一. 路由工作原理:
路由转发数据过程其实很简单，简单的总结就是：
路由接收数据包→查看目的地址→与路由表进行匹配找到转发端口→转发到该端口
具体路由器工作过程：
1）、PC1要给PC2发送数据，因为地址不在同一个网段，PC1会将数据包发送给本网段的网关路由R1的G0/1接口，
2）、R1路由器接收到数据包，查看数据包IP头部中目的地址是2.100，再查询自己路由表，发现到达192.168.2.0/24网段需要从G0/0接口出去，于是R1路由器将数据包发送到G0/0接口，并由此接口将数据发出去到达R2路由器。
3）、R2路由器收到一个来自R1的数据包，同样查看IP首部包中的目的地址是2.100，再查询自己路由表。发现192.168.2.0/24网段在G0/1接口下，R2路由器将数据包再转发到G0/1接口，并由此接口发送到PC2设备上，到此路由工作过程结束。
1、路由表
再来看一下概念的东西，通过工作过程基本上可以了解什么是路由表及其作用，总结如下：1）路由器中维护的路由条目的集合2）路由器根据路由表做路径选择：
2、路由表分类
1）直连(Direct)：本地接口、回环地址
2）静态(static)：需要手动指定
3）动态(dynamic)：距离矢量：rip
距离矢量(增强型)：BGP
链路状态：ospf、isis等
4）默认路由：0.0.0.0 0.0.0.0是一种特殊的静态路由，如果报文的目的地址无法匹配路由表中的任何一项，路由器将选择依照缺省路由来转发报文。
注：如果没有默认路由，那么目的地址在路由表中没有匹配表项的包将被丢弃。
3、路由表形成
路由形成主要分为几个部分，按大类主要就两类：1）直连网段：配置IP地址，并且状态UP形成直连路由。就像上图中R1直连网段就是G0/1和G0/0端口下的IP地址对应的地址段。2）非直连网段：非直连的网段就需要通过路由协议学习后，将学习到的网段写入路由表，就像上图中红色标出来的部分，路由协议会在后面讲解。
4、路由及转发匹配原则
1）学习路由表：ip地址相同情况下，比协议优先级，优先级相同比cost(度量值)。
2）转发数据：数据转发时多条协议到相同目的地时，则匹配最长子网掩码，长的优先选择发送。
注：学习路由表=不同协议到相同目的地址只学习一条，比优先级和cost；
转发数据=多条协议发送相同目的地时，比子网长度；
转发数据路由没有条目则丢弃；
5、路由协议优先级值
6、路由注意事项
1）、网线连接：属于广播类型，必须配置下一跳地址,串口模式（点到点）可以不指定；
2）、路由发送数据包流程：确认目的地址–查缓存表–转发数据；
3）、静态路由一般情况下，收发数据双方需要都配置路由才可以正常通信；
7、路由转发数据封装过程
1）PC1在网络层将来自上层的报文封装成IP数据包，其首部Header字段包含了源目IP地址。源地址即本机PC1的地址192.168.1.1，目的地址为PC2的地址192.168.2.1。PC1会用本机配置的子网掩码与目的地址进行与运算，得出目的地址与本机地址不属于同一网段，因此发往PC2的数据包需要经过RTA路由器进行转发。
2）PC1通过ARP请求获得默认网关RTA路由器的G0/1接口MAC地址00:11:98:70:22:22，在数据链路层PC1将IP数据包封装成以太网数据帧，在以太网数据帧首部的源MAC地址为00:11:98:70:11:11，目的MAC地址为网关G0/1口的MAC地址00:11:98:70:22:22。
3）RTA路由器从G0/1接口收到来自PC1的数据帧，去掉链路层的封装。RTA路由器认为这个IP数据包是要通过自己进行路由转发，所以RTA路由器会查询自己的路由表，寻找与目标IP地址192.168.2.1相匹配的路由表项，再根据路由表的下一跳地址将数据包转发到G0/0接口。
4）在G0/0接口RTA路由器重新封装以太网帧，此时源MAC地址为RTA路由器的G0/0口的MAC地址00:11:98:70:33:33，目的MAC地址为与之相连的RTB路由器的G0/0接口MAC地址00:11:98:70:44:44。
5）路由器B从G0/0接口收到来自RTA路由器的数据帧，同样去掉数据链路层封装。并查看目的IP地址与路由表进行匹配，再根据路由表的下一跳信息将数据包转发到G0/1接口。最后RTB路由器发现目的网段与自己G0/1接口直接相连，通过ARP广播，RTB路由器获取到PC2主机的MAC地址00:11:98:70:66:66，此时RTB路由器再将IP数据包封装成以太网帧，源MAC地址为RTB路由器G0/0接口的MAC地址00:11:98:70:55:55，目的MAC为：00:11:98:70:66:66，最终数据封装完成后，RTB将数据帧从G0/1接口发送给PC2主机。
总结：数据发送的原目IP地址不变，而源目MAC地址会随着设备端口不断转发变更而变化。
8、路由与交换机制区别
我们知道交换机是工作在OSI模型的第二层，即数据链路层，路由器工作在OSI模型的第三层，网络层，那么这两者具有区别和作用我们来总结一下：
1）交换机：交换机工作在OSI模型第二层数据链路层，数据链路层只能识别物理地址也就是MAC地址信息，当交换机的某个接口收到一个数据帧时，交换机首先会读取数据帧中相应的目标地址的MAC地址，然后再自己的MAC地址表中查找是否有目标MAC地址的端口信息。如果有，则把数据帧转发到相应的端口。如果没有，则向除源端口外的所有端口转发数据帧。这就是交换机的数据交换过程。
总结：交换机根据自己的MAC地址表在交换机的不同端口之间进行数据交换，即交换机的一个端口交换到另一个端口。
2）路由器：在网络层可以识别逻辑地址。当路由器的某个接口收到一个数据包时，路由器首先会读取包中相应目标的逻辑地址网络部分，然后再路由表中查找。如果在路由表中找到了目标地址的路由条目，则把数据包转发到路由器的相应接口，如果在路由表中没有找到目标地址的路由条目，且路由器配置了默认路由，就根据默认路由的配置转发到路由器的相应接口，如果在路由表中没有找到目标地址的路由条目，且路由器中没有配置默认路由，则将该数据包丢弃，并返回不可达信息。这就是数据路由的过程。
总结：路由器是根据自己的路由表进行转发，期间经过了路由选择和路由器转发的过程，从路由器的一个接口路由到另一个接口。
IP路由基础理论知识详解-原理及配置
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二. 静态路由与动态路由:
路由器不仅支持静态路由，同时也支持RIP（Routing Information Protocol）、OSPF（Open Shortest Path First）、IS-IS（Intermedia System-Intermedia System）和BGP（Border Gateway Protocol）等动态路由协议。
静态路由与动态路由的区别
路由协议是路由器之间维护路由表的规则，用于发现路由，生成路由表，并指导报文转发。依据来源的不同，路由可以分为三类：
通过链路层协议发现的路由称为直连路由。
通过网络管理员手动配置的路由称为静态路由。
通过动态路由协议发现的路由称为动态路由。
静态路由配置方便，对系统要求低，适用于拓扑结构简单并且稳定的小型网络。缺点是不能自动适应网络拓扑的变化，需要人工干预。
动态路由协议有自己的路由算法，能够自动适应网络拓扑的变化，适用于具有一定数量三层设备的网络。缺点是配置对用户要求比较高，对系统的要求高于静态路由，并将占用一定的网络资源和系统资源。
动态路由的分类
对动态路由协议的分类可以采用以下不同标准：
根据作用范围不同，路由协议可分为：
内部网关协议IGP（Interior Gateway Protocol）：在一个自治系统内部运行。常见的IGP协议包括RIP、OSPF和IS-IS。
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。
根据使用算法不同，路由协议可分为：
距离矢量协议（Distance-Vector Protocol）：包括RIP和BGP。其中，BGP也被称为路径矢量协议（Path-Vector Protocol）。
链路状态协议（Link-State Protocol）：包括OSPF和IS-IS。
以上两种算法的主要区别在于发现路由和计算路由的方法不同。
三. 路由表和FIB表：
路由器转发数据包的关键是路由表和FIB表，每个路由器都至少保存着一张路由表和一张FIB（Forwarding Information Base）表。路由器通过路由表选择路由，通过FIB表指导报文进行转发。
路由表：每台路由器中都保存着一张本地核心路由表（即设备的IP路由表），同时各个路由协议也维护着自己的路由表。
本地核心路由表：路由器使用本地核心路由表用来保存决策优选路由，并负责把优选路由下发到FIB表，通过FIB表指导报文进行转发。这张路由表依据各种路由协议的优先级和度量值来选取路由。
对于支持L3VPN（Layer 3 Virtual Private Network）的路由器，每一个VPN-Instance拥有一个自己的管理路由表（本地核心路由表）。
协议路由表：协议路由表中存放着该协议发现的路由信息。路由协议可以引入并发布其他协议生成的路由。例如，在路由器上运行OSPF协议，需要使用OSPF协议通告直连路由、静态路由或者IS-IS路由时，要将这些路由引入到OSPF协议的路由表中。
四. 缺省路由：
缺省路由是另外一种特殊的路由。简单来说，缺省路由是没有在路由表中找到匹配的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，那么该报文将选取缺省路由进行转发。如果没有缺省路由且报文的目的地址不在路由表中，那么该报文将被丢弃，并向源端返回一个ICMP（Internet Control Message Protocol）报文，报告该目的地址或网络不可达。
在路由表中，缺省路由以到网络0.0.0.0（掩码也为0.0.0.0）的路由形式出现。可通过命令display ip routing-table查看当前是否设置了缺省路由。通常情况下，管理员可以通过手工方式配置缺省静态路由；但有些时候，也可以使动态路由协议生成缺省路由，如OSPF和IS-IS。
五. 路由迭代:
路由必须有直连的下一跳才能够指导转发，但是路由生成时下一跳可能不是直连的，因此需要计算出一个直连的下一跳和对应的出接口，这个过程就叫做路由迭代。BGP路由、静态路由和UNR路由的下一跳都有可能不是直连的，都需要进行路由迭代。
例如，BGP路由的下一跳一般是非直连的对端loopback地址，不能指导转发，需要进行迭代。即根据以BGP学习到的下一跳为目的地址在IP路由表中查找，当找到一条具有直连的下一跳、出接口信息的路由后（一般为一条IGP路由），将其下一跳、出接口信息填入这条BGP路由的IP路由表中并生成对应的FIB表项。
对于BGP私网路由，需要隧道进行转发，路由的下一跳一般是远端PE的Loopback地址，不能指导转发，也需要进行路由迭代，即在隧道列表中查找到达该Loopback地址的隧道，将该隧道信息填入路由表中并生成对应的FIB表项。