Statisk routing är en metod för att manuellt konfigurera routing-tabeller på routrar i ett nätverk. Istället för att använda dynamiska routing-protokoll som automatiskt utbyter routing-information mellan routrar, anger nätverksadministratören manuellt vilka vägar (routes) som ska användas för att dirigera trafik till olika destinationer.

Kommandosyntax

Kommandot ip route kan användas på tre olika sätt:

• Router(config)# ip route <destinationens nätverksadress och nätmask> <next-hop-router IP>
• Router(config)# ip route <destinationens nätverksadress och nätmask> <exit interface>
• Router(config)# ip route <destinationens nätverksadress och nätmask> <exit interface> <next-hop-router IP>

Generellt sett används next-hop-routerns IP-adress oavsett vilken typ av interface som används, medan de andra två alternativen är mer relaterade till seriella interface (Point-to-Point-nätverk). Seriella interface används för att ansluta två routrar, medan Ethernet-gränssnitt kan användas för att ansluta flera nätverksenheter och routrar, till exempel två routrar anslutna till samma switch.

I den nätverkstopologi som visas nedan är tre LAN nätverk anslutna via två seriella interface på routrarna R1, R2 och R3. Totalt finns det fem nätverk i topologin. Det kan också noteras att alla fem nätverk har samma nätmask eller prefix /24, vilket innebär att exemplet använder sig av klassbaserad (classful) routing.

Nätverksadresserna har delats upp enligt följande:

• Klass B nätverksadressen 172.16.0.0/16 har utökats med 8 bitar för att få prefixet /24. I exemplet används 172.16.1.0, 172.16.2.0 och 172.16.3.0.
• Klass C nätverksadressen 192.168.0.0/24 har delats upp fullständigt i tredje oktetten. I exemplet används 192.168.1.0 och 192.168.2.0

Interface adressering

• R1 interface Fa0/0 är adresserat som 172.16.3.1/24.
• R1 interface Se0/0/0 är adresserat som 172.16.2.1/24.
• R2 interface Fa0/0 är adresserat som 172.16.1.1/24.
• R2 interface Se0/0/0 är adresserat som 172.16.2.2/24.
• R2 interface Se0/0/1 är adresserat som 192.168.1.2/24.
• R3 interface Fa0/0 är adresserat som 192.168.2.1/24.
• R3 interface Se0/0/1 är adresserat som 192.168.1.1/24.

I den givna topologin finns totalt fem nätverksadresser som alla routrar behöver ha information om. Här är informationen om varje routers anslutna nätverk och de nätverksadresser som saknas i deras routing-tabeller:

• R1 har 2 direkt anslutna nätverk: 172.16.2.0/24 och 172.16.3.0/24. R1 saknar information om följande nätverksadresser i sin routing-tabell: 172.16.1.0/24, 192.168.1.0/24 och 192.168.2.0/24.
• R2 har 3 direkt anslutna nätverk: 172.16.2.0/24, 172.16.1.0/24 och 192.168.1.0/24. R2 saknar information om följande nätverksadresser i sin routing-tabell: 172.16.3.0/24 och 192.168.2.0/24.
• R3 har 2 direkt anslutna nätverk: 192.168.1.0/24 och 192.168.2.0/24. R3 saknar information om följande nätverksadresser i sin routing-tabell: 172.16.1.0/24, 172.16.2.0/24 och 172.16.3.0/24.

För att konfigurera statisk routing använder man ip route kommandon. Adressen efter nätmasken (färgade) är den så kallade next-hop-router.

• R1(config)# ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.2.2
• R1(config)# ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 172.16.2.2
• R1(config)# ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 172.16.2.2
• R2(config)# ip route 172.16.3.0 255.255.255.0 172.16.2.1
• R2(config)# ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.1.1
• R3(config)# ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 192.168.1.2
• R3(config)# ip route 172.16.2.0 255.255.255.0 192.168.1.2
• R3(config)# ip route 172.16.3.0 255.255.255.0 192.168.1.2

Routing tabells arbetsprinciper

I en routingsituation är det viktigt att komma ihåg att varje router fattar sina beslut baserat på informationen i sin routing-tabell. Det betyder att även om en router har information om en viss väg från nätverk A till nätverk B, innebär det inte nödvändigtvis att andra routrar har samma information.

Routing-information är unidirektionell, vilket innebär att en väg från nätverk A till nätverk B inte automatiskt gäller i motsatt riktning, det vill säga från nätverk B till nätverk A. För att upprätta effektiv routing krävs dubbelriktad information där båda routrarna är medvetna om och har rätt konfiguration för att skicka trafik mellan nätverken i båda riktningarna. Detta säkerställer korrekt vidarebefordran av datapaket mellan nätverken.

Rekursiv route lookup

När en router tar emot ett paket genomför den en sökningsprocess som kallas ”recursive route lookup” för att få information som hjälper till att bestämma den optimala vägen till destinationsnätverket. Denna process består av två steg:

1. Sökning i routing-tabellen: Routern undersöker sin routing-tabell för att hitta en matchande post för paketets destinationsadressen. Genom att jämföra destinationsadressen med posterna i routing-tabellen kan routern avgöra vilket nätverk paketet ska vidarebefordras till.
2. Fastställa interfacet kopplat till nästa hopp-router: När en matchande post har hittats i routing-tabellen identifierar routern interfacet till vilket nästa hopp-router är ansluten.

På routern R1 har kommandot ”show ip route” exekverats för att visa routing-tabellen. Bilden nedan visar routerns R1 routing-tabellen:

I routing-tabellen kan man observera att router R1 har en statisk route (markerad som S) konfigurerad för nätverket 192.168.2.0/24 med nästa hopp 172.16.2.2. Det innebär att steg 1 i den rekursiva route lookup-processen har slutförts. I steg 2 identifieras interfacet som är associerat med destinationsnätverket, vilket i detta fall är Serial 0/0/0. Det är genom detta interface som paketen kommer att vidarebefordras mot destinationsnätverket.

Statiska routes med seriella interface

Sökningsprocessen i routing-tabellen kan förenklas genom att använda ett utgående (exit) interface istället för en next-hop-adress vid konfigurationen av den statiska routen. I detta exempel kan man ta bort den befintliga statiska routen genom att använda kommandot ”no ip route” och istället programmera in en ny statisk route med hjälp av ett utgående interface.

• R1(config)# no ip route  192.168.2.0  255.255.255.0  172.16.2.2
• R1(config)# ip route 192.168.2.0  255.255.255.0   serial 0/0/0
• R1(config)# end
• R1# show ip route
  s 192.168.2.0/24 is directly connected , Serial 0/0/0

Nu finns en matchning i routing-tabellen för destinationsadressen som är kopplad till ett utgående interface. Observera att utgående interfacet anges som direkt anslutet till destinationsnätverket, men det är inte direkt anslutet i fysisk mening utan orienterat mot nätverket 192.168.2.0.

Statiska routes med Ethernet interface

För att förenkla sökningsprocessen kan en statisk route skapas med både utgående interface och nästa hopp-routers IP-adress för Ethernet-interface. I exemplet kan det se ut så här:

R1(config)# ip route 192.168.2.0  255.255.255.0  fastethernet 0/1   172.16.2.2

När det gäller Ethernet-interface behöver routern destinationens MAC-adress för att kunna vidarebefordra paket. För att erhålla nästa hopp-routers MAC-adress kontrollerar router R1 sin ARP-tabell. Om MAC-adressen inte finns i tabellen skickas en broadcast-förfrågan ut för att begära MAC-adressen för en specifik IP-adress, i detta fall 172.16.2.2. När R1 mottar en ARP-replay från routern med IP-adressen 172.16.2.2 lagrar den den mottagna MAC-adressen i ARP-tabellen och paketet kapslas sedan in i en ny ram (frame) med både nästa hopp-routers IP-adress och MAC-adress.

Sammanfattningsvis kan det konstateras att det inte sker egentligen någon förenkling i routerns arbete genom att inkludera både IP- och MAC-adressen för nästa hopp-router i statiska konfigureringar för Ethernet-interface. Det tar tid att erhålla MAC-adressen genom att använda ARP-processen, vilket inte ger någon direkt fördel jämfört med att bara använda nästa hopp-routers IP-adress. Därför rekommenderas det att använda enbart nästa hopp-routers IP-adress.

Aggregering av statiska routes

I routing-tabeller finns en stor mängd information och att navigera genom denna information för att hitta rätt IP-adress är resurskrävande. För att underlätta detta kan man använda en representativ IP-adress istället för flera individuella IP-adresser. Detta koncept kallas ”route summarization” på engelska.

Bilden nedan illustrerar hur nätverksadresserna 172.16.1.0, 172.16.2.0 och 172.16.3.0 aggregeras till en enda nätverksadress, 172.16.0.0. Samtidigt reduceras prefixet från /24 till /22.

Illustrationen ger oss en arbetsmetod för att beräkna ut vägaggregering (route summarization).

1. Skriv nätverksadresserna i binärt format.
2. Kontrollera från vänster till höger vilka bitar i adresserna som är olika.
3. Hitta gränsen där bitarna skiljer sig åt för alla adresser (inte lika med bitarna till vänster).
4. Räkna ut antalet gemensamma bitar för alla adresser, vilket utgör prefixet.
5. Sätt alla icke-gemensamma bitar till noll för att få den summerade routen.

Nu kan de tre statiska vägarna som programmerades in på router R3 ersättas med en enda statisk route. Först tas de tre statiska routerna bort och därefter skapas en ny statisk väg (route):

• R3(config)# no ip route 172.16.1.0  255.255.255.0  192.168.1.2
• R3(config)# no ip route 172.16.2.0  255.255.255.0  192.168.1.2
• R3(config)# no ip route 172.16.3.0  255.255.255.0  192.168.1.2
• R3(config)# ip route 172.16.0.0  255.255.252.0  192.168.1.2

Default statisk route

PC1 är ansluten till det lokala LANet på R1, vilket kan betraktas som ett ”stubb-nätverk” på svenska. Det innebär att LANet har endast en utväg till andra nätverk via router R2. Genom att konfigurera denna enda utväg som en ”default route” kommer routern R1 att skicka alla paket direkt ut genom länken med R2, vilket förenklar och effektiviserar sökningsprocessen.

Först ska alla befintliga statiska route tas bort:

R1(config)# no ip route 172.16.1.0  255.255.255.0  172.16.2.2
R1(config)# no ip route 192.168.1.0  255.255.255.0 172.16.2.2
R1(config)# no ip route 192.168.2.0  255.255.255.0 172.16.2.2

Därefter implementeras en default route

R1(config)# ip route  0.0.0.0  0.0.0.0  172.16.2.2