《工业网络技术与应用（微课版）》 课件 第5、6章 路由技术、地址转换技术NAT.pptx
田Microsoft
工业控制系统
与工业网络
以太网交换机工作在数据链路层，用于在网络内进行数据转发。而工厂网络的拓扑结构一般会
比较复杂.不同的部门.或者总部和分支可能处在不同的网络中.此时就需要使用路由器或三层交换机来连接不同的网络，实现网络之间的数据转发。
第5章路由技术
路由(routing)是指分组从源到目的地时，决定端到端路径的网络范围的进程，通俗的讲路由是
指路由器从一个接口上收到数据包，根据数据包的目的地址进行定向并转发到另一个接口的过程。
5.1路由基础
路由工作在OSI参考模型第三层(网络层)。路由器通过转发数据包来实现网络互连。路由器
通常连接两个或多个由IP子网或点到点协议标识的逻辑端口，至少拥有1个物理端口。
路由器根据收到数据包中的网络层地址以及路由器内部维护的路由表决定输出端口以及下一跳地址，并且重写链路层数据包头实现转发数据包。
1.路由器的主要功能
·确定发送数据包的最佳路径；
·将数据包转发到目的地。
5.1.1路由功能概述
2.网关与下一跳地址
网关(Gateway)就是一个网络连接到另一个网络的“关口”,也就是网络关卡。
如图5-1所示，两台PC处于不同的网络中，要实现通信就要由中间的两个三层交换机配置路由功能来完成数据包的转发。对于PC1而言，它的网关地址就是所连接的XM408-1交换机的入口地址;对于PC2而言，它的网关地址就是所连接的XM408-2交换机的入口地址
5.1.1路由功能概述
。
00/24
00/24
下一跳的地址通常指的是当前路由条目要到达的目标地址需要经过的本路由器能够达到的下一
个路由器的IP。
如图5-1所示，因为图中只有两个路由设备，因此对于XM408-1而言，它的下一跳必然是去往
XM408-2的，下一跳地址就是所连接的对端接口的IP地址;反过来对于XM408-2而言，它的下一跳必然是去往XM408-1的，下一跳地址就是所连接的对端接口的IP地址。
5.1.1路由功能概述
00/24
所谓路由表，指的是路由器、三层交换机或者其他互联网网络设备上存储的表，该表中存有到
达特定网络终端的路径，在某些情况下，还有一些与这些路径相关的度量。
1.路由表的信息构成
路由器的路由表存储下列信息：
(1)直连路由。这些路由来自于活动的路由接口。当接口配置了IP地址并激活时，路由设备会自动将直连路由添加到路由表中。
(2)远程路由。这些路由是连接到其他路由器的远程网络。路由设备可通过两种方式获知远程网络：一是手动方式，使用静态路由将远程网络手动输入到路由表中；二是动态方式，使用动态路由协议(如RIP、OSPF)自动获取远程路由。
2.度量
度量是用于衡量给定网络距离的量化值。指向网络的路径中，度量最低的路径即为最佳路径。
5.1.2路由表
第三层交换技术也称为IP交换技术、高速路由技术等。第三层交换技术是相对于传统交换概念
而提出的。众所周知，传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层—数据链路层进行操作的，而第三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。
西门子SCALANCEXM408交换机支持以下路由功能：
(1)本地路由：实现本地不同VLAN间的通信。
(2)静态路由：需要在路由表中手动输入路径。
(3)动态路由：路由表中的条目会动态变化并持续进行更新。使用以下动态路由协议之一创建条目：OSPFv2和RIPv2。
(4)路由器冗余：通过标准化VRRP(VirtualRouterRedundancyProtocol,虚拟路由器冗余协议),可使用冗余路由器来提高重要网关的可用性。
5.1.3第三层交换技术
静态路由是在路由器中设置的固定的路由表。除非网络管理员干预，否则静态路由不会发生变化。
路由器不必为路由表项的生成花费大量资源。由于静态路由不能对网络的改变作出反映，一般用
于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中
静态路由相对于动态路由有以下优势：
(1)静态路由不通过网络通告，从而能够提高安全性。
(2)静态路由比动态路由协议使用更少的带宽，且不需要使用CPU周期计算和交换路由信息。
(3)静态路由用来发送数据的路径已知。
总之，静态路由的优点是简单、高效、可靠。在所有的路由中，静态路由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时，以静态路由为准。
5.2静态路由
但静态路由也有以下缺点：
(1)初始配置和维护耗费时间。
(2)配置容易出错，尤其对于大型网络。
(3)需要管理员维护变化的路由信息。
(4)不能随着网络的增长而扩展；维护会越来越麻烦。
(5)需要完全了解整个网络的情况才能进行操作。
5.2静态路由
默认路由是匹配所有数据包的路由，在