路由控制层面和数据层面解析
控制层面
网络信息六要素
- 目的网络：标识目的网络的网络号
- 掩码：用来区分网络号和主机号
- 出接口：数据包被路由离开本路由的接口
- 下一跳地址：路由转发到达目的网段的数据包所使用的下一跳地址
- Cost度量值：用来描述路径的好坏，是一个量化后的阿拉伯数字结果，越大越差
- Preference优先级 AD管理距离：取值范围0-255 ，值越小越好，路由器可以通过各种渠道学习到路由，例如：直连路由，静态路由，BGP,OSPF等，通过对优先级数值大小比较选择最优路由
网络分为直连和非直连两种
- 直连网络：一个网络和一个路由器的一个接口直连，指向直连网络的路由就称为 直连路由
- 非直连网络：一个网络和该路由器的任何一个接口都没有链接，去往非直连网络的路由就称为非直连路由
如何使用命令查看路由表信息
路由查看命令（huawei）
display ip routing-table
路由表中各个内容所包含的含义
| 序号 | 名称 | 含义 |
|---|---|---|
| 1 | Destination/Mask | 表示此路由的目的网络地址与网络掩码，将目的地址和子网掩码“逻辑与运算”后可得到目的的主机或路由器所在网址的地址。例如 1.1.1.1，掩码255.255.255.0的主机或路由器所在的网段地址为1.1.1.0 |
| 2 | Proto(Protocol) | 该路由的协议类型，也既是该路由器是通过什么协议获知这条路由 |
| 3 | Pre(Preference) | 表示此路由的路由协议优先级，针对统一目的地，可能存在不同的下一跳，出接口等多条路由，这些不同的路由可能是由不同的路由协议发现的，也可能是手工配置的静态路由，优先级最高（最小）者将成为当前最优路由 |
| 4 | Cost | 路由开销，当达到同一目的地的多条路由具有相同的路由优先级时，路由开销最小的将成为当前最优路由 |
| 5 | NextHop | 表示对于本路由器而言，到达该路由指向的目的网络下一跳地址，该字段指明了数据转发的下一个设备 |
| 6 | Interface | 表示此路由的出接口，指明数据将从本路由器的哪个接口转发出去 |
举例：
如果路由器通过RIP和OSPF都学到了去往同一条路由信息，且通过管理员权限将RIP和OSPF的优先级都设置成同一级别，谁加表？
OSPF加表，对于厂商而言存在系统偏好，华为的系统偏好： OSPF>IS-IS>RIP，所以即使使用管理手段把优先级设置一致依旧会根据系统偏好有线选择OSPF。而RIP计算度量值是基于跳数，OSPF计算度量值是基于链路带宽，所以两者也不具备可比性
常见路由优先级默认数值
有一种情况多条去往一个目的网络是等价的，那么路由器会在多条线路上执行ECMP| 路由来源 | 路由类型 | 优先级 | |
| Huawei | Cisco | ||
| 直连 | 直连路由 | 0 | 0 |
| 静态 | 静态路由 | 60 | 1 |
| 动态路由 | OSPF 内部 | 10 | |
| OSPF 外部 | 150 | 110 | |
| RIP | 110 | 120 | |
| IGRP | 80 | 100 | |
| BGP | 170 | ||
| IS-IS | 150 | ||
| EIGRP SUMMARY | 5 | ||
| EIGRP 内部 | 90 | ||
| eBGP | 20 | ||
| IGRP | 100 | ||
| eBGP | 140 | ||
| iBGP | 200 | ||
ECMP等价负载均衡，BGP不支持ECMP
数据层面
路由器如何转发数据
路由器使用模糊匹配来转发数据，在接受到数据包先进行判断，这个数据包属于哪个网络，当确定数据包属于哪个目的网络之后
，会查询路由表中是否有去往该网络的路由条目，如果有则按路由条目的出接口进行数据转发，如果没有则直接丢包
数据包如何匹配路由条目
使用路由掩码和目的ip做与运算，计算出网络号，再和该路由的网络号对比，如果一致则说明该数据包去往的网络和该路由条目所指向的网络是一致的，此时就称为 该路由命中数据包，如果不一致该路由条目指向的网络和数据包去往的网络不一致，如果都不能命中 则直接丢包
如果路由表中有多个路由条目都能命中，在都能命中的情况下，使用命中长度最长，精度最高的进行转发，这种情况叫做最长匹配原则
路由转发流程
静态路由配置方式
- 关联下一跳ip地址
ip route-static ip-addres submask nexthop-address
- 关联出接口的方式
ip route-static ip-address submask interface-type interface-number
- 关联出接口和下一跳IP方式
ip route-static ip-address submask interface-type interface-number nexthop-address
在创建静态路由时，可以同时指定出接口和下一跳，对于不同的出接口类型，也可以只指定接口或只指定下一跳
- 对于点到点接口（如串口，P2P网络 下一跳固定），必须指定出接口
- 对于广播接口（如以太网接口，MA多路访问 下一跳不固定）和VT (Virtual-template) 接口，必须指定下一跳
缺省路由（默认路由）
缺省路由是一种特殊路由，当报文没有在路由表中找到匹配的具体路由表项时才使用的路由，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，那么该报文讲选取缺省路由进行转发
缺省路由在路由表中的形式为0.0.0.0/0,缺省路由也被叫做默认路由，命中的匹配率是最低的
动态路由
动态路由分类
- IGP 内部网关协议：建议在 一个AS内使用
- EGP外部网关协议：专门在不同的AS之间运作
AS系统：自制系统，属于相同组织，拥有相同管理的集合，一个AS就是 一个园区
| 协议类型 | 协议 |
|---|---|
| IGP 内部网关协议 | RIP,EIGRP(CISCO设备特有)，OSPF,IS-IS |
| EGP外部网关协议 | BGP |
小型网络使用 RIP
大型网络使用 OSPF和IS-IS
纯思科设备网络使用EIGRP
按核心算法分类
-
DV协议（距离数量协议）基于传闻的协议
R1—R2----X
R2直连X网络，在R1和R2中的网络部署距离适量协议，R2会给R1发送一个更新报文，报文中包含X的网络路由，主要内容包含如果想要访问X网络可以直接讲数据包发给R2，X网络的接口信息等都不会包含在内
非常容易出线路由选择环路
-
LS协议（链路状态协议）基于拓扑的协议
R1—R2----X
R2发送给R1的更新报文中游链路状态通告(LSA)，可以让R1知道网络拓扑，自行选择最优路由条目
LSA: R2的所有接口链接哪些网络，网络ID，子网掩码等信息
协议分类 协议 DV协议（距离矢量协议） RIP,EIGRP,BGP LS协议（链路状态协议） OSPF,IS-IS
基于距离矢量协议进行分类
距离矢量协议的更新报文仅包含
- 网络号
- 掩码
- 下一跳
- 度量值
Classful有类协议，发送更新仅包括
- 网络号
- 度量值
Classless无类协议，发送更新仅包括
- 网络号
- 掩码
- 下一跳
- 度量值
路由递归
ECMP
浮动静态路由
CIDR
路由汇总 Summary
将多条路由合并成条路由，多条子网主路由合并成一条主网路由，合并必须满足以下条件：
- 出接口相同
- 下一跳相同
- 前缀足够连续
- 掩码相同
例如：
172.16.0.0/24
172.16.1.0/24
计算合并后得出
172.168.0.0/23
路由聚合Aggregation
192.168.0.0/24
192.168.1.0/24
合并的结果是
192.168.0.0/23
可见，由于192.168本身就是主C类网络，掩码默认就是24位，但是经过合并后得出的路由掩码打破了主C类地址24位掩码的规则，这种合并就叫做聚合，又叫超网路由
汇总所引发的问题
- 路由环路
- 路由黑洞
