静态路由笔记.docx

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静态路由笔记

静态路由笔记

Pt.1theRouteTable

当frame到达路由器的接口以后,路由器检查frame中的目标地址,如果目标地址为路由器的接口的地址或广播地址的时候,路由器把packet从frame中剥离出来,传递给NetworkLayer.然后packet中的目标地址将被检查,接下来还要检查protocol字段.最后再发送给合适的进程

如果packet是可路由的,路由器会查找自己的路由表寻找相应的路由条目.路由条目至少包含以下2个要素:

1.目标地址,这个地址是路由器能够到达的地址,

2.到达目标地址的指向,这个指向也就是所谓的nexthop（下一跳）

路由器在地址匹配过程中按最大程度进行匹配,地址按精确程度递减的排列,如下:

1.主机地址

2.子网

3.汇总（summary）地址

4.主网络号

5.超网（supernet）

6.默认（default）地址

如果在地址匹配过程中,不能和路由表中任何条目所匹配,packet将被丢弃,然后,一个名为DestinationUnreachable（目标不可达）的ICMP信息将发回给源地址

要检查IP路由表,在enablemode下使用showiproute,如下:

RTA#shiproute

Codes:

C–connected,S–static,I–IGRP,R-RIP,M–mobile,B-BGP,D–EIGRP,EX–EIGRPexternal,O–OSPF,IA–OSPFinterarea,N1-OSPFNSSAexternaltype1,N2-OSPFNSSAexternaltype2,E1-OSPFexternaltype2,E2–OSPFexternaltype2,E–EGP,i-IS-IS,L1–IS-ISlevel-1,L2–IS-ISlevel-2,*-candidatedefault,U–per-userstaticroute,o–ODR

Gatewayoflastresortisnotset

      10.0.0.0/24issubnetted,2subnets

S    10.1.3.0[1/0]via10.1.4.1

C    10.1.4.0isdirectlyconnected,Serial0

RTA#

gatewayoflastresortisnotset这句话是指的是默认路由,[1/0]为[administrativedistance/metric]

Pt.2ConfiguringStaticRoutes

本部分析一些案例研究

CaseStudy:

SimpleStaticRoutes

先看一个拓扑图,如下:

此主题相关图片如下：

一般配置静态路由的步骤如下:

1.为每条链路确定地址（包括子网地址和网络地址）

2.为每个路由器,标识非直连的链路地址

3.为每个路由器写出未直连的地址的路由语句（写出直连地址的语句是没必要的）

比如如上面那个拓扑,写出所有链路的地址,如下:

10.1.0.0/16

10.4.6.0/24

10.4.7.0/24

192.168.1.192/27

192.168.1.64/27

192.168.1.0/27

接下来以路由器Piglet为例,写出非直连的地址,如下:

10.4.6.0/24

10.4.7.0/24

192.168.1.64/27

192.168.1.0/27

最后把这些没有直连的语句写出来,如下:

Piglet（config）#iproute192.168.1.0255.255.255.224192.168.1.193

Piglet（config）#iproute192.168.1.64255.255.255.224192.168.1.193

Piglet（config）#iproute10.4.6.0255.255.255.0192.168.1.193

Piglet（config）#iproute10.4.7.0255.255.255.0192.168.1.193

Piglet（config）#ipclassless

Piglet（config）#ipsubnet-zero

上面的192.168.1.193是nexthop地址.还有种方法就是使用出口接口（exitinterface）来代替下一跳地址,假设192.168.1.1是路由器Tigger的e0口,上面的其中一条语句就可以写成:

Piglet（config）#iproute10.4.7.0255.255.255.0e0

这两种方式是存在区别的,如下,先在使用下一跳地址的配置上查看路由表信息:

Piglet#shiproute

（略）

S  10.4.7.0255.255.255.0[1/0]via192.168.1.193

（略）

再在使用exitinterface代替下一跳地址的配置上查看路由表信息,如下:

Piglet#shiproute

（略）

S  10.4.7.0255.255.255.0isdirectlyconnected,Ethernet0

（略）

CaseStudy:

SummaryRoutes

汇总路由可以将多个网络地址汇总成一个网络地址（如果能够进行汇总的话）.路由汇总可以减少路由表的条目,减轻路由器的负担

还是刚才那个拓扑,使用汇总路由,就可以按如下语句设置:

Piglet（config）#iproute192.168.1.0255.255.255.0192.168.1.193

Piglet（config）#iproute10.4.0.0255.255.0.0192.168.1.193

（汇总地址的算法这里不再赘述）

CaseStudy:

AlternativeRoutes

拓扑图如下:

此主题相关图片如下：

如图,在路由器Pooh和Eeyore之间新增一条链路.如果我们希望除了到10.4.7.25外从Pooh到网络10.0.0.0都采用新链路,在路由器Pooh上设置如下:

Pooh（config）#iproute192.168.1.192255.255.255.224192.168.1.66

Pooh（config）#iproute10.0.0.0255.0.0.0192.168.1.34

Pooh（config）#iproute10.4.7.25255.255.255.255192.168.1.66

第三条语句为hostroute,并把下一跳地址设置为192.168.1.66

现在使用debugippacket命令监视packet的走向,如下:

Pooh#debugippacket

IPpacketdebuggingison

Pooh#

IP:

s=192.168.1.15（Ethernet0）,d=10.4.7.25（Serial0）,g=192.168.1.66,forward

IP:

s=10.4.7.25（Serial0）,d=192.168.1.15（Ethernet0）,g=192.168.1.15,forward

Pooh#

IP:

s=192.168.1.15（Ethernet0）,d=10.4.7.100（Serial1）,g=192.168.1.34,forward

IP:

s=10.4.7.100（Serial0）,d=192.168.1.15（Ethernet0）,g=192.168.1.15,forward

Pooh#

从上述4句调试信息可以看出packet的走向

总结,静态路由的2个特征:

1.当拓扑发生变化以后,路由器的静态路由要重新配置

2.可以根据特殊的要求来定义静态路由（如本例,控制来回流量采用不同的走向）

CaseStudy:

FloatingStaticRoutes

还有种静态路由叫浮动（floating）静态路由,它不是永久保存在路由表中,它只出现在当首选路由失败以后

拓扑图如下:

此主题相关图片如下：

如图,路由器Rabbit和Piglet之间有2条链路,其中1条作为备份链路,并且路由器的子网掩码更改为/24

在路由器Piglet上建立浮动静态路由的语句如下:

Piglet（config）#iproute192.168.1.0255.255.255.0192.168.1.193

Piglet（config）#iproute10.4.0.0255.255.0.0192.168.1.193

Piglet（config）#iproute10.1.30.0255.255.255.010.1.10.2

Piglet（config）#iproute10.1.30.0255.255.255.010.1.20.250

在路由器Rabbit上的设置如下:

Rabbit（config）#iproute10.4.0.0255.255.0.010.1.10.1

Rabbit（config）#iproute10.4.0.0255.255.0.010.1.20.150

Rabbit（config）#iproute10.1.5.0255.255.255.010.1.10.1

Rabbit（config）#iproute10.1.5.0255.255.255.010.1.20.150

Rabbit（config）#iproute192.168.0.0255.255.0.010.1.10.1

Rabbit（config）#iproute192.168.0.0255.255.0.010.1.20.150

这里的50为administrativedistance（AD）,采用下一跳地址的AD为1,采用exitinterface的话AD为0

验证下路由表里的信息,如下:

Rabbit#shiproute

（略）

S    10.1.0.0255.255.0.0[1/0]via10.1.10.1

（略）

Rabbit#

%LINEPROTO-5-UPDOWN:

LineprotocolonInterfaceSerial0,changedstatetodown

%LINK-3-UPDOWN:

InterfaceSerial0,changedstatetodown

如上,收到trapmessage,显示主链路down掉,再次验证路由表信息如下:

Rabbit#shiproute

（略）

S    10.1.0.0255.255.0.0[50/0]via10.1.20.1

（略）

Rabbit#

CaseStudy:

LoadSharing

上一个例子里,假如主链路不出问题的话,备份链路就永远用不到,带宽也就浪费掉了,loadsharing,也叫loadbalancing（负载均衡）,允许在所有可用的链路上传输packet

均衡负载还分为等价（equal-cost）和非等价（unequal-cost）.静态路由只支持等价的均衡负载

按刚才的那个拓扑,如果要在路由器Piglet上做均衡负载,设置如下:

Piglet（config）#iproute192.168.1.0255.255.255.0192.168.1.193

Piglet（config）#iproute10.4.0.0255.255.0.0192.168.1.193

Piglet（config）#iproute10.1.30.0255.255.255.010.1.10.2

Piglet（config）#iproute10.1.30.0255.255.255.010.1.20.2

路由器Rabbit的设置如下:

Rabbit（config）#iproute10.4.0.0255.255.0.010.1.10.1

Rabbit（config）#iproute10.4.0.0255.255.0.010.1.20.1

Rabbit（config）#iproute10.1.5.0255.255.255.010.1.10.1

Rabbit（config）#iproute10.1.5.0255.255.255.010.1.20.1

Rabbit（config）#iproute192.168.0.0255.255.0.010.1.10.1

Rabbit（config）#iproute192.168.0.0255.255.0.010.1.20.1

查看路由表信息,如下:

Rabbit#shiproute

（略）

S    10.1.5.0/24[1/0]via10.1.10.1

                  [1/0]via10.1.20.1

（略）

均衡负载可以是基于目标地址或者是基于每个packet的

所谓机遇目标地址的均衡负载,是说假如有2条到达目标地址的路径,那么第一个packet将通过第一条链路到达第一个目标设备,第二个packet将通过第二条链路到达第二个目标设备,第三个packet又将通过第一条链路到达第三个目标设备等等,以次类推.当Cisco路由器工作在默认的交换模式,FastSwitching（快速交换）模式下,就使用这种类型的均衡负载

FastSwitching的工作原理是:

当路由器对第一个packet进行发往目标地址的处理的时候,先查看路由表和选择出口接口,然后获取组成frame的信息（比如ARP表的查询）并进行封装,然后传输.之前获取的这些路由和数据链路信息将被保存在快速交换的cache中.接下来,当有要到达和第一个包相同的目标地址的包的时候,就可以不进行路由表和ARP表的查询,直接对packet进行交换

快速交换降低了CPU的占用和处理时间,并意味着去往某个目标地址的packet都从相同的路由器接口被路由出去.当有到达同一网络不同主机的packet,路由器可能会吧这些packet通过另外一条链路进行路由.因此,路由器能做的最好的就是给予目标地址的均衡负载

所谓基于基于packet的均衡负载,是说假如有2条到达目标地址的路径,那么第一个packet将通过第一条链路到达目标设备,第二个packet将通过第二条链路到达目标设备,第三个packet又将通过第一条链路到达目标设备等等,以次类推.（这里考虑的是等价的均衡负载）

Cisco路由器工作在ProcessSwitching（进程交换）模式的时候就采用基于packet的均衡负载

进程交换,是指每次对packet的交换,都要查询路由表,选择出口接口和查询数据链路信息,因为每次的路由决策都是独立的.要在某个接口打开进程交换模式,使用noiproute-cache命令

CaseStudy:

RecursiveTableLookups

使用递归查询,可以使得路由器不必把所有的条目都指向下一跳,例子如下图:

此主题相关图片如下：

假设路由器Woozle弃用,路由器Sanderz只使用路由器Heffalump到达其他网络,那么在路由器Sanderz的配置如下:

Sanderz（config）#iproute10.45.2.0255.255.255.010.87.14.1

Sanderz（config）#iproute10.10.3.0255.255.255.010.87.14.1

Sanderz（config）#iproute10.18.186.0255.255.255.010.87.14.1

Sanderz（config）#iproute172.17.23.0255.255.255.010.87.14.1

Sanderz（config）#iproute192.168.100.0255.255.255.010.87.14.1

Sanderz（config）#iproute192.168.200.0255.255.255.010.87.14.5

Sanderz（config）#iproute192.168.150.0255.255.255.010.87.14.5

Sanderz（config）#iproute172.17.30.0255.255.255.010.87.14.5

Sanderz（config）#iproute10.20.30.0255.255.255.010.87.14.5

Sanderz（config）#iproute172.18.250.0255.255.255.010.87.14.25

Sanderz（config）#iproute172.19.10.0255.255.255.010.87.14.25

Sanderz（config）#iproute10.20.30.0255.255.255.010.87.14.25

Sanderz（config）#iproute10.87.14.0255.255.255.010.23.5.20

假如在这样的一个环境里,你想放弃使用路由器Hemffalump,改而使用路由器Woozle,根据递归查询的规则,实际上只需要修改上述配置中最后一条从Sanderz指向Hemffalump的路由,如下:

Sanderz（config）#iproute10.87.14.0255.255.255.010.23.5.95

Sanderz（config）#noiproute10.87.14.0255.255.255.010.23.5.20

这样免去了手动修改前12条条目的麻烦.但是在实际情况中,多次的查询会占用额外的路由器的硬件资源.快速交换限制了递归查询的次数,它只对到达某个目标网络的第一个packet进行查询

Pt.3TroubleshootingStaticRoutes

本部分叙述如何对一些网络进行排错

CaseStudy:

TracingaFailedRoute

拓扑图如下:

此主题相关图片如下：

假设在这个环境里,各个路由器的配置如下:

Pooh（config）#iproute10.0.0.0255.0.0.0192.168.1.34

Pooh（config）#iproute10.4.7.25255.255.255.255192.168.1.66

Pooh（config）#iproute192.168.1.192255.255.255.224192.168.1.66

Eeyore（config）#iproute10.1.0.0255.255.0.010.4.6.1

Eeyore（config）#iproute192.0.0.0255.0.0.010.4.6.1

Tigger（config）#iproute10.1.0.0255.255.0.0192.168.1.194

Tigger（config）#iproute10.4.7.0255.255.255.010.4.6.2

Tigger（config）#iproute192.168.1.0255.255.255.0192.168.1.65

Piglet（config）#iproute10.4.0.0255.255.0.0192.168.1.193

Piglet（config）#iproute192.168.1.0255.255.255.0192.168.1.193

位于子网192.168.1.0/27中的PC可以和位于子网10.1.0.0/16中的设备通信,但是,从和子网192.168.1.0/27相连的路由器Pooh上ping和路由器Piglet相连的子网10.1.0.0/16,却出现失败

到底是哪出错了?

先来检查各个路由器的路由表,如下:

Pooh#shiproute

（略）

S    10.0.0.0255.0.0.0[1/0]via192.168.1.34

（略）

Eeyore#shiproute

（略）

S    10.1.0.0255.255.0.0[1/0]via10.4.6.1

（略）

Tigger#shiproute

（略）

S    10.4.7.0255.255.255.0[1/0]via10.4.6.2

S    10.1.0.0255.255.0.0[1/0]via192.168.1.194

    192.168.1.0255.255.255.224issubnetted,3subnets

C    192.168.1.64isdirectlyconnected,Serial0

S    192.168.1.0255.255.255.0[1/0]via192.168.1.65

C    192.168.1.192isdirectlyconnected,Ethernet0

（略）

Piglet#shiproute

（略）

C    10.1.0.0isdirectlyconnected,Ethernet1

S    192.168.1.0255.255.255.0[1/0]via192.168.1.193

（略）

可见从源设备Pooh发出去的ICMPechoreply（请求）packet能够到达目标设备Piglet.那么问题可能出在ICMPechoreply（应答）packet上.接下来跟踪ICMPechoreplypacket的行走路径.ICMPechoreplypacket的目标地址就是ICMPechoreplypacket的源地址,也就是路由器发出这个请求包的接口的地址,那么这里应答包的目标地址就是路由器Pooh的s1口,192.168.1.33

由于目标地址192.168.1.33匹配路由器Piglet路由表的条目

S    192.168.1.0255.255.255.0[1/0]via192.168.1.193

所以这个应答包将被转发给192.168.1.193.再看路由器Tigger的路由表中的条目:

Tigger#shiproute

（略）

S    10.4.7.0255.255.255.0[1/0]via10.4.6.2

S    10.1.0.0255.255.0.0[1/0]via192.168.1.194

    192.168.1.0255.255.255.224issubnetted,3subnets

C    192.168.1.64isdi