2.2【基本路由原理】三层转发原理4
三层转发原理
1.二层设备查的是MAC地址表，三层设备查的是路由表；
如果在路由表里面有多条路由，怎么转发？
最长匹配原则；通过最长匹配可以找到下一跳，如果下一跳并不是直连网段，还需要根据下一跳查直连网段，直到找到直连网段，这种方法叫做迭代或者递归。
RIB->控制层面（路由条目的收敛和维护）FIB->转发；FIB表是有RIB表生成的。
设备分为盒式和框式的
盒式设备：控制层面和转发层面在一起的，统称为集中式设备；
框式设备：MPU-主控板 ，用于控制层面的处理 ;
LPU-接口板用于转发；一个IP包来了以后，可以直接查接收板卡的FIB表项，通过FIB表直接转发，减轻 控制层面的压力
2.FIB表
FIB表里面，掩码长度从大到小对IP包进行排序；减轻查表的压力和速度；FIB表是关联邻接表的
（show adjac ency）,通过查一张表实现IP包的快速转发。
所以，在FIB表里面，有目的MAC，源MAC，以太类型。
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AD管理距离
直连网段
EIGRP有3个AD值；协议优先级
在什么情况下需要比较AD值？
如果同一条路由通过多种路由协议学习，需要比较AD值选出最优的一条
是有RIB来选的决定谁最优；
OSPF-110; EIGRP-90;
RIB表项会选取AD值小的路由条目；
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Metric值，度量值-距离产生的时间，时间最短的一个。
什么情况下才需要比较度量值？
如果同一条路由通过同一种路由协议的不同邻居学到，需要比较metric值，优选metric值
[AD/ME]
例子：都是通过EIGRP学到的，比较metric是由路由协议来选的，路由器A通过同一种路由协议，不同的邻居，收到同一条路由条目，A需要算，哪个邻居到达目标哪个最短最优。B到达，100，C到达，1000，B胜出；
metric是通过综合带宽来算的；带宽越大，cost值越小；
IP包转发只看路由表做最长匹配；和AD/METRIC值没有任何关系
作业：【综合实验】
PC1想访问PC4的报文转发过程？
PC1/PC2/PC3/PC4能收到哪些报文？
物理层设备
数据链路层设备
网络层设备
1.PC1->PC4
第一个包：ARP包：PC1发送的ARP请求， 请求路由器0接口的MAC地址。
PC1/PC4不在同一网段（路由器每一个接口处于不同的广播域，广播是不能跨网段的，在路由器接口终止；每一个接口都是不同的网段），之间是不可能二层可达的，要通过三层转发；
（看是否在同一网段:做一个与运算，用自己的接口掩码和目标IP地址做一个与运算）；
通过与运算，网络位与自己一样，处于同一网段；网络位与自己不一样，处于不同的网段；
如果在同一网段，是可以直接二层转发互通的；如果在不同网段就需要查路由表，看有没有到达目标网段的路由；
PC1网关的地址——路由器0口的地址；通过查表可以得到一跳默认路由；可以匹配默认路由；
再看，默认路由的下一跳是路由器0的IP地址；
所以，把包给网关，看有没有到达网关的MAC。
第二步：HUB泛洪
广播报文，HUB是物理层设备，看不到数据链路层的MAC地址的，HUB收到电信号以后，会泛洪处理，从2、3口发出去，PC2是可以收到ARP请求的
第三步：交换机泛洪
信号被交换机收到，交换机收到会根据目的MAC查MAC地址表；由于现在交换机的MAC地址表是空的，交换机会做一个数据帧的泛洪；泛洪会从2口和3口发出去，同时将源MAC地址绑定到1口上面；PC3会收到ARP请求。
第四步：路由器0口收到交换机3口的ARP请求
由于数据帧的MAC地址是个广播MAC，通过二层是无法分析是给谁的？需要拆了2层看上层协议，发现是一个ARP协议，交给ARP进程处理，发现ARP报文里面的目标地址是自己接口的IP，说明ARP请求是发给自己的；路由器会回送一个ARP的应答，同时将发送源的IP地址和MAC地址绑定到ARP表里面；
ARP应答到SW，由于目的MAC已经绑定到1口上了，会做一个转发而非泛洪；
在路由器里面会生成一个ARP表项，去绑定发送源的IP地址和MAC地址；
第五步：路由器回送给PC1的单播ARP应答
源MAC:路由器接口的MAC
目的MAC:PC1的MAC
这个报文PC3收不到，回复报文因为HUB，PC2\PC1可以收到
第六步：经过这个过程PC1就获取到了网关的MAC地址，下面就可以封装一个ICMP报文，PC1发送给PC4的ICMP报文：
二层：DMAC=网关（路由器0口） SMAC=PC1 E-TYPE=0x0800
三层：源IP=PC1 目的IP=PC4 Protocol id=1 (ICMP)
ICMP:type=8 code=0
HUB泛洪，PC2可以收到这个报文； 交换机会做转发，因为SW收到路由器的单播应答时，源MAC已经绑定到3口了；是直接转发而不是泛洪。
第七步：数据帧会被路由器收到，checksum检查报文完整性；
看数据帧目标 MAC地址是不是自己的MAC；
拆了2层看3层，需要通过三层转发，获取到目标的IP地址，根据IP地址查本地的路由表项，找到路由表，找到出接口，找到下一跳；
能找到一个直连的路由，找到一个出接口；转发IP包，
找到一个直连的路由，重写二层，需要获取到目的IP的MAC地址，路由器会查自己ARP表项，看ARP表项里面是否有目的IP的MAC？
没有的话，发送ARP请求，获取MAC；
？？！！！
PC1发送一次ARP请求，路由器也会发送一次ARP请求
第八步：路由器向PC4发送ARP请求，这个请求报文只有PC4能收到
PC4会回复ARP应答，同时在本地ARP表项里面去绑定网关和MAC地址的对应关系
第九步：PC4 向路由器发送的ARP应答
生成ARP的绑定表，绑定PC4和MAC地址
因为路由器需要先查再转发，这个ICMP报文会被路由器丢弃掉，PC1会继续发ICMP请求报文
第十步：PC1向PC4的ICMP请求
路由器收到以后拆了2层看3层，通过目标IP地址进行查表转发；现在有了目标地址的MAC,可以重新写二层发给PC4
PC2\PC4可以收到
第十一步：PC4回送一个ICMP应答
PC4->PC1
二层：DMAC=网关（路由器1口） SMAC=PC4 E-TYPE=0x0800
三层：源IP=PC4 目的IP=PC1 Protocol id=1 (ICMP)
ICMP:type=0 code=0
这个报文会被路由器收到，路由器也是拆了2层看3层，从0口发出去，并且重写二层
重写二层：源MAC=路由器0口的MAC地址；
目标MAC=PC1的MAC地址；
PC2照样可以收到
一共发了7个报文，PC2都可以收到；
经过路由器，要重写二层
每一个报文的报文结构要写出来，作业案例要求发给我
PC1/PC2/PC3/PC4能收到哪些报文？
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