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静态路由及默认路由基本配置

 网络工程师老杨 2021-08-05

原理概述





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静态路由是指用户或网络管理员手工配置的路由信息。当网络的拓扑结构或链路状态发生改变时,需要网络管理人员手工修改静态路由信息。相比于动态路由协议,静态路由无需频繁地交换各自的路由表,配置简单,比较适合小型、简单的网络环境。

静态路由不适合大型和复杂的网络环境,因为当网络拓扑结构和链路状态发生变化时,网络管理员需要做大量的调整,且无法自动感知错误发生,不易排错。

默认路由是一种特殊的静态路由,当路由表中与数据包目的地址没有匹配的表项时,数据包将根据默认路由条目进行转发。默认路由在某些时候非常有效,如在末梢网络中,默认路由可以大大简化路由器配置,减轻网络管理员的工作负担。



实验内容

LOOK.1

在由3台路由器所组成的简单网络中,R1与R3各自连接着- -台主机,现在要求能够实现主机PC-1与PC-2之间的正常通信。本实验将通过配置基本的静态路由和默认路由来实现。


实验拓扑


LOOK.2

静态路由及默认路由基本配置的拓扑如图6-1所示。



实验编址

LOOK.3



实验步骤

LOOK.4

1.基本配置

根据实验编址表进行相应的基本配置,并使用ping命令检测各直连链路的连通性。

其余直连网段的连通性测试省略。

各直连链路间的IP连通性测试完成后,现尝试在主机PC-1 上直接ping主机PC-2。

发现无法连通,这时需要思考是什么问题导致了它们之间无法通信。

首先假设主机PC-1与PC-2之间如果能够正常连通,那么主机A将发送数据给其网关设备R1;R1收到后将根据数据包中的目的地址查看它的路由表,找到相应的目的网络的所在路由条目,并根据该条目中的下--跳和出接口信息将该数据转发给下一台路由器R2; R2 采取同样的步骤将数据转发给R3;最后R3也采取同样的步骤将数据转发给与自己直连的主机PC-2;主机PC-2在收到数据后,与主机PC-1发送数据到PC-2的过程一样,再发送相应的回应消息给PC-1。

在保证基本配置没有错误的情况下,首先查看主机PC-1与其网关设备R1间能否正常通信。

主机与网关之间通信正常,接下来检查网关设备R1.上的路由表。

可以看到在R1的路由表上,没有任何关于主机PC-2所在网段的信息。可以使用同样的方式查看R2与R3的路由表。

可以看到在R2.上没有任何关于主机PC-1和PC-2所在网段的信息,R3. 上没有任何关于主机PC-1 所在网段的信息,验证了初始情况下各路由器的路由表上仅包括了与自

身直接相连的网段的路由信息。

现在主机PC-1与PC-2之间跨越了若千个不同网段,要实现它们之间的通信,只通过简单的IP地址等基本配置是无法实现的,必须在3台路由器上添加相应的路由信息,可以通过配置静态路由来实现。

配置静态路由有两种方式,一种是在配置中采取指定下一跳IP地址的方式,另一种

是指定出接口的方式。

2. 实现主机PC-1与PC-2之间的通信

在R1上配置目的网段为主机PC-2 所在网段的静态路由,即目的IP地址为192. 168.20.0,掩码为255.255.255.0。对于R1而言,要发送数据到主机PC-2,则必须先

发送给R2,所以R2即为R1的下- -跳路由器,R2与R1所在的直连链路上的物理接口

的IP地址即为下一跳IP地址,即10.0.12.2。

配置完成后,查看R1上的路由表。

配置完成后,可以在R1的路由表上查看到主机PC-2所在网段的路由信息。

采取同样的方式在R2.上配置目的网段为主机PC-2所在网段的静态路由。

配置完成后,查看R2.上的路由表。

配置完成后,可以在R2的路由表上查看到主机PC-2所在网段的路由信息。

此时在主机PC-1.上ping主机PC-2。

发现仍然无法连通。在主机PC-1的E0/0/1接口上进行数据抓包,可以观察到如图6-2所示的现象。

此时主机PC-1仅发送了ICMP请求消息,并没有收到任何回应消息。原因在于现在仅仅实现了PC-1 能够通过路由将数据正常转发给PC-2,而PC-2仍然无法发送数据给PC-1,所以同样需要在R2和R3的路由表上添加PC-1所在网段的路由信息。

在R3.上配置目的网段为PC-1所在网段的静态路由,即目的IP地址为192.168.10.0,

目的地址的掩码除了可以采用点分十进制的格式表示外,还可以直接使用掩码长度,即

24来表示。对于R3而言,要发送数据到PC-1,则必须先发送给R2,所以R3与R2所在直连链路上的物理接口S 0/0/1即为数据转发接口,也称为出接口,在配置中指定该接口即可。

采取同样的方式在R2上配置目的网段为PC-1所在网段的静态路由。

配置完成后,查看R1、R2、R3上的路由表。

可以看到,现在每台路由器上都拥有了主机PC-1与PC-2所在网段的路由信息。再在主机PC-1上ping主机PC-2。

可以连通,即现在已经实现了主机PC-1与PC-2之间的正常通信。

3.实现全网全通来增强网络的可靠性

经过上面的步骤,主机PC-1与PC-2之间已经能够正常通信。假设此时网络突然出

现故障,主机PC-1侧的网络管理员发现无法与PC-2正常通信,于是先测试与网关设备R1间的连通性。

发现与网关间的通信正常,再测试与主机PC-2的网关设备R3间的连通性。

发现无法与R3正常通信,这也意味着此时网络管理员将无法通过主机PC-1登录到R3.上进一.步排除故障,由此可见,保证全网的连通性能够增强整网的可靠性,提高网络的可维护性及健壮性。

因此有必要在R1的路由表中添加R2与R3间直连网段的路由信息,同样也应在R3的路由表中添加R1与R2间直连网段的路由信息,实现全网全通。

配置完成后,查看R1、R2、R3的路由表,注意观察新增的条目。

此时再在主机PC-1上测试与R3间的连通性。

测试成功,主机PC-1可以顺利与R3通信,同样主机PC-2此时也能够与R1进行通信,测试过程这里省略。

4.使用默认路由实现简单的网络优化

通过适当减少设备上的配置工作量,能够帮助网络管理员在进行故障排除时更轻松地定位故障,且相对较少的配置量也能减少在配置时出错的可能,另- 方面,也能够相对减少对设备本身硬件的负担。默认路由是一种特殊的静态路由,使用默认路由可以简化路由器上的配置。

查看此时R1上的路由表。

此时R1上存在两条先前经过手动配置的静态路由条目,且它们的下一跳和出接口

都一致。

现在在R1上配置一条默认路由,即目的网段和掩码为全0,表示任何网络,下一跳

为10.0.12.2,并删除先前配置的两条静态路由。

配置完成后,查看R1的路由表。

再测试主机PC-1与PC-2间的通信。

发现主机PC-1与PC-2间的通信正常,证明使用默认路由不但能够实现与静态路由同样的效果,而且还能够减少配置量。在R3.上可以进行同样的配置。

再次测试主机PC-1与PC-2间的通信。

主机PC-1与PC-2间的通信正常。

提示:

在配置过程中,顺序是先配置默认路由,再删除原有的静态路由配置,这样的操作可以避免网络出现通信中断,即要在配置过程当中注意操作的规范性与合理性。



思考

LOOK.5

在静态路由配置当中,可以采取指定下-跳IP地址的方式,也可以采取指定出接口的方式,这两种方式存在着什么区别?

END

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