news 2026/5/12 10:54:23

IP路由基础

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张小明

前端开发工程师

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IP路由基础

一、路由概述

1.路由基本概念

背景(网段间通信):
每个IP地址都有自己的网段,为了实现不同网段间的通信,网络设备需要能够转发来自不同网段的IP报文,将其送达不同的IP网段。

路由:

路由是数据通信网络中最基本的要素;

路由是指导报文转发的路径信息,通过路由可以确认转发IP报文的路径;

路由设备是依据路由转发报文到目的网段的网络设备;

路由设备维护着一张路由表,保存着路由信息。

网关以及中间节点(路由器)根据收到的IP报文中目的地址选择一条合适的路径,并将报文转发到下一个路由器。在路径中的最后一跳路由器二层寻址将报文转发给目的主机。这个过程被称为路由转发(中间节点选择路径所依赖的表项称为路由表);

路由信息介绍:

路由表:

2.路由条目生成

路由信息获取方式

直连路由:

3.最优路由条目优选

查看IP路由表

路由优先级:

基本概念

比较过程

常见默认数值

度量值:

基本概念

比较过程

4.路由比较规则

5.最长匹配原则

是支持IP路由的设备默认的路由查找方式(事实上几乎所有支持IP路由的设备都是这种查找方式)。当路由器收到一个IP数据包时,会将数据包的目的IP地址与自己本地路由表中的表项进行bit by bit的逐位查找,直到找到匹配度最长的条目,这叫最长匹配原则;

深灰色的空间 172.16.0.0/16,这个网络号,我们称为主类网络号,所谓主类网络号,意思是该网络号按照其所属的IP地址类别区分后、对应上的默认的子网掩码长度后得到的网络号。如 172.16.0.0 这是一个B类地址,B类地址的默认子网掩码长度是16位,因此 172.16.0.0/16 本身就是一个主类网络号。再举另外一个例子,10.1.12.0/24,首先10开头的,这是一个A类地址,A类地址默认的掩码是 255.0.0.0,因此 10.1.12.0/24 它的主类网络号是 10.0.0.0/8。

从172.16.0.0/16开始往里走,下一个我们看到的网络号是172.16.10.0/24,这很明显是应用了VLSM可变长子网掩码之后,得到的一个172.16.0.0/16这个主类网络的一个子网(subnet)。所以所谓的子网,我们可以理解为是在网络号所属类别的默认掩码长度的基础上,将掩码“拉长”或者向主机位借位从而得到的一个子网络号。实际上 172.16.0.0/16 是将 172.16.10.0/24 囊括在内的一个区间。那么在这里,如果我们有一个IP:172.16.10.1,实际上这个IP既可以理解为在 172.16.0.0/16 网络内,也是在 172.16.10.0/24 网络内很明显172.16.10.0/24 更能精确匹配172.16.10.1。它的匹配长度相比 172.16.0.0 更长;

回到 172.16.0.0/16 这个主类网络号,然后我们向外走,看上图。172.0.0.0/8 实际上是将这个B类地址的掩码向左移了8bits,这样一来得到的这个网络号实际上是囊括了 172.16.0.0/16 在内的一个大的网络号,我们称其为超网。

二、静态路由

1.静态路由应用场景

2.静态路由配置

配置举例

缺省路由

缺省路由应用场景

三、动态路由

1.概述

2.动态路由分类

根据路由信息传递的内容、计算路由的算法,可以将动态路由协议分为两大类

*距离矢量协议(Distance-Vector Protocol)----RIP;

*链路状态协议(Link-State Protocol)-----OSPF、IS-IS;

*BGP使用一种基于距离矢量算法修改后的算法,该算法被称为路径矢量(Path Vector)算法。因此在某些场合下,BGP也被称为路径矢量路由协议。

根据工作范围不同,又可以分为

*内部网关协议IGP(Interior Gateway Protocol):在一个自治系统内部运行。RIP、OSPF、ISIS为常见的IGP协议;

*外部网关协议EGP(Exterior Gateway Protocol):运行于不同自治系统之间。BGP是目前最常用的EGP协议。

四、路由高级特性

1.路由递归

2.等价路由

3.浮动路由

浮动路由示例:

RTA-RTB之间的链路正常时,20.0.0.0/30的两条路由条目都是有效的条目,此时比较优先级,下一跳为10.1.1.2的优先级60,下一跳为10.1.2.2的优先级70,因此下一跳为10.1.1.2的加入路由表。

RTA-RTB之间的链路故障时,10.1.1.2不可达,因此下一跳为10.1.1.2的路由失效,此时前往20.0.0.0/30的路由就只存在一条,该条路由将会被选入路由表。前往20.0.0.1的流量将会被转发到10.1.2.2。

4.CIDR

5.路由汇总

需求来源:

路由汇总技术简介

(路由汇总又称为路由聚合,是将一组有规律的路由汇聚成一条路由,从而达到减小路由表规模以及优化设备资源利用率的目的,我们把汇聚之前的这组路由称为精细路由或者是明细路由,把汇聚之后的这条路由称为汇总路由或者是聚合路由。)

汇总计算方式:

技术引发的问题

解决方案

精确汇总

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