維護崗位認證教材（IP專業(yè)）IP路由技術

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維護崗位認證教材（IP專業(yè)）

IP路由技術

中國電信維護崗位認證教材編寫小組編制

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目錄

第一章路由器定義和作用..........................................................7

1.1路由器的定義...............................................................7

1.2路由器的作用...............................................................8

1.3路由器的工作原理...........................................................9

第二章路由基本概念.............................................................12

2.1路由表....................................................................12

2.2路由表的構(gòu)成..............................................................12

2.3路由的分類................................................................14

2.4路由的優(yōu)先級..............................................................18

2.4.1路由的優(yōu)先級...........................................................18

2.4.2浮動靜態(tài)路由與路由備份................................................20

2.4.3最長匹配原貝H，....................................................................................................................21

第三章路由基本過程.............................................................23

3.1同一網(wǎng)絡內(nèi)部的通信........................................................23

3.2不同網(wǎng)段之間的通信........................................................24

3.3通信流程..................................................................26

3.4IP通信流程基本概念.......................................................26

3.5路由過程示例..............................................................28

第四章VLAN間路由.............................................................31

4.1VLAN間通信的路由選擇....................................................31

4.2普通路由..................................................................33

4.3單臂路由..................................................................34

4.4三層/多層交換機...........................................................35

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4.5思考題.......................................................................37

第五章IP路由策略概述...........................................................38

5.1路由策略的作用............................................................38

5.2和策略相關的五種過濾器....................................................38

5.3路由策略與過濾器的關系....................................................40

第六章路由策略的配置...........................................................41

6.1路由策略配置任務列表......................................................41

6.1.1定義路由策略(routingpolicy)..............................................41

6.1.2定義路由策略的if-match子句................................................42

6.1.3定義路由策略的apply子句,.................................................44

6.1.4路由策略的執(zhí)行規(guī)則........................................................46

6.1.5AS正則表達式............................................................47

6.1.6引入其他協(xié)議路由..........................................................47

6.1.7定義地址前綴列表..........................................................48

6.2配置路由過濾..............................................................49

6.3路由策略的監(jiān)控和維護......................................................52

6.4路由策略的應用小例........................................................53

641案例一:過濾引入的路由信息................................................53

642案例二:路由發(fā)布時的過濾...................................................55

643案例三:路由接收時的過濾...................................................57

6.4.4案例四:路由接收時的過濾...................................................58

第七章OSPF協(xié)議基本概念........................................................61

7.10SPF協(xié)議概述..............................................................61

7.2OSPF協(xié)議基本特征..........................................................62

7.3OSPF相關術語及其內(nèi)容......................................................62

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7.4思考題....................................................................84

第八章O6PF路由計算過程........................................................86

8.1OSPF報文頭..............................................................86

8.2OSPF五種協(xié)議報文........................................................87

8.3鄰接關系的形成與維持.....................................................88

8.4OSPF鄰居狀態(tài)機............................................................88

8.5鄰接關系形成后開始相互交流...............................................90

8.6OSPF協(xié)議路由計算過程......................................................93

8.7思考題...................................................................96

第九章設計規(guī)劃OSPF網(wǎng)絡.......................................................97

9.1OSPF區(qū)域................................................................97

9.2虛鏈接VIRTUALLINK......................................................................................................................103

9.3路由聚合.................................................................104

9.4網(wǎng)內(nèi)流量部署.............................................................106

9.5外部路由引入.............................................................108

9.6OSPF驗證功能.............................................................109

9.7思考題...................................................................109

第十章IS-IS協(xié)議基本原理.......................................................110

10.1IS-IS協(xié)議的發(fā)展和基本特點................................................110

10.2IS-IS協(xié)議的基本特點......................................................110

10.3IS-IS協(xié)議基本概念........................................................112

10.3.1協(xié)議相關術語.........................................................112

10.3.20S1網(wǎng)絡層地址編碼格式.................................................113

10.3.3網(wǎng)絡標識實體:NET..............................................................................................................114

10.3.4分層.................................................................115

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10.3.5IS-IS的分層路由域圖示.....................................................116

10.3.6Level-l路由器...........................................................116

10.3.7Level-2路由器...........................................................117

10.3.8Level-l-2路由器.........................................................117

10.3.9骨干區(qū)的連續(xù)性..........................................................118

10.3.10區(qū)域....................................................................118

1O.3.11IS-IS協(xié)議適用的網(wǎng)絡類型.................................................119

1O.3.121S-IS協(xié)議的報文類型......................................................119

10.4IS-IS鄰接關系建立............................................................120

10.4.1IS-IS鄰接關系建立.......................................................120

10.4.2點到點鄰接關系.........................................................121

10.4.3廣播網(wǎng)鄰接關系.........................................................121

10.4.4指定路由器:DIS..........................................................................................................722

10.5鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫.............................................................123

1Q5.1TIN編碼..................................................................123

10.5.2鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)單元LSP..................................................................................................123

J0.5.3LSP序列號................................................................124

10.5.4LSP生存時間...........................................................124

10.5.5完全時序協(xié)議數(shù)據(jù)單元CSNP......................................................................................124

10.5.6部分時序協(xié)議數(shù)據(jù)單元PSNP......................................................................................125

10.5.7廣播網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫交換原理.................................................125

10.5.8廣播網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫交換圖解.................................................126

1059點到點鏈路數(shù)據(jù)庫交換原理.................................................126

10.5.10點到點鏈路數(shù)據(jù)庫交換圖解..............................................127

10.5.11ATT位的功能..........................................................127

10.6路由計算....................................................................128

10.6.ISPF算法簡介..............................................................128

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10.6.21S-1S路由計算原理.........................................................129

10.7IS-IS增強特性................................................................130

10.7.1路由滲透................................................................130

[0.7.2寬度量模式wide-metric...................................................................................................131

10.7.3流量工程................................................................131

10.7.4支持IPv6........................................................................................................................131

10.7.5動態(tài)主機名交換.........................................................131

10.8與OSPF比較.................................................................132

第十一章BGP路由協(xié)議原理.........................................................135

11.1BGP協(xié)議概述.................................................................135

11.2BGP協(xié)議的基本原理..........................................................136

11.2.1BGP可靠的路由更新.......................................................136

11.2.2自治系統(tǒng)(AutonomousSystem)....................................................................................137

11.2.3BGP路由傳遞.............................................................138

11.2.4BGP的兩種鄰居..........................................................140

11.2.5BGP路由通告原則.........................................................141

11.2.61BGP全連接...............................................................144

11.3成為BGP路由的途徑.........................................................145

11.3.1純動態(tài)注入..............................................................145

11.3.2半動態(tài)注入..............................................................145

11.3.3靜態(tài)注入................................................................146

1L4BGP報文.....................................................................146

1L4.1BGP報文種類.............................................................146

U.4.2BGP報文頭...............................................................147

11.4.30.................................................................................................................................pen報文1.48

11.4.4KeepAlive報文.............................................................149

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11.4.5Update報文.................................................................150

11.4.6Notification報文.............................................................151

11.5BGP協(xié)議的狀態(tài)機............................................................152

11.6BGP協(xié)議中消息的應用........................................................154

U.7BGP的路由屬性...............................................................155

11.7.1常見BGP路由屬性...........................................................156

11.8BGP路由選擇過程............................................................166

第十二章MP-BGP.............................................................................................................................167

12.1MP-BGP協(xié)議................................................................167

12.2MP-BGP的擴展屬性.........................................................167

12.3標簽映射消息...............................................................167

12.4ROUTETARGET...............................................................................................................................168

12.5MP-BGP對IPV6的特殊擴展..................................................169

參考資料...........................................................................171

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第一章路由器定義和作用

1.1路由器的定義

現(xiàn)在Internet上的應用已經(jīng)非常廣泛，從早期的遠程登陸和文件傳輸，到現(xiàn)在的電子郵

件，Web瀏覽等。Internet網(wǎng)絡就是這些應用的基礎設施，是一組互相連接的網(wǎng)絡。每一個

單獨的網(wǎng)絡都有它自己的網(wǎng)絡號，網(wǎng)絡號對于特定的互連網(wǎng)絡必須是唯一的。隨著網(wǎng)絡的發(fā)

展，每臺計算機要跟蹤互聯(lián)網(wǎng)絡上其他每臺計算機的地址是很不適宜的，必須有一些方案來

減少每臺計算機和其他每臺計算機通信必須擁有的信息量。因此，我們將一個互連網(wǎng)絡分成

許多分離的但互相連接的網(wǎng)絡，使得網(wǎng)絡計算機只需跟蹤互連網(wǎng)絡上的一些網(wǎng)絡計算機，而

不必跟蹤每一臺網(wǎng)絡計算機。路由器就是負責完成這種分離網(wǎng)絡工作的設備。目前路由器已

經(jīng)廣泛應用于各行各業(yè)，各種不同檔次的產(chǎn)品已經(jīng)成為實現(xiàn)各種骨干網(wǎng)內(nèi)部連接、骨干網(wǎng)間

互聯(lián)和骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通業(yè)務的主力軍。

所謂路由就是指通過相互連接的網(wǎng)絡把信息從源地點移動到目標地點的活動。一般來

說，在路山過程中，信息至少會經(jīng)過一個或多個中間節(jié)點。早在40多年之前就已經(jīng)出現(xiàn)了

對路由技術的討論，但是直到80年代路由技術才逐漸進入商業(yè)化的應用。路由技術之所以

在問世之初沒有被廣泛使用主要是因為80年代之前的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)都非常簡單，路由技術沒有

用武之地。直到最近十幾年，大規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)絡才逐漸流行起來，為路由技術的發(fā)展提供了

良好的基礎和平臺。

路由器是用于連接不同網(wǎng)絡的專用計算機設備，在不同網(wǎng)絡間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)單元，是互連網(wǎng)

絡的樞紐、"交通警察"。我們這樣來打個比喻：如果把Internet的傳輸線路看作一條信息公

路的話，組成Internet的各個網(wǎng)絡相當于分布于公路上各個信息城市，它們之間傳輸?shù)男?/p>

息（數(shù)據(jù)）相當于公路上的車輛，而路由器就是進出這些城市的大門和公路上的驛站，它負

責在公路上為車輛指引道路和在城市邊緣安排車輛進出。因此，作為不同網(wǎng)絡之間互相連接

的樞紐，路由器系統(tǒng)構(gòu)成了基于TCP/IP的國際互連網(wǎng)絡Internet的主體脈絡，是Internet

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VCH.NAItlKOMIP路由技術

的骨架。在園區(qū)網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)、乃至整個Internet研究領域中，路由器技術始終處于核心地

位，其發(fā)展歷程和方向，成為整個Internet研究的一個縮影。由于未來的寬帶IP網(wǎng)絡仍然

使用IP協(xié)議來進行路山（或基于該路山技術的某些改進），路由器將扮演著重要的角色。

路由器之所以在互連網(wǎng)絡中處于關鍵地位，是因為它處于網(wǎng)絡層，一方面它屏蔽了下層

網(wǎng)絡的技術細節(jié)，能夠跨越不同的物理網(wǎng)絡類型（DDN、FDDL以太網(wǎng)等等），使各類網(wǎng)絡

都統(tǒng)一為IP,這種一致性使全球范圍用戶之間的通信成為可能；另一方面在邏輯上將整個

互連網(wǎng)絡分割成邏輯上獨立的網(wǎng)絡單位，使網(wǎng)絡具有一定的邏輯結(jié)構(gòu)。同時路由器還負責對

IP包進行靈活的路由選擇，把數(shù)據(jù)逐段向目的地轉(zhuǎn)發(fā)，使全球范圍用戶之間的通信成為現(xiàn)

實。

這里面所說的不同網(wǎng)絡指的是運行同一通訊協(xié)議（如IP或IPX）的不同邏輯網(wǎng)段。其

數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議可以相同，也可以不同，如路由器可以在以太網(wǎng)之間做數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，也可以在

以太網(wǎng)與FrameRelay網(wǎng)絡之間進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，但其上層（網(wǎng)絡層）協(xié)議必須一致。路由器不

能在不同的三層網(wǎng)絡之間做數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，如路由器不能在IP與IPX網(wǎng)絡之間做數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

1.2路由器的作用

路山器的核心作用是實現(xiàn)網(wǎng)絡互連，在不同網(wǎng)絡之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)單元。為實現(xiàn)在不同網(wǎng)絡

間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)單元的功能，路由器必須具備以下條件。首先，路由器上多個三層接口要連接不

同的網(wǎng)絡上，每個三層接口連接到一個邏輯網(wǎng)段。這里面所說的三層接口可以是物理接口，

也可以是各種邏輯接口或子接口。在實際組網(wǎng)中確實存在只有一個接口的情況，這種方式我

們稱之為單臂路由，單臂路由應用很少。其次，路由器協(xié)議至少向上實現(xiàn)到網(wǎng)絡層，路山器

工作在網(wǎng)絡層，根據(jù)目的網(wǎng)絡地址進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，所以協(xié)議至少向上實現(xiàn)到網(wǎng)絡層。再次，

路由器必須具有存儲、轉(zhuǎn)發(fā)、尋徑功能。

下面將路由器需要要具備得主要功能解釋如下：

?路山功能（尋徑功能）：包括路山表的建立、維護和查找。

?交換功能：路由器的交換功能與以太網(wǎng)交換機執(zhí)行的交換功能不同，路由器的交換

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功能是指在網(wǎng)絡之間轉(zhuǎn)發(fā)分組數(shù)據(jù)的過程，涉及到從接收接口收到數(shù)據(jù)幀，解封裝,

對數(shù)據(jù)包做相應處理，根據(jù)目的網(wǎng)絡查找路由表，決定轉(zhuǎn)發(fā)接口，做新的數(shù)據(jù)鏈路

層封裝等過程。

?隔離廣播、指定訪問規(guī)則：路由器阻止廣播的通過。并且可以設置訪問控制列表

(ACL)對流量進行控制。

?異種網(wǎng)絡互連：支持不同的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，連接異種網(wǎng)絡。

?子網(wǎng)間的速率匹配：路由器有多個接口，不同接口具有不同的速率，路由器需要利

用緩存及流控協(xié)議進行速率適配。

對于不同規(guī)模的網(wǎng)絡，路由器作用的側(cè)重點有所不同：

在骨干網(wǎng)上，路由器的主要作用是路山選擇。骨干網(wǎng)上的路由器，必須知道到達所有下

層網(wǎng)絡的路徑。這需要維護龐大的路由表，并對連接狀態(tài)的變化作出盡可能迅速的反應。路

由器的故障將會導致嚴重的信息傳輸問題。

在地區(qū)網(wǎng)中，路由器的主要作用是網(wǎng)絡連接和路由選擇，即連接下層各個基層網(wǎng)絡單位

--園區(qū)網(wǎng)，同時:負責下層網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

在園區(qū)網(wǎng)內(nèi)部，路由器的主要作用是分隔子網(wǎng)。早期的互連網(wǎng)基層單位是局域網(wǎng)，其中

所有主機處于同一個邏輯網(wǎng)絡中。隨著網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴大，局域網(wǎng)演變成以高速骨干和路

由器連接的多個子網(wǎng)所組成的園區(qū)網(wǎng)。在其中，各個子網(wǎng)在邏輯上獨立，而路山器就是唯

?能夠分隔它們的設備，它負責子網(wǎng)間的報文轉(zhuǎn)發(fā)和廣播隔離，在邊界上的路由器則負責與

上層網(wǎng)絡的連接。

1.3路由器的工作原理

路由器是一種用于網(wǎng)絡互連的專用計算機設備，在網(wǎng)絡建設中有著重要的地位。路由器

工作在OSI參考模型的第三層(網(wǎng)絡層)，主要的作用是為收到的報文尋找正確的路徑，并

把它們轉(zhuǎn)發(fā)出去。在這個過程中，路由器被認為了執(zhí)行兩個最重要的基本功能：路山功能與

交換功能。

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V4IP路由技術

?路由功能是指路由器通過運行動態(tài)路由協(xié)議或其他方法來學習和維護網(wǎng)絡拓撲結(jié)

構(gòu)知識的機制，產(chǎn)生和維護路由表。

為了完成路山功能，路山器需要學習與維護以下幾個基本信息：

首先需要知道被路由協(xié)議的是什么。一旦在接口上配置了【P地址，子網(wǎng)掩碼，即

在接口上啟動了IP協(xié)議（缺省情況下IP路由是打開的），而且路由器接口狀態(tài)正常的

話，就可以利用這個接口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

其次，目的網(wǎng)絡地址是否已存在。通常IP數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)依據(jù)是目的網(wǎng)絡地址，路

由表中必須有能夠匹配得上的路由條目才能夠轉(zhuǎn)發(fā)此數(shù)據(jù)包，否則此IP數(shù)據(jù)包將被路

由器丟棄。

第三,路山表中還包含為將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至目的網(wǎng)絡需要將此數(shù)據(jù)包從哪個端口發(fā)送

出和應轉(zhuǎn)發(fā)到那一個下一跳地址等信息。

?路由器的交換/轉(zhuǎn)發(fā)功能與以太網(wǎng)交換機所執(zhí)行的交換功能概念不同，指的是數(shù)據(jù)

在路由器內(nèi)部移動與處理的過程:從路由器一個接口接收，然后選擇合適接U轉(zhuǎn)發(fā),

其間做幀的解封裝與封裝，并對包做相應處理，如下圖所示。

幀校驗并緩存數(shù)據(jù)包

將目的地邏輯地址與下一跳邏輯

設備和外出接口相關聯(lián)

將下一跳邏輯設備與物理地址相

關聯(lián)以生成幀頭

封裝數(shù)據(jù)包并轉(zhuǎn)發(fā)幀

首先當一個數(shù)據(jù)幀到達某一端口，端口對幀進行CRC校驗并檢查其目的數(shù)據(jù)鏈路層地

址是否與本端口符合。如果通過檢查，則去掉幀的封裝并讀HUP數(shù)據(jù)包中的目的地址信息,

查詢路由表，決定轉(zhuǎn)發(fā)接口與下一跳地址。

獲得了轉(zhuǎn)發(fā)接口與下一跳地址信息后路由器將查找緩存中是否已經(jīng)有了在外出接U上

進行數(shù)據(jù)鏈路層封裝所需的信息，如果沒有這些信息路山器將通過適當?shù)倪M程獲得這些信

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息：外出接口如果是以太網(wǎng)，則將通過ARP協(xié)議獲得下一跳IP地址所對應的MAC地址；

而如果外出接口是廣域網(wǎng)接口，則將通過手工配置或自動實現(xiàn)的映射過程獲得相應的2層地

址信息。然后做新的數(shù)據(jù)鏈路層封裝，并依據(jù)外出接口上所做的QOS策略入相應的隊列，

等待端口空閑進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

通過以上內(nèi)容的學習，我們對路由器的工作過程總結(jié)如下，對于一個特定的路由協(xié)議，

可以發(fā)現(xiàn)到達目的網(wǎng)絡的所有路徑，根據(jù)選路算法賦予每一條路徑metric值，并比較metric

值，選擇metric數(shù)值最小的路徑為最佳路徑。

?臺路由器上可以同時運行多個不同的路由協(xié)議，每個路由協(xié)議都會根據(jù)自己的選路算

法計算出到達目的網(wǎng)絡的最佳路徑，但是由于選路算法不同，不同的路由協(xié)議對某一個特定

的目的網(wǎng)絡可能選擇的最佳路徑不同。此時路由器根據(jù)路由優(yōu)先級選擇將具有最高路山優(yōu)先

級（數(shù)值最小）的路由協(xié)議計算出的最佳路徑放置在路由表中，作為到達這個目的網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)

發(fā)路徑。

而在路由器的交換過程中查找路由時可能會發(fā)現(xiàn)能匹配上多條路由條目。此時路由器將

根據(jù)最長匹配原則進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。路山器會選擇匹配最深的，也就是說可以匹配的掩碼長

度最長的一條路由進行轉(zhuǎn)發(fā)。

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第二章路由基本概念

2.1路由表

路山器的一個作用就是為經(jīng)過路由器的每個數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)

有效地傳送到目的站點。選擇通暢快捷的近路，能大大提高通信速度，減輕網(wǎng)絡系統(tǒng)通信負

荷，節(jié)約網(wǎng)絡系統(tǒng)資源，提高網(wǎng)絡系統(tǒng)暢通率，從而讓網(wǎng)絡系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來。由此

可見，選擇最佳路徑的策略即路山算法是路由器的關鍵所在。為了完成這項工作，在路由器

中保存著各種傳輸路徑的相關數(shù)據(jù)——路由表（RoutingTable）,供路由選擇時使用。常情

況卜，路由器根據(jù)接收到的IP數(shù)據(jù)包的目的網(wǎng)段地址查找路由表決定轉(zhuǎn)發(fā)路徑。路由表中

需要保存著子網(wǎng)的標志信息、網(wǎng)上路由器的個數(shù)和要到達此目的網(wǎng)段需要將IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)

至哪?個下一跳相鄰設備地址等內(nèi)容，以供路山器查詢使用。路由表被存放在路由器的RAM

上，這意味著路由器如果要維護的路由信息較多時，必須有足夠的RAM,而且旦路由器

重新啟動，那么原來的路由信息都會消失。

路由表可以是由系統(tǒng)管理員固定設置好的（靜態(tài)路由表），也可以是根據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)的運

行情況而自動調(diào)整的路山表（動態(tài)路由表），它是根據(jù)路山選擇協(xié)議提供的功能，自動學習

和記憶網(wǎng)絡運行情況，在需要時自動計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂?。路由器的另一個作用是連通

不同的網(wǎng)絡。一般說來，異種網(wǎng)絡互聯(lián)與多個子網(wǎng)互聯(lián)都應采用路由器來完成。

2.2路由表的構(gòu)成

通常情況下，路由表包含了路由器進行路由選擇時所需要的關鍵信息。這些信息構(gòu)成了

路由表的總體結(jié)構(gòu)。理解路由表的構(gòu)成對我們進行路由維護和排錯有非常重要的意義。下邊

將逐一講述路由表的結(jié)構(gòu)成分。

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~~目的網(wǎng)絡地址（Dest）：用于標識IP包要到達的目的邏輯網(wǎng)絡或子網(wǎng)地址。

?掩碼（Mask）：與目的地址一起來標識目的主機或路由器所在的網(wǎng)段的地址。將目

的地址和網(wǎng)絡掩碼“邏輯與”后可得到目的主機或路山器所在網(wǎng)段的地址。例如：

目的地址為8.O.O.O,掩碼為255.0.0.0的主機或路由器所在網(wǎng)段的地址為8.000。

掩碼由若干個連續(xù)“1”構(gòu)成，既可以用點分十進制表示，也可以用掩碼中連續(xù)“1”

的個數(shù)來表示。

?下一跳地址（Gw）：與承載路由表的路由器相鄰的路由器的端口地址，有時我們也

把F一跳地址成為路由器的網(wǎng)關地址。

?發(fā)送的物理端口（interface）：學習到該路由條目的接口，也是數(shù)據(jù)包離開路由器去

往目的地將經(jīng)過的接口。

?路由信息的來源（Owner）：表示該路由信息是怎樣學習到的。路由表可以由管理

員手工建立（靜態(tài)路由表）；也可以由路由選擇協(xié)議自動建立并維護。路由表不同

的建立方式也決定了其中路由信息的不同學習方式。

?路山優(yōu)先級（pri）：決定了來自不同路山來源的路由信息的優(yōu)先權。后邊的課程中

由詳細的講解。

?度量值（metric）：度量值用于表示每條可能路由的代價，度量值最小的路由就是最

佳路山。

DestMaskGwInterfaceOwnerprimetric

172.16.8.0255.255.255.01.1.1,1fei0/1.1static10

如上圖所示中所顯示的是路由表中的一條路山信息，其中：

172.16.8.0為目的邏輯網(wǎng)絡地址或子網(wǎng)地址，255.255.255.0為目的邏輯網(wǎng)絡或子網(wǎng)的網(wǎng)絡掩

碼。

1.1.1.1為下一跳邏輯地址。

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fei_O/l.l為學習到這條路由的接口和將要進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)的接口。

static為路由器學習到這條路由的方式，本例中本條路由信息是通過手工配置的方式學

習到的。

1為此路由路由管理距離，0為此路由的Metric值。

2.3路由的分類

上節(jié)我門講解了路由表的結(jié)構(gòu)，也許大家會有個疑問。無論手工或自動學習，路由表

最初是如何建立起來的呢？建立起路由表后又如何進行維護呢？路由器不是既插既用設備，

路由信息必須通過配置才會產(chǎn)生，并且路由信息必須要根據(jù)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的變化做相應的調(diào)

整與維護。這些都如何來實現(xiàn)呢？下面的小節(jié)將介紹路由的分類和產(chǎn)生與維護的過程。

根據(jù)路由信息產(chǎn)生的方式和特點，也就是路由是如何生成的，路由可以被分為直連路由、

靜態(tài)路由、缺省路山和動態(tài)路由幾種。

?直連路由：路由器接口上配置的網(wǎng)段地址會自動出現(xiàn)在路由表中并與接口關聯(lián)，這

樣的路由叫做直連路由。直連路由是由鏈路層發(fā)現(xiàn)的。其優(yōu)點是自動發(fā)現(xiàn)、開銷小：

缺點是只能發(fā)現(xiàn)本接口所屬網(wǎng)段。

當路由器的接口配置了網(wǎng)絡協(xié)議地址并狀態(tài)正常時，既物理連接正常，并且

可以正常檢測到數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的keepalive信息時，接口上配置的網(wǎng)段地址自動

出現(xiàn)在路由表中并與接口關聯(lián)。其中產(chǎn)生方式(owner)為直連(direct),路由優(yōu)

先級為0,擁有最高路由優(yōu)先級。其metric值為0,表示擁有最小metric值。如下

圖所示。

IPv4RoutingTable:

DestMaskGwInterfaceOwnerprimetric

10.0.0.0255.255.255.010.0.0.1fei_O/ldirect00

10.0.0.1255.255.255.25510.0.0.1fei0/1address00

192.168.0.0255.255.255.252192.168.0.1el1direct00

192.168.0.1255.255.255.255192.168.0.1el_laddress00

ZXR10#

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直連路由會隨接口的狀態(tài)變化在路由表中自動變化，當接口的物理層與數(shù)據(jù)鏈路

層狀態(tài)正常時，此直連路由會自動出現(xiàn)在路由表中，當路由器檢測到此接口down

掉后此條路山會自動消失。

?靜態(tài)路由：系統(tǒng)管理員手工設置的路由稱之為靜態(tài)(static)路由，一般是在系統(tǒng)

安裝時就根據(jù)網(wǎng)絡的配置情況預先設定的，它不會隨未來網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的改變自動

改變。

其優(yōu)點是不占用網(wǎng)絡、系統(tǒng)資源、安全；其缺點是當一個網(wǎng)絡故障發(fā)生后，靜態(tài)

路由不會自動修正，必須有管理員的介入，需網(wǎng)絡管理員手工逐條配置，不能自

動對網(wǎng)絡狀態(tài)變化做出相應的調(diào)整。

因此，我們也許會這樣考慮：“我們應該避免使用靜態(tài)路由！”然而，對于--

個平滑的網(wǎng)絡，靜態(tài)路由在很多地方都是必要的。仔細地設置和使用靜態(tài)路由可

以改進網(wǎng)絡的性能，為重要的應用保存帶寬。實際上，在一個無冗余連接網(wǎng)絡中，

靜態(tài)路由可能是最佳選擇。我們推薦在以下兩種情況下使用靜態(tài)路由。

在穩(wěn)固的網(wǎng)絡中使用靜態(tài)路由，減少路由選擇問題和路山選擇數(shù)據(jù)流的過載。

例如，在只有一條通路有效的stub網(wǎng)絡中使用靜態(tài)路由。某些時候，可以通過備

份中心提供多條通路，這個時候，由備份中心來檢測網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，以便當一條

網(wǎng)絡鏈路出現(xiàn)故障時，通過路山的切換來實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務在不同通路間的切換。

靜態(tài)路由的另一個價值方面體現(xiàn)在一個構(gòu)筑非常大型的網(wǎng)絡中，各個區(qū)域通

過一刀兩條主鏈路連接。靜態(tài)路由的隔離特征能夠有助于減少整個網(wǎng)絡中的路由

選擇協(xié)議的開銷、限制路由選擇發(fā)生改變和出現(xiàn)問題的范圍。

靜態(tài)路山是否出現(xiàn)在路由表中取決于下一跳是否可達，即此路山的下一跳地

址所處網(wǎng)段對本路由器是否可達。

靜態(tài)路由在路由表中產(chǎn)生方式(owner)為靜態(tài)(static),路由優(yōu)先級為1,

其metric值為0。如下圖所示。

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ZXR10#showiproute

IPv4RoutingTable:

DestMaskGwInterfaceOwnerprimetric

3.0.0.0255.0.0.03.1.1.1fei0/1.3direct00

3.1.1.1255.255.255.2553.1.1.1fei0/1.3address00

10.0.0.0255.0.0.01.1.1.1fei0/1.1ospfno10

10.1.0.0255.255.0.02.1.1.1feCo/1.2static10

10.1.1.0255.255.255.03.1.1.1fei0/1.3rip1205

0.0.0.0o.o.o.o1.1.1.1feiO/l.lstatic00

?缺省路由：缺省路由是一個路由表條目，用來指明一些在下一跳沒有明確地列于路

由表中的數(shù)據(jù)單元應如何轉(zhuǎn)發(fā)。對于在路由表中找不到明確路由條目的所有的數(shù)據(jù)

包都將按照缺省路由指定的接口和下一跳地址進行轉(zhuǎn)發(fā)。

在路由表中，缺省路由以到網(wǎng)絡0.0.0.0（掩碼為0.0.0.0）的路由形式出現(xiàn)。

可通過命令Showiproute的輸出看它是否被設置。如果報文的目的地址不能與路

由表的任何入口項相匹配，那么該報文將選取缺省路由。如果沒有缺省路由且報

文的目的地址不在路由表中，那么該報文被丟棄的同時，將返回源端一個ICMP

報文指出該目的地址或網(wǎng)絡不可達。缺省路由是否出現(xiàn)在路由表中取決于本地出

口狀態(tài)。

缺省路由在網(wǎng)絡中是非常有用的。在一個包含上百個路山器的典型網(wǎng)絡中，

選擇動態(tài)路由協(xié)議可能耗費較大量的帶寬資源，使用缺省路由意味著采用適當帶

寬的鏈路來替代高帶寬的鏈路以滿足大量用戶通信的需求。

Internet上大約99.99%的路山器上都存在一條缺省路由！

缺省路由并不一定都是手工配置的靜態(tài)路由，有時也可以由動態(tài)路由協(xié)議產(chǎn)

生。比如OSPF路由協(xié)議配置了Stub區(qū)域的路由器會動態(tài)產(chǎn)生一條缺省路由。

優(yōu)點：使用缺省路由可以極大減少路由表條目。

缺點：一旦配置不正確可能導致路由環(huán)路；可能導致非最佳路山。

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缺省路由示例StubNetwork

這條路由可以配置在只有一條出口的“根狀網(wǎng)絡”的出口路

由器上，可以訪問“未知的”目的網(wǎng)絡。

如上圖顯示的是一個手工配置缺省路由的配置例子。所有從172.16.1.0網(wǎng)絡中傳出

的沒有明確目的地址路由條目與之匹配的IP包，都被傳送到了缺省的網(wǎng)關

172.16.2.2±<,

?動態(tài)路由：正如前邊課程所講，路由表可以是由系統(tǒng)管理員固定設置好的靜態(tài)路由

表，也可以是配置動態(tài)路山選擇協(xié)議根據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行情況而自動調(diào)整的。根據(jù)

所配置的路由選擇協(xié)議提供的功能，動態(tài)路由可以自動學習和記憶網(wǎng)絡運行情況，

在需要時自動計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂?。它適應大規(guī)模和復雜的網(wǎng)絡環(huán)境下的應

用。

所有的動態(tài)路由協(xié)議在TCP/IP協(xié)議棧中都屬于應用層的協(xié)議。但是不同的路

由協(xié)議使用的底層協(xié)議不同。

OSPF工作網(wǎng)絡層，將協(xié)議報文直接封裝在IP報文中，協(xié)議號89,由于IP

協(xié)議本身是不可靠傳輸協(xié)議，所以OSPF傳輸?shù)目煽啃孕枰?/p>