靜態路由與默認路由工作原理與配置
一、 路由原理
1、 路由器的工作原理
路由器就如車站，路由器的接口就如幾路車。一個人想要到什麼地方，就要去車站坐車。而每個車站都有一個地圖，標註了幾路車到達什麼地方。這個就是路由表。這個路由表中，包含了該路由器掌握的所有目的網絡地址，以及通過此路由器到達這些網絡的最佳路徑。
1. 主機1.1 要發送數據給主機2.2，因爲不在同一網段，所以會將數據包轉發給本網段的網關路由器A。
2. 路由器A收到數據包，先查看IP首部中的目標IP地址，在查看自己的路由表。路由表中查到2.0網段對應的是g0/0接口。於是路由器A將數據包從g0/0接口轉發出去。
3. 網絡中的路由器都是按照這樣步驟進行轉發數據的。直到到達路由器B，再用同樣的方法檢查自己的路由表，然後將數據包從對應的接口轉發出去。
4. 在數據包轉發過程中，如果路由表中沒有找到數據包的目的地址，則根據路由器的配置轉發到默認接口或者給用戶返回目標地址不可達的信息。
2、 路由表的形成
路由表是路由器中維護的路由條目的集合，路由器根據路由表做路徑選擇。
直連網段：當路由器上配置了接口IP地址，並且接口狀態爲“up”時，路由表中出直連路由項。
非直連網段：沒有直接連接在路由器上的網段稱爲非直連網段，需要使用靜態路由或動態路由將這些網段添加到路由表中。
二、 靜態路由和默認路由
1、 靜態路由
靜態路由是由管理員在路由器中手動配置的固定路由。
靜態路由用於網絡規模不大、拓撲結構相對固定的網絡中，靜態路由特點如下：
1. 允許對路由器的行爲進行精準的控制。由於靜態路由是手動配置的，管理員可以通過靜態路由來控制包在網絡中的流動。
2. 靜態路由是單向的。想要實現雙方通訊，必須在通訊的雙方配置雙向的靜態路由。
3. 靜態路由的不足之處是缺乏靈活性。不能夠根據網絡的變化靈活改變，擋網絡結構更改時，管理員必須重新配置該靜態路由。
2、 默認路由
默認路由是一種特殊的靜態路由，是當路由表中與數據包的目的地址之間沒有匹配的表項時，路由器能夠做出的選擇。
如果沒有默認路由，那麼目的地址在路由表中沒有匹配表項的包將被丟棄。 默認路由在某些時候非常有效，當存在末梢網絡時，默認路由會大大簡化路由器的配置，減輕管理員的工作負擔，提高網絡性能
是對IP數據包中的目的地址找不到存在的其他路由時，路由器所選擇的路由。目的地不在路由器的路由表裏的所有數據包都會使用默認路由。這條路由一般會連去另一個路由器，而這個路由器也同樣處理數據包: 如果知道應該怎麼路由這個數據包，則數據包會被轉發到已知的路由；否則，數據包會被轉發到默認路由，從而到達另一個路由器。每次轉發，路由都增加了一跳的距離。
3、 路由器轉發數據包的封裝過程
Host A 發送給Host B數據
Route A轉發數據包的封裝過程
如上圖所示，路由器轉發數據包的封裝過程。
4、 交換與路由的對比
路由和交換是網絡世界中的裏那個重要概念。
交換髮生在OSI參考模型的第2層，即數據鏈路層，通常交換的動作由交換機完成。
路由發生在OSI參考模型的第3層，即網絡層，通常路由的動作由路由器來完成。
三、 課後實驗
1、 靜態路由實驗
實驗配置：
R1#conf t
R1(config)#int f1/0
R1(config-if)#ip add 10.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no sh
R1(config-if)#int f0/0
R1(config-if)#ip add 20.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no sh
R1(config-if)#exit
R1(config)#ip route 30.1.1.0 255.255.255.0 10.1.1.2
R2#conf t
R2(config)#int f0/0
R2(config-if)#ip add 10.1.1.2 255.255.255.0
R2(config-if)#no sh
R2(config-if)#int f1/0
R2(config-if)#ip add 30.1.1.1 255.255.255.0
R2(config-if)#no sh
R1(config)#ip route 20.1.1.0 255.255.255.0 10.1.1.1
使用VPCS驗證是否可以通信
查看R1的路由表
查看R2的路由表
2、 靜態加動態路由實驗
實驗要求：
1． 全網互通
2． 靜態路由與動態路由相互結合使用。
3． Cloud1與cloud4 分別ping其他三臺主機。
4． 查看各個路由器的路由表。
實驗配置：
R1#conf t \\進入全局配置模式
R1(config)#int f1/0 \\進入接口配置模式
R1(config-if)#ip add 10.1.1.1 255.255.255.0 \\配置IP地址
R1(config-if)#no sh \\開啓接口
R1(config-if)#int f0/0
R1(config-if)#ip add 20.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no sh
R1(config-if)#exit
R1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.1.2 \\配置默認路由
##（ip route 命令字 兩個0.0.0.0 代表所有地址，10.1.1.2是下一跳接口地址）
R2#conf t
R2(config)#int f0/0
R2(config-if)#ip add 10.1.1.2 255.255.255.0
R2(config-if)#no sh
R2(config-if)#int f1/0
R2(config-if)#ip add 30.1.1.1 255.255.255.0
R2(config-if)#no sh
R2(config)#int f2/0
R2(config-if)#ip add 40.1.1.1 255.255.255.0
R2(config-if)#no sh
R2(config)#ip route 20.1.1.0 255.255.255.0 10.1.1.1
R2(config)#ip route 60.1.1.0 255.255.255.0 40.1.1.2
R2(config)#ip route 70.1.1.0 255.255.255.0 40.1.1.2
##（ip route 命令字，70.1.1.0指的是目標網段，255.255.255.0指的是目標網段的掩碼，40.1.1.2指的是訪問70.1.1.0網段地址的下一跳出口地址）
R3#conf t
R3(config)#int f0/0
R3(config-if)#ip add 40.1.1.2 255.255.255.0
R3(config-if)#no sh
R3(config-if)#int f2/0
R3(config-if)#ip add 60.1.1.1 255.255.255.0
R3(config-if)#no sh
R3(config-if)#int f1/0
R3(config-if)#ip add 50.1.1.1 255.255.255.0
R3(config-if)#no sh
R3(config-if)#exit
R3(config)#ip route 20.1.1.0 255.255.255.0 40.1.1.1
R3(config)#ip route 30.1.1.0 255.255.255.0 40.1.1.1
R3(config)#ip route 70.1.1.0 255.255.255.0 50.1.1.2
R4#conf t
R4(config)#int f0/0
R4(config-if)#ip add 50.1.1.2 255.255.255.0
R4(config-if)#no sh
R4(config-if)#int f1/0
R4(config-if)#ip add 70.1.1.1 255.255.255.0
R4(config-if)#no sh
R4(config-if)#exit
R4(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 50.1.1.1
驗證實驗結果
首使用VPCS主機，獲取IP地址
使用Cloud 4 IP地址70.1.1.2 主機ping其他3臺主機
使用Cloud 1 IP地址20.1.1.2 主機ping其他3臺主機
查看各個路由器的路由表
