静态路由与默认路由工作原理与配置
一、 路由原理
1、 路由器的工作原理
路由器就如车站，路由器的接口就如几路车。一个人想要到什么地方，就要去车站坐车。而每个车站都有一个地图，标注了几路车到达什么地方。这个就是路由表。这个路由表中，包含了该路由器掌握的所有目的网络地址，以及通过此路由器到达这些网络的最佳路径。
1. 主机1.1 要发送数据给主机2.2，因为不在同一网段，所以会将数据包转发给本网段的网关路由器A。
2. 路由器A收到数据包，先查看IP首部中的目标IP地址，在查看自己的路由表。路由表中查到2.0网段对应的是g0/0接口。于是路由器A将数据包从g0/0接口转发出去。
3. 网络中的路由器都是按照这样步骤进行转发数据的。直到到达路由器B，再用同样的方法检查自己的路由表，然后将数据包从对应的接口转发出去。
4. 在数据包转发过程中，如果路由表中没有找到数据包的目的地址，则根据路由器的配置转发到默认接口或者给用户返回目标地址不可达的信息。
2、 路由表的形成
路由表是路由器中维护的路由条目的集合，路由器根据路由表做路径选择。
直连网段：当路由器上配置了接口IP地址，并且接口状态为“up”时，路由表中出直连路由项。
非直连网段：没有直接连接在路由器上的网段称为非直连网段，需要使用静态路由或动态路由将这些网段添加到路由表中。
二、 静态路由和默认路由
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。
静态路由用于网络规模不大、拓扑结构相对固定的网络中，静态路由特点如下：
1. 允许对路由器的行为进行精准的控制。由于静态路由是手动配置的，管理员可以通过静态路由来控制包在网络中的流动。
2. 静态路由是单向的。想要实现双方通讯，必须在通讯的双方配置双向的静态路由。
3. 静态路由的不足之处是缺乏灵活性。不能够根据网络的变化灵活改变，挡网络结构更改时，管理员必须重新配置该静态路由。
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表项时，路由器能够做出的选择。
如果没有默认路由，那么目的地址在路由表中没有匹配表项的包将被丢弃。 默认路由在某些时候非常有效，当存在末梢网络时，默认路由会大大简化路由器的配置，减轻管理员的工作负担，提高网络性能
是对IP数据包中的目的地址找不到存在的其他路由时，路由器所选择的路由。目的地不在路由器的路由表里的所有数据包都会使用默认路由。这条路由一般会连去另一个路由器，而这个路由器也同样处理数据包: 如果知道应该怎么路由这个数据包，则数据包会被转发到已知的路由；否则，数据包会被转发到默认路由，从而到达另一个路由器。每次转发，路由都增加了一跳的距离。
3、 路由器转发数据包的封装过程
Host A 发送给Host B数据
Route A转发数据包的封装过程
如上图所示，路由器转发数据包的封装过程。
4、 交换与路由的对比
路由和交换是网络世界中的里那个重要概念。
交换发生在OSI参考模型的第2层，即数据链路层，通常交换的动作由交换机完成。
路由发生在OSI参考模型的第3层，即网络层，通常路由的动作由路由器来完成。
三、 课后实验
1、 静态路由实验
实验配置：
R1#conf t
R1(config)#int f1/0
R1(config-if)#ip add 10.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no sh
R1(config-if)#int f0/0
R1(config-if)#ip add 20.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no sh
R1(config-if)#exit
R1(config)#ip route 30.1.1.0 255.255.255.0 10.1.1.2
R2#conf t
R2(config)#int f0/0
R2(config-if)#ip add 10.1.1.2 255.255.255.0
R2(config-if)#no sh
R2(config-if)#int f1/0
R2(config-if)#ip add 30.1.1.1 255.255.255.0
R2(config-if)#no sh
R1(config)#ip route 20.1.1.0 255.255.255.0 10.1.1.1
使用VPCS验证是否可以通信
查看R1的路由表
查看R2的路由表
2、 静态加动态路由实验
实验要求：
1． 全网互通
2． 静态路由与动态路由相互结合使用。
3． Cloud1与cloud4 分别ping其他三台主机。
4． 查看各个路由器的路由表。
实验配置：
R1#conf t \\进入全局配置模式
R1(config)#int f1/0 \\进入接口配置模式
R1(config-if)#ip add 10.1.1.1 255.255.255.0 \\配置IP地址
R1(config-if)#no sh \\开启接口
R1(config-if)#int f0/0
R1(config-if)#ip add 20.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no sh
R1(config-if)#exit
R1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.1.2 \\配置默认路由
##（ip route 命令字 两个0.0.0.0 代表所有地址，10.1.1.2是下一跳接口地址）
R2#conf t
R2(config)#int f0/0
R2(config-if)#ip add 10.1.1.2 255.255.255.0
R2(config-if)#no sh
R2(config-if)#int f1/0
R2(config-if)#ip add 30.1.1.1 255.255.255.0
R2(config-if)#no sh
R2(config)#int f2/0
R2(config-if)#ip add 40.1.1.1 255.255.255.0
R2(config-if)#no sh
R2(config)#ip route 20.1.1.0 255.255.255.0 10.1.1.1
R2(config)#ip route 60.1.1.0 255.255.255.0 40.1.1.2
R2(config)#ip route 70.1.1.0 255.255.255.0 40.1.1.2
##（ip route 命令字，70.1.1.0指的是目标网段，255.255.255.0指的是目标网段的掩码，40.1.1.2指的是访问70.1.1.0网段地址的下一跳出口地址）
R3#conf t
R3(config)#int f0/0
R3(config-if)#ip add 40.1.1.2 255.255.255.0
R3(config-if)#no sh
R3(config-if)#int f2/0
R3(config-if)#ip add 60.1.1.1 255.255.255.0
R3(config-if)#no sh
R3(config-if)#int f1/0
R3(config-if)#ip add 50.1.1.1 255.255.255.0
R3(config-if)#no sh
R3(config-if)#exit
R3(config)#ip route 20.1.1.0 255.255.255.0 40.1.1.1
R3(config)#ip route 30.1.1.0 255.255.255.0 40.1.1.1
R3(config)#ip route 70.1.1.0 255.255.255.0 50.1.1.2
R4#conf t
R4(config)#int f0/0
R4(config-if)#ip add 50.1.1.2 255.255.255.0
R4(config-if)#no sh
R4(config-if)#int f1/0
R4(config-if)#ip add 70.1.1.1 255.255.255.0
R4(config-if)#no sh
R4(config-if)#exit
R4(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 50.1.1.1
验证实验结果
首使用VPCS主机，获取IP地址
使用Cloud 4 IP地址70.1.1.2 主机ping其他3台主机
使用Cloud 1 IP地址20.1.1.2 主机ping其他3台主机
查看各个路由器的路由表
