【25软考网工】第五章（7）路由协议、静态与默认路由、路由协议分类

一、路由协议

1. 路由

定义: 路由是当路由器（或其他三层设备）收到一个IP数据包时，查看数据包的IP头部中的目的IP地址，并在路由表中进行查找，匹配到最优的路由后，将数据包扔给该路由所指出接口或者下一跳的过程。 查看目的IP-->最优路由所指的接口/下一跳

上图中：

• PC1 源IP地址：192.169.10.1/24
• PC2 目的IP地址:172.16.1.1/24

步骤： 1.PC1根据网络号判断目的IP地址是否与源IP在同一网段（在同一网段直接转发，不在同一网段将数据发给网关路由器） 2.网关路由器R1查询本地路由表，发现网络号172.16.1.0/24为静态路由，转发给下一跳地址192.168.12.254（R2) 3.到达R2后和上一步一样查询路由表并进行转发 4.最终转发给PC2目的IP地址

2. 路由器工作原理

步骤:

• 建立并维护路由表（RIB）:
  • 直连路由: 路由器本地接口所在网段。
  • 静态路由: 手工配置的路由条目。
  • 动态路由: 路由器之间通过动态路由协议（如RIP、OSPF、BGP等）学习到的路由。
• 根据路由表进行数据转发。

3. 查看路由表

命令:

 display ip routing-table

路由表内容:

• 目的网段/掩码: 数据包的目的地址。
• 协议: 路由条目来源的协议（如Direct、Static、RIP等）。
• 优先级: 不同路由协议的优先级，数值越小越优先
  • 如Direct为0，OSPF为10，Static为60，RIP为100，OSPF ASE、OSPF NSSA外部引入的OSPF为150。
  • 不同厂商的优先级略有不同（cisco叫管理距离AD）

路由协议对应的优先级如下：

• 下一跳: 数据包转发的下一跳IP地址。
• 出接口: 本地设备的出接口。
• 开销（Cost）: 路由路径的开销值，用于同一协议内路径的比较，越小越好。
• 标志位（Flags）:
  • D: download to fib 表示通过路由表生成相应的转发表，已下载到FIB（转发表）。
  • R: 表示迭代路由（不能直达的路由）。

4. IP路由查找的最长匹配原则

原则: 在路由表查找过程中，如果有多个路由条目都能匹配目的IP地址，则选择掩码最长的路由条目。

1）例题#最长匹配原则示例题

• 示例: 数据包目的IP为192.168.2.1，路由表中有三条路由：
  • 192.168.1.0/24（不匹配）
  • 192.168.2.0/24（匹配）
  • 192.168.0.0/16（匹配，但不够长）
• 匹配结果: 最终选择192.168.2.0/24，因为其掩码最长，匹配前缀最长。

5. 应用案例

1）例题#路由优先级判断

• 题干: 如果路由优先级为15，则代表什么？
• 选项分析:
  • A. 这是一条静态路由（错误，静态路由优先级为60）
  • B. 这是一台直连设备（错误，直连设备优先级为0）
  • C. 该条路由信息比较可靠（正确，优先级15代表IS-IS协议，信息较可靠）
  • D. 该路由代价较小（错误，代价指开销值，与优先级不同）
• 答案: C

2）例题#路由信息内容

• 题干: 路由信息中不包括什么？
• 选项分析:
  • A. 跳数（在RIP协议中有跳数，衡量开销）
  • B. 目的网络（路由信息中必须包含）
  • C. 源网络（路由信息中不包含源网络）
  • D. 路由权值（一般指开销值cost，路由信息中可能包含）
• 答案: C

3）例题#路由表迭代与静态路由

• 题干: 下列路由表的概要信息中，迭代路由是哪一个？不同的静态路由有多少条？
• 迭代路由: 带有R标志的路由条目，表示迭代路由。
• 静态路由条数: 静态路由条目（Static）的数量，注意迭代路由只算一条。
• 答案:
  • 迭代路由: B（10.2.2.2/32）
  • 静态路由条数: C（3条，其中迭代路由算一条）

4）例题#ospf内部网络总数

• 题干: 下列路由表信息中显示的区域内部网络总数是多少？
• 关键信息: 查看路由表信息中的Intra Area（区域内部）网络数量。Inter Area区域间，ASE外部路由， NSSA特殊区域路由。
• 答案: B（3个区域内部网络）

6.知识小结

二、静态与默认路由

1. 静态路由

1）静态路由概念

应用场景：当路由器只有本地直连路由而缺少远程网络路由时，需要手动配置静态路由。例如PC访问外网时，网关设备R1需要配置到达192.168.100.0/24和192.168.200.0/24网段的静态路由。 工作原理：通过手工配置方式为路由器创建路由表项，明确指定去往特定网络的路径。例如告诉R1去往192.168.100.0网段的数据应转发给R2，去往192.168.200.0网段的数据应转发给R3。

2）静态路由配置

1.关联下一跳IP的方式

• 标准格式：[Router] ip route-static 网络号 掩码 下一跳IP地址
• 典型应用：最常用的配置方式，适用于所有接口类型
• 示例：
  • [R1] ip route-static 192.168.100.0 255.255.255.0 192.168.12.2
  • [R1] ip route-static 192.168.100.0 24 192.168.12.2

2.关联出接口的方式

• 标准格式：[Router] ip route-static 网络号 掩码 出接口
• 特殊限制：以太网接口（如E口、F口、G口）不能仅指定出接口，必须同时指定下一跳IP地址或仅指定下一跳IP，否则会导致网络不通
• 适用场景：串口（如S接口）可以仅指定出接口

3.关联出接口和下一跳IP的方式

• 标准格式：[Router] ip route-static 网络号 掩码 出接口 下一跳IP地址

配置示例：

• 掩码表示法：255.255.255.0与24位掩码等价，可互换使用
• 双向通信要求：必须同时配置去程和回程路由，如R1到R3的通信需要在R1配置去往23网段的路由，在R3配置去往12网段的路由

配置命令：

• [R1] ip route-static 192.168.23.0 24 192.168.12.2
• [R2] ip route-static 192.168.12.0 24 192.168.23.1

注意:

• 通信是双向的,因此要留意往返流量(的路由)
• 路由行为是逐跳的,因此需要保证沿途每一台路由器都有路由

2. 默认路由

• 配置格式：
  • [Router] ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 下一跳IP
  • 或 [Router] ip route-static 0.0.0.0 0 下一跳IP
• 配置命令：
  • [R1] ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.12.2
  • 或 [R1] ip route-static 0.0.0.0 0 192.168.12.2
• 应用场景：当路由器只有一个网络出口时，用于替代大量静态路由配置，常见于核心交换机、出口路由器和防火墙
• 匹配原则：按照最长匹配原则，只有当其他路由都不匹配时才会选择默认路由

3. 静态路由与默认路由特点

静态路由：

• 优点：配置简单、可控性高、节省网络带宽
• 缺点：大型网络配置工作量大、网络故障时无法动态响应拓扑变化

默认路由：

• 默认路由特性：优先级为60（特殊的静态路由，与静态路由相同），是"走投无路"的最后选择，掩码为0
• 性能优势：配置简单，简化管理，降低CPU和内存资源消耗
• 默认路由的用处：网络出口路由器/防火墙/核心交换机

4. 等价路由和浮动路由

等价路由：多条优先级相同的路由实现负载分担，流量会均匀分布在所有有效路径上 浮动路由：通过设置不同优先级（如50和60）实现主备路径，主路由可用时备份路由不会出现在路由表中 配置要点：浮动路由通过preference参数调整优先级，优先级越低越优先，如[R1] ip route-static 10.1.1.0 24 30.1.1.2 preference 50

5. 应用案例

1）例题:静态路由的缺点

• 选项分析：A错误（静态路由支持IPv6）；B错误（静态路由不涉及收敛概念）；C正确（需手动调整拓扑变化）；D错误（静态路由不需运行协议）
• 正确答案：C
• 考点：静态路由的固有局限性

2）例题:网络下行带宽利用率问题分析

• 方案一关键：配置等价路由实现负载分担
• 方案二关键：链路聚合采用基于流的负载分担机制防止数据包乱序
• 技术对比：等价路由保持两条独立链路，链路聚合形成单一逻辑链路
• 参考答案：(7)等价路由 (8)基于流的

6.知识小结

三、路由协议分类

1. 路由协议分类方式

分类维度：按距离矢量/链路状态区分；按内部网关(IGP)/外部网关(EGP)协议区分

1）按距离矢量/链路状态区分

距离矢量协议：

• 典型协议：RIP、IGRP（已淘汰），BGP属于路径矢量协议（具有距离矢量特性）
• 算法基础：基于Bellman-Ford算法
• 特点：传递路由表信息，类比"学渣抄作业"，被称为"root by rumor"
• 适用场景：Ad hoc网络（因计算资源消耗低）

链路状态协议：

• 典型协议：OSPF、IS-IS
• 算法基础：基于Dijkstra算法（SPF，最短路径优先算法）
• 特点：传递链路状态数据库，类比"学霸自主解题"

混合协议：EIGRP（思科私有，后开源）兼具两种特性

2）内部网关IGP/外部网关EGP分类：

外部网关EGP协议：

• 典型协议：仅BGP
• 运用场景：用于AS间路由

内部网关IGP协议：

• 典型协议：其他所有协议
• 运用场景：用于AS内部

AS说明：自治系统，大型企业/运营商使用（如电信、金融网络）

2. 例题#路由协议叙述判断

• 审题要点：
  • A选项动态路由协议可以分为距离矢量路由协议（RIP、BGP）和链路状态路由协议（OSPF、IS IS）
  • C选项"主机之间"错误（路由协议运行在路由器/三层设备间）
  • D选项存在争议：链路状态协议可学拓扑，距离矢量协议不能
• 解题技巧：
  • 错误选项选择"最错误"的表述（C明显错误）
  • 注意选项描述的绝对性（如D未区分协议类型）
• 易错点：
  • 忽视协议运行环境（主机不参与路由协议）
  • 混淆协议功能（距离矢量不学习拓扑）
• 答案：C

3. 例题#OSPF计算算法

• 算法确认：OSPF使用Dijkstra算法（SPF算法）
• 计算过程：
  • 识别所有可能路径（如u→y→z和u→x→y→z）
  • 累加各路径cost值（1+2+2=4 vs 其他路径>4）
• 关键点：
  • 链路cost值相加比较
  • 排除绕行路径（避免重复计算）
• 答案：
  • (30) C (Dijkstra算法)
  • (31) B (4)

4. 例题#距离向量路由协议算法

• 核心考点：距离矢量协议的基础算法
• 选项分析：
  • A：Dijkstra（链路状态协议使用）
  • D：Bellman-Ford（距离矢量标准算法）
• 记忆技巧：
  • 距离矢量→Bellman-Ford
  • 链路状态→Dijkstra
• 答案：D（Bellman-Ford算法）

5.知识小结