实验 7：默认路由和特定主机路由以及路由环路问题
一、 实验目的
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了解默认路由以及特定主机路由。
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了解静态路由配置错误导致的路由环路问题。
二、 实验环境
• Cisco Packet Tracer 模拟器
三、 实验内容
1、默认路由以及特定主机路由
(1) 第一步：构建网络拓扑：拖动五个主机，四个路由器，使用自动连接类型将其连接起来。其中路由器使用2911。并写好相应的IP地址以及子网掩码注释，以及写好默认网关注释，如图1所示。
图 1 构建网络拓扑
(2) 第二步：为左边的主机设置对应的IP地址，以及子网掩码，子网掩码根据CIDR记法中的/24可以确定为255.255.255.0，默认网关填写主机A所连接的路由器的端口的IP地址。如图2所示。
图2 配置IP及子网掩码
(3) 第三步：路由器的配置按照图1来即可，已路由器0为例，子网掩码也是通过/24来确定的，配置完。如图3所示。并给路由器配置对应的静态路由。具体的静态路由图1已经给出。
图3 配置路由器端口IP及子网掩码
(4) 第四步：可以看到路由器R1的路由表中的第一条记录的子网掩码是255.255.255.255，所以是一条特定主机路由，且IP地址是192.168.4.1，也就是说当路由器R1收到了目的主机是192.168.4.1（也就是主机E）的数据报，那么就会通过下一跳10.0.1.1转发给下一个路由器的某个端口。而第二条数据IP为0.0.0.0并且子网也是0.0.0.0说明为默认路由，因为路由器想要到达主机B，C，D，都会经过路由器R2，所以没有必要设置3个静态路由，而是配置了一个默认路由，如图4所示。
图4 特定主机路由以及默认路由
(5) 第五步：来分析一下R2的路由表，第一条记录就是想要到达主机A所在的网络，那么下一跳的地址就是10.0.0.2的R1的下面的端口，那么第二条记录也同理，就是到达主机E所在的那个网络的，最后一条默认路由就是到达主机D和主机C所在的网络，根据下一跳的地址就可以看出来。
(6) 第六步：对于路由器R3来说，只有一条默认路由，想要到达其他非直连的网络就只能通过路由器R1的上面的端口，而R4也是一样的道理，想要到达非直连的网络，下一跳也只能是R2的右边的端口。
(7) 第七步：使用ping指令，让主机A去ping一下主机E，ping 192.168.4.1。如图5所示。
图5 此时主机之间可以互通
(8) 第八步：之所以会有两次超时的请求，也是因为ARP广播请求以及接收到的单波响应导致的，并且有两个路由器，每个路由器发送一个ARP广播，然后又会丢掉接收到的ICMP报文，所以就丢了两次，直到第三次请求才成功。
(9) 第九步：使用ping指令，让主机去ping一下主机D，ping 192.168.3.1,如图6所示。之所以会有两次超时的请求，和上面的原理相同。
图6 主机之间可以互通
2、静态路由配置错误导致的路由环路问题
(1) 第一步：构建网络拓扑：在逻辑工作空间上，拖动两个普通计算机和三个路由器，选择自动连接把设备连接起来，并设置好IP，并在计算机旁边写好IP注释。并写好默认网关注释。如图7所示。
图 7 构建网络拓扑并写好注释
(2) 第二步：通过上图可以看到，给路由器R1配置的静态路由是到达主机H2所在的网络的，给路由器R2配置的静态路由，第一条是到达主机H1所在的网络，第二条是到达主机H2所在的网络，给路由器R3配置的静态路由是到达主机H1所在的网络的。
(3) 第三步：使用ping指令，让主机H2去ping一下主机H1，ping 192.168.1.1。如图8所示。为什么会有三次超时，因为经过了三个路由器，每个路由器发送一个ARP广播，然后又会丢掉接收到的ICMP报文，所以就丢了三次，直到第四次请求才成功。
图8 主机之间成功ping通
(4) 第四步：ping通说明，我配置的没有问题，接下来为了更直观的看到路由环路，我修改了路由器R2的第一条路由，将下一跳的地址改为10.0.1.2，即路由器R3的左边的端口IP地址，如图9所示。
图9 修改静态路由
(5) 第五步：切换到仿真模式，并且过滤协议，只保留ICMP协议，如图10所示。并添加简单的PDU，让主机H2为源主机，主机H1为目的主机，如图11所示。
图10 过滤协议，只保留ICMP
图11 添加一个简单的PDU
(6) 第六步：点击捕获前进，然后发现数据报到达R2的时候，R2根据目的IP地址，然后找到了第一条记录，然后按照第一条记录的下一跳进行跳转，然后又回到了路由器R3，然后R3与R2之间来回跳转，形成路由环路，如图12所示。ICMP报文的出站PDU详情，如图13所示。可以看到TTL（跳数）的值为247，每次来回转发，TTL减一，到0之后，路由器丢弃数据报，此时路由环路才停止。
图12 形成路由环路
图13 出站PDU详情
四、 实验体会
1. 这两个实验的步骤都遵循构建网络拓扑、配置网络环境、跟踪数据包和查看数据包这四个规则。
2. Cisco Packet Tracer 模拟器可以清晰地展示 PDU 在传送过程，设备是如何处理 PDU 的。通过仿真传送过程，有助于我们理解有关的知识。
3. 默认路由和特定主机路由是两种重要的路由策略。默认路由的主要作用是为那些没有明确路由条目的数据包提供转发路径。这种方式简化了路由表的管理，使得网络设备能够高效地处理流量，尤其是在面对大量未知目的地时。
而特定主机路由则针对特定的IP地址或子网进行配置，确保数据包能够精确地到 达目标。这种路由方式在需要对某些流量进行精细控制时非常有效，例如在企业网 络中，特定主机路由可以用来优化内部通信或安全策略。
通过结合这两种路由方式，网络管理员可以实现灵活的流量管理，提高网络的可靠 性和性能。默认路由提供了便利，而特定主机路由则带来了精确性。二者相辅相 成，共同构建了一个高效且可控的网络环境。
4. 静态路由配置错误常常导致路由环路的产生，这对网络稳定性造成严重影响。当路由器错误地指向自身或形成闭环时，数据包会在网络中不断循环，无法到达目的地。这不仅消耗了带宽，还可能导致网络拥塞和服务中断。经历这样的情况后，我深刻认识到在配置路由时，必须仔细检查每一条路由规则，确保逻辑清晰，避免因小失大，维护网络的高效与稳定至关重要。