路由器的转换原理--ENSP实验

一、路由器的工作原理

二、路由表的形成

1、直连路由

2、非直连路由

2.1静态路由

2.2动态路由

三、静态路由和默认路由

1、静态路由

1.1静态路由的缺点

1.2路由的配置--结合ensp实验

2、默认路由--特殊的静态路由

2.1概念

2.2格式

2.3默认路由的配置--ensp实验

3、补充：浮动路由

3.1概念

3.2实验

四、路由器转发数据包的封装过程

五、路由器和交换机的区别

一、路由器的工作原理

路由：从源主机到目标主机的转发过程
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。
路由器的工作原理：根据路由表转发数据

如上图图所示：路由器A和B是经过配置的路由在他们的路由表中就保存了相应的网段和接口，如果主机1.1要发送数据包给主机4.1：

因为IP地址不在同一网段，主机就会将数据包发送给本网段的网关路由器A。
路由器A接收到数据包，查看数据包IP首部中的目标IP地址，在查找自己的路由表。数据包的目标IP地址是4.1.属于4.0网段路由器A在路由表中查到4.0网段转发的接口是S0接口。于是，路由器就将数据包从S0接口转发出去。
每个路由器但是按这个步骤去转发数据的，直到到达了路由器B,用同样的方法，从E0口转发出去，主机4.1接受到这个数据包。

同网段和不同网段主机通信的区别就在于：同网段直接查找主机，而不同网段需要将数据包发送给网关。

二、路由表的形成

一个实际的网络中，一台路由器通常包含多条路由条目，这些路由条目从不同的来源获取。路由表的来源可分为三类，分别是直连路由、静态路由和动态路由。

1、直连路由

路由器直接连接的路由条目，只要路由器接口配置了 IP 地址，接口状态正常，就会自动生成对应的直连路由。
通俗易懂的说：直连路由长在路由器自己身上，会自动学习接口上的网段，但接口一定要在开启状态下。

2、非直连路由

2.1静态路由

通过命令手动添加的路由条目就是静态路由。一般用在小型网络

2.2动态路由

通过路由协议从相邻路由器动态学习到的路由条目。

路由器每隔一段时间会将自己已知的网段以数据包的形式发给相邻的路由器

一般用在大型网络

三、静态路由和默认路由

1、静态路由

通过命令手动添加的路由条目就是静态路由。一般用在小型网络

1.1静态路由的缺点

①是单向的，需要配置去打路由，还要配置回来的路由

②灵活性差，牵一发动全身

1.2路由的配置--结合ensp实验

ip route-static 目的网络子网掩码下一跳地址

实验过程

①准备三台路由器和两台主机--建立下图拓扑图

②给主机配置IP地址，子网掩码和网关

③分别配置交换机

<Huawei>u t m  //关闭提示
Info: Current terminal monitor is off.
<Huawei>sys    //进入系统模式
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys AR1   //重命名路由器
[AR1]int g0/0/0   //进入端口g/0/0/0
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.254 24 //配置ip地址和子网掩码
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]q    //退出
[AR1]int g0/0/1
[AR1-GigabitEthernet0/0/1add 
[AR1-GigabitEthernet0/0/1]q
[AR1]ip route-static 192.168.2.0 24 10.0.0.2  //配置静态路由
[AR1]ip route-static 20.0.0.0 24 10.0.0.2     //配置静态路由
[AR1]dis ip routing-table                     //查看路由表

④查看路由表--可以查看到静态路由的一些信息

⑤看能不能ping通

2、默认路由--特殊的静态路由

2.1概念

默认路由中所有数据按照一个方向发送，是特殊的静态路由，一般用在：

1.企业的出口路由器

2.末梢网络--路由器一端连的是主机

2.2格式

ip route-static 0.0.0.0 0 下一跳地址

0.0.0.0 任意网段

0 任意子网掩

2.3默认路由的配置--ensp实验

①准备三台路由器和两台主机--建立下图拓扑图

②给主机配置IP地址，子网掩码和网关

③配置路由器

在配置路由器之前，我们要清楚哪些路由器可以配置默认路由，我们观察只有AR1和AR3符合要求，他们是末梢网络。AR2是不可以配置默认路由，否则会形成环路-死循环。

<Huawei>u t m
Info: Current terminal monitor is off.
<Huawei>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys AR1
[AR1]int g0/0/0
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.254 24
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]q
[AR1]int g0/0/1
[AR1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 10.0.0.1 24
[AR1-GigabitEthernet0/0/1]q
[AR1]ip route-s	
[AR1]ip route-static 0.0.0.0 0 10.0.0.2//配置默认路由
[AR1]dis ip rou	
[AR1]dis ip routing-table

④看能不能ping通

3、补充：浮动路由

3.1概念

指的是配置两条静态路由，默认选取链路质量优(带宽大的)作为主路径，当主路径出现故障时，由带宽较小的备份路由顶替，保持网络的不中断。

3.2实验

①用两个路由器和两台主机创建以下的拓扑图

②配置主机在不同网段

③对路由器进行配置

<Huawei>u t m  //关闭提示
Info: Current terminal monitor is off.
<Huawei>sys    //进入系统模式
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys AR-A   //重命名路由器名
[AR-A]int g0/0/0   //进入g0/0/0端口
[AR-A-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.254 24  //给该端口配置IP地址和掩码 
[AR-A-GigabitEthernet0/0/0]q      //退出
[AR-A]int g0/0/1   //进入g0/0/1端口
[AR-A-GigabitEthernet0/0/1]ip add 10.0.0.1 24       //给该端口配置IP地址和掩码 
[AR-A-GigabitEthernet0/0/1]q      //退出
[AR-A]int g0/0/2   //进入g0/0/2端口
[AR-A-GigabitEthernet0/0/2]ip add 20.0.0.1 24       //给该端口配置IP地址和掩码 
[AR-A-GigabitEthernet0/0/2]q      //退出
[AR-A]ip route-static 192.168.2.0 24 10.0.0.2      //配置静态路由，从上面一条线传输
[AR-A]ip route-static 192.168.2.0 24 20.0.0.2      //配置静态路由，从下面一条线传输

④进行长ping-->然后手动删除一条连线

我们发现，在我们手动删除一条线后，会丢几个包，但并没有断开连接。丢包是因为一开始是两条线进行平均负载，传输速度快，删掉一条后，速度没有之前快了，发生了数据堵塞，所以丢包是正常的，但并没有断开连接。

假如两个接线的速度不一样，我们可以调整优先级来防止数据堵塞。

第一根线 100m
第二根线 1000m

优先级的调整

ip route-static 192.168.2.0 24 20.0.0.2 preference 70

数值越大，优先级越小

四、路由器转发数据包的封装过程

上图路由器转发数据的封装过程如下：

A先判断出
192.168.2.1 和自己不在同一网段，所以会把数据包转交给网关处理。

先要发送ARP广播，得到网关的mac地址00e0-fca6-6c66,
然后进行第一次封装

源IP：192.168.1.1
目的IP：192.168.2.1
源MAC：54-89-98-36-42-11
目的MAC：00e0-fca6-6c66

先解封装，查看数据包的目的IP，查询路由表,
确定转发路径，给路由器AR-A

先ARP广播解析出路由器AR-B的MAC地址。
进行第二次封装

源IP：192.168.1.1
目的ip：192.168.2.1
源MAC：00e0-fca6-6c67
目的MAC： 00e0-fcc8-3a45

先解封装，查看数据包的目的IP为自己的直连网段，
通过GE0/0/1发给主机B

先ARP广播解析出主机B的MAC地址。进行第三次封装

源IP：192.168.1.1
目的ip：192.168.2.1
源MAC：00e0-fcc8-3a46
目的MAC： 54-89-98-93-63-22

数据包送到主机B，一路解封装送到应用层

五、路由器和交换机的区别

交换机是查看MAC地址表的，路由器是查看路由表的。
交换机如果没有在MAC地址表中找到自己想要的，它就要进行区域泛洪，而路由器如果在路由表中找不到对应的条目会直接丢弃数据包，并返回一个不可到达的信息。他不会发送广播，所以路由器有隔离广播域的功能而交换机所在的网络内部就是一个广播域，他只在本区域泛洪，不会泛红到路由器外面。
交换机工作在二层，根据MAC地址表转发数据帧，路由器工作在三层，根据路由表转发数据包，交换机一般工作在局域网内，而路由器工作在广域网。