静态路由的原理和配置

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一、路由原理
数据包从 A 到达 B 有很多路径可以选择，但是既然是多条路径，必定会有一条路径是最优的选择。因此，为了尽可能的提高网速，就需要一种方法来判断从源主机到目的主机所经过的最优路径，从而进行数据转发，这就是路由技术。

1、路由器的工作原理
不同网段的主机相连，这时数据的传输就需要路由器来发挥作用了。源主机发送数据包给目标主机，但两台主机又不在同一网段，所以源主机会把数据包发送给本网段的网关路由器，网关路由器接收到数据包后，查看目标 IP 地址再在自己路由表中查找，找到转发路径转发给下一路由器，直到找到并把数据转发给目标主机。

2、路由表的形成
就向一个人要去某个地方，他的脑海里一定会有一张地图一样，在每个路由器内部也有一张地图，这张地图就是路由表，在路由表中，包含该路由器掌握的所有的网络地址，以及通过此路由器到达这些网络的最佳路径。这个最佳路径指路由器的某个接口或下一跳路由器的的地址。正是由于路由表的存在，路由器才可以高效地进行路由器的转发。那么路由器又是如何形成的呢？这就需要我们从直连网段和非直连网段两个方面来理解了。
直连网段：通俗地讲就是与路由器直接相连的网段，因为 IP 与路由器直接相连所以路由器可以直接获得它们的网段记录在路由表中。直连在路由器上的 IP 地址就好似我们人的手臂，而网段就像我们手里的东西，自己手上的东西我们肯定一清二楚。
非直连网段：但是也有一些 IP 并不与路由器直接相连，所以这就需要使用静态路由或者动态路由来将这些网段以及如何转发写入路由表了。

二、静态路由与默认路由
1、静态路由
静态路由是由管理员在路由器中手动配置的固定路由。配置静态路由需要注意以下几点。
（1）需要有目标 IP
（2）需要有与静态路由直接相连的下一路由器接口的 IP 地址或静态路由的本地接口。
（3）静态路由是由管理员手动设置的，除非管理员干预，否则静态路由不会发生变化。
静态路由特点
（1）允许对路由的行为进行精准的控制。
（2）静态路由是单向的。
（3）静态路由器的缺点就是缺乏灵活性。

2、默认路由
默认路由是一种特殊的静态路由，是当路由表中与数据包的目的地址之间没有匹配的 IP 时路由器做出的选择。如果没有默认路由，那么目的地址在路由表没有匹配 IP 时数据将被丢弃。默认路由会大大简化路由器的配置，减轻管理员的的工作负担。

3、路由器转发数据包的封装过程
静态路由的原理和配置
（1）HostA 要把数据包发送给 HostB，但是经过 HostA 的查看发现目标主机与自己并不在同一网段，所以数据包需要经过 HostA 的网关路由器 A 的转发。
（2）HostA 通过地址解析获得了路由器 A 与自己相连的 E0 接口的 MAC 地址，HostA 在数据链接层把数据包封装成数据帧，在数据帧首部的源 MAC 地址为 00-11-12-21-11-11，目的地址为 00-11-12-21-22-22.
（3）路由器 A 接收到数据帧后，把数据帧的封装去掉。然后认为这个数据包是要自己转发的，所以路由器 A 会查找自己的路由表，寻找与目标 IP 相匹配的路由表项，然后根据路由表的下一跳地址将数据包转发到 E1 接口。
（4）在 E1 接口路由器 A 重新封装成数据帧，此时数据帧睡不得源 MAC 地址为 00-11-12-21-33,-33，目的 MAC 地址为 00-11-12-21-44-44。
（5）路由器 B 接收到数据帧后同样把数据帧的封装进行解除，对目的 IP 进行检查，并与路由表进行匹配，然后根据路由表的下一跳信息将数据包转发到 E0 接口。
（6）此时路由器 B 发现目的网段与自己的 E0 接口是相连的，所以路由器 B 经过地址解析获得 HostB 的 MAC 地址。再由路由器 B 把数据包封装成数据帧，源 MAC 地址为 00-11-12-21-55-55，目的地址为 00-11-12-21-66-66,。封装完毕，将数据帧从 E0 接口发送给 HostB。
三、两台不同网段 PC 机的互联互通实验
首先我们要打开 GNS3 并在操作区加进去两台路由器和两台 PC 机。