IP路由基礎

什麼是路由

在OSI參考模型中,位於網絡層的設備——路由器–提供了將不同網絡互聯的機制,實現將報文從一個網絡轉發到另一個網絡,從而實現不同網絡之間的通訊。路由器進行報文轉發時必須有一個依據,這個依舊就是路由。或者說路由就是指導IP轉發的路徑信息。

什麼是路由表

路由器轉發IP報文關鍵是路由。每個路由器中都保存着一張路由表,表中每條路由項都指明瞭要到達某個子網或者某臺主機的IP報文應該通過哪個物理口發送。
路由表中包含了一下關鍵項
目的地址:用來標識IP數據報的目的地址或目的網絡
子網掩碼:與目的地址一起來標識的主機或者主路由所在網段的地址。
下一跳:更接近目的網絡的下一個路由器地址。指明數據包傳送的下一個地址。
如果配置了出接口,那麼下一跳就是出接口的地址。
出接口:指明IP報文將從那個接口轉發。
度量值:說明IP報文需要話費多大的代價才能到達目標。主要租用是當網絡存在到達目的網絡的多個路徑時,路由表可以依據度量值來選擇一條比較優的路徑以轉發IP報文,從而使報文能夠更快、更好的到達目的地。
優先級:對於同一目的地,可能存在若干條不通下一跳的路由。這些不同的路由可能是又不同的協議發現的,也可能是手工配置的靜態路由。優先級高的路由將成爲當前的最優路由。
根據路由目的地址所對應 的子網掩碼長度不同,可以把路由表中的路由項劃分爲一下3種類型。
子網路由:目的地爲子網,掩碼長度大於0但小於32,表明匹配某一個子網。
主機路由:目的地址爲主機,掩碼長度爲32位的路由,表明匹配一臺主機
某人路由:掩碼長度爲0,表明此路由匹配全部的IP地址。
另外,根據目的地與該路由器否直接相連,又可把路由表中的路由項劃分爲兩種。
直接路由:目的地所在網絡與路由器直接相連。
間接路由:目的地所在網絡與路由器非直接相連。

同時,爲了不使路由表變得過於龐大,可以設置一條缺省路由。反數據報文查找路由表失敗,便根據缺省路由轉發。

路由表對數據的轉發操作

在這裏插入圖片描述
路由的轉發原則
1.路由最長匹配原則
當路由表中存在多個路由表項可以同時匹配目的IP地址時,路由器會尋找期中掩碼最長的路由項進行轉發,掩碼越長表明其代表的網絡範圍越小,匹配的程度就越精確。
2.路由迭代查找
如果匹配的路由下一跳不再直連鏈路上,路由器要對路由表進行迭代查找,找出最終下一跳。路由迭代的過程就是通過路由的下一跳信息來找到直連出接口的過程。
比如說目的地址爲50.0.0.2 下一跳爲40.0.0.2.當時40.0.0.2並不在路由器的直連鏈路上,所以路由器要以40.0.0.2 爲目的地址查找下一跳:經查找,到達40.0.0.2的下一跳是20.0.0.2,此地址在該路由器的直連鏈路上,則路由器將按照該路由項轉發數據包。
在這裏插入圖片描述
在衆多協議中:對於BGP路由(直連EBGP路由除外)、靜態路由(配置下一跳)以及多條RIP路由而言,其所攜帶的下一跳信息可能並不是直接可大,從指導轉發的角度而言,他需要通過路由迭代找到到達下一跳的直連出接口。而對於ospf和Is-Is 等鏈路狀態路由協議而言,其下一跳是直接在路由計算時候得到,因此不需要進行路由迭代。
3.缺省路由表匹配
如果在路表中沒有路由項能夠匹配IP報文的IP地址,則丟棄該IP報文。當時如果在路由表彙總有缺省路由存在,則路由器將按照缺省路由來轉發IP報文。缺省路由又稱爲默認路由,其目的地址和子網掩碼均爲0.0.0.0
因爲他的掩碼最短,所以,根據最長匹配原則,只有沒有其他任何路由匹配IP報文的情況下,系統纔會按照缺省路由轉發。
缺省路由也可以通過手工配置得到,也可以通過某些協議生成(ospf的stub區域和nssa區域)動態生成。缺省路由可以減少路由表的規模,從某種程度上講可以提高路由查找的速度。在因特網中,大約99%的路由器上都會存在一條缺省路由。

路由的來源

1.直連路由:不需要配置,當時由器接口存在IP地址並且當此接口狀體爲“UP”時,路由器自動生成,特點是開銷小,配置簡單。但是路由器只能發現本接口所屬網段的路由。
2.手工配置的靜態路由
由手工配置,但是當網絡發生故障後,需要手動調整,靜態路由沒有開銷,配置簡單,適合規模比較小的網絡。
3.動態路由協議發現的路由
RIP 、OSPF 、、ISIS、BGP等。通過協議自動發現並修正路由,避免人工維護。但是開銷比較大,配置複雜

路由度量值(Metric)

路由度量值(Metric)表示到達這條路由所指目的地的代價,也成爲路由權值(cost)。計算度量值時會考慮:跳數,鏈路帶寬、鏈路延時、鏈路使用率、鏈路可信度以及鏈路MTU等因素。
RIP使用“跳數”來計算度量值,跳數越小,度量值越小
OSPF使用“鏈路帶寬來計算度量值,鏈路帶寬越大,其路由度量值也就越小。度量值通常只對動態路由協議有意義,靜態路由和直連路由的度量值統一規定爲0。
路由度量值只在同一種路由協議內有比較意義,也不存在換算關係。

路由優先級

路由優先級(Preference)代表了路由協議的可信度。
路由協議的取值範圍爲 0——256
H3C設備的路由協議對應優先級

路由協議 相應路由的優先級
DIRECT 0
OSPF 10
IS-IS 15
STATIC 60
RIP 100
OSPF ASE 150
OSPF NSSA 150
IBGP 255
EBGP 255

除了直連路由外,各動態路喲協議及靜態路由的優先級都可根據用戶需求手工修改,
另外,路由優先級只是本地概念,動態路由協議在交互協議報文時,並不攜帶優先級,所以不通廠商的路由器,即使默認路由優先級餘,也仍和交互路由
在同一路由協議內,各目的地址相同的路由以度量值作爲判斷的依據;而在不通的路由協議之間,各目的地相同的路由以優先級作爲判斷的依據。

路由環路

IP報文不停的在網絡中循環發送,不僅不能達到目的地,而且還會造成巨大帶寬浪費。
路喲環路產生的原因主要是因爲配置錯誤或者網絡規劃導致的,比如雙向缺省路由。另外某些動態路由協議在特定情況下或者配置不當,也可能產生環路

華爲 H3C設備可以 display ip routing-table 來查看路由表的命令及含義。
使用 display ip routing-table verbose 來查看路由表的全部詳細信息。等

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章