1つは、ルーティングの原則です
1。概要
- ルーターはOSI参照モデルのネットワークレイヤーで動作します。その重要な役割は、データパケットの最適なパスを選択し、最終的に宛先に到達することです。
- ネットワークセグメントが1つしかないネットワークでは、データパケットは送信元ホストから宛先ホストに簡単に移動できますが、コンピューターが非ローカルネットワークセグメント上のコンピューターと通信する場合、データパケットは多くのルーターを通過する必要があります。
- これは非常に重要な問題に直面しようとしています-目的地へのパスをどのように選択するのですか？
- あるホストから別のホストへのデータパケットには多くのパスがありますが、明らかに、これらのパスの1つは、特定の瞬間に常に最良（最速）です。
- したがって、ネットワークアクセス速度（効率）を可能な限り向上させるためには、データを転送するために、送信元ホストから宛先ホストへの最適なパスを決定する方法が必要です。
- これはルーティングテクノロジーです
2.ルーターの仕組み
- まず、ルーターがどのように機能するかを見てみましょう
- PCにデフォルトのゲートウェイを設定することにより、LAN上のコンピューターはインターネットと通信できます。実際、PCに設定されているデフォルトのゲートウェイは、ルーターのイーサネットポートのIPアドレスです。
- LAN内のコンピューターが外部コンピューターと通信したい場合は、ルーターのイーサネットポートに要求を送信するだけで、ルーターは次の作業を完了します。
- したがって、ルータはインターネットのトランジットステーションであり、ネットワーク内のデータパケットは、次々とルータを経由して宛先ネットワークに転送されていると言えます。
3.ルーターはどのようにデータパケットを転送しますか
- ルーターでデータパケットを転送する方法は？ある場所に旅行したい人と同じように、まず携帯電話で地図を見てガイドに行かなければなりません。この地図がルーティングテーブルです。
- ルーティングテーブルには、ルーターによってマスターされたすべての宛先ネットワークアドレスと、このルーターを介したこれらのネットワークへの最適なパスが含まれます。
- この最適なパスは、ルーターのインターフェイスまたはネクストホップルーターのアドレスを参照します
補足（ネクストホップ）：ルートの次のポイント。ルーターが宛先ネットワークに直接接続されていない場合、データを宛先に転送するためのネクストホップルートを提供するネイバールーターがあります。簡単に言うと、文字通り理解されるように、ネクストホップはルータールーティングのネクストホップを指します
- ルーターがデータパケットを効率的に転送できるのは、ルーティングテーブルが存在するためです。
4.ルーターがパケットを転送するプロセス
- ホスト1はホスト2にデータパケットを送信しようとしています。IPは同じネットワークセグメントにないため、ホストはこのネットワークセグメントのゲートウェイルーターAにデータパケットを送信します。
- ルーターAはデータパケットを受信し、最初にデータパケットのIPヘッダーでターゲットIPアドレスをチェックしてから、独自のルーティングテーブルを検索します。データパケットの宛先IPアドレスは4.1で、これは4.0ネットワークセグメントに属し、ルーターAはルーティングテーブルで4.0を見つけます。ネットワークセグメントによって転送されるインターフェイスはS0インターフェイスであるため、ルーターAはS0インターフェイスからパケットを転送します。
- ネットワーク内の各ルーターは、ルーターBに到達するまでこのような手順に従ってデータを転送し、次に同じ転送方法を使用してE0インターフェイスからデータを転送し、最後にホスト4.1がデータパケットを受信します。
- 転送の過程で、データパケットの宛先アドレスがルーティングテーブルに見つからない場合、ルーター構成に従ってデフォルトのインターフェイスに転送されるか、ユーザーに「宛先アドレスに到達できません」というメッセージが返されます。
- 上記はルーターの動作プロセスの簡単な説明ですが、ルーティングテーブルの最も基本的な動作原理です。
5.ルーティングテーブルの形成
- ルーティングテーブルは、ルーターに保持されているルーティングエントリのコレクションであり、ルーターはルーティングテーブルに従ってパスを選択します。
- 直接接続されたネットワークセグメント：
- インターフェイスのIPアドレスがルーティングテーブルで構成されており、インターフェイスステータスが「アップ」の場合、直接ルートエントリがルーティングテーブルに表示されます。
- 直接接続されていないネットワークセグメント：
- ルーターに直接接続されていないネットワークセグメントの場合、静的ルーティングまたは動的ルーティングを使用して、これらのネットワークセグメントを追加し、それらをルーティングテーブルに転送する方法を指定する必要があります。
2つ、静的ルーティングとデフォルトルーティング
1.静的ルーティングの概要
- 静的ルートは、ルーターの管理者が手動で構成した固定ルートです。ネットワーク管理者が介入しない限り、静的ルートは変更されません。
- 静的ルートは管理者が1つずつ作成する必要があり、ネットワークの変更に対応できないため、一般に、静的ルートは、ネットワーク規模が小さく、トポロジが比較的固定されているネットワークで使用されます。
2.静的ルーティング機能
- ルーティング動作の正確な制御を可能にします。静的ルーティングは手動で構成されるため、管理者は静的ルーティングを介してネットワーク内のデータパケットのフローを制御できます。
- 静的ルーティングは一方向です。双方向通信を実現する場合は、通信の両側で双方向静的ルーティングを構成する必要があります。
- 欠点は柔軟性がないことです。静的ルーティングはルーターを通過するデータパケットを正確に制御できますが、柔軟性も制限されます。
- 静的に構成されており、ネットワークの変更に応じて変更できないため、ネットワークトポロジが更新された場合（リンク障害など）、管理者は静的ルートを再構成して障害を修復する必要があります。
2.デフォルトルート
- デフォルトのルートは特別な静的ルートです。これは、パケットの宛先アドレスと一致するエントリがルーティングテーブルにない場合に、ルーターによって次に選択されます。
- デフォルトのルートがない場合、宛先アドレス値がルーティングテーブルのエントリと一致しないデータパケットは破棄されます
- デフォルトルートは、スタブネットワークがある場合に非常に効果的です。これにより、ルーター構成が大幅に簡素化され、管理者の作業負荷が軽減され、ネットワークパフォーマンスが向上します。
- スタブネットワーク、つまり、他のネットワークに到達するためのパスが1つしかないネットワーク
- スタブネットワーク内のホストが他のネットワークにアクセスする必要があると仮定すると、ホストは2つの隣接するルーターAとBを通過する必要があります。2番目のパスはありません。他のネットワークにアクセスするホストが存在する限り、ルーターAにデフォルトのルートを構成できます。データがルーターAに到着すると、ルーターAは、データパケットの宛先アドレスがどのネットワークであるかに関係なく、デフォルトのルートに従ってデータを転送します。
- さらに、デフォルトルートを適切に使用すると、ルーティングテーブルのサイズを縮小することもできます。ネットワーク管理者は、ルーティングテーブルにいくつかの静的ルートのみが追加され、同時にデフォルトルートが追加されるようにルーティングテーブルを構成する場合があります。データを受信したときパケットの宛先ネットワークセグメントがルーティングテーブルに含まれていない場合、デフォルトルートに従って転送されます（もちろん、デフォルトルートは最適なルートではない可能性があります〜理解してください）
3.データパケットを転送するルーターのカプセル化プロセス
- HostAはHostBにデータを送信し、次の図に示すように、ルーターはデータパケットをカプセル化します。
- HostAは、上位層からのメッセージをネットワーク層のIPパケットにカプセル化し、そのヘッダーには送信元アドレスと宛先アドレスが含まれます。送信元アドレスはローカルIPアドレス192.168.1.2であり、宛先アドレスはHostB192.168.2.2のIPアドレスです。HostAはこのマシンで構成された24ビットマスクを使用して、宛先アドレスで「AND」操作を実行します。宛先アドレスとマシンアドレスは同じネットワークセグメントにないため、HostBに送信されるデータパケットはゲートウェイルーターAによって転送される必要があります。
- HostAは、ARP要求を介してデフォルトゲートウェイルーターAのEOインターフェイスのMACアドレス00-11-12-21-22-22を取得します。HostAは、イーサネットフレームヘッダーのソースであるデータリンクレイヤーで、IPデータパケットをイーサネットデータフレームにカプセル化します。 MACアドレスは00-11-12-21-11-11で、宛先MACアドレスはゲートウェイE0インターフェイスのMACアドレスです00-11-12-21-22-22
- ルーターAはE0インターフェースからデータフレームを受信し、データリンクレイヤーのカプセル化を削除します。ルーターAは、このIPデータパケットがそれ自体でルーティングおよび転送されると考えているため、ルーターAは独自のルーティングテーブルを検索してターゲットIPアドレス192.16を見つけます。 .2.2一致するルーティングテーブルエントリ、次にルーティングテーブルのネクストホップアドレスに従ってデータパケットをE1インターフェイスに転送します
- E1インターフェースでは、ルーターAがイーサネットフレームを再カプセル化します。このとき、送信元MACアドレスはルーターA 00-11-12-21-33-33のE1インターフェースMACアドレスであり、宛先MACアドレスはそれに接続されているルーターBのE1インターフェースです。 MACアドレス00-11-12-21-44-44
- ルーターBは、E1インターフェイスからデータフレームを受信し、データリンクレイヤーのカプセル化を削除し、宛先IPアドレスをチェックしてルーティングテーブルと照合し、ルーティングテーブルのネクストホップ情報に従ってデータパケットをE0に転送します。インターフェイス;ルーターBは、宛先ネットワークセグメントがE0インターフェイスに直接接続されていることを検出し、ARPブロードキャストを介して、ルーターBがホストBのイーサネットポート00-11-12-21-66-66のMACアドレスを取得します。ルーターBは、IPパケットをイーサネットフレーム、送信元MACアドレスはルーターBのE0インターフェイスのMACアドレス00-11-12-21-55-55、宛先MACアドレスはHostBのMACアドレス00-11-12-21-66-66です。カプセル化は完了しています。 、イーサネットフレームをE0インターフェイスからHostBに送信します
- ARPテーブルは接続を確立するために使用されます
- ルーティングテーブルは、ルート間の転送に使用されます
3つ、静的ルーティングとデフォルトのルーティング構成
環境：Huawei eNSP
1.静的ルーティングを構成します
ip route network mask {
address|interface}
- ネットワーク：宛先ネットワークアドレス
- マスク：サブネットマスク
- アドレス：宛先ネットワークに到達するためのネクストホップルーターのインターフェイスアドレス
- interface：宛先ネットワークに到達するためのローカルインターフェイスアドレス
2.デフォルトルートを構成します
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 address
- 「0.0.0.0」は任意のネットワークを表します。これは、任意のネットワークに送信されたデータパケットが、コマンドで指定された次のルーターインターフェイスアドレスに転送されることを意味します。
- アドレス：宛先ネットワークセグメントに到達するためのネクストホップルーターのインターフェイスアドレス
3. HuaweieNSPコマンド
- デフォルトルート
[Huawei]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.12.1
- 静的ルーティング
[Huawei]ip route-static 192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.12.1
其中192.168.10.0是目的网段 255.255.255.0是子网掩码 192.168.12.1是下一跳地址
- ルーティングテーブルを表示
[Huawei]display ip routing-table
- ネットワークステータスを表示する
[Huawei] display interface brief
第四に、静的ルーティング構成の実験
トポロジー
要求する
- PC1とPC2が正常に通信できるように静的ルーティングを構成します
R4
<Huawei>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys R4
[R4]un in en
Info: Information center is disabled.
[R4]int g0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.1 24
[R4-GigabitEthernet0/0/0]un sh
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown.
[R4-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[R4-GigabitEthernet0/0/1]ip add 20.0.0.1 24
[R4-GigabitEthernet0/0/1]un sh
Info: Interface GigabitEthernet0/0/1 is not shutdown.
[R4-GigabitEthernet0/0/1]q
[R4]ip route-static 10.0.0.0 255.255.255.0 20.0.0.2 ##配置非直连网段，20.0.0.2为下一跳网关
[R4]ip route-static 30.0.0.0 24 20.0.0.2
[R4]display ip routing-table ##查看路由表详细信息
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
Destinations : 12 Routes : 12
Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface
10.0.0.0/24 Static 60 0 RD 20.0.0.2 GigabitEthernet
0/0/1
20.0.0.0/24 Direct 0 0 D 20.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1
20.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1
20.0.0.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1
30.0.0.0/24 Static 60 0 RD 20.0.0.2 GigabitEthernet
0/0/1
127.0.0.0/8 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
127.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
127.255.255.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
192.168.1.0/24 Direct 0 0 D 192.168.1.1 GigabitEthernet
0/0/0
192.168.1.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/0
192.168.1.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/0
255.255.255.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
[R4]
<R4>
R5
<Huawei>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys R5
[R5]un in en
Info: Information center is disabled.
[R5]int g0/0/0
[R5-GigabitEthernet0/0/0]ip add 20.0.0.2 24
[R5-GigabitEthernet0/0/0]un sh
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown.
[R5-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[R5-GigabitEthernet0/0/1]ip add 30.0.0.2 24
[R5-GigabitEthernet0/0/1]un sh
Info: Interface GigabitEthernet0/0/1 is not shutdown.
[R5-GigabitEthernet0/0/1]q
[R5]ip route-static 10.0.0.0 24 30.0.0.1
[R5]ip route-static 192.168.1.0 24 20.0.0.1
R6
<Huawei>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys R6
[R6]un in en
Info: Information center is disabled.
[R6]int g0/0/0
[R6-GigabitEthernet0/0/0]ip add 30.0.0.1 24
[R6-GigabitEthernet0/0/0]un sh
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown.
[R6-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[R6-GigabitEthernet0/0/1]ip add 10.0.0.1 24
[R6-GigabitEthernet0/0/1]un sh
Info: Interface GigabitEthernet0/0/1 is not shutdown.
[R6-GigabitEthernet0/0/1]q
[R6]ip route-static 20.0.0.0 24 30.0.0.2
[R6]ip route-static 192.168.1.0 24 30.0.0.2
PC1およびPC2
検証
