IP路由基础

网络设备框架介绍

🎈设备分类

💡框式设备

主控板：控制数据如何转发

交换网板：负责转发数据

接口板：提供接口

💡盒式设备

将主控板、交换网板、接口板集成在一个框中

🎈平面

控制平面：控制数据如何转发，路由计算、业务调度等

数据 / 转发平面：负责转发数据

监控平面：监控设备的情况

路由概念回顾

🎈路由器的三大功能

• 分割广播域

• 转发数据包

• 构建和维护自己的路由表

🎈最长匹配原则

掩码越长，优先级越高

🎈路由信息结构

💡思科

路由来源 + 路由前缀（网段掩码）+【管理距离 / 度量值】+ 下一跳 / 出接口

💡华为华三

Destination/Mask Proto Pre Cost NextHop Interface

🎈RIB（路由表）和 FIB（转发表）

具有路由功能的网络设备都维护两种重要的数据表

💡RIB(Routing Information Base，路由信息库)

路由器维护一张本地核心路由表，此外路由器还维护着路由协议各自的路由表。

思科

show ip route

华为

display ip route-static

💡FIB(Forwarding Information Base，路由转发表)

路由器将本地核心路由表中的最优路由下载到 FIB 表。路由器转发芯片根据 FIB 表转发报文。

思科配置

show ip cef

华为华三配置

display fib

🎈路由来源

💡直连路由

设备与设备直接连接在网段一致且活跃状态（双 up）下自动生成的路由信息

💡静态路由

使用手工配置的方式，配置简单对设备行的要求低，安全可靠，但不能适应网络拓扑的情况，如果网络拓扑较大，配置工作量较大

管理距离衡量方式：

参考 https://blog.uash.xyz/archives/QRnpeEIF 中度量值（cost）的内容

• 思科为管理距离（AD）或者优先级

  • 衡量路由信息的有限度

  • 越小越优先

• 华为华三为度量值或者开销

  • 衡量到达目的网段的代价

  • 越小越优先

思科配置：

ip route [目的网段] [目的网段掩码] [下一跳/出接口]
# 下一条一般用于以太网环境，出接口一般用于串行链路
ip route 1.1.1.0 255.255.255.0 1.1.1.3

华为华三配置：

ip route-static [目的网段] [目的网段掩码地址/掩码数] [下一跳/出接口]
ip route-static 1.1.1.0 24 1.1.1.3
ip route-static 1.1.1.0 255.255.255.0 1.1.1.3

💡动态路由

路由器运行动态路由协议学习到的路由，例如 OSPF

分类方式：

• 按 AS 号分类

  • 内部网关协议 -IGP

    • 工作在同一 AS 号内

      • 距离矢量协议

        • RIPv1

        • RIPv2

        • EIGRP

      • 链路状态协议

        • OSPF

        • IS-IS

      • 外部网关协议 -EGP

    • 工作不同一 AS 号内

      • 路径矢量协议（BGP）

• 按是否携带子网掩码

  • 无类路由协议（有携带子网掩码）

  • 有类路由协议（不携带子网掩码）

🎈路由器加表与学习原则

前提：学习的是同一网段

💡不同路由协议学习到的

比较管理距离 / 优先级，越小越优先

💡相同路由协议学习到的

比较度量值 / 开销，越小越优先

🎈路由迭代（递归）

路由迭代是一个过程，当下一跳不是直连时，继续多次计算（至少 2 次），直到计算出下一跳

路由负载分担与备份路由

路由负载（等价路由）

定义：路由来源、路由前缀、管理距离、度量值

华三开启跟踪路由

ip ttl enable
ip unreachables enable

🎈分担方式

💡基于流

逐流负载分担是指按照 - 一定的规则，如根据五元组 (源 IP 地址、目的 IP 地址、协议号、源条流的报文将在同一条链路上转发。端口号、目的端口号)，将报文分成不回的流，同一条流的报文将在同一条链路上转发。

💡基于包

平均分配逐包负载分担是指在转发时，按报文到来的次序，将报文均匀地分摊到参与负载的各条链路上分担方式，可能会出现数据失序的情况

🎈备份路由（浮动路由）

当路径发生故障时，会选择另一条路径，将备份路由加入进路由表

主路由的管理距离的数值小于备份路由的管理距离

思科

ip route 3.3.3.0 255.255.255.014.14.144 100

华为华三

ip route-static 12.12.12.02423.23.232 preference 90

路由聚合（汇总）

减少路由的规模，以及减少更新的流量

🎈分类

💡自动汇总

• 距离矢量协议支持自动汇总

• 按主类进行汇总

💡手动汇总

具体协议具体分析

💡静态路由汇总

不需要运行动态路由协议时，也可用静态路由实现路由聚合

💡动态路由

动态路由协议支持的聚合类型

• 路由自动按类聚合

• 手动聚合