启动配置文件（
startup-config），这个文件含先前保存的配置命令以及参数（接口地 址、路由信息、口令等）
7
什么是路由协议
8
收敛和收敛时间
收敛：是指所有路由器的路由表达到一致的过程。当所有路由器都获
取到完整而准确的网络信息，网络就完成了收敛。
收敛时间就是路由器共享网络信息，计算最佳路径并更新路由表所花
费的时间。网络在收敛完成后才可以正常运行。因此，大部分网络都 需要在很短的时间内完成收敛。
静态路由
‒ 使用静态路由命令手工配置
动态路由
‒ 通过动态路由协议学习 ‒ RIP、OSPF、IS-IS、EIGRP、BGP
12
路由优选
到达同一个目标网络可能有多个路由源、多条路径
‒ 网络号相同、子网掩码相同 ‒ 只有最佳路由才会进入路由表
路由优选
‒ 先比较管理距离，越小越优先 ‒ 管理距离相等，再比较度量值，越小越优先 ‒ 不同路由协议的度量值不具备可比性
路由协议的分类
14
管理距离：路由的可信度
15
动态路由
动态路由：路由器使用动态路由协议共享有关远程网络连通性和状态
的信息。动态路由协议功能包括：网络发现，更新和维护路由表。
使用动态路由协议也可将远程网络添加到路由表中 IP路由协议 RIP(路由信息协议) IGRP(内部网关路由协议) EIGRP(增强型内部网关路由协议)
静态路由描述转发路径的方式有两种
指向下一跳路由器直连接口的IP地址（即将数据包交给X.X.X.X） 指向本地接口（即从本地某接口发出）
查看路由表
RSR#Show ip route
验证静态路由配置
31
默认路由【缺省路由】
32
缺省路由
默认路由概述
0.0.0.0/0可以匹配所有的IP地址，属于最不精确的匹配
课程内容
第一章 路由原理 第二章 静态路由
24
静态路由
25
静态路由概述
静态路由
‒ 由管理员根据网络拓扑手工配置 ‒ 简单，无开销
‒ 拓扑发生变化，不能自动感知拓扑变化，需要管理员人工干预
应用场景
‒ 小型网络 ‒ 拓扑结构简单，网络稳定的环境
27
静态路由配置案例
R1
10.1.1.0/30
OSPF(开放最短路径优先)
IS-IS(中间系统到中间系统) BGP(边界网关协议)
16
无类路由介绍
有类路由介绍
有类路由协议通告的路由中
无类路由协议通告的路由信息
中包含子网掩码。
无类路由协议支持可变长子网
不包含子网掩码。
只能支持内部相同的网络间
掩码(VLSM)。
在内部网络，路由汇总可以手
RIP OSPF
R 192.168.1.0/24 O 192.168.1.0/24
O 192.168.1.0/24
路由表
管理距离
取值范围 0－255 只在本地有效 厂商私有
可以根据需要人为修改管理距离，影响路由优选
路由源 直连 静态 RIP OSPF IS-IS EBGP IBGP
项目四静态路由默认路由以及RIP
London Denver Florence
S0/1:172.16.3.1/24 Loopback0 S0/0:10.3.3.1/24 S0/0:10.3.3.2/24 10.1.1.1/24
Loopback0 172.16.1.1/24
Loopback1 10.2.2.1/24
路由循环
路由循环：
某个报文从一台路由器发出，经过几次转发之后又回到初始的路由器。
原因：
部分路由器的路由表出现错误。 可能是配置静态路由有误，有时动态路由协议也会错误地计算路由。
路由循环实例
RSR A S0 10.0.0.1 RSR B 10.0.0.2 S0
Network N
在路由器 RSR A上配置
路由器启动过程
1.POST：检测路由器硬件 2.加载bootstrap程序（自举程序），它的主要任务就是查找思科IOS
并将其加载到内存中。bootstrap程序将从ROM复制到内存，进入内 存后，CPU会执行bootstrap程序中的指令。
3查找思科IOS。IOS通常存储在闪存中，如果没有找到完整的IOS，
Router> //用户模式 Router# //特权模式（也叫enable 模式） Router(config )# //配置模式 。在特权模式敲入conf t 进入 Router(config-if)# 接口模式 Router(config-if)# ip add //为接口添加IP地址 Router(config-if)# no sh //开启此接口让它活动，记住一定要开启 Router(config)#enable password cisco（为路由器添加特权明文密码cisco） Router(config)#hostname R1(配置路由的名称为R1) Router(config)#line vty 0 15 （进入VTY 口的配置:VTY (虚拟终端) 在网 络操作系统(包括Cisco IOS)中接受telent 或ssh 连接的一个逻辑接口。） Router(config)#line console 0 （进入console 口的配置） Router(config-line)#password cisco （设置密码为cisco） Router(config-line)#login （启用密码） Router(config-line)# logging synchronous （使得路由器发送的控制台屏幕 的消息不会附加到命令行中） Router(config-line)#no exec-timeout （长时间不去操作路由器的时候使得 控制台端口不会中止你的连接。 Router（config-if)#clock rate 64000 //因为是串行链路而且R2作为DCE所以 要提供时钟频率 39