《数据网组建与维护》课件-3.1任务1 静态路由实现网络互联

路由基础主讲教师：战美玲数据网组建与维护1大型网络的概念2路由器工作原理3查看路由表4路由获取方式CONTENTS目录分支其他园区远程接入用户私有/公有云Internet/WAN园区外部园区内部园区出口层核心层汇聚层接入层网络管理数据中心DMZ网络安全终端层典型场景办公楼政府企业校园工厂银行大型网络的概念WANInternetIPSFirewalAnti-DDoSACeLOG接入层汇聚层核心层出口区数据中心区网络管理区出差员工分支园区大型网络的概念大型网络一般遵循层次化和模块化设计原则。按照终端用户数量或者网元数量，可将园区络分为小型园区网、中型园区网和大型园区网常用协议/技术出口区核心层汇聚层接入层VLAN、生成树、链路聚合、AAA等DHCP、堆叠、链路聚合、生成树、OSPF、静态路由等堆叠、OSPF、静态路由、ACL等NAT、OSPF、静态路由、PPPoE等WLAN相关协议/技术SNMP/NETCONFACNMS大型网络的概念目标网络N其它网络E0/0S0/0E0/1RTARTBRTC路由器工作原理在一个园区网络中，往往存在多个不同的IP网段，这些网络可能分布在不同位置，数据在不同的IP网段之间交互是需要借助三层设备的，这些设备具备路由能力，能够实现数据的跨网段转发。网关网关R1R2R3NMDATA依据路由转发路由设备R4路由器工作原理路由是指导报文转发的路径信息，通过路由可以确认转发IP报文的路径。路由设备是依据路由转发报文到目的网段的网络设备，最常见的路由设备：路由器。路由中包含以下信息：目的网络：标识目的网段。掩码：与目的地址共同标识一个网段。出接口：数据包被路由后离开本路由器的接口。下一跳：路由器转发到达目的网段的数据包所使用的下一跳地址。1.1.1.2GE0/0/01.1.1.3IP路由目的网络/掩码出接口下一跳10.1.1.0/24GE0/0/01.1.1.2路由器工作原理查看路由表<Quidway>

displayiprouting-tableRouteFlags:R-relay,D-downloadtofib----------------------------------------------------------------------------------------------------------------RoutingTables:PublicDestinations:6Routes:6

Destination/Mask

Proto

PreCostFlags

NextHop

Interface1.1.1.1/32

Static

60

0D

0.0.0.0

NULL0

2.2.2.2/32

Static

60

0D

100.0.0.2

Vlanif100100.0.0.0/24

Direct

0

0D

100.0.0.1

Vlanif100100.0.0.1/32

Direct

0

0D

127.0.0.1

Vlanif100127.0.0.0/8

Direct

0

0D

127.0.0.1

InLoopBack0127.0.0.1/32

Direct

0

0D

127.0.0.1

InLoopBack0开销（度量值）目的网络地址/网络掩码长度协议类型路由优先级标志下一跳地址出接口路由获取方式路由器依据路由表进行路由转发，为实现路由转发，路由器需要发现路由，以下为常见的路由获取方式。路由获取方式1.直连路由直连路由指向本地直连网络的路由，由设备自动生成。当路由器为路由转发的最后一跳路由器时，IP报文匹配直连路由，路由器转发IP报文到目的主机。路由获取方式2.静态路由系统管理员手工设置的路由，安装系统时根据网络配置情况预先设定，不会随着未来网络拓扑的改变而自动改变。优点使用简单，容易实现可精确控制路由走向，对网络进行最优化调整对设备性能要求较低，不额外占用链路带宽缺点网络是否通畅以及是否优化，取决于管理员配置网络规模扩大，将增加配置的繁杂度以及工作量网络拓扑发生变更时，不能自动适应，需要管理员参与修正路由获取方式3.动态路由路由协议是运行在路由器上的软件进程，与其他路由器上相同路由协议之间交换路由信息，学习非直连网络的路由信息，加入路由表。并且在网络拓扑结构变化时自动调整，维护正确的路由信息。路由获取方式常见路由类型的默认优先级如下路由获取方式常用的度量值有：跳数、带宽、时延、代价、负载、可靠性等。度量值数值越小越优先，度量值最小路由将会被添加到路由表中。度量值很多时候被称为开销（Cost）内容小结大型网络的概念01路由器工作原理02查看路由表03路由获取方式04静态路由配置数据网组建与维护主讲教师：战美玲CONTENTS目录1静态路由特点2静态路由配置3默认理由配置静态路由特点静态路由（Static

Route）是指通过手动方式为路由器配置路由信息，可以简单地让路由器获知达到目标网络的路由。静态路由的特点优点：静态路由配置简单、路由器资源负载小、可控性强等优点；缺点：不能动态反映网络拓扑，当网络拓扑发生变化时，网络管理员就必须手动配置改变路由表，因此静态路由不适合于在大型网络中使用。静态路由配置企业案例背景与要求：在路由器R1和路由器R2上配置静态路由，实现网络互联互通。20.1.1.0/30172.16.1.0/24172.16.2.0/2401R220.1.1.2172.16.2.25401R1172.16.1.25420.1.1.1R1的路由表目的网络下一跳类型R2的路由表目的网络下一跳类型静态路由配置企业案例背景与要求：在路由器R1和路由器R2上配置静态路由，实现网络互联互通。20.1.1.0/30172.16.1.0/24172.16.2.0/2401R220.1.1.2172.16.2.25401R1172.16.1.25420.1.1.1R1的路由表目的网络下一跳类型172.16.1.0/24接口0直连20.1.1.0/30接口1直连R2的路由表目的网络下一跳类型20.1.1.0/30接口0直连172.16.2.0/24接口1直连静态路由配置20.1.1.0/30172.16.1.0/24172.16.2.0/240R220.1.1.2172.16.2.2540R1172.16.1.25420.1.1.1R1的路由表目的网络下一跳类型172.16.1.0/24接口0直连20.1.1.0/30接口1直连R2的路由表目的网络下一跳类型20.1.1.0/30接口0直连172.16.2.0/24接口1直连如何转发IP数据报到该网络？11下一跳转发给R2的接口0静态路由配置20.1.1.0/30172.16.1.0/24172.16.2.0/240R220.1.1.2172.16.2.2540R1172.16.1.25420.1.1.1R1的路由表目的网络下一跳类型172.16.1.0/24接口0直连20.1.1.0/30接口1直连R2的路由表目的网络下一跳类型20.1.1.0/30接口0直连172.16.2.0/24接口1直连如何转发IP数据报到该网络？11下一跳转发给R2的接口0172.16.2.0/2420.1.1.2静态静态路由配置20.1.1.0/30172.16.1.0/24172.16.2.0/240R220.1.1.2172.16.2.2540R1172.16.1.25420.1.1.1R1的路由表目的网络下一跳类型172.16.1.0/24接口0直连20.1.1.0/30接口1直连R2的路由表目的网络下一跳类型20.1.1.0/30接口0直连172.16.2.0/24接口1直连11172.16.2.0/2420.1.1.2静态172.16.1.0/2420.1.1.1静态企业案例背景与要求：在路由器R1和路由器R2上配置静态路由，实现网络互联互通。静态路由配置172.16.1.254172.16.2.25420.1.1.0/30172.16.1.0/24172.16.2.0/240R220.1.1.20R120.1.1.111企业案例背景与要求：在路由器R1和路由器R2上配置静态路由，实现网络互联互通。华为路由器配置过程：在路由器R1上配置一条静态路由，目的地/掩码为172.16.2.0/24，下一跳IP地址为20.1.1.2<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR1[R1]iproute-static172.16.2.02420.1.1.2目的地/掩码下一跳地址静态路由配置20.1.1.0/30172.16.1.0/24172.16.2.0/240R220.1.1.2172.16.2.2540R1172.16.1.25420.1.1.111企业案例背景与要求：在路由器R1和路由器R2上配置静态路由，实现网络互联互通。华为路由器配置过程：

在路由器R2上配置一条静态路由，目的地/掩码为172.16.1.0/24，下一跳IP地址为20.1.1.1目的地/掩码下一跳地址<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR2[R2]iproute-static172.16.1.02420.1.1.1静态路由配置20.1.1.0/30172.16.1.0/24172.16.2.0/2401R220.1.1.2172.16.2.25401R1172.16.1.25420.1.1.1R1的路由表目的网络下一跳类型172.16.1.0/24接口0直连20.1.1.0/30接口1直连R2的路由表目的网络下一跳类型20.1.1.0/30接口0直连172.16.2.0/24接口1直连172.16.2.0/2420.1.1.2静态172.16.1.0/2420.1.1.1静态企业案例背景与要求：在路由器R1和路由器R2上配置静态路由，实现网络互联互通。路由器自行得出静态配置默认路由配置需要针对因特网中的每一个网络给R1添加一条相应的路由条目吗？如何转发IP数据报到因特网中的某个网络？20.1.1.0/30172.16.1.0/24因特网01R220.1.1.201R1172.16.1.25420.1.1.1R1的路由表目的网络下一跳类型172.16.1.0/24接口0直连20.1.1.0/30接口1直连路由器自行得出下一跳转发给R2的接口0默认路由配置如何转发IP数据报到因特网中的某个网络？R1的路由表目的网络下一跳类型172.16.1.0/24接口0直连10.0.0.0/30接口1直连路由器自行得出下一跳转发给R2的接口00.0.0.0/020.1.1.2默认使用一条默认路由条目，替代了去往因特网中众多网络的海量路由条目。20.1.1.0/30172.16.1.0/24因特网01R220.1.1.201R1172.16.1.25420.1.1.1默认路由配置默认路由，也称为缺省路由，在路由表中的形式为0.0.0.0/0。它是一种特殊的路由，当报文没有在路由表中找到匹配的具体路由表项时才使用的路由。如果报文的目的地址不能与路由表的任何目的地址相匹配，那么该报文将选取缺省路由进行转发。如何转发IP数据报到因特网中的多个网络？下一跳转发给R2的接口020.1.1.0/30172.16.1.0/24因特网01R220.1.1.201R1172.16.1.25420.1.1.1默认路由配置企业案例背景与要求：在路由器R1配置默认路由，实现R1能够访问因特网中每一个网络。华为路由器配置过程：在路由器R1上配置一条默认路由，目的地/掩码为0.0.0.0/0，下一跳IP地址为20.1.1.2<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR1[R1]iproute-static0.0.0.0020.1.1.2目的地/掩码下一跳地址20.1.1.0/30172.16.1.0/24因特网01R220.1.1.201R1172.16.1.25420.1.1.1严谨规范进行静态路由及默认路由配置需要认真考虑和谨慎操作，否则可能出现以下问题：路由条目配置错误，甚至导致出现路由环路聚合路由条目时可能引入不存在的网络。内容小结静态路由特点01静态路由配置02默认路由配置03最优路由条目优选数据网组建与维护1路由优先级2路由开销值3最长匹配原则4路由转发流程CONTENTS目录路由优先级当路由器从多种不同的途径获知到达同一个目的网段的路由（这些路由的目的网络地址及网络掩码均相同）时，路由器会比较这些路由的优先级，优选优先级值最小的路由。路由来源的优先级值（Preference）越小代表加入路由表的优先级越高。拥有最高优先级的路由将被添加进路由表。相同优先级高网段/掩码路由条目优先级加入路由表不同优先级笔记示例10.0.0.0/30RTA20.1.1.1/3030.1.1.1/3020.1.1.2/3030.1.1.2/30RTA上的路由条目动态路由协议OSPF目的网络/掩码来源优先级下一跳10.0.0.0/30静态6030.1.1.210.0.0.0/30OSPF1020.1.1.2RTA通过动态路由协议OSPF和手动配置的方式都发现了到达10.0.0.0/30的路由，此时会比较这两条路由的优先级，优选优先级值最小的路由。每一种路由协议都有相应的优先级。OSPF拥有更优的优先级，因此通过OSPF学习到的路由被添加到路由表中。加入路由表优先级比较示例10.0.0.0/30RTA20.1.1.1/3030.1.1.1/3020.1.1.2/3030.1.1.2/30RTA上的路由条目动态路由协议OSPF目的网络/掩码来源优先级下一跳10.0.0.0/30静态6030.1.1.210.0.0.0/30OSPF1020.1.1.2RTA通过动态路由协议OSPF和手动配置的方式都发现了到达10.0.0.0/30的路由，此时会比较这两条路由的优先级，优选优先级值最小的路由。每一种路由协议都有相应的优先级。OSPF拥有更优的优先级，因此通过OSPF学习到的路由被添加到路由表中。加入路由表度量值当路由器通过某种路由协议发现了多条到达同一个目的网络的路由时（拥有相同的路由优先级），度量值将作为路由优选的依据之一。路由度量值表示到达这条路由所指目的地址的代价。一些常用的度量值有：跳数、带宽、时延、代价、负载、可靠性等。度量值数值越小越优先，度量值最小路由将会被添加到路由表中。度量值很多时候被称为开销（Cost）。相同优先级高网段/掩码路由条目优先级加入路由表不同度量值优先级相等度量值小度量值比较示例动态路由协议OSPF10.0.0.0/30RTA20.1.1.1/3030.1.1.1/3020.1.1.2/3030.1.1.2/30RTA上的路由条目Cost=10Cost=10Cost=10目的网络/掩码来源Cost下一跳10.0.0.0/30OSPF2020.1.1.210.0.0.0/30OSPF1030.1.1.2RTA通过动态路由协议OSPF学习到了两条目的地为10.0.0.0/30的路由，学习自同一路由协议、优先级相同，因此需要继续比较度量值。两条路由拥有不同的度量值，下一跳为30.1.1.2的OSPF的路由条目拥有更小的度量值，因此被加入到路由表中。加入路由表最长匹配原则当路由器收到一个IP数据包时，会将数据包的目的IP地址与自己本地路由表中的所有路由表项进行逐位（Bit-By-Bit）比对，直到找到匹配度最长的条目，这就是最长前缀匹配机制。数据包目的IP

172.16.2.1BitByBit逐位匹配172.16.2.0255.255.255.0路由条目2路由条目3172.16.0.0255.255.0.0路由条目1172.16.1.0255.255.255.0172.16.0000001000000001172.16.00000001xxxxxxxx172.16.00000010xxxxxxxx172.16.xx

x

x

x

x

x

x

xxxxxxxx不匹配匹配不是最长最长匹配原则示例10.1.1.2/3020.1.1.2/3030.1.1.2/30DATA目的IP地址：192.168.2.2RTARTA路由表目的网络/掩码下一跳192.168.0.0/1610.1.1.2192.168.2.0/2420.1.1.2192.168.3.0/2430.1.1.2根据最长匹配原则进行匹配，能够匹配192.168.2.2的路由存在两条，但是路由的掩码长度中，一个为16bit，另一个为24bit，掩码长度为24bit的路由满足最长匹配原则，因此被选择来指导发往192.168.2.2的报文转发。匹配路由转发流程网关网关R1R2R3GE0/1GE0/120.0.1.220.0.1.130.0.1.130.0.1.2GE0/0GE0/0GE0/0GE0/1目的网络/掩码下一跳出接口10.0.1.0/2410.0.1.1GE0/120.0.1.0/2420.0.1.1GE0/030.0.1.0/2420.0.1.2GE0/040.0.1.0/2420.0.1.2GE0/0目的网络/掩码下一跳出接口20.0.1.0/2420.0.1.2GE0/030.0.1.0/2430.0.1.1GE0/110.0.1.0/2420.0.1.1GE0/040.0.1.0/2430.0.1.2GE0/1目的网络/掩码下一跳出接口40.0.1.0/2440.0.1.1GE0/130.0.1.0/2430.0.1.2GE0/010.0.1.0/2430.0.1.1GE0/020.0.1.0/2430.0.1.1GE0/010.0.1.0/2440.0.1.0/2430.0.1.0/2420.0.1.0/2410.0.1.140.0.1.1DATA目的IP地址：40.1.1.2R3路由表R1路由表R2路由表内容小结大型网络的概念01路由器工作原理02查看路由表03路由获取方式04静态路由配置实例主讲教师：战美玲数据网组建与维护静态路由配置实例基于浮动路由的网络互联数据网组建与维护主讲教师：战美玲CONTENTS目录1项目背景2项目规划3项目实施4项目验证项目背景公司有北京总部和上海分部2个办公地点，北京、上海的路由器分别为R1、R2，路由器需配置默认路由和浮动路由，提高链路的可用性，使所有计算机能够互相访问。项目拓扑如图所示，具体要求如下：

配置浮动路由实现公司与分部互联主链路断开时，可以通过备份链路互联。北京总部上海分部主链路备用链路项目规划北京总部：192.168.1.0/24网段，上海分部：172.16.1.0/24网段R1与R2之间10.10.10.0

/24网段为主链路，20.20.20.0

/24网段为备份链路北京总部上海分部主链路备用链路192.168.1.254/24

192.168.1.1/24

172.16.1.254

/24

172.16.1.1/24

10.10.10.1

/2410.10.10.10

/2420.20.20.1

/2420.20.20.10

/24项目实施项目配置步骤如下：（1）配置各计算机的IP地址和网关（2）配置路由器各接口IP地址（3）配置R1、R2的静态路由（4）配置R1、R2的浮动路由项目验证项目验证方法如下：（1）验证路由表的配置信息

在路由器上使用display

iprouting-table命令，（2）测试各计算机的互通性

通过Ping命令，测试主机PC1与PC2间的通信（3）测试计算机通信使用备用链路

将主链路断开，通过Ping命令，测试主机PC1与PC2间的通信内容小结在公司总部与分公司的路由器上配置默认路由和浮动路由，提高链路的可用性，使公司内所有计算机互相访问。北京总部上海分部主链路备用链路192.168.1.254/24

192.168.1.1/24

172.16.1.254

/24

172.16.1.1/24

10.10.10.1

/2410.10.10.10

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/24缺省路由配置主讲教师：战美玲数据网组建与维护缺省路由缺省路由是一种特殊的路由，当报文没有在路由表中找到匹配的具体路由表项时才使用的路由。如果报文的目的地址不能与路由表的任何目的地址相匹配，那么该报文将选取缺省路由进行转发。缺省路由在路由表中的形式为0.0.0.0/0，缺省路由也被叫做默认路由。缺省路由配置实例缺省路由一般用于企业网络出口，配置一条缺省路由让出口设备能够转发前往Internet上任意地址的IP报文。企业网络[RTA]iproute-static0.0.0.001.2.3.2541.2.3.0/24RTAGE0/0/01.2.3.4PC192.168.1.100Gateway:192.168.1.254GE0/0/1192.168.1.254Internet1.2.3.254感谢您的观看THANKS数据网组建与维护路由高级特性数据网组建与维护CONTENTS目录1路由递归2等价路由3浮动路由4路由汇总路由递归路由必须有直连的下一跳才能够指导转发，但是路由生成时下一跳可能不是直连的，因此需要计算出一个直连的下一跳和对应的出接口，这个过程就叫做路由递归。路由递归也被称为路由迭代。例如：去往30.1.2.0/24的路由，下一跳为20.1.1.3，非本地直连网络，如果路由表中没有去往20.1.1.3的路由，该静态路由将不会生效，无法作为有效路由条目，并不会出现在路由表。GE0/0/120.1.1.2/24GE0/0/010.0.0.1/24RTARTCRTB30.1.2.0/24[RTA]iproute-static30.1.2.02420.1.1.3路由递归添加一条去往20.1.1.3的路由，下一跳为直连网络内的IP地址10.0.0.2。去往30.1.2.0/24的路由通过递归查询得到一个直连的下一跳，该路由因此生效。[RTA]iproute-static30.1.2.02420.1.1.3[RTA]iproute-static20.1.1.02410.0.0.2递归GE0/0/120.1.1.2/24GE0/0/010.0.0.2/24GE0/0/120.1.1.3/24GE0/0/010.0.0.1/24RTARTCRTB30.1.2.0/24目的网络下一跳出接口30.1.2.0/2420.1.1.3GE0/0/020.1.1.0/2410.0.0.2GE0/0/0等价路由来源相同、开销相同的路由（两个路由条目指向的目的网段相同，但是具有不同的下一跳地址）都会被加入路由表，形成的路由为等价路由，路由转发会将流量分布到多条路径上。路由表中存在等价路由之后，前往该目的网段的IP报文路由器会通过所有有效的接口、下一跳转发，这种转发行为被称为负载分担。10.0.0.0/30RTARTBGE0/0/020.1.1.1/30GE0/0/130.1.1.1/30GE0/0/130.1.1.2/30GE0/0/020.1.1.2/30Cost=10Cost=10RTA路由表目的网络/掩码下一跳10.0.0.0/3020.1.1.230.1.1.2浮动路由静态路由支持配置时手动指定优先级，可以通过配置目的地址/掩码相同、优先级不同、下一跳不同的静态路由，实现转发路径的备份。浮动路由是主用路由的备份，保证链路故障时提供备份路由。主用路由下一跳可达时该备份路由不会出现在路由表。RTBRTARTC10.1.1.1/3010.1.2.1/3010.1.1.2/3010.1.2.2/3020.0.0.0/30[RTA]iproute-static20.0.0.03010.1.1.2[RTA]iproute-static20.0.0.03010.1.2.2preference70RTA上配置浮动路由浮动路由主链路正常时RTA上路由表前往20.1.1.0/24RTBRTARTC10.1.1.1/3010.1.2.1/3010.1.1.2/3010.1.2.2/30目的网络下一跳优先级20.0.0.010.1.1.260前往20.1.1.0/24RTBRTARTC10.1.1.1/3010.1.2.1/3010.1.1.2/3010.1.2.2/3020.0.0.0/3020.0.0.0/30主链路故障时RTA上路由表目的网络下一跳优先级20.0.0.010.1.2.270RTA-RTB之间的链路正常时，20.0.0.0/30的两条路由条目都是有效的条目，此时比较优先级，下一跳为10.1.1.2的优先级60，下一跳为10.1.2.2的优先级70，因此下一跳为10.1.1.2的加入路由表。RTA-RTB之间的链路故障时，10.1.1.2不可达，因此下一跳为10.1.1.2的路由失效，此时前往20.0.0.0/30的路由就只存在一条，该条路由将会被选入路由表。前往20.0.0.1的流量将会被转发到10.1.2.2。无类别域间路由CIDR（classlessinter-domainrouting，无类别域间路由）采用IP地址加掩码长度来标识网络和子网，而不是按照传统A、B、C等类型对网络地址进行划分。CIDR容许任意长度的掩码长度，将IP地址看成连续的地址空间，可以使用任意长度的前缀分配，多个连续的前缀可以聚合成一个网络，该特性可以有效减少路由表条目数量。00001100192.168.0000000000001010192.168.0000000000001001192.168.0000000000001110192.168.00000000192.168.12.0/22192.168.10.0/23192.168.9.0/21192.168.14.0/23192.168.8.0/21路由汇总子网划分、VLSM解决了地址空间浪费的问题，但同时也带了新的问题：路由表中的路由条目数量增加。为减少路由条目数量可以使用路由汇总。RTB的路由表RTA192.168.1.0/24192.168.2.0/24192.168.3.0/24192.168.4.0/24192.168.5.0/24192.168.6.0/24对于RTB而言，如果要到达RTA的直连网段，自然是要有路由的，若手工为每个网段配置一条静态路由，这就意味着要配置大量静态路由，工作量太大，RTB的路由表也将变得非常臃肿。192.168.2.0/24192.168.1.0/24192.168.3.0/24192.168.4.0/24192.168.5.0/24192.168.6.0/24RTB路由汇总路由汇总将一组具有相同前缀的路由汇聚成一条路由，从而达到减小路由表规模以及优化设备资源利用率的目的。路由汇总采用了CIDR的思想：将相同前缀的地址聚合成一个。我们把汇聚之前的这组路由称为精细路由或明细路由，把汇聚之后的这条路由称为汇总路由或聚合路由。RTA10.1.1.0/2410.1.2.0/24………10.1.10.0/2412.1.1.1RTB12.1.1.2[RTA]iproute-static10.1.0.01612.1.1.2RTA上配置前往RTB的直连网段10.1.1.0/24、10.1.2.0/24…10.1.10.0/24的静态路由，这些路由拥有相同的下一跳，可以对这些路由进行路由汇总。路由汇总基于一系列连续的、有规律的IP网段，如果需计算相应的汇总路由，且确保得出的汇总路由刚好“囊括”上述IP网段，则需保证汇总路由的掩码长度尽可能长。方法：将明细路由的目的网络地址都换算成二进制，然后排列起来，找出所有目的网络地址中“相同的比特位”。网络部分192.168.1.0/2411000000101010000000000100000000192.168.2.0/2411000000101010000000001000000000192.168.3.0/2411000000101010000000001100000000192168X0主机部分192.168.0.0/221100000010101000000000000000000