靜態路由的原理和配置

一、路由原理
數據包從A到達B有很多路徑可以選擇，但是既然是多條路徑，必定會有一條路徑是最優的選擇。因此，爲了儘可能的提高網速，就需要一種方法來判斷從源主機到目的主機所經過的最優路徑，從而進行數據轉發，這就是路由技術。

1、路由器的工作原理
不同網段的主機相連，這時數據的傳輸就需要路由器來發揮作用了。源主機發送數據包給目標主機，但兩臺主機又不在同一網段，所以源主機會把數據包發送給本網段的網關路由器，網關路由器接收到數據包後，查看目標IP地址再在自己路由表中查找，找到轉發路徑轉發給下一路由器，直到找到並把數據轉發給目標主機。

2、路由表的形成
就向一個人要去某個地方，他的腦海裏一定會有一張地圖一樣，在每個路由器內部也有一張地圖，這張地圖就是路由表，在路由表中，包含該路由器掌握的所有的網絡地址，以及通過此路由器到達這些網絡的最佳路徑。這個最佳路徑指路由器的某個接口或下一跳路由器的的地址。正是由於路由表的存在，路由器纔可以高效地進行路由器的轉發。那麼路由器又是如何形成的呢？這就需要我們從直連網段和非直連網段兩個方面來理解了。
直連網段：通俗地講就是與路由器直接相連的網段，因爲IP與路由器直接相連所以路由器可以直接獲得它們的網段記錄在路由表中。直連在路由器上的IP地址就好似我們人的手臂，而網段就像我們手裏的東西，自己手上的東西我們肯定一清二楚。
非直連網段：但是也有一些IP並不與路由器直接相連，所以這就需要使用靜態路由或者動態路由來將這些網段以及如何轉發寫入路由表了。

二、靜態路由與默認路由
1、靜態路由
靜態路由是由管理員在路由器中手動配置的固定路由。配置靜態路由需要注意以下幾點。
（1）需要有目標IP
（2）需要有與靜態路由直接相連的下一路由器接口的IP地址或靜態路由的本地接口。
（3）靜態路由是由管理員手動設置的，除非管理員干預，否則靜態路由不會發生變化。
靜態路由特點
（1）允許對路由的行爲進行精準的控制。
（2）靜態路由是單向的。
（3）靜態路由器的缺點就是缺乏靈活性。

2、默認路由
默認路由是一種特殊的靜態路由，是當路由表中與數據包的目的地址之間沒有匹配的IP時路由器做出的選擇。如果沒有默認路由，那麼目的地址在路由表沒有匹配IP時數據將被丟棄。默認路由會大大簡化路由器的配置，減輕管理員的的工作負擔。

3、路由器轉發數據包的封裝過程

（1）HostA 要把數據包發送給HostB，但是經過HostA的查看發現目標主機與自己並不在同一網段，所以數據包需要經過HostA的網關路由器A的轉發。
（2）HostA通過地址解析獲得了路由器A與自己相連的E0接口的MAC地址，HostA在數據鏈接層把數據包封裝成數據幀，在數據幀首部的源MAC地址爲00-11-12-21-11-11，目的地址爲00-11-12-21-22-22.
（3）路由器A接收到數據幀後，把數據幀的封裝去掉。然後認爲這個數據包是要自己轉發的，所以路由器A會查找自己的路由表，尋找與目標IP相匹配的路由表項，然後根據路由表的下一跳地址將數據包轉發到E1接口。
（4）在E1接口路由器A重新封裝成數據幀，此時數據幀睡不得源MAC地址爲00-11-12-21-33,-33，目的MAC地址爲00-11-12-21-44-44。
（5）路由器B接收到數據幀後同樣把數據幀的封裝進行解除，對目的IP進行檢查，並與路由表進行匹配，然後根據路由表的下一跳信息將數據包轉發到E0接口。
（6）此時路由器B發現目的網段與自己的E0接口是相連的，所以路由器B經過地址解析獲得HostB的MAC地址。再由路由器B把數據包封裝成數據幀，源MAC地址爲00-11-12-21-55-55，目的地址爲00-11-12-21-66-66,。封裝完畢，將數據幀從E0接口發送給HostB。
三、兩臺不同網段PC機的互聯互通實驗
首先我們要打開GNS3並在操作區加進去兩臺路由器和兩臺PC機。