路由 (Routing)
核心思想：路径选择
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是什么？ 路由是指数据包从源主机传输到目标主机的整个过程。这个过程就像寄快递：你需要决定包裹经过哪些中转站才能最终到达收件人手里。
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做什么？ 网络中的设备（主要是路由器 ）会根据一张"地图"（路由表）来决定把数据包从哪个端口发送出去，才能让它更接近目的地。
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比喻： 城市交通系统中的路口和路标。每个路口（路由器）根据路标（路由表）决定车辆（数据包）该往哪条路走。
下一跳 (Next Hop)
核心思想：下一个中转站
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是什么？ 这是路由表中最关键的一个字段。它指明了数据包在通往最终目的地的路上，下一个应该被发送到的、直接相连的路由器的IP地址。
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为什么需要？ 路由器不需要知道到达最终目的地的完整路径，它只需要知道"下一个"该把包交给谁就行了。下一跳路由器收到后，也会查自己的路由表，决定再下一个跳点，如此反复，直到到达目的地。
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比喻： 寄快递时，你所在城市的快递分发中心。你不需要知道包裹去上海的具体路线，你只需要把包裹交给本地的快递点（下一跳），他们负责把它运到下一个更大的中转中心（下一个下一跳）。
在上面的路由表示例中：
- 要发送数据到
10.1.1.5，本路由器会查看路由表，匹配到10.1.1.0/24这条记录，然后就知道该把数据包发给192.168.1.100这个地址（下一跳），并从Eth0端口发出
网关 (Gateway)
核心思想：网络的"出口"或"大门"
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是什么？ 一个网络通向其他网络的出口点 。通常就是一个路由器的接口IP地址。和ip同一网段
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做什么？ 当一台计算机（如你的PC）想要和其他网段（比如互联网）的机器通信时，它会把所有数据包都发送给网关（也就是你电脑上配置的"默认网关"地址），由这个网关路由器负责转发。
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和下一跳的关系： 网关通常就是计算机的"下一跳"。对你的电脑来说，网关就是它通往外部世界的唯一"下一跳"路由器。
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比喻： 你家小区的大门。你想去小区外的任何地方，都必须先走到大门口，然后才能出去。
两个不同网段的ip如何通过路由器互通
在你的电脑上，通过 ipconfig (Windows) 或 ifconfig (Linux/macOS) 命令看到的 "默认网关" 就是你电脑的网关地址。
两个不同网段的ip如何通过路由器互通
具体操作
在r1中添加 pc1的网关
选择接口 int e 0/0/0
路由器设置ip ip address 192.168.1.2 24 #192.168.1.2为pc1的网关 24为子网掩码为24为也可以写成255.255.255.0
显示路由表 display ip routing-table
同理添加pc2
pc1即可ping pc2
具体的例子来一步步拆解过程：
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设备： 两台电脑（PC1 和 PC2），一台路由器（R1）
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网络：
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PC1:
192.168.1.10/24，网关设置为192.168.1.1 -
PC2:
192.168.2.20/24，网关设置为192.168.2.1 -
路由器 R1: 有两个接口，就像是两个门。
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门1 (Eth0):
192.168.1.1/24(连接192.168.1.0/24网段) -
门2 (Eth1):
192.168.2.1/24(连接192.168.2.0/24网段)
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现在，PC1 (192.168.1.10) 想要 Ping 通 PC2 (192.168.2.20)。
互通的核心条件
在通信开始前，必须确保以下基础配置正确，这是互通的前提：
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物理连接： PC1 和 R1的Eth0口在同一个局域网（比如连到同一个交换机）；PC2 和 R1的Eth1口在另一个局域网。
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IP地址配置： 所有设备的IP地址、子网掩码配置正确。
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网关设置： 最关键的一步 。PC1的默认网关必须指向R1的Eth0口 (
192.168.1.1)，PC2的默认网关必须指向R1的Eth1口 (192.168.2.1)。这相当于告诉PC们："如果你要出门，就把包裹交给这个地址"。
通信的详细过程（五步曲）
整个过程可以分解为以下几个步骤：
192.168.1.10给192.168.2.20发送数据，先判断是否同一网段，不是同一网段打包数据向网关地址发送出去到达路由器（该路由器已把网关设置为ip），路由器接收后查询转发到192.168.2.20，192.168.2.20接受后回复，192.168.1.10收到回复。
第1步：PC1 判断目标在哪
PC1 想要发送数据包给 192.168.2.20。
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PC1 用自己的子网掩码 (
255.255.255.0) 计算自己和目标 (192.168.2.20) 是否在同一个网段。 -
计算后发现：
192.168.1.0≠192.168.2.0，结论是 "目标不在我家这个小区"。 -
PC1 决定："这个包得交给网关（路由器）来处理"。
第2步：PC1 封装并发送数据包
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PC1 开始封装数据包（以Ping包为例）：
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目标IP地址 (Destination IP):
192.168.2.20(最终收件人) -
源IP地址 (Source IP):
192.168.1.10(最终发件人) -
目标MAC地址 (Destination MAC): 这是一个关键！ 因为要发给网关，所以PC1需要知道网关
192.168.1.1的MAC地址。
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PC1 查看自己的 ARP 缓存表 ，看有没有
192.168.1.1对应的MAC地址。-
如果有，直接使用。
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如果没有，PC1 会发送一个 ARP 广播请求 ："谁是
192.168.1.1？请告诉我你的MAC地址"。路由器R1的Eth0口会回应自己的MAC地址（例如AA:AA:AA:AA:AA:AA）。
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PC1 将数据包封装好，其中目标MAC地址填的是网关
192.168.1.1的MAC地址，然后通过网卡发送出去。
此时的数据包状态：
| 字段 | 内容 |
|---|---|
| 目标MAC | AA:AA:AA:AA:AA:AA (R1 Eth0 的MAC) |
| 源MAC | PC1的MAC地址 |
| 目标IP | 192.168.2.20 (PC2) |
| 源IP | 192.168.1.10 (PC1) |
| 数据 | (Ping请求数据) |
第3步：路由器R1 接收、查询并转发
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接收： 路由器R1的Eth0口收到了这个数据包。它一看目标MAC地址是自己，于是就收下这个包，解开数据链路层的封装。
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查询路由表： R1 查看数据包的目标IP地址 (
192.168.2.20)，然后查询自己的路由表。-
R1的路由表里通常有一条直连路由：
192.168.2.0/24直接连接在 Eth1 口上。 -
R1 决定："这个包要从我的Eth1口发出去，而且目标就在那个网段，可以直接交付，不需要再指定下一跳。"
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重新封装： R1 准备将数据包从Eth1口转发出去。它需要重新封装数据链路层的帧：
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目标MAC地址： R1 需要知道
192.168.2.20(PC2) 的MAC地址。R1 会查看自己的ARP缓存表，如果没有，也会在192.168.2.0/24网段发起ARP请求。PC2会回应自己的MAC地址（例如BB:BB:BB:BB:BB:BB）。 -
源MAC地址： 替换为R1的Eth1口的MAC地址（例如
CC:CC:CC:CC:CC:CC）。 -
IP地址层完全不变！ 目标IP仍是
192.168.2.20，源IP仍是192.168.1.10。
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此时的数据包状态 (在R1的Eth1口发出时)：
| 字段 | 内容 |
|---|---|
| 目标MAC | BB:BB:BB:BB:BB:BB (PC2 的MAC) |
| 源MAC | CC:CC:CC:CC:CC:CC (R1 Eth1 的MAC) |
| 目标IP | 192.168.2.20 (PC2) |
| 源IP | 192.168.1.10 (PC1) |
| 数据 | (Ping请求数据) |
第4步：PC2 接收并回复
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PC2 收到数据包，发现目标MAC地址是自己，目标IP地址也是自己，于是收下包。
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PC2 处理这个Ping请求，并准备发送一个Ping回复包给
192.168.1.10。 -
回复过程重复上述步骤：
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PC2 判断
192.168.1.10不在本地网段。 -
PC2 将回复包发给自己的网关
192.168.2.1(R1的Eth1口)，目标MAC地址填R1 Eth1的MAC (CC:CC:CC:CC:CC:CC)。 -
路由器R1收到后，查询路由表，发现去往
192.168.1.10要走Eth0口。 -
R1 将回复包重新封装，目标MAC地址改为PC1的MAC地址，从Eth0口发回给PC1。
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第5步：PC1 收到回复，互通完成
PC1 收到来自PC2的回复，一次完整的跨网段通信就完成了。
总结与关键点
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路由器是核心： 路由器是连接不同网段的桥梁，其每个接口都属于一个不同的网段。
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网关是关键： 主机必须正确配置网关地址，否则它无法将去往外网的数据包送达到路由器。
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MAC地址在变，IP地址不变：
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MAC地址 是段内通行证，只在同一个局域网内有效。每经过一个网段（一跳），源和目标MAC地址都会被重写。
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IP地址 是全程通行证，从源到目标始终保持不变，它决定了数据的最终目的地。
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路由表是决策依据： 路由器根据内部的路由表决定数据包该从哪个接口发出去。
你可以把路由器想象成一个邮局分拣中心。PC1把收件人是PC2的包裹（数据包）寄到本地邮局（网关），分拣中心（路由器）根据地址（路由表）决定把它分到开往PC2所在区域的卡车上（从另一个接口发出），最后由当地邮递员（目标网段的ARP/MAC）送达PC2手中。