路由设计基础

默认路由器，源路由器，目的主机

默认路由器 (Default Router)

默认路由器是指在一个网络中，当一个设备（比如一台计算机）需要将数据包发送到另一个不在同一子网内的目标时所使用的路由器。简单来说，默认路由器帮助设备将数据包发送到互联网或其他远程网络。

功能：

• 当设备不知道如何直接到达目的网络时，会将数据包发送给默认路由器。
• 默认路由器负责进一步转发数据包到正确的网络。

示例：

如果一台计算机的IP地址为192.168.1.2，子网掩码为255.255.255.0，并且它需要发送数据包到IP地址为192.168.2.100的目标，则该计算机需要通过其默认路由器来完成这一任务。假设默认路由器的IP地址为192.168.1.1，则这台计算机会将数据包发送给192.168.1.1，由默认路由器继续处理并最终将数据包转发至正确的目的地。

源路由器 (Source Router)

源路由器通常指的是发起数据包发送的路由器。然而，在网络术语中，我们通常不使用“源路由器”这样的说法。一般来说，我们会说“源设备”或者“发送设备”，指的是最初生成并发送数据包的设备或主机。

示例：

如果一台位于企业内部网络中的计算机需要发送数据包到互联网上的服务器，那么这台计算机就是源设备，而连接企业内部网络与互联网的第一台路由器可以被认为是数据包离开本地网络的第一个点。

目的主机 (Destination Host)

目的主机是指接收数据包的最终目的地的路由器，通常是网络中的另一台计算机或服务器。

示例：

如果一台位于192.168.1.0/24子网内的计算机需要访问www.example.com，那么www.example.com所在的服务器就是目的主机。数据包会经过一系列路由器和网络，最终到达目的主机。

静态路由

1、浮动静态路由：通过配置多条去往相同目的网络，但优先级不同的静态路由，当主链路挂了，其他链路便代替主链路。
2、负载均衡：通过配置多条去往相同目的网络，优先级相同，开销相同的静态路由，来实现分流，当一条链路挂掉，其他能正常转发数据的链路，仍可继续正常转发数据。也起到了冗余作用。

总结

• 默认路由器：帮助设备将数据包发送到不在同一子网内的目的地。
• 源设备：生成并发送数据包的设备。
• 目的主机：接收数据包的最终目的地。

路由基本知识

1. 路由器的功能

• 转发数据包：路由器根据IP地址将数据包从一个网络发送到另一个网络。
• 路径选择：路由器使用路由协议来确定到达目的地的最佳路径。

2. IP地址

• IPv4：使用32位地址，格式为四组十进制数字（例如192.168.1.1）。
• IPv6：使用128位地址，以八组十六进制数表示（例如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334）。

3. 子网划分

• 子网掩码：用于区分IP地址中的网络部分和主机部分。
• CIDR (Classless Inter-Domain Routing)：无类别域间路由，允许更灵活地分配和路由IP地址。

4. 路由表

• 路由条目：包含到达特定网络或主机的路径信息。
• 下一跳地址：数据包在到达目的地前需要首先发送给的下一个路由器的IP地址。
• 度量值：衡量路径的代价，如带宽、延迟等。

5. 静态路由与动态路由

• 静态路由：手动配置的路由条目，适用于小型网络或特定情况下的路由控制。
• 动态路由：通过路由协议自动学习和更新的路由条目，适用于大型和复杂网络。

6. 常见的路由协议

• 内部网关协议 (IGP)
  • OSPF (Open Shortest Path First)：基于链路状态算法，适合大型网络。
  • RIP (Routing Information Protocol)：基于距离向量算法，简单但不适合大型网络。
  • IS-IS (Intermediate System to Intermediate System)：也基于链路状态算法，主要用于服务提供商网络。
• 外部网关协议 (EGP)
  • BGP (Border Gateway Protocol)：用于不同自治系统之间的路由选择，是最主要的互联网路由协议。

7. 特殊路由技术

• NAT (Network Address Translation)：用于在私有网络和公共网络之间转换IP地址。

分组转发

分组转发（Packet Forwarding）是计算机网络中一个重要的概念，特别是在路由器和交换机等网络设备的工作原理中。在网络通信中，信息被分割成较小的数据单元，称为数据包（Packets），这些数据包通过网络从源主机传输到目的主机。分组转发就是指在网络中将这些数据包从一个节点移动到下一个节点，直到它们到达最终目的地的过程。

分组转发的基本步骤：

1. 数据包封装：在源主机上，数据首先被划分为多个数据段（Segments），每个数据段再被封装成一个或多个数据包（Packets）。每个数据包都包含有控制信息（如源地址、目的地址等）以及一部分数据。
2. 路由选择：路由器使用路由表来决定数据包应该被转发到哪个接口。路由表包含了通往不同网络的下一跳地址信息。路由器会查看数据包的目的地址，并查找路由表中匹配的条目。
3. 数据包转发：一旦确定了下一跳，路由器就会将数据包发送到相应的物理接口。这个过程可能涉及到多个中间路由器，直到数据包到达目的主机。
4. 数据包解封装：当数据包到达目的主机时，它们被重新组合成原始的数据段，然后再组合成完整的数据流。

分组转发的类型：

• 直接交付：如果目的主机位于同一个物理网络（例如同一个局域网LAN），则数据包可以直接交付给目的主机，无需经过路由器。
• 间接交付：如果目的主机位于不同的物理网络，则数据包必须通过一个或多个路由器进行转发。

影响分组转发的因素：

• 路由协议：动态路由协议（如RIP、OSPF、BGP等）用于自动更新路由表，确保路由器能够找到到达目的网络的最佳路径。
• QoS（Quality of Service）：服务质量策略可能会影响数据包的转发优先级。
• 安全策略：防火墙和其他安全措施可能会影响某些数据包能否通过路由器。
• 拥塞控制：在网络拥塞时，路由器可能会采取措施来降低丢包率，提高网络效率。

路由协议分类

内部网关协议

• RIP

• OSPF

外部网关协议

• BGP