网络基础之路由器的应用原理

路由器

1.什么是路由器和路由

1.路由器是连接两个或多个网络的硬件设备,在网络间起网关的作用,是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。
2.从源主机到目标主机的转发过程

2.路由器的工作原理

在这里插入图片描述

1)主机10.1发送信息给20.2,因网段不一样所以首先发给本网段的网关路由器AR1。
2)路由器AR1接收到数据包,经过解封装查看IP头部的目标IP地址,然后查看自己的路由表,发现20.0网段的路由,于是将信息从G0/0/0口转发出去(如果路由表上查不到IP的网段则丢弃)
3)在Internet网中有许多路由器,重复2)的过程,直到转发到路由器AR2上,路由器AR2查看IP网段是20.0,于是将数据包从G0/0/1口转发出去,最后20.2的主机接收到信息。

3.路由表的形成

路由表
路由表中维护的路由条目的集合
路由器根据路由表做路径选择
路由表的形成
直连网段—配置IP地址,端口UP状态,形成直连路由
非直连路由—需要静态路由或动态路由来将这些网段以及如何转发写到路由表中。

4.静态路由和默认路由

静态路由
1.由管理员手工配置的,是单向的
2.缺乏灵活性
默认路由
当路由器在路由表中找不到目标网络的路由条目时,路由器把请求转发到默认路由接口

路由器的转发

1.路由器转发数据包的封装过程

在这里插入图片描述
1.pc1想要和不同网段的pc通信,必须通过网关。所以pc1的数据包要先发给路由A的E0口,但是pc1的ARP缓存表里没有路由A的MAC地址,所以要进行ARP广播,源IP和源MAC为192.168.1.2和21-11-11,目标IP和目标MAC为192.168.1.1和ff-ff-ff,

2.E0口接收到数据包并进行拆包,发现里面的源IP是自己的IP,这时路由A会把PC1的IP和MAC记录在他的ARP缓存表里,并且要做出回应,路由A给pc1发送一个源IP和源MAC为路由A,目标IP和MAC为pc1的数据包,pc1在收到数据包后会将路由A的IP和MAC记录在ARP缓存表里。

3.这时pc1第一次pingPC2,pc1将数据包发给路由A,路由A拆开数据包后,发现里面源IP和源MAC都是pc1的,目标IP为192.168.2.2,目标MAC为21-22-22,查找路由表后发现要将数据包从E1口发出,但是在封装过程中发现没有路由B的MAC地址,所以会进行丢包(第一次),然后进行ARP广播。

4.路由A在E1口进行广播,源IP为10.1.1.1,源MAC为21-33-33,目标IP为10.1.1.2,目标MAC为ff-ff-ff,路由B收到数据包后进行拆包,发现里面的目标IP正是自己,便会把路由A的IP和MAC地址记录在自己的ARP缓存表里,并且回复路由A一个数据包,里面源IP和源MAC是路由B的,目标P和目标MAC是路由A的,路由A在收到路由B的数据包后,便会记录下路由B的IP和MAC地址。

5.路由A知道路由B的IP和MAC地址后,pc1第二次pingpc2,数据包经过路由A的拆包和封装过程后,数据包由路由A的E1端口进入路由B的E1端口,源IP为192.168.1.2,源MAC为21-33-33,目标IP为192.168.2.2,目标MAC为21-44-44,路由B收到数据包,拆开后发现里面的MAC地址正是自己,开始在路由表里寻找192.168.2.2,确定是从E0口发出,但是路由B在封装过程中不知道pc2的MAC地址,所以会进行丢包(第二次)。与此同时路由B在E0端口进行ARP广播,源IP为192.168.2.1,源MAC为21-55-55,目标IP为192.168.2.2,目标MAC为ff-ff-ff,pc2收到数据包拆开后,发现里面的目标IP正是自己,便会记录下路由B的IP和MAC地址,同时会回复数据包给路由B,源IP和MAC为pc2的,目标IP和MAC为路由B的,路由B收到数据包后便会记录pc2的IP和MAC到ARP缓存表里。

6.这时pc1第三次pingpc2,数据包从E0端口到路由A ,路由A进行拆包和封装,将源MAC由21-11-11改为21-33-33,目标MAC由21-22-22改为21-44-44,其源IP和目标 IP不变,数据包从路由A的E1端口到达路由B的E1端口,路由B进行数据包的拆包与封装,将源MAC由21-33-33改为21-55-55,目标MAC由21-44-44改为21-66-66,其源IP和目标IP不变,这时数据包通过E0端口就到达了PC2,PC2将数据包进行拆包,再给PC1返回一个数据包这样两台PC机就ping通了!

2.交换机与路由器对比

路由器工作在网络层
1.根据“路由表”转发数据
2.路由选择
3.根由转发
交换工作在数据链路层
1.根据“MAC地址表”转发数据
2.硬件转发

一些命令操作

1.默认路由

【Huawei】ip route-static 192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.12.1
192.168.10.0指的是目的网段,255.255.255.0是子网掩码,192.168.12.1是下一个路由器的进口

2.静态路由

【Huawei】ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.12.1
0.0.0.0指的是目的网段,0.0.0.0是子网掩码,192.168.12.1是下一个路由器的进口

3.查看路由表

【Huawei】display ip routing-table

4.设置路由优先级

【Huawei】ip route-static192.168.10.0 24 192.168.12.1 preference 70
配置路由时,不输入后面的preference怎么默认为60,路由优先选数值小的。
此命令是浮动路由,用于做备份

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