靜態路由設置實例解析
隨著寬帶接入的普及，很多家庭和小企業都組建了局域網來共享寬帶接入。而且隨著局域網規模的擴大，很多地方都涉及到2臺或以上路由器的應用。當一個局域網內存在2臺以上的路由器時，由于其下主機互訪的需求，往往需要設置路由。由于網絡規模較小且不經常變動，所以靜態路由是最合適的選擇。
本文作為一篇初級入門類文章，會以幾個簡單實例講解靜態路由，并在最后講解一點關于路由匯總（歸納）的知識。由于這類家庭和小型辦公局域網所采用的一般都是中低檔寬帶路由器，所以這篇文章就以最簡單的寬帶路由器為例。（其實無論在什么檔次的路由器上，除了配置方式和命令不同，其配置靜態路由的原理是不會有差別的。）常見的1WAN口、4LAN口寬帶路由器可以看作是一個最簡單的雙以太口路由器＋一個4口小交換機，其WAN口接外網，LAN口接內網以做區分。
路由就是把信息從源傳輸到目的地的行為。形象一點來說，信息包好比是一個要去某地點的人，路由就是這個人選擇路徑的過程。而路由表就像一張地圖，標記著各種路線，信息包就依靠路由表中的路線指引來到達目的地，路由條目就好像是路標。在大多數寬帶路由器中，未配置靜態路由的情況下，內部就存在一條默認路由，這條路由將LAN口下所有目的地不在自己局域網之內的信息包轉發到WAN口的網關去。寬帶路由器只需要進行簡單的WAN口參數的配置，內網的主機就能訪問外網，就是這條路由在起作用。本文將分兩個部分，第一部分講解靜態路由的設置應用，第二部分講解關于路由歸納的方法和作用。
下面就以地瓜這個網絡初學者遇到的幾個典型應用為例，讓高手大蝦來說明一下什么情況需要設置靜態路由，靜態路由條目的組成，以及靜態路由的具體作用。
例一：最簡單的串連式雙路由器型環境
這種情況多出現于中小企業在原有的路由器共享Internet的網絡中，由于擴展的需要，再接入一臺路由器以連接另一個新加入的網段。而家庭中也很可能出現這種情況，如用一臺寬帶路由器共享寬帶后，又加入了一臺無線路由器滿足無線客戶端的接入。
地瓜：公司里原有一個局域網LAN 1，靠一臺路由器共享Internet，現在又在其中添加了一臺路由器，下掛另一個網段LAN 2的主機。經過簡單設置后，發現所有主機共享Internet沒有問題，但是LAN 1的主機無法與LAN 2的主機通信，而LAN 2的主機卻能Ping通LAN 1下的主機。這是怎么回事？
大蝦：這是因為路由器隔絕廣播，劃分了廣播域，此時LAN 1和LAN 2的主機位于兩個不同的網段中，中間被新加入的路由器隔離了。所以此時LAN 1下的主機不能“看”到LAN 1里的主機，只能將信息包先發送到默認網關，而此時的網關沒有設置到LAN 2的路由，無法做有效的轉發。這種情況下，必須要設置靜態路由條目。此種網絡環境的拓撲示意如下：
?。ㄗⅲ簣D中省略了可能存在的交換層設備）
如圖一所示，LAN 1為192.168.0.0這個標準C類網段，路由器R1為原有路由器，它的WAN口接入寬帶，LAN口（IP為192.168.0.1）掛著192.168.0.0網段（子網掩碼255.255.255.0的C類網）主機和路由器R2（新添加）的WAN口（IP為192.168.0.100）。R2的LAN口（IP為192.168.1.1）下掛著新加入的LAN 2這個192.168.1.0的C類不同網段的主機。 www.49028c.com
如果按照共享Internet的方式簡單設置，此時應將192.168.0.0的主機網關都指向R1的LAN口（192.168.0.1），192.168.1.0網段的主機網關指向R2的LAN口（192.168.1.1），那么只要R2的WAN口網關指向192.168.0.1，192.168.1.0的主機就都能訪問192.168.0.0網段的主機并能通過寬帶連接上網。這是因為前面所說的寬帶路由器中一條默認路由在起作用，它將所有非本網段的目的IP包都發到WAN口的網關（即路由器R1），再由R1來決定信息包應該轉發到它自己連的內網還是發到外網去。但是192.168.0.0網段的主機網關肯定要指向192.168.0.1，而R1這時并不知道192.168.1.0這個LAN 2的正確位置，那么此時只能上網以及本網段內的互訪，不能訪問到192.168.1.0網段的主機。這時就需要在R1上指定一條靜態路由，使目的IP為192.168.1.0網段的信息包能轉發到路由器R2去。
一條靜態路由條目一般由3部分組成：1.目的IP地址或者叫信宿網絡、子網；2.子網掩碼；3.網關或叫下一跳。
例一中R1上設定的靜態路由條目就應該為：目的IP地址192.168.1.0（代表1.x這個網段），子網掩碼255.255.255.0（因為是C類網段），下一跳192.168.0.100。如圖2，此圖為TP-LINK R410中的靜態路由表配置項，保存后即可生效。如果是Cisco的路由器，則在全局配置模式下鍵入命令：Router(config)# ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.0.100。
注意：其中的網關IP必須是與WAN或LAN口屬于同一個網段。那條默認路由寫出來就是：目的IP為 0.0.0.0，子網掩碼0.0.0.0，下一跳為WAN口上的默認網關，有時我們也稱它為“8個0的默認路由”。另外，如果目的IP是一個具體的主機IP（如192.168.1.2），那么路由條目應為：目的IP 192.168.1.2，子網掩碼255.255.255.255，下一跳或網關192.168.0.100。
使用此種連接方式，還可以方便的使用路由器內置的訪問控制列表來設置LAN 2下主機的訪問權限，這對企業用戶而言還是很方便的。寬帶路由器中的“防火墻設置”其實就是一個簡化的訪問控制列表，即ACL- Access Control Lists。如：希望局域網LAN 2中IP地址為192.168.1.7的計算機不能收發郵件，IP地址為192.168.1.8的計算機不能訪問企業內部位于LAN 1的ERP服務器（假設其IP為192.168.0.10），對局域網中的其它計算機則不做任何限制，這時您需要指定如下的數據包過濾表，如圖：
圖3
例二：兩臺平級并連的路由器，下掛子網中主機需要互相通信的環境
這種情況，兩臺平行并連的路由器上層應該還有一個總的出口網關，而這個網關有可能因某種原因不便設置路由，而此時網絡中存在3個不同的網段。
地瓜：我家是小區共享型的寬帶接入，我自己用一臺寬帶路由器構建了一個家庭局域網以共享Internet，正好鄰居也跟我一樣用寬帶路由器構建了另一個家庭局域網。而我們各自局域網內的主機之間卻不能互相通信，根本ping不通，這是怎么回事？
大蝦：這種情況下整個小區其實就是一個大的局域網，主機不能互通的原因，其實跟例一中LAN 1不能ping通LAN 2的原因一樣，都是因為上層的默認網關不知道目的IP所屬網段的正確位置，無法做有效轉發所致。這種環境的典型示意圖如下：
圖中內網網關就是小區的網關，R1和R3分別為兩戶的寬帶路由器，它們之間一般通過樓層的接入交換機和小區的骨干交換機連接在一起，此圖省略了這一部分。圖4的這種情況，只要在網關設備上按例一的方式添加兩條路由就能實現兩個子網中主機的互訪，而且其 10.0.0.0這個A類網段中存在的主機也都能通過這兩條路由訪問到R1和R3下的內網機。但是如果是小區的網關設備，那肯定是不會讓用戶隨便配置路由條目的，而且你應該也不想小區內的所有用戶都能直接訪問到你的內網主機。這時，我們可以在R1和R3上各添加一條路由指向對方來實現R1和R3下主機直接互訪的效果。
在R1上：目的IP地址172.16.0.0，子網掩碼255.255.0.0（B類網段），下一跳10.1.1.3。
在R3上：目的IP地址192.168.0.0，子網掩碼255.255.255.0（C類網段），下一跳10.1.1.2。
注：有些新型小區中使用了P-VLAN技術，這種網絡的情況比較復雜，這樣上面簡單的靜態路由設置有可能無法達到目的。
例三：既串且并，網絡中有多級路由設備的環境。
這種情況可以說是例一和例二兩種應用的整合和延伸，看似復雜其實簡單。
地瓜：如果像例二中那樣的環境中，我家里的局域網再添置一個路由器，下掛另一個網段以做擴展，那要怎么設置呢？
大蝦：你說的這種網絡結構，確實就是將例一和例二合在一起了。這時一共有4個網段并存，我們的設置是要讓兩戶家庭局域網下的3個子網內主機能夠互通，而此時小區的網關當然還是不能去設置的。其拓撲示意圖如下：
可以看到圖5就是將圖1和圖4整合在一起了。既然拓撲圖是例一、例二的結合，那將例一、例二中的路由條目加在一起是不是就可以了呢？當然也不是這么簡單，如果只是配置了前兩例的路由條目，R3下的主機是無法直接訪問到R2下的192.168.1.0這個子網的。所以在R3上還要加一條到192.168.1.0這個子網的路由。靜態路由條目配置如下：
R1：目的IP地址192.168.1.0，子網掩碼255.255.255.0，下一跳192.168.0.100。
目的IP地址172.16.0.0，子網掩碼255.255.0.0，下一跳10.1.1.3。
R3：目的IP地址192.168.0.0，子網掩碼255.255.255.0，下一跳10.1.1.2。
目的IP地址192.168.1.0，子網掩碼255.255.255.0，下一跳10.1.1.2。
地瓜：為何R3中第二條路由的下一跳不是直接指向R2，而是也指向R1呢？
大蝦：就知道你會問這個，這個問題要從路由器間通信的原理來講解。路由器是通過ARP解析協議來獲得下一跳路由器的MAC地址，而ARP基于廣播，在一般情況下路由器是不會轉發廣播，也就是廣播包無法過路由。所以對于路由器R3來講，R1和R3才是同等級的，它只能看到R1，不能看到R2，這就是為何在例一的注意中提到：“其中的網關IP必須是與WAN或LAN口屬于同一個網段”的原因。而文中所說的靜態路由條目組成的第3部分：網關又叫下一跳，而不叫下兩跳、下三跳也是這個意思?？傊?，在一般情況下，下一跳路由的IP地址肯定要跟這個路由器的某個接口是在同一個網段的。
本篇文章下面的部分將講解關于路由匯總（或叫路由歸納）的知識。
上面例三中R3上的靜態路由條目，其實可以寫成一條：目的IP地址192.168.0.0，子網掩碼255.255.0.0（不再是C類子網的掩碼），下一跳 10.1.1.2。這時192.168.0.0，掩碼255.255.0.0這個網段不能稱為C類或B類的子網了，由于它超過了本身C類網段的范圍，所以可以稱它是一個超網。這個網段包含了192.168.0.0～192.168.255.0所有的子網。也就是說，這條靜態路由會使所有目的IP在這個范圍內的信息包，都發給10.1.1.2的路由器R1。將多條子路由條目匯總成一條都包含其內的總路由條目，這就是路由匯總或叫路由歸納。路由器在檢查計算路由時是比較消耗資源的，路由條目越多，路由表越長，則這個過程耗時越多，所以通過路由匯總減少路由表的長度，對提高路由器工作效率是很有幫助的。雖然在舉例中的這種只有幾個路由器的小網絡中起到的作用有限，但是如果是幾十、幾百甚至上千、上萬個路由器的大型網絡中，路由歸納起到的作用就非常明顯了，可以說不使用路由歸納是不可想象的。
例四：
可能細心的讀者已經發現，例三最后的那條歸納路由雖然包含了R1下所有的兩個子網（192.168.0.0和192.168.1.0），但是也包含了R1下實際上并不存在的一些子網（192.168.2.0～192.168.255.0）。如果在整個局域網中別的路由器下還存在這些子網（如圖6，R4下存在192.168.2.0子網），那么路由就會出錯了，所以這條匯總路由是一條不精確的匯總。
我們都知道IPv4的地址是由4段8位的二進制數組成，一部分是網絡位，一部分是主機位。其對應的子網掩碼網絡位部分就是全1的二進制數，而主機位就是全0的二進制數。每個信息包在過路由器時會檢查其目的IP，和路由表中路由條目的子網掩碼做“與”運算，并與路由條目中目的IP進行比對，相同的就按照這條路由規則轉發，不相同的就再檢查比對下一條?？梢钥闯鑫覀冏龅膮R總路由的操作，就是將多條路由條目中目的IP相同的網絡位提取出來寫成一條。而例三中的匯總路由之所以不精確就是因為相同部分未能全部提出來。如例三中，R3上的第一條：目的IP為192.168.0.0；第二條：目的IP為192.168.1.0。我們只提取了前面的兩段192.168，而后面的第三段網絡位中還是有相同的部分的。192.168.0.0中第三段寫成二進制數為00000000（8位0），182.168.1.0中第三段寫成二進制數為00000001（7位0，1位1），那么它們的前7位是相同的，在對應的子網掩碼位置上就應該是11111110（7位1，1位0），合成十進制為254。所以這條匯總路由應該寫成：目的IP為192.168.0.0，子網掩碼255.255.254.0，下一跳10.1.1.2。
這樣，這條匯總路由只包含192.168.0.0和192.168.1.0兩個子網，是一條精確的匯總路由。如圖6中，R3下172.16.0.0的主機發送到192.168.2.0網段的信息包，其第三段網絡位寫成二進制為00000010（前6位0），就不包含在這條精確的匯總路由內了。
這時我們在R3上靜態路由條目應該為：
1.目的IP地址192.168.0.0，子網掩碼255.255.254.0，下一跳10.1.1.2。
2.目的IP地址192.168.2.0，子網掩碼255.255.255.0，下一跳10.1.1.4。
我們在進行路由匯總時應該盡量使用精確的匯總條目，本著能匯總的條目就匯總，不能精確匯總的條目就不匯總的原則。這樣在網絡以后的擴展和變動時能更有條理的增改路由表，減少出錯的幾率。
總結：
靜態路由因為其設置簡單明了，在不常變動的網絡中穩定性好，排錯也相對容易，所以在中小企業甚至一些大型的園區網中也都使用靜態路由，它在實際應用中是很常見的，屬于網絡工作人員必會的基礎知識。如文中所述，靜態路由的設置原理是比較簡單的，但可以說它是學習各種路由協議的基礎，屬于學習路由知識時必學的部分。另外，在越復雜越大的網絡中，匯總路由的效果就越顯著，而能不能進行有效的路由匯總、匯總的效率如何，都跟網絡結構中IP地址網段的分布有密切關系。IP地址的部署越連續而有條理，則路由匯總越容易也越有效，所以我們在部署網絡時應該重視體系化編址。（注：在子網環境中，當網絡地址是以2的指數形式的連續區塊時，路由歸納是最有效的。）
