路由原理——多宿主网络案例分析（一）

实验拓扑如下：



作业要求：
在五台设备上配置IP地址和静态路由，使得R1的环回口可以ping通R5的环回口
当R2工作正常时，数据经过路径必须为 R1--R2--R4--R5 ，反之亦然
当R2故障时，数据经过路径必须立刻自动切换为 R1--R3--R4—R5，反之亦然

作业目的：
快速复习及理解路由原理
掌握traceroute的实操及实现原理
了解多宿主网络在企业网中的应用解决方案

场景说明：
使用R1和R5的环回口模拟企业网络中两个站点内部的PC，其中R1和R5为企业网网关路由器，R2\R3\R4为互联网路由器；
R1的e0/1接口为高速链路，作为主要出口，S1/0为低速链路，作为备份出口。

注：文章中所有设备及其操作系统特性均按照Cisco厂商设定解释。

讲评：
通常情况下，多宿主网络在企业网中的应用解决方案根据网络工程师的技术水平和设备能力而定。本文将介绍几种常用方法以供参考。

（为让大家不感到浪费时间，接口IP地址部分配置不做演示）

解决方案一：
使用浮动静态路由
通常情况下，静态路由管理员手工定义，无法根据接口带宽或者延迟等网络性能参数动态调整，首先我们展示使用浮动静态路由解决方案的效果。

在R1上配置静态路由
R1(config)#ip route 55.1.1.1 255.255.255.255 e0/1 12.1.1.2
R1(config)#ip route 55.1.1.1 255.255.255.255 s1/0 5

R1#show run | section ip route //验证所做配置
ip route 55.1.1.1 255.255.255.255 Ethernet0/1 12.1.1.2
ip route 55.1.1.1 255.255.255.255 Serial1/0 5

R1#show ip route static | begin Gateway //验证所做配置效果
Gateway of last resort is not set

55.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
S 55.1.1.1 [1/0] via 12.1.1.2, Ethernet0/1

讲解：
在R1上针对去往55.1.1.1/32的网络配置两条静态路由，其中定义出接口为E0/1接口的静态路由管理距离设定为默认，定义出接口为S1/0接口的静态路由管理距离设定为 5；出接口为S1/0接口的路由管理距离为5， 大于默认的静态路由管理距离 1，因此在E0/1接口工作正常的情况下，该路由不出现在路由表中。
在R2、R3、R5上配置静态路由以配合实验效果：
R2(config)#ip route 55.1.1.1 255.255.255.255 e0/0 24.1.1.4
R2(config)#ip route 11.1.1.1 255.255.255.255 e0/1 12.1.1.1
验证：
R2#show ip route static | begin Gateway
Gateway of last resort is not set

11.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
S 11.1.1.1 [1/0] via 12.1.1.1, Ethernet0/1
55.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
S 55.1.1.1 [1/0] via 24.1.1.4, Ethernet0/0

R3(config)#ip route 55.1.1.1 255.255.255.255 e0/3 34.1.1.4
R3(config)#ip route 11.1.1.1 255.255.255.255 s1/0

验证：
R3#show ip route static | begin Gateway
Gateway of last resort is not set

11.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
S 11.1.1.1 is directly connected, Serial1/0
55.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
S 55.1.1.1 [1/0] via 34.1.1.4, Ethernet0/3

R5(config)#ip route 11.1.1.1 255.255.255.255 e0/1 45.1.1.4

验证：
R5#show ip route static | begin Gateway
Gateway of last resort is not set

11.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
S 11.1.1.1 [1/0] via 45.1.1.4, Ethernet0/1

通常情况下，数据转发靠路由控制，为保证数据有去有回，我们还需要在R4上配置静态路由
R4(config)#ip route 11.1.1.1 255.255.255.255 e0/0 24.1.1.2
R4(config)#ip route 11.1.1.1 255.255.255.255 e0/3 34.1.1.3 5 //同样也为走下面这条路径的路由增加管理距离
R4(config)#ip route 55.1.1.1 255.255.255.255 e0/1 45.1.1.5

验证：
R4#show ip route static | begin Gateway
Gateway of last resort is not set
11.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
S 11.1.1.1 [1/0] via 24.1.1.2, Ethernet0/0
55.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
S 55.1.1.1 [1/0] via 45.1.1.5, Ethernet0/1

验证解决方案：
R2工作正常时
R1#traceroute 55.1.1.1 source 11.1.1.1 numeric
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 55.1.1.1
VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
1 12.1.1.2 1 msec 0 msec 1 msec
2 24.1.1.4 1 msec 0 msec 1 msec
3 45.1.1.5 1 msec * 2 msec

R5#traceroute 11.1.1.1 source 55.1.1.1 numeric
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 11.1.1.1
VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
1 45.1.1.4 1 msec 0 msec 1 msec
2 24.1.1.2 1 msec 0 msec 1 msec
3 12.1.1.1 1 msec * 2 msec

将R1和R4连接R2的接口关闭，模拟R2故障了，并验证解决方案：
R1(config)#int e0/1
R1(config-if)#shutdown
R4(config)#int e0/0
R4(config-if)#shutdown

R1#show ip route static | begin Gateway
Gateway of last resort is not set
55.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
S 55.1.1.1 is directly connected, Serial1/0

R4#show ip route static | begin Gateway
Gateway of last resort is not set
11.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
S 11.1.1.1 [5/0] via 34.1.1.3, Ethernet0/3
55.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
S 55.1.1.1 [1/0] via 45.1.1.5, Ethernet0/1

R1#traceroute 55.1.1.1 source 11.1.1.1 numeric
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 55.1.1.1
VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
1 13.1.1.3 9 msec 9 msec 9 msec
2 34.1.1.4 6 msec 9 msec 9 msec
3 45.1.1.5 10 msec * 9 msec

R5#traceroute 11.1.1.1 source 55.1.1.1 numeric
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 11.1.1.1
VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
1 45.1.1.4 0 msec 1 msec 0 msec
2 34.1.1.3 1 msec 1 msec 0 msec
3 13.1.1.1 10 msec * 9 msec

总结：
优点，便于部署，对管理员技术要求不高
缺点，只能发现链路故障，无法针对连通性的其它故障做出反应

（未完待续）
敬请关注后续其它解决方案。