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IP路由及靜態(tài)路由配置

 CodeNutter 2016-07-14

         

           IP路由及靜態(tài)路由配置

                       qianghaohao(CodingNutter)

一.IP路由:

     IP路由就是根據(jù)IP地址在不同網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的過(guò)程。它決定了IP數(shù)據(jù)包從
源網(wǎng)絡(luò)到目的網(wǎng)絡(luò)怎么走,也就是規(guī)劃一條到目的地的路徑。實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的設(shè)
備就是路由器,每個(gè)路由器都保存著一張路由表,表中每個(gè)條目指明分組到某個(gè)
子網(wǎng)或主機(jī)應(yīng)該通過(guò)路由器的哪個(gè)物理端口發(fā)送,然后就可到達(dá)該路由的下一個(gè)
路由器,或者不在經(jīng)過(guò)別的路由器而傳送到直接相連的網(wǎng)絡(luò)中的目的主機(jī)。下面
舉個(gè)例子來(lái)講解IP路由的過(guò)程。
Ex:從西安到-->榆林

      假如我們從西安市出發(fā),要到榆林市,此時(shí)我們要查看地圖發(fā)現(xiàn)去榆林得先到達(dá)
達(dá)銅川市(當(dāng)然也有其他路徑,在此假設(shè)就這一條路,多條路的話選擇最優(yōu)的路徑),
于是我們坐火車(chē)到達(dá)銅川市,此時(shí)到了銅川市,再次查地圖,發(fā)現(xiàn)要到達(dá)榆林得先到達(dá)
延安市,于是我們坐車(chē)到達(dá)了延安市,此時(shí)查看地圖發(fā)現(xiàn)榆林就在我們相鄰的地方,此
時(shí)有到榆林的直通車(chē),于是我們坐上到榆林的直通車(chē)直達(dá)榆林。
      以上例子和網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的道理是一樣的,每一站都知道怎么去目的站,但是
并不知道去目的站的完整路徑。也就是說(shuō)我們知道去榆林要先到達(dá)銅川市,但并不知道
到達(dá)榆林的完整路徑怎么走。這種知道怎么去下一站的信息就是一條路由條目,整個(gè)地
圖就相當(dāng)于路由表,乘客就相當(dāng)于IP數(shù)據(jù)包。

   一張路由表:

  
    IP搜索路由表匹配規(guī)則:
  

二.靜態(tài)路由配置:

      所謂靜態(tài)路由就是由管理人員手工在路由器上指定到達(dá)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)該怎么走,到達(dá)目的
網(wǎng)絡(luò)得從哪個(gè)接口出去或者要到達(dá)的下一跳(下一站)接口。在文章中我們用如下簡(jiǎn)單的拓
撲,通過(guò)配置靜態(tài)路由來(lái)讓兩臺(tái)電腦能夠通信:

1.為四臺(tái)設(shè)備配置IP地址和子網(wǎng)掩碼:
      可以通過(guò)界面操作來(lái)配置,也可以通過(guò)命令行模式配置。
      先通過(guò)界面操作給兩臺(tái)電腦配置IP地址,注意同時(shí)要指定網(wǎng)關(guān)地址:
    配置 PC1:
    
    配置PC2:
    
    接下通過(guò)命令行方式給路由器配置IP地址:
    配置R1:
   
    按同樣的方法配置R2:
   
    此時(shí)拓?fù)鋱D中接口的連接變成綠色的,但是PC1和PC2無(wú)法互相ping通,需要做靜態(tài)路由:
   
2.為R1和R2配置靜態(tài)路由:
  靜態(tài)路由命令如下:
  
  為R1做靜態(tài)路由:
 
  同理為R2做靜態(tài)路由:
  
3.以上配置完畢,現(xiàn)在兩個(gè)電腦可以互相ping通了,靜態(tài)路由配置完畢:

三.數(shù)據(jù)包在經(jīng)過(guò)各個(gè)設(shè)備時(shí)MAC地址和IP地址的變化:

       數(shù)據(jù)包在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)間傳遞時(shí)MAC地址變化,數(shù)據(jù)包內(nèi)部的IP地址保持不變。
根據(jù)以上拓?fù)鋱D,數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程:
    1.PC1查看自己的ARP表,如果主機(jī)PC1第一次給PC2發(fā)送數(shù)據(jù)包,那將無(wú)法從ARP映射表中找到
對(duì)應(yīng)的mac地址。因此PC1將以FF:FF:FF:FF:FF:FF為目的mac地址,發(fā)送一個(gè)arp廣播請(qǐng)求。
    2.如果PC2和PC1在同一個(gè)網(wǎng)段,那么只有PC2將響應(yīng)PC1發(fā)送的ARP廣播。此時(shí)PC1得到了PC2
的mac地址,并將這個(gè)mac地址存入arp緩存,然后將自己的mac地址為源地址,PC2的mac地址為目的
mac地址封裝成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀發(fā)送給PC2。
    3.如果主機(jī)PC2并不和PC1在同一網(wǎng)絡(luò)。路由器的端口將把自己的mac地址發(fā)送給PC1,然后PC1將此
mac地址和對(duì)應(yīng)的網(wǎng)關(guān)接口IP存入arp緩存。然后將自己的mac地址為源mac,網(wǎng)關(guān)的mac為目的mac,封
裝成以太網(wǎng)幀發(fā)送給路由器。
     4.路由器接收到數(shù)據(jù)包后,進(jìn)行拆包,獲取數(shù)據(jù)包中的目的IP地址,然后查找路由表,找到要出去的接
口的mac地址,和下一跳的IP地址,然后通過(guò)得到的下一跳IP地址查找arp表,找到對(duì)應(yīng)的mac地址,如果
arp緩存沒(méi)有下一跳IP的mac地址,則同樣進(jìn)行arp廣播。
     5.接著上一步,將路由器出接口的mac地址為源mac地址,將下一跳路由器接口的mac地址為目的mac
地址封裝成以太網(wǎng)幀發(fā)送給下一站路由器。
     6.當(dāng)下一站路由器收到數(shù)據(jù)包后重復(fù)進(jìn)行3-4-5的步驟,直到PC2收到數(shù)據(jù)包。
     可以通過(guò)單步執(zhí)行,查看數(shù)據(jù)包中mac地址的變化:將Cisco Packet Tracer軟件在simulation模式下發(fā)
數(shù)據(jù)包,然后點(diǎn)擊Auto Capture /Play可以單步執(zhí)行,查看到達(dá)每一個(gè)設(shè)備后數(shù)據(jù)包里面的mac地址和IP
地址。

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