0 摘要

本节主要讲解了路由表的形成及路由器的工作原理，其中路由表主要有直连路由、静态路由、默认路由、浮动路由以及动态路由。并介绍了配置路由条目的相关命令。

1 路由概述

（1）路由：跨越从源主机到目标主机的一个互联网络来转发数据包的过程。即路由器为数据包选择路径的过程。
（2）路由器：能够将数据包转发到正确的目的地，并在转发过程中选择最佳路径的设备。

2 路由表

2.1 路由表概述

（1）定义：路由器中维护的路由条目的集合。
（2）功能：路由表是路由器选择路径的唯一依据。即表里面有匹配项就转发数据，没有就将数据丢弃，丢弃之后向源端发送回馈机制。

2.2 路由表的分类

（1）直连（connective）路由：直连接口所在网段的路由条目，由设备自动生成。注意，只有当接口的IP已经配置好，并且开启（no shut down）之后，才能自动生成。
（2）静态路由：由网络管理员手工配置的路由条目，当网络的拓扑结构或链路的状态发生变化时，需要手工去修改路由表中相关的静态路由信息，缺乏灵活性。
（3）默认路由：由网络管理员手工配置的路由条目，为了优化方向一致的网段。当路由器在路由表中找不到目标网络的路由条目时，路由器将请求转发到默认路由接口上。
（4）浮动路由：可以为静态路由与默认路由设置备份，优先级低于原配，当原配存在时会被隐藏，当原配消失时才会出现。。
（5）动态路由：通过相互连接的路由器之间交换彼此信息，然后按照一定的算法优化出来的，而这些路由信息是在一定时间间隙里不断更新，以适应不断变化的网络（如OSPF、IS-IS、BGP等）。

tips:
路由表中过的路由条目越少，路由器转发效率越快，因此需要优化路由表。

2.3 检查路由表的先后顺序

（1）检查顺序：路由器检查路由表按照优先级进行检查，不同的路由条目类型优先级不一样。
（2）优先级的确定：根据管理距离值来决定路由条目类型优先级。每种路由条目类型都有自己的管理距离值。
（3）管理距离值：直连路由C的管理距离值默认为0；静态路由S的管理距离值默认为1；默认路由S*的管理距离值默认为无穷大。默认值可以改，但一般不改。值越小，优先级越高。

3 路由器工作原理

3.2 工作原理

类似发快递
（1）路由器收到一个数据帧后，首先检查帧头中的目标MAC地址是否自己，如果不是则丢弃，如果是（或广播地址）则解封装，并将IP包送到路由器内部。
（2）路由器检查IP包头中的目标IP，并匹配路由表，如果匹配失败则丢弃并向源IP反馈错误信息，如匹配成功，则将IP包路由到出接口。
（3）路由器出接口准备封装帧，先将出接口的MAC地址作为源MAC地址封装进帧头中，然后检查ARP缓存表中有没有下一跳IP的MAC地址，如有，则将提取并作为目标MAC地址封装到帧头中；如没有则发送ARP广播请求下一跳IP的MAC地址，获取对方MAC地址并记录缓存，再封装帧。最后将帧发送出去。

tips:
1）凡是可以配IP的接口才有MAC地址，不能配配IP的接口没有MAC地址，因此交换机的二层接口没有MAC地址。

2）PC发送数据帧时，首先判断目标IP与自己是否在同一个网段来决定帧头中的目标MAC地址写谁的，若在同一个网段，帧头中的目标MAC地址是目标IP的；若不在同一个网段，帧头中的目标MAC地址是网关的。至于帧头中的目标MAC地址的获取，首先检查ARP缓存表中有没有，若没有则通过发送ARP广播请求获取。发送ARP广播请求报文时，首先判断目标IP与自己是否在同一个网段，若在同一个网段，ARP广播请求报文请求的是目标IP的MAC地址；若不在同一个网段，ARP广播请求报文请求的是网关的MAC地址。
3）路由器发送ARP广播请求报文时，首先匹配路由表，若目标IP所在网段属于直连路由条目中，ARP广播请求报文请求的是目标IP的MAC地址；若目标IP所在网段不属于直连路由条目中，ARP广播请求报文请求的是下一跳IP的MAC地址。

3.2 交换机与路由器的对比

（1）路由器

• 1）路由器工作在网络层（第三层）
• 2）工作原理：根据路由表转发数据
• 3）路由选择
• 4）路由转发
  （2）交换机
• 1）交换机工作在数据链路层（第二层）
• 2）工作原理：根据MAC地址表转发数据
• 3）硬件转发

4 相关命令—查看路由表及配置路由条目

参考文章

[1] 《 第31节 路由器简单原理 》
[2] 视频传送门

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