第5章 路由基礎(chǔ)

第五章路由基礎(chǔ)目錄5.1路由概述5.2華為通用路由平臺5.3靜態(tài)路由配置5.4基本配置實驗5.1.1路由的基本概念路由器是不同網(wǎng)絡(luò)互連的核心設(shè)備，負責網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，同時還具備路由選擇的功能。路由是指導(dǎo)報文轉(zhuǎn)發(fā)的路徑信息，通過路由可以確認轉(zhuǎn)發(fā)IP報文的路徑。網(wǎng)關(guān)以及中間節(jié)點（路由器）根據(jù)收到的IP報文的目的地址選擇一條合適的路徑，并將報文轉(zhuǎn)發(fā)到下一個路由器。在路徑中的最后一跳路由器二層尋址將報文轉(zhuǎn)發(fā)給目的主機。這個過程被稱為路由轉(zhuǎn)發(fā)。路由條目包含明確的出接口以及下一跳，這兩項信息指導(dǎo)IP報文轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的下一跳設(shè)備上。5.1.2路由器工作原理路由器的工作原理就是路由器接收到數(shù)據(jù)幀后查路由表具體處理數(shù)據(jù)幀的整個過程，路由器是三層設(shè)備，具有路由的功能，每一臺路由器都至少維護著一張路由表，路由器收到數(shù)據(jù)幀后，首先解封裝，去掉幀頭幀尾，根據(jù)目的IP地址查找路由表，若路由表中不存在目的網(wǎng)絡(luò)的路由信息，會導(dǎo)致丟包；若路由表中存在目的網(wǎng)段的路由信息，路由器重新封裝數(shù)據(jù)幀，會根據(jù)路由信息中出接口和下一跳轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。5.1.3路由表由一條條詳細的路由條目組成，路由表中不會保存所有的路由信息，路由器選擇最優(yōu)的路由條目放入路由表中。5.1.4路由條目生成方式直連路由：直連路由是指向本地直連網(wǎng)絡(luò)的路由，由設(shè)備自動生成。靜態(tài)路由：靜態(tài)路由由網(wǎng)絡(luò)管理員手動配置，配置方便，對系統(tǒng)要求低，適用于拓撲結(jié)構(gòu)簡單并且穩(wěn)定的小型網(wǎng)絡(luò)。但局限性是靜態(tài)路由不能自動適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓撲的變化，需要人工干預(yù)。動態(tài)路由：動態(tài)路由協(xié)議有自己的路由算法，能夠自動適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓撲的變化，適用于具有一定數(shù)量三層設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)。5.1.5最優(yōu)路由最長掩碼匹配原則：當路由器收到一個IP數(shù)據(jù)包時，會將數(shù)據(jù)包的目的IP地址與自己本地路由表中的所有路由表項進行逐位（Bit-By-Bit）比對，直到找到匹配度最長的條目，這就是最長前綴匹配機制。比較優(yōu)先級：當路由器從多種不同的途徑獲知到達同一個目的網(wǎng)段的路由（這些路由的目的網(wǎng)絡(luò)地址及網(wǎng)絡(luò)掩碼均相同）時，路由器會比較這些路由的優(yōu)先級，優(yōu)選優(yōu)先級值最小的路由。比較度量值：度量值數(shù)值越小越優(yōu)先，度量值最小路由將會被添加到路由表中。5.1.6路由高級特性路由高級特性主要包括路由遞歸、等價路由、浮動路由以及路由匯總。路由遞歸路由必須有直連的下一跳才能夠指導(dǎo)轉(zhuǎn)發(fā)，但是路由生成時下一跳可能不是直連的，因此需要計算出一個直連的下一跳和對應(yīng)的出接口，這個過程就叫作路由遞歸。等價路由來源相同、開銷相同的路由都會被加入路由表，形成的路由為等價路由（兩個路由條目指向的目的網(wǎng)段相同，但是具有不同的下一跳地址），路由轉(zhuǎn)發(fā)會將流量分布到多條路徑上。路由表中存在等價路由之后，前往該目的網(wǎng)段的IP報文路由器會通過所有有效的接口、下一跳轉(zhuǎn)發(fā)，這種轉(zhuǎn)發(fā)行為被稱為負載分擔。浮動路由靜態(tài)路由支持配置時手動指定優(yōu)先級，可以通過配置目的地址/掩碼相同、優(yōu)先級不同、下一跳不同的靜態(tài)路由，實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)路徑的備份。浮動路由是主用路由的備份，保證鏈路故障時提供備份路由。主用路由下一跳可達時該備份路由不會出現(xiàn)在路由表。路由匯總

CIDR（ClasslessInter-DomainRouting，無類別域間路由）采用IP地址加掩碼長度來標識網(wǎng)絡(luò)和子網(wǎng)，而不是按照傳統(tǒng)A、B、C等類型對網(wǎng)絡(luò)地址進行劃分。CIDR容許任意長度的掩碼長度，將IP地址看成連續(xù)的地址空間，可以使用任意長度的前綴分配，多個連續(xù)的前綴可以聚合成一個網(wǎng)絡(luò)，該特性可以有效減少路由表條目數(shù)量。目錄5.1路由概述5.2華為通用路由平臺5.3靜態(tài)路由配置5.4基本配置實驗5.2.1系統(tǒng)概述華為通用路由平臺VRP（VersatileRoutingPlatform）是華為公司數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品的通用操作系統(tǒng)平臺。（1）實現(xiàn)統(tǒng)一的用戶界面和管理界面。（2）實現(xiàn)控制平面功能，并定義轉(zhuǎn)發(fā)平面接口規(guī)范。（3）實現(xiàn)各產(chǎn)品轉(zhuǎn)發(fā)平面與VRP控制平面之間的交互。（4）屏蔽各產(chǎn)品鏈路層對于網(wǎng)絡(luò)層的差異。文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)是指對存儲器中文件、目錄的管理，功能包括查看、創(chuàng)建、重命名和刪除目錄，拷貝、移動、重命名和刪除文件等。文件的管理方式包括：（1）通過Console或者telnet等直接登錄系統(tǒng)管理。（2）通過FTP、TFTP或SFTP登錄設(shè)備進行管理。VRP命令行命令行界面分成了若干種命令行視圖，使用某個命令行時，需要先進入該命令行所在的視圖。最常用的命令行視圖有用戶視圖、系統(tǒng)視圖和接口視圖，三者之間既有聯(lián)系，又有一定的區(qū)別。（1）用戶視圖（2）系統(tǒng)視圖（3）接口視圖5.2.2CLI界面的使用方法首先設(shè)備初始化。設(shè)備上電后，首先運行BootROM軟件，初始化硬件并顯示設(shè)備的硬件參數(shù)，然后運行系統(tǒng)軟件，最后從默認存儲路徑中讀取配置文件進行設(shè)備的初始化操作。開機界面提供了系統(tǒng)啟動的運行程序和正在運行的VRP版本及其加載路徑等信息。設(shè)備管理用戶對設(shè)備的常見管理方式主要有命令行方式和Web網(wǎng)管方式兩種。用戶需要通過相應(yīng)的方式登錄設(shè)備后才能對設(shè)備進行管理。Web網(wǎng)管方式通過圖形化的操作界面，實現(xiàn)對設(shè)備直觀方便的管理與維護，但是此方式僅可實現(xiàn)對設(shè)備部分功能的管理與維護。Web網(wǎng)管方式可以通過HTTP和HTTPS方式登錄設(shè)備。命令行方式需要用戶使用設(shè)備提供的命令行對設(shè)備進行管理與維護，此方式可實現(xiàn)對設(shè)備的精細化管理，但是要求用戶熟悉命令行。命令行方式可以通過Console口、Telnet或SSH方式登錄設(shè)備。用戶界面用戶通過命令行方式登錄設(shè)備時，系統(tǒng)會分配一個用戶界面用來管理、監(jiān)控設(shè)備和用戶間的當前會話。設(shè)備系統(tǒng)支持的用戶界面有Console用戶界面和虛擬類型終端VTY（VirtualTypeTerminal）用戶界面。Console用戶界面用來管理和監(jiān)控通過Console口登錄的用戶。用戶終端的串行口可以與設(shè)備Console口直接連接，實現(xiàn)對設(shè)備的本地訪問。VTY用戶界面用來管理和監(jiān)控通過VTY方式登錄的用戶。用戶通過終端與設(shè)備建立Telnet或STelnet連接后，即建立了一條VTY通道，通過VTY通道實現(xiàn)對設(shè)備的遠程訪問。用戶級別

VRP提供基本的權(quán)限控制，可以實現(xiàn)不同級別的用戶能夠執(zhí)行不同級別的命令，用以限制不同用戶對設(shè)備的操作。命令行的使用（1）進入命令視圖用戶進入VRP系統(tǒng)后，如果出現(xiàn)<Huawei>，并有光標在“〉”右邊閃動，則表明用戶已成功進入用戶視圖。（2）退出命令視圖quit命令的功能是從任何一個視圖退出到上一層視圖，退出命令視圖如圖5-5所示。例如，接口視圖是從系統(tǒng)視圖進入的，所以系統(tǒng)視圖是接口視圖的上一層視圖。（3）保存命令配置save命令的功能是保存命令配置。5.2.3常見的基本命令基本配置命令（1）配置設(shè)備系統(tǒng)時鐘假設(shè)當前的日期為2022年1月8日，時間是凌晨02：06：00，則相應(yīng)的配置應(yīng)該是：clockdatetime02:06:002022-1-8。（2）配置設(shè)備IP地址利用ipaddressip-address{mask|mask-length}命令為接口配置IP地址。目錄5.1路由概述5.2華為通用路由平臺5.3靜態(tài)路由配置5.4基本配置實驗5.3.1IPv4靜態(tài)路由配置靜態(tài)路由實驗拓撲如圖所示，實驗要求兩臺主機PC1、PC2之間通過兩臺路由器R1、R2實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。配置思路和命令（1）完成兩臺主機PC1和PC2的基礎(chǔ)配置。（2）完成兩臺路由器接口IP地址參數(shù)的配置。（3）分別在兩臺路由器上手動添加靜態(tài)路由信息。驗證分別在兩臺路由器上查看IP路由表，觀察是否存在到達目的網(wǎng)段的路由信息。使用ping命令測試。5.3.2IPv6靜態(tài)路由配置[R1]ipv6route-static2002::642012::2[R2]ipv6