網絡的互聯互通,通常離不開大型路由器設備,下面我們來聊聊路由器的工作過程,先來看看一張地鐵的線路圖。
我們思考一下,乘坐地鐵從竹子林站如何到達華強北站?細心的朋友們都看得出來有上十個方案,這些方案中有換乘最少的,也有停站最少的,通常人們心中有一套最佳的方案,下次去同樣的地方還用同樣的方案。
路由器也是這樣,路由器是用於計算機網絡互連的設備,核心作用是實現網絡互連,數據轉發。像人的記憶一樣,路由器為執行數據轉發路徑選擇,所需要的信息保存在路由器的一個表項中,稱為「路由表」,當路由器檢查到包的目的IP位址時,它就可以根據路由表的內容決定包應該轉發到哪個下一跳地址上去,路由表被存放在路由器的RAM上,也就是說路由表是可以動態修改的。
下面我來看下路由表的構成:
■目的網絡地址(Dest)
■掩碼(Mask)
■下一跳地址(Gw)
■發送的物理埠(interface)
■路由信息的來源(Owner)
■路由優先級(pri)
■度量值(metric)
路由器中路由表的條目如下圖所示:
■172.16.8.0-- 目的邏輯網絡地址或子網地址
■255.255.255.0 -- 目的邏輯網絡地址或子網地址的網絡掩碼
■1.1.1.1 -- 下一跳邏輯地址
■fei_1/1 -- 學習到這條路由的接口和數據的轉發接口
■static -- 路由器學習到這條路由的方式
■1-- 路由優先級
■0-- Metric 值
路由器使用的路由協議主要有三類,分別是直連路由、靜態路由和動態路由。
直連路由:當接口配置了網絡協議地址並狀態正常時,接口上配置的網段地址自動出現在路由表中並與接口關聯,並隨接口的狀態變化在路由表中自動出現或消失,如下圖所示。
靜態路由:由系統管理員手工配置,不會隨網絡拓撲的變化而變化,優點是不佔用網絡、系統資源;缺點是需要管理員手工逐條配置,不能自動對網絡狀態變化作出調整。對路由器配置靜態路由如下圖所示。
上圖中是路由器靜態路由的配置命令,不同廠家的設備若有區別,華為設備的命令是:ip route-static 目的地址 掩碼 下一跳地址。
動態路由:路由協議是運行在路由器上的軟體進程,與其他路由器上相同路由協議之間交換路由信息,學習非直連網絡的路由信息,加入路由表。並且在網絡拓撲結構變化時自動調整,維護正確的路由信息。
動態路由協議主要有OSPF和RIP,有些工程師善用ISIS,這些協議配置起來簡單,且都能很好的應對網絡的結構變化,在應用中各有優缺點。
附上華為設備的路由器配置實例。數據網的拓撲圖結構如下圖所示,所有設備之間互聯地址都是24位掩碼,所有路由器的Loopback地址都是32位的掩碼。
給路由器配置OSPF協議,實現三臺路由器之間的互通。
PE1的配置:如下圖所示。
P的配置:進入路由器P,配置如下圖所示。
PE2的配置:配置如下圖所示。
查看PE1的路由表,如下圖所示。
對於動態路由的應用,我們只要掌握了協議的配置方法,過程非常簡單。且相比靜態路由配置需要考慮的因素就要少很多,但靜態路由開銷小,也是常用的路由協議。