Day 04 我們一路追到這裡：

PC A
  ↓
Default Gateway
  ↓
Router 收到 Packet

Router 拆掉這一段的 Ethernet Header 之後，看到裡面的：

Destination IP

接下來才是真正的問題：

Router 知道最終目的地的 IP，但它怎麼知道「下一站」要往哪裡？

答案就是：

Routing Table

今天不急著背一堆 Route 名稱。

我們繼續追同一包資料，看 Router 到底怎麼做決定。

先把網路再往後拉長一點

Day 04 為了先理解 Default Gateway，只需要看到「PC → Router → 另一個 Network」。

今天要看 Router 怎麼選下一站，所以我們把網路再延伸一段：

PC A
192.168.1.10/24
        │
        ▼
     Router A
G0/0：192.168.1.1/24
G0/1：192.168.2.1/24
        │
        │ 192.168.2.0/24
        │
        ▼
     Router B
G0/0：192.168.2.2/24
G0/1：10.0.0.1/24
        │
        ▼
     Server
10.0.0.20/24

這張圖先省略中間可能存在的 Switch。

原因跟 Day 04 一樣：

Switch 有可能存在，也可能沒有；今天要追的是 Router 的 Layer 3 決策。

現在 PC A 要把資料送給：

10.0.0.20

PC A 已經知道這不是自己的網段，所以先把 Frame 交給 Default Gateway：

192.168.1.1

也就是 Router A。

接下來換 Router A 接手。

第一步：Router A 看到真正的 Destination IP

Router A 收到 Frame 後，會先處理這一段的 Layer 2 封裝。

再往裡面看 IP Packet：

Source IP      = 192.168.1.10
Destination IP = 10.0.0.20

現在 Router A 要回答：

10.0.0.20 要從哪裡送出去？

它不會憑感覺猜。

它會查自己的：

Routing Table

Routing Table 不是「每一台電腦的地址簿」

看到：

Destination IP = 10.0.0.20

不代表 Routing Table 一定要有：

10.0.0.20 → 下一站

Router 通常會用「網段」來記路。

例如：

10.0.0.0/24
→ 下一跳 192.168.2.2

意思是：

只要目的 IP 屬於 10.0.0.0/24，就先往 192.168.2.2 送。

所以：

10.0.0.20
10.0.0.50
10.0.0.200

都可以匹配同一條 Route。

這也是為什麼前面一直在練：

IP
Subnet Mask
Network

因為 Router 真正拿來做路由比對的核心，不只是單一主機 IP，而是目的網段。

第二步：有些 Route 不用設定，Router 自己就知道

先看 Router A 自己的介面：

G0/0：192.168.1.1/24
G0/1：192.168.2.1/24

只要介面有正確設定，而且處於可用狀態，Router 就知道這些 Network 是直接連在自己身上的：

192.168.1.0/24
192.168.2.0/24

這就是：

Connected Route

可以先記成：

這個 Network 直接接在我的介面上，所以我本來就知道怎麼到。

到了 Packet Tracer 或 Cisco IOS 裡，之後執行：

show ip route

可能會看到類似：

C 192.168.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0
L 192.168.1.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0

C 192.168.2.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/1
L 192.168.2.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/1

這裡先認兩個字母就好：

C = Connected
    直接連在 Router 上的 Network

L = Local
    Router 自己這個介面的 IP

例如：

C 192.168.1.0/24

代表整個：

192.168.1.0/24

直接連在這個 Router 上。

而：

L 192.168.1.1/32

指的是 Router 自己 G0/0 的 IP。

今天知道看到 C、L 不用慌就夠了。

第三步：可是 10.0.0.0/24 不在 Router A 身上

現在回到我們真正的目的地：

10.0.0.20

Router A 直接連著的是：

192.168.1.0/24
192.168.2.0/24

但 Server 所在的是：

10.0.0.0/24

這個 Network 在 Router B 後面：

Router A
   │
   │ 192.168.2.0/24
   ▼
Router B
   │
   ▼
10.0.0.0/24

所以 Router A 不會因為「看得到 Router B」就自動知道 Router B 後面還有哪些 Network。

它需要另外知道：

要去 10.0.0.0/24，先往 Router B 走。

第四步：Static Route 就是人工告訴 Router 這條路

工程師可以在 Router A 加一條：

10.0.0.0/24
→ 下一跳 192.168.2.2

這就是：

Static Route

注意，Static Route 不是：

192.168.2.2

這一個 IP。

它是一整條路由規則：

目的網段             下一跳
10.0.0.0/24    →     192.168.2.2

前面在回答：

哪些 Destination IP 要套用這條路？

後面在回答：

符合之後，下一站先交給誰？

Cisco IOS 上可以寫成：

ip route 10.0.0.0 255.255.255.0 192.168.2.2

今天不急著背指令。

先把它翻成白話：

如果目的地屬於 10.0.0.0/24，就先把 Packet 往 192.168.2.2 送。

這裡的：

192.168.2.2

就是：

Next-hop IP

也就是 Router B。

第五步：知道 Next Hop 之後，Router 還要知道怎麼碰到它

現在 Router A 已經選到：

10.0.0.0/24
→ 192.168.2.2

但它還要確認：

192.168.2.2 要從哪個介面出去？

Router A 本來就有：

192.168.2.0/24
→ G0/1

這條 Connected Route。

而：

192.168.2.2

就在：

192.168.2.0/24

裡面。

所以 Router A 知道：

要找 192.168.2.2
→ 從 G0/1 出去

到這裡，Layer 3 的「下一站」已經決定好了。

第六步：如果這段是 Ethernet，還是會再遇到 ARP

這裡就接回 Day 03、Day 04。

Router A 知道：

Next-hop IP
=
192.168.2.2

但 Ethernet Frame 還需要：

Destination MAC

所以如果 ARP Cache 裡還沒有 Router B 的 MAC，Router A 會在 192.168.2.0/24 這一段做 ARP：

Who has 192.168.2.2？

Router B 回覆自己的 MAC。

接著 Router A 才能重新建立新的 Ethernet Frame。

這一次會變成：

Source MAC
=
Router A G0/1 的 MAC

Destination MAC
=
Router B G0/0 的 MAC

但裡面的 IP Packet，先不考慮 NAT 等會改寫位址的情況，仍然是：

Source IP      = 192.168.1.10
Destination IP = 10.0.0.20

所以 Day 04 的觀念又回來了：

Destination IP
→ 最終目的地

Destination MAC
→ 目前這一跳要交給誰

第七步：Router B 收到後，再做一次同樣的判斷

現在 Packet 來到 Router B。

Router B 的介面是：

G0/0：192.168.2.2/24
G0/1：10.0.0.1/24

所以它本來就會知道：

10.0.0.0/24
→ directly connected

Router B 一看 Destination IP：

10.0.0.20

就會發現：

這個目的地就在我直接連著的 10.0.0.0/24。

因此它不需要再找另一台 Router。

如果這段是 Ethernet，而且還不知道 Server 的 MAC，就再 ARP：

Who has 10.0.0.20？

拿到 Server 的 MAC 後，再建立下一個 Ethernet Frame，把資料送出去。

所以整條路其實一直在重複同一個節奏：

看 Destination IP
        ↓
查 Routing Table
        ↓
決定出口 / Next Hop
        ↓
如果需要，ARP 找這一跳的 MAC
        ↓
建立新的 Layer 2 Frame
        ↓
送出去

Default Gateway 跟 Default Route 不是同一個東西

這裡很容易混在一起。

Day 04 才剛學：

Default Gateway

Day 05 又會看到：

Default Route

名字很像，但它們不是同一件事。

Default Gateway

站在 PC A 的角度：

Default Gateway
=
目的地不在本地網段時
先交給哪台 Router

例如：

PC A
Default Gateway = 192.168.1.1

Default Route

站在 Router 的 Routing Table 角度：

Default Route
=
沒有更精準的 Route 可以匹配時
最後使用的兜底路線

IPv4 會看到：

0.0.0.0/0

所以可以先這樣分：

Default Gateway
→ 主機：不同網段先交給誰？

Default Route
→ Router：沒有更精準路線時往哪走？

兩個都可能指向「下一台 Router」，但概念和所在位置不同。

Default Route：不知道去哪，就走這條

假設 Routing Table 裡有：

192.168.1.0/24 → directly connected
192.168.2.0/24 → directly connected
10.0.0.0/24    → 192.168.2.2
0.0.0.0/0      → ISP Router

如果 Destination IP 是：

8.8.8.8

前面幾條都不符合。

最後還有：

0.0.0.0/0

可以匹配。

這條就是 Default Route。

它的概念可以先記成：

其他不知道怎麼走的目的地，就走這條。

如果很多條 Route 都符合呢？

假設 Routing Table 裡已經有：

10.0.0.0/8    → Router X
10.0.0.0/24   → Router Y
0.0.0.0/0     → Router Z

目的地是：

10.0.0.20

它其實可以匹配：

10.0.0.0/8
10.0.0.0/24
0.0.0.0/0

Router 會選 Prefix 最長、範圍最精準的：

10.0.0.0/24

這叫：

Longest Prefix Match

可以先記：

多條已存在的 Route 都能匹配目的 IP 時，先走最精準的那一條。

例如：

/24

會比：

/8

精準。

而：

/0

就是最不精準、最後兜底的 Default Route。

那 AD、Metric 又是什麼？

先不要把它們跟 Longest Prefix Match 混在一起。

今天先抓一個大方向：

Longest Prefix Match
→ 封包真的要轉送時
  多條已在 Routing Table 裡的 Route 都符合
  要選哪個 Prefix

而之後會學到的：

Administrative Distance
Metric

比較偏向：

同一個目的網段如果從不同來源學到多條路，Router 要怎麼決定哪些路比較可信、比較好。

這部分留到後面學 Dynamic Routing 時再拆。

今天只要先不要把：

Longest Prefix Match
AD
Metric

當成同一件事情就好。

Dynamic Route 先知道它存在

目前我們讓 Router A 知道：

10.0.0.0/24
→ 192.168.2.2

的方法，是工程師手動設定 Static Route。

但如果公司有：

10 台 Router
50 台 Router
100 台 Router

每一條路都人工維護就會變得很麻煩。

所以 Router 也可以透過 Routing Protocol 彼此學習路由。

CCNA 後面會碰到：

OSPF

這種就是 Dynamic Routing。

今天先知道：

Connected Route
→ Router 從自己的介面自然知道

Static Route
→ 工程師人工設定

Dynamic Route
→ Router 透過 Routing Protocol 學到

就夠了。

把 Day 04 和 Day 05 串起來

現在整條資料流可以接起來了。

PC A

Destination IP = 10.0.0.20
        ↓
發現不同網段
        ↓
找 Default Gateway
        ↓
ARP 找 Router A 的 MAC
        ↓
Frame 送給 Router A

Router A

收到 Frame
        ↓
看到 Destination IP = 10.0.0.20
        ↓
查 Routing Table
        ↓
匹配 10.0.0.0/24
        ↓
Static Route 指向 192.168.2.2
        ↓
Next Hop = Router B
        ↓
如果需要，ARP 找 Router B 的 MAC
        ↓
重新建立 Ethernet Frame
        ↓
送給 Router B

Router B

收到 Packet
        ↓
Destination IP = 10.0.0.20
        ↓
查 Routing Table
        ↓
10.0.0.0/24 是 Connected
        ↓
如果需要，ARP 找 Server 的 MAC
        ↓
重新建立 Ethernet Frame
        ↓
送到 Server

看到這裡，Routing Table 就不再是一張憑空出現的表。

它其實只是 Router 每次收到 Packet 後，用來回答：

這個 Destination IP，下一步要往哪裡？

Day 05 先記住這幾句

Routing Table
→ Router 用來決定目的網段往哪裡走

Connected Route
→ 直接連在 Router 介面上的 Network

Local Route
→ Router 自己介面的 IP

Static Route
→ 工程師人工設定的路由規則

Next-hop IP
→ 下一台要交給的 Router IP

Default Route
→ 沒有更精準 Route 時的兜底路線

Longest Prefix Match
→ 多條 Route 都符合時，選最精準的 Prefix

再把 Day 04 的觀念一起帶著：

IP
→ 最終要去哪裡

MAC
→ 這一跳要交給誰

Routing Table
→ 下一跳應該往哪裡