13 KiB
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04.静态路由
1. 静态路由
- 在少量网段并且相对固定的时候可以使用静态路由
- 临时测试的时候
2. 实验
2.1 配置IP地址
R1
en
conf t
int e0/0
ip add 192.168.12.1 255.255.255.0
no sh
end
============================
R2
en
conf t
int e0/0
ip add 192.168.12.2 255.255.255.0
no sh
int e0/1
ip add 192.168.23.2 255.255.255.0
no sh
end
=============================
R3
en
conf t
int e0/0
ip add 192.168.23.3 255.255.255.0
no sh
end
在R2上可以检查到R1或者R3的连通性，确保IP地址配置正确
R2#ping 192.168.12.1
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.12.1, timeout is 2 seconds:
.!!!!
Success rate is 80 percent (4/5), round-trip min/avg/max = 1/3/5 ms
R2#ping 192.168.23.3
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.23.3, timeout is 2 seconds:
.!!!!
Success rate is 80 percent (4/5), round-trip min/avg/max = 1/1/2 ms
如果IP地址配置不正确，出现了问题，可以再每台设备上使用如下命令检查
R2#show ip int br
Interface IP-Address OK? Method Status Protocol
Ethernet0/0 192.168.12.2 YES manual up up
Ethernet0/1 192.168.23.2 YES manual up up
Ethernet0/2 unassigned YES unset administratively down down
Ethernet0/3 unassigned YES unset administratively down down
2.2 检查R1和R3的联通性
R1#ping 192.168.23.3
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.23.3, timeout is 2 seconds:
.....
Success rate is 0 percent (0/5)
检查R1的路由表
R1#show ip route
192.168.12.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 192.168.12.0/24 is directly connected, Ethernet0/0
L 192.168.12.1/32 is directly connected, Ethernet0/0
发现192.168.23.3没有匹配条目
在R1上加上静态路由，告知R1如果想去往192.168.23.0/24需要从e0/0接口发出
R1(config)#ip route 192.168.23.0 255.255.255.0 e0/0
然而还是不通，因为R3并没有返回192.168.12.0/24的路由，导致R3只能收到R1的消息，但是不能回复
R3(config)#ip route 192.168.12.0 255.255.255.0 e0/0
现在三台路由器都知道了192.168.12.0/24和192.168.23.0/24两个网段的去法
R1#ping 192.168.23.3
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.23.3, timeout is 2 seconds:
..!!!
Success rate is 60 percent (3/5), round-trip min/avg/max = 1/1/1 ms
2.3 ARP在这个过程中
通过检查R1的arp表，我们可以发现192.168.23.3的arp结果和192.168.12.2的一样
R1#show arp
Protocol Address Age (min) Hardware Addr Type Interface
Internet 192.168.12.1 - aabb.cc00.1000 ARPA Ethernet0/0
Internet 192.168.12.2 5 aabb.cc00.2000 ARPA Ethernet0/0
Internet 192.168.23.3 0 aabb.cc00.2000 ARPA Ethernet0/0
上面这种情况是代理ARP产生的，如果R1并不是去往R3，而是作为局域网连接外网网关，那么访问的目的地址可能无数个。这种情况下，会导致ARP结果越来越多，影响效率。
R1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 e0/0 # 在R1配置默认路由，模拟R1的e0/0接口是外网
R1#ping 192.168.23.4
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.23.4, timeout is 2 seconds:
..
Success rate is 0 percent (0/2)
R1#show arp
Protocol Address Age (min) Hardware Addr Type Interface
Internet 123.123.123.123 0 aabb.cc00.2000 ARPA Ethernet0/0
Internet 192.168.12.1 - aabb.cc00.1000 ARPA Ethernet0/0
Internet 192.168.12.2 9 aabb.cc00.2000 ARPA Ethernet0/0
Internet 192.168.23.3 4 aabb.cc00.2000 ARPA Ethernet0/0
Internet 192.168.23.4 0 aabb.cc00.2000 ARPA Ethernet0/0
发现不管去往什么地址，都会导致ARP表多出一条。
检查路由表
R1#show ip route
S* 0.0.0.0/0 is directly connected, Ethernet0/0 # 发现默认路由条目一次查找，就知道出口了
192.168.12.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 192.168.12.0/24 is directly connected, Ethernet0/0
L 192.168.12.1/32 is directly connected, Ethernet0/0
S 192.168.23.0/24 is directly connected, Ethernet0/0
如果数据目的IP地址在路由表中直接能找到出接口，就回直接封装然后转发，如果没有MAC地址的记录，就会触发ARP。
如果静态路由尝试用下一跳IP地址作为出站线索，触发路由表递归查询
R1(config)#ip route 192.168.23.0 255.255.255.0 192.168.12.2
R1#sh ip route
192.168.12.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 192.168.12.0/24 is directly connected, Ethernet0/0
L 192.168.12.1/32 is directly connected, Ethernet0/0
S 192.168.23.0/24 [1/0] via 192.168.12.2
R1#ping 192.168.23.3
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.23.3, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/1/1 ms
R1#sh arp
Protocol Address Age (min) Hardware Addr Type Interface
Internet 192.168.12.1 - aabb.cc00.1000 ARPA Ethernet0/0
Internet 192.168.12.2 0 aabb.cc00.2000 ARPA Ethernet0/0
如果静态路由配置下一跳的IP地址作为出站线索，那么就会触发路由表递归查找，而最终不仅仅是找到了出口信息，同时还找到了下一跳IP地址的MAC地址，直接会被拿来作为数据链路层的目的MAC地址。
2.4 结论
在配置静态路由的时候，尽量配置下一跳IP地址作为出口，这样可以避免ARP表的增大。
3. 路由汇总
为了测试，在R1上配置多个loopback接口，用于模拟多个网段
R1#sh ip int br
Interface IP-Address OK? Method Status Protocol
Ethernet0/0 192.168.12.1 YES manual up up
Ethernet0/1 unassigned YES unset administratively down down
Ethernet0/2 unassigned YES unset administratively down down
Ethernet0/3 unassigned YES unset administratively down down
Loopback1 172.16.1.1 YES manual up up
Loopback2 172.16.2.1 YES manual up up
Loopback3 172.16.3.1 YES manual up up
这些地址配置的都是/24,但是我们发现前16位都是一样的，那么R2上可以写如下的汇总静态路由
R2(config)#ip route 172.16.0.0 255.255.0.0 192.168.12.1
汇总路由可以精简路由条目，加快了查找效率
但是汇总路由也会导致明细的丢失，造成不必要的路由转发
4. 路由器的配置保存与查看
当上面的实验做完了，检查网络状态都可以，就可以保存配置了
R1#copy running-config startup-config # 把内存中的配置文件，保存到开机启动配置文件中
R1#write
在配置的时候，可以查看当前的配置文件
R1#show running-config # 然后按空格翻页，按q退出
R1#show run int e0/0 # 查看接口e0/0下的配置
R1#show running-config | section ip route # 查看有ip route的那一行配置
正常情况下，ping,show,write等命令只能在特权模式下(#)或者用户模式下(>)使用，如果想在各种配置模式中使用这些命令，可以在命令前面加个do来调用
R1(config)#show ip route
^
% Invalid input detected at '^' marker.
R1(config)#do show ip route # 前面加do可以调用非配置模式下的命令
5. 管理距离
当路由器从不同的方式学到了同一条路由条目，由于路由器只能将最佳路由放在路由表中。所以会从多个可用条目中将最佳结果放入路由表。
路由器使用管理距离去评判路由获得方式优劣。
注意！上表是cisco设备的管理距离，每个品牌都会有些不一样，用的时候需要去查一下。
这个管理距离只是设备自己这么认为，无法影响其他设备，所以必要的时候，我们可以去修改，而不用担心全网的影响。越小越优。不优的不会出现在路由表中。
S 192.168.23.0/24 [1/0] via 192.168.12.2
# 这个条目中[1/0]里面1是管理距离，是用来判断同一个路由的不同来源的优先级
R1#show ip route 192.168.23.0
Routing entry for 192.168.23.0/24
Known via "static", distance 1, metric 0 # 管理距离是1，度量值是0
Routing Descriptor Blocks:
* 192.168.12.2
Route metric is 0, traffic share count is 1
6. 浮动静态路由
浮动静态路由是通过修改管理距离的方式，让静态路由可以做到控制路径，在发生故障的时候，也能切换。
两个路线都正常的情况下
当下面的路线断开之后
先配置IP地址
R1
int e0/0
ip add 192.168.12.1 255.255.255.0
no sh
==========================
R2
int e0/0
ip add 192.168.12.2 255.255.255.0
no sh
int e0/2
ip add 192.168.23.2 255.255.255.0
no sh
int e0/1
ip add 192.168.32.2 255.255.255.0
no sh
===========================
R3
int e0/0
ip add 192.168.34.3 255.255.255.0
no sh
int e0/2
ip add 192.168.23.3 255.255.255.0
no sh
int e0/1
ip add 192.168.32.3 255.255.255.0
no sh
==========================
R4
int e0/0
ip add 192.168.34.4 255.255.255.0
no sh
配置静态路由
R1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.12.2
==================================
R2(config)#ip route 192.168.34.0 255.255.255.0 192.168.23.3
R2(config)#ip route 192.168.34.0 255.255.255.0 192.168.32.3 2
===================================
R3(config)#ip route 192.168.12.0 255.255.255.0 192.168.23.2 2
R3(config)#ip route 192.168.12.0 255.255.255.0 192.168.32.2
==================================
R4(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.34.3
检查在线路正常的时候访问的路径
R1#traceroute 192.168.34.4
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 192.168.34.4
VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
1 192.168.12.2 1 msec 0 msec 1 msec
2 192.168.23.3 1 msec 1 msec 0 msec
3 192.168.34.4 1 msec * 1 msec
==========================
R4#traceroute 192.168.12.1
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 192.168.12.1
VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
1 192.168.34.3 0 msec 1 msec 1 msec
2 192.168.32.2 0 msec 1 msec 1 msec
3 192.168.12.1 0 msec * 3 msec
下面关闭R2的e0/2口，来模拟线路有一个损坏，再次检查线路是否切换
R1#traceroute 192.168.34.4
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 192.168.34.4
VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
1 192.168.12.2 5 msec 5 msec 5 msec
2 192.168.32.3 1 msec 5 msec 5 msec
3 192.168.34.4 1 msec * 1 msec
7. 负载均衡
当去往同一个路由条目有多个出口的时候，并且管理距离和度量值都是一样的，也就是说路由器分辨不出来哪个路径好坏。路由器会将这些路线全部加到路由表中，进行等价负载均衡。
R2(config)#ip route 100.0.0.0 255.0.0.0 192.168.12.1
R2(config)#ip route 100.0.0.0 255.0.0.0 192.168.23.3
R2(config)#do sh ip route
.........
S 100.0.0.0/8 [1/0] via 192.168.23.3
[1/0] via 192.168.12.1
........
比如：100.0.0.0/8就有两个下一跳IP地址，并且都是[1/0]，所以全部加入了路由表，在发数据的时候，会将数据包一个IP地址发一个。可以通过如下命令查看下次往哪里走。
R2(config)#do sh ip route 100.0.0.0
Routing entry for 100.0.0.0/8
Known via "static", distance 1, metric 0
Routing Descriptor Blocks:
192.168.23.3
Route metric is 0, traffic share count is 1
* 192.168.12.1 # 前面的*表示下一个IP包将发到这个地址
Route metric is 0, traffic share count is 1
R2#ping 100.1.1.1 repeat 1
Type escape sequence to abort.
Sending 1, 100-byte ICMP Echos to 100.1.1.1, timeout is 2 seconds:
! # 100.1.1.1只有R1有，所以这次通了
Success rate is 100 percent (1/1), round-trip min/avg/max = 2/2/2 ms
R2#show ip route 100.0.0.0
Routing entry for 100.0.0.0/8
Known via "static", distance 1, metric 0
Routing Descriptor Blocks:
* 192.168.23.3 # 由于192.168.12.1上次才发过数据包，所以下次走192.168.23.3
Route metric is 0, traffic share count is 1 # 这个是线路共享比例，等价负载均衡是1:1
192.168.12.1
Route metric is 0, traffic share count is 1
R2#ping 100.1.1.1 repeat 1
Type escape sequence to abort.
Sending 1, 100-byte ICMP Echos to 100.1.1.1, timeout is 2 seconds:
U # 100.1.1.1只有R1有，所以这次不通
Success rate is 0 percent (0/1)
负载均衡在企业的应用中非常的广泛，可以用于提升链路的可靠性，提升链路的速率。