【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
目录
一、路由协议
1. 路由
2. 路由器工作原理
3. 查看路由表
4. IP路由查找的最长匹配原则
1）例题#最长匹配原则示例题
5. 应用案例
1）例题#路由优先级判断
2）例题#路由信息内容
3）例题#路由表迭代与静态路由
4）例题#ospf内部网络总数
编辑
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
2）静态路由配置
2. 默认路由
3. 静态路由与默认路由特点
4. 等价路由和浮动路由
5. 应用案例
1）例题:静态路由的缺点
2）例题:网络下行带宽利用率问题分析
6.知识小结
三、路由协议分类
1. 路由协议分类方式
1）按距离矢量/链路状态区分
2）内部网关IGP/外部网关EGP分类：
2. 例题#路由协议叙述判断
3. 例题#OSPF计算算法
4. 例题#距离向量路由协议算法
5.知识小结
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：
路由协议或路由种类
相应路由的优先级
DIRECT
0
OSPF
10
IS-IS
15
STATIC
60
RIP
100
OSPF ASE
150
OSPF NSSA
150
IBGP
255
EBGP
255
- 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
| 知识点 | 核心内容 | 考试重点/易混淆点 | 难度系数 |
| 路由表的作用 | 路由器/三层设备根据目的IP地址在路由表中查找最优路由 | 路由查找过程、目的IP地址的作用 | 🌟 |
| 路由查找过程 | 1. 查看目的IP地址 2. 在路由表中查找 3. 匹配最优路由 4. 转发给出接口/下一跳IP | 路由查找的步骤、最优路由的选择 | 🌟🌟 |
| 同一网段判断 | 本地设备判断目的IP是否与自己同一网段，同一网段则直接转发，否则交给默认网关 | 网络地址、掩码的作用，同一网段的判断方法 | 🌟🌟🌟 |
| 路由表生成方式 | 1. 直连路由 2. 静态路由 3. 动态路由 | 三种路由生成方式的区别、适用场景 | 🌟 |
| 动态路由协议 | RIP、OSPF、BGP等，路由器之间通过运行动态路由协议学习路由 | 常见动态路由协议、路由学习的方式 | 🌟🌟 |
| 查看路由表命令 | display IP routing table | 路由表查看命令的重要性 | 🌟 |
| 路由表字段解析 | 目的网段、下一跳、出接口、协议、优先级、开销、标志位 | 各字段的含义、作用 | 🌟🌟🌟 |
| 优先级与开销 | 优先级越小越优先，开销也是选小的；优先级用于不同协议比较，开销用于同一协议路径比较 | 优先级与开销的区别、作用 | 🌟🌟🌟🌟 |
| 迭代路由 | 不能直达的路由，需要进行多次查找 | 迭代路由的概念、示例 | 🌟🌟🌟 |
| 最长匹配原则 | 在多个匹配的路由中，选择掩码最长的路由 | 最长匹配原则的定义、应用 | 🌟🌟🌟 |
| 路由优先级判断 | 如优先级为15，则是ISIS协议； 静态路由优先级为60，直连设备优先级为0 | 路由优先级的判断、常见协议的优先级 | 🌟🌟 |
| 路由信息不包含的内容 | 原网络（在RIP路由表中可能有跳数、目的网络、权重等） | 路由信息不包含的内容、RIP路由表的特点 | 🌟🌟 |
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
| 知识点 | 核心内容 | 考试重点/易混淆点 | 难度系数 |
| 静态路由定义 | 在路由器上手动配置的路由条目，用于指定数据包转发路径 | 静态路由与动态路由的区别 | 🌟 |
| 静态路由配置方式 | 1. ip route 网络号 掩码 下一跳IP 2. 只指出接口（限制：不适用于以太网） 3. 同时指出接口和下一跳IP | 配置方式的选用及限制条件 | 🌟🌟 |
| 静态路由应用场景 | 小型网络、特定路径控制、备份路由等 | 静态路由的适用性和局限性 | 🌟 |
| 静态路由与默认路由 | 默认路由是特殊的静态路由，匹配掩码为0，作为最后选择 | 默认路由的配置和匹配原则 | 🌟 |
| 默认路由特点 | 简化配置、降低管理复杂度、提高网络可扩展性 | 默认路由的优势和配置方法 | 🌟 |
| 等价路由 | 两条或多条路由优先级相同，可实现流量负载分担 | 等价路由的配置和负载均衡原理 | 🌟🌟 |
| 浮动路由 | 通过修改优先级实现主备路径，主路径失效时备用路径生效 | 浮动路由的配置和故障切换机制 | 🌟🌟🌟 |
| 静态路由缺点 | 不支持自动适应网络拓扑变化，需手动配置和更新 | 静态路由的局限性和维护成本 | 🌟 |
| 默认路由优先级 | 与静态路由相同，均为60 | 默认路由的优先级设置 | 🌟 |
| 练习题解析 | 静态路由不支持IPV6（错） 路由收敛慢（错） 不能灵活适应网络拓扑变化（对） 必须运行路由协议才能生成路由表（错） | 练习题答案及解析 | 🌟 |
| 案例分析 | 等价路由方案：新增链路，配置等价静态路由实现负载分担 链路聚合方案：捆绑原有和新增链路，提升带宽，采用基于流的负载机制防止乱序 | 案例分析中的两种扩容方案及原理 | 🌟🌟🌟 |
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
| 知识点 | 核心内容 | 考试重点/易混淆点 | 难度系数 |
| 路由协议分类方式 | 按距离矢量（如RIP、IGRP）和链路状态（如OSPF、ISIS）区分； 或按IGP（内部网关）和EGP（外部网关，如BGP）区分 | - BGP严格属于路径矢量协议，但具有距离矢量特性; - EIGRP是混合型协议（思科私有，后开源） | ★★☆☆☆ |
| 距离矢量协议特性 | - 学渣模式：直接传递路由表（如RIP）; - 基于贝尔曼-福特算法; - 适用于资源受限场景（如Ad Hoc网络） | - Root by Rumor：依赖邻居信息，易产生环路; - 不学习全网拓扑，仅传递路由表 | ★★★☆☆ |
| 链路状态协议特性 | - 学霸模式：传递链路状态数据库（如OSPF、ISIS）; - 基于迪杰斯特拉（SPF）算法; - 需计算全网拓扑 | - 区分SPF算法的多种名称（最短路径优先/迪杰斯特拉）; - 资源消耗较大，适合稳定网络 | ★★★★☆ |
| BGP协议特殊性 | - 路径矢量协议，用于AS（自治系统）间路由; - 屠龙之术：多用于运营商/大型机构（如电子政务） | - 仅BGP属于EGP，其他常见协议均为IGP; - AS号由大型企业/运营商分配（如中国电信） | ★★★★★ |
| 典型协议对比 | - 距离矢量：RIP（易配置）、IGRP（老旧）; - 链路状态：OSPF（主流）、ISIS（运营商）; - 混合型：EIGRP | - EIGRP虽开源但普及度低; - OSPF与ISIS需重点掌握算法和拓扑学习机制 | ★★★☆☆ |
| 常见考题陷阱 | - 错误描述：路由协议用于主机间传递信息（实际为路由器/三层交换机）; - 链路状态协议才能学习拓扑图（距离矢量不能） | - 选择题需区分绝对错误（如C选项）与半对选项（如D选项描述模糊） | ★★★★☆ |
| 最短路径计算（OSPF） | - 例题：U→Z最短路径费用=1+2+2=4; - 算法必须填迪杰斯特拉/SPF（非贝尔曼-福特） | 链路的Cost值需累加计算，避免绕路路径 | ★★☆☆☆ |