[网络协议]IP路由基础

路由概述

路由基础概念

通过IP地址可以寻找到网络中唯一的网络节点，每一个IP都有自己的网段，这些网络可能发布再世界各地，共同组成全国的网络。
路由转发：网络中网关和路由器根据收到的IP报文的目的地址选择合适的路径，将报文转发到下一跳路由，直到报文到达最后一跳的路由二层寻址将报文转发给目的网络主机。
中间节点选择的路径所依赖的表为路由表。
路由条目明确的出接口以及下一条，这两项信息将明确指出IP报文转发到相应的吓一跳设备上。

路由条目生成

路由信息获取方式

直连路由：直接接口所在网段的路由，由设备自动生成。
静态路由：由网络管理员手工配置条目
动态路由：路由器通过动态协议（ospf、is-is、BGP）学习到路由

查看IP路由表

display ip routing-table

destination/Mask:网络地址与网络掩码
Proto（Protocol）：此路由协议类型
Pre（Preference）：路由协议的优先级
Cost：路由开销
Nexthop：表示对本路由而言，到达此路由指向的目的网路吓一跳地址。
interface：此路由的出接口

路由优先级

当路由器到达目的网路有多条路径的时候，（这些路由的目的网络地址异界网路掩码都相同），路由器会比较条目的优先级，优先级值最小的优先。路由来源的优先级值（Preference）越小代表加入路由表的优先级越高
优先级最高的路由将添加进路由表。
正常情况下 直连路由的优先级为0 并且不可以认为更改，静态路由的优先级为60。OSPF内部优先级为10、外部优先级为150。
RTA通过静态、动态路由协议学习到相同的路由条目，比较路由协议优先级，OSPF优先。OSPF的路由条目将被加入到路由表。

度量值

当路由器通过某种路由协议发现多条到达同一目的网路路由时（拥有相同的可有优先级）度量值将作为路由优选的依据之一。
路由度量值表示到达路由所指目的地址的代价。
一些常用的度量值有：跳数、宽带、时延、代价、负载、可靠性
度量值越小越优先，度量值最小的路由将会添加到路由表中。
度量值很多时候被称为开销值（cost）。

路由转发

最长匹配原则

当路由收到IP数据包时，会将数据包的目的IP地址与自己本地路由表中的所有路由表项进行逐为比较，知道找到匹配度最长的条目。

• 当路由收到一个数据包时，会在自己的路由表中查询数据包的目的IP地址，如果能够找到匹配的路由表想，则依据表项所指的出接口以及吓一跳来转发数据，如果没有匹配表项，则丢弃此数据包。
  路由器的行为时逐跳，数据包从源到目的沿路径每一个路由器都必须有关目的网段的路由，否则会造成丢包。
• 数据通信往往是双向，因此要关注流量的往返（往返路由）。

静态路由

静态路由有网路管理人员手动配置，配置方便，对系统要求低，适合于拓扑结构简答并且稳定的小型网路。
缺点就是不能自动适应网路拓扑的变化，需要人工干预。

静态路由的配置

关联吓一跳IP的方式
ip route-static ip-address {mask|mask-length} nexthop-address
关联接口的方式
ip route-static ip-address {mask|mask-length} interface-type interface-number
关联出几口与吓一跳IP方式
ip route-static ip-address {mask|mask-length}  interface-type interface-number nexthop-address

在创建静态路由时，可以同时指定接口和下一跳，对于不同的出接口类型，也可以只指出接口或只指定下一跳。对于点到点接口，必须指定出接口。
对于广播接口（如以太网接口）和VT接口，必须指定下一条。

缺省路由

缺省路由时一种特殊的路由，当报文没有在路由表中找到匹配的具体路由表项才使用路由，如果报文的目的地址不能与路由表的任何目的地址相匹配，那么此报文将选取缺省路由进行转发。
缺省路由路由表中的形式为0.0.0.0/0 缺省路由也白叫做默认路由。

动态路由

动态路由协议有自己的路由算法，能够自动适应网路拓扑的变化，适用于具有一定数目的三层设备网路中。
? 根据路由信息传递的内容、计算路由的算法，可以将动态路由协议分为两大类
? 距离矢量协议（Distance-Vector Protocol） ? RIP
? 链路状态协议（Link-State Protocol） ? OSPF
? IS-IS
? BGP使用一种基于距离矢量算法修改后的算法，该算法被称为路径矢量（Path Vector）
算法。因此在某些场合下，BGP也被称为路径矢量路由协议。
? 根据工作范围不同，又可以分为
? 内部网关协议IGP（Interior Gateway Protocol）:在一个自治系统内部运行。RIP、
OSPF、ISIS为常见的IGP协议。
? 外部网关协议EGP（Exterior Gateway Protocol）：运行于不同自治系统之间。BGP
是目前最常用的EGP协议

路由高级特性

路由递归

路由必须直连的下一条才能指导转发但是路由生成时下一条可能不是直连，因此需要计算出一个直连的下一条对应的接口，这个过程叫做路由的递归，也叫做路由的迭代。
（去往C网段的路由，下一条时B网段，非本地直连路由，如果路由表中本身没有去往B网段的路由，那么此静态路由将不再生效，无法作为有效的路由条目，并不会出现在路由表中。不过我们可以在路由A中设置一个去往路由B的直连条目，这样就可以解决上面的问题。）

等价路由

来源相同、开销相同的、目的相同当时具有不同的下一跳地址，都会被加入到路由表，形成路由为等价路由。

浮动路由

静态路由支持配置时手动指定优先级，可以通过配置目的地址/掩码线条、优先级不同、下一跳不同的静态路由、实现转发路由经的备份
浮动路由时主用路由的备份，保证链路链路故障时提供备份路由，主用路由下一跳可达时此备份路由不会出现在路由表中。

CIDR

classless inter-domian routing 无类别域间路由，采用IP地址加掩码长度来表示网路和子网，而不时按照传统A、B、C等类型对网路进行划分。


? 一般来说一条路由，无论是静态的或者是动态的，都需要关联到一个出接口，路由的出接
口指的是设备要到达一个目的网络时的出站接口。路由的出接口可以是该设备的物理接口，
例如百兆、千兆以太网接口，也可以是逻辑接口，例如VLAN接口（VLAN Interface），或
者隧道（Tunnel）接口等。在众多类型的出接口中，有一种接口非常特殊，那就是Null
（无效）接口，这种类型的接口只有一个编号，也就是0。Null0是一个系统保留的逻辑接
口，当网络设备在转发某些数据包时，如果使用出接口为Null0的路由，那么这些报文将被
直接丢弃，就像被扔进了一个黑洞里，因此出接口为Null0的路由又被称为黑洞路由。

总结

路由如何优选路由条目？
首先根据Preferenece选择，如果Preference相同则比较度量值，如果度量值相同，则会被加入到路由表中形成等价路由。
如何配置浮动路由？
配置一条和被备份的路由条目的网段、掩码相同的静态路由，但是下一跳不能相同，最后加上一个preference xx ，xx的值大于备份路由的preference值 既可实现备份路由。