05.IP路由交换基础--静态路由

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ICMP 协议

作用：为网络层提供或传递差错检测和网络控制信息

1. 连通性检测（差错检测）

当网络设备需要检测是否能到达目的设备时，可以发送一个 ICMP 的 Echo Request 报文到目的设备进行检测
目的设备回复后，则证明网络连通（并返回传输过程中的延迟、丢包率、网络抖动等信息）
目的设备无回复，则返回差错消息（如：目的地址不可达、主机不可达等）
作用：用于检测网络连通性，及网络品质

2. 重定向（控制信息）

当设备访问不同网段的目的设备时，会寻找网关设备，网关设备会根据 IP 路由表转发数据包
当网关设备发现发起访问的设备有更优的路径，会通过重定向报文告知发起访问的设备
（如：访问服务器 Server 1 更好的下一跳是 R2）则会通过重定向报文告知发起访问的设备
下一次转发数据时，发起访问的设备会直接找到 R2 进行转发

3. TTL 超时（差错控制）

当 TTL = 0 时，设备会丢弃数据包，并且向源设备发起 ICMP（type=11）的 TTL 超时通告
利用该特性，可以感知传输路径上，数据包所经过的设备有哪些

例如：测试 R1-R2-R3-R4 的传输路径
tracert 工具，发起测试时

  1. 默认会把 TTL 设置为 1，R1 把数据包发给 R4（TTL=1）
  2. 到达 R2 后，数据包被丢弃，R2 告知 R1 （TTL 超时）
  3. R1 再次把 TTL 修改为 2 发起测试（重复步骤 1 和 2）
  4. 最终 R1 得知到达 R4 所经过的设备有（R2-R3-R4）

配置命令：

ping + 目的地址

1
ping  10.1.1.1   可以测试本设备是否能够到达 10.1.1.1 设备，同时能够返回传输的延迟、丢包率、抖动情况等信息

ping -a + 源 IP 地址 来发起访问

1
ping -a  192.168.1.1   10.1.1.1				// 使用源地址：192.168.1.1 对 10.1.1.1 发起访问测试（指定源地址测试）
1
ping -c  1000  10.1.1.1				// 测试 10.1.1.1 可达性的时候，发送 1000 个测试报文（默认 5 个）

路由表

1. 目的地址/掩码

用于告知管理员或者设备，本路由器能够到达的目的地址有哪些

2. 协议类型

告知管理员和设备，本条路由是通过哪一种协议学习到的

3. 路由优先级（管理距离）

是用于衡量路由协议的优先程度的标准（0—255）越小越好

  • Direct （直连路由是设备自身接口的 IP 地址）最优，优先级为：0
    • 内部优先级（是设备定义的，无法修改的）
  • Static （静态路由是由管理员手工指定）优先级：60
    • 当不同的协议，优先级一致时，无法比较开销，设备会根据内部优先级比较
    • direct 0

动态路由协议

OSPF 10

OSPF

  1. 内部路由：优先级：10
    IS-IS level-1 15
  2. 外部路由（O_ASE、NSSA）：优先级：150
    IS-IS level-2 18
    Static 60
  • RIP 优先级：100
    RIP 100
    EBGP 20

IS-IS

  1. level-1 优先级：15 IBGP 200
  2. level-2 优先级：15 （不同的路由协议，设备会默认先比较外部优先级，当外部优先级一致的时候才会比较内部优先级）

BGP

  1. IBGP 优先级：255
  2. EBGP 优先级：255

外部优先级是可以修改的

补充：相同目的地址和掩码的路由，路由表只会保留最优的一条（除：负载均衡）
例如：相同的路由（不同协议会比较优先级）

  1. 1.1.1.1/32 OSPF

  2. 1.1.1.1/32 IS-IS 设备会优先级 1

    补充：如果相同的路由，协议也一致，优先级也一样，则比较 4（开销值）

4. 开销值（距离）

开销值越小，代表设备到达目的地址越近（越小越好）
例如：

  1. 1.1.1.1/32 OSPF cost=10
  2. 1.1.1.1/32 OSPF cost=20 则优选 1

5. 下一跳：

设备到达目的地址有可能不是直连的（并非直达）需要根据下一跳设备。进行逐跳转发

6. 出接口：

告知设备数据包应该从哪一个接口出去

静态路由：

以太网中必须指定下一跳（以太网为广播型多路访问网络类型，从一个接口出去后可能会到达多个其他设备，所以必须指定下一跳设备及接口地址）
点对点网络可以指定下一跳或出接口（1:1 的链接，从一个接口出去一定能够到达对端设备）

配置命令：（系统配置视图）

1
2
3
ip route-static   目的地址  +  掩码   +  下一跳 / 出接口
例： ip  route-static  1.1.1.1   32   10.1.12.2			// 配置到达目的地址为：1.1.1.1/32 的静态路由，下一跳地址为：10.1.12.2
ip  route-static  1.1.1.1   32    P2/0/0			// 配置到达目的地址为：1.1.1.1/32 的静态路由，指定出接口为：P2/0/0

1. 等价路由

  • 当访问目的设备时，有多个下一跳接口和链路，则可以配置多条静态路由
  • 这些静态路由的优先级和开销值都一致，可以成为负责均衡路由（等价路由），设备根据 5 元组（源、目 IP；协议号；源、目端口号）进行计算
  • 根据不同的计算结果选用任意的负载链路转发
    （应用场景：一般在带宽或设备数量一致的场景下使用）

2. 浮动路由

  • 当访问目的设备时，有多个下一跳接口和链路，则可以配置多条静态路由
  • 这些静态路由的优先级不一致，可以设置高带宽的静态路由（优先级更优，数值更小）
    低带宽的静态路由可以设置为备份路由（优先级数值更大）
    （主备）正常情况下使用主路由（带宽高的）
  • 系统配置视图（display this）可以查看静态路由配置
    1
    2
    ip route-static   目的地址  +  掩码   +  下一跳 / 出接口
    ip route-static 1.1.1.1   32   10.1.23.3 preference 55			// 例如把静态路由的优先级改为 55（默认值为：60）1—255（越小越优）

3. CIDR 与 VLSM

  • VLSM（可变长子网掩码）把一个子网变成多个子网的技术
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    192.168.1.0/24	向主机位借位，192.168.1.0/25 （0—127）    /    192.168.1.128/25（128—255）
  • CIDR（无类域间路由）可以把多个子网变成一个子网的技术
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    例如：把  192.168.1.0/25 和 192.168.1.128/25 合成  192.168.1.0/24 的技术，向主机位借位
    172.16.16.0/24	把相同的地址保留（左往右）	172.16（保留） = 16 bit
    172.16.17.0/24		不同的进行二进制换算	16、17、18
    172.16.18.0/24		16= 0001  0000
    					17= 0001  0001
    					18= 0001  0010	把相同部分的保留下来 0001 00XX（相同的仅保留了 6 bit)
    最终得出汇总后的地址为：  172.16.16.0/22
    主机位向网络位借位（借了 2 位）

4、为了避免环路的发生

  • 内网互访可以使用 CIDR 汇总路由，减少路由条目的数量还能减少环路的产生
  • 如果是缺省路由，更容易产生环路，缺省路由一般用于出口路由器
    1
    ip route-static  0.0.0.0   0   10.1.12.2		（缺省路由）
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