2. Nexus Underlay路由基础

在Nexus交换机的Underlay网络中，路由转发并不是“查一张表”这么简单。设备内部同时存在RIB（Routing Information Base，路由信息库）和FIB（Forwarding Information Base，转发信息库）两套结构，分别服务于控制平面和数据平面。理解它们的分工与同步关系，是排查“路由学得到但流量不通”这类问题的前提。

控制平面与数据平面：谁负责什么

控制平面负责“算出最优路径”。运行OSPF、BGP、EIGRP或静态路由配置后，路由协议进程把候选路径交给路由表管理器（URIB），由它比较管理距离（AD）、度量值（metric），选出最优路由写入RIB。RIB是控制平面的“决策结果”，它知道每条前缀来自哪个协议、下一跳是谁、出接口是哪个。

数据平面负责“按结果转发”。硬件ASIC需要一张可以直接索引的转发表，这就是FIB。FIB由RIB下刷生成，包含前缀、下一跳、出接口、邻接信息（重写后的目的MAC、源MAC、VLAN等）。当报文进入线卡，ASIC查FIB完成转发，整个过程不经过CPU，也不查询RIB。

因此，RIB是“路由怎么来的”，FIB是“报文怎么走的”。两者必须一致，但并非永远一致——当路由撤销、下一跳不可达或硬件表项更新延迟时，就可能出现短暂不一致，这正是排障的关键观察点。

直连路由在Nexus上的生成与观察

直连路由是Underlay最基础的路由来源。当在接口上配置IP地址并使其up后，Nexus会自动把该网段写入RIB，AD为0，出接口就是该物理口或SVI。例如：

interface Ethernet1/1
  no switchport
  ip address 10.0.1.1/24
  no shutdown

此时执行 show ip route，可以看到类似 10.0.1.0/24, ubest/mbest: 1/0, attached, direct, Ethernet1/1 的表项。其中 direct 表示直连，attached 表示该网段本身在接口上。直连路由同时会生成一条指向自身的邻接表项，用于解析同网段主机的ARP。

需要注意：如果接口是二层口（switchport），则不会生成直连路由；必须先用 no switchport 切换为三层口，或使用SVI。此外，接口down或IP被移除时，直连路由会立即从RIB和FIB中撤销，不需要等待任何定时器。

静态路由的配置与生效条件

静态路由适合用于Underlay中少量固定路径、默认路由或管理网段。Nexus支持两种写法：指定下一跳IP，或指定出接口。推荐使用下一跳IP方式，因为出接口方式在广播网络中可能引发ARP解析问题。

ip route 10.0.2.0/24 10.0.1.2
ip route 0.0.0.0/0 10.0.1.254

静态路由写入RIB后，Nexus会检查下一跳是否可达。如果下一跳在直连网段内且接口up，路由会被标记为有效并下刷FIB；如果下一跳不可达，路由不会进入FIB，show ip route中可能显示为inactive或直接不显示。这是静态路由“配了但不通”的最常见原因。

验证时可以使用：

show ip route static
show ip route 10.0.2.0/24
show forwarding route 10.0.2.0/24

其中 show forwarding route 查看的是FIB内容，如果RIB有但FIB没有，说明下刷环节出了问题，需要检查下一跳邻接是否解析成功。

RIB与FIB不一致的典型场景

在Underlay运维中，以下几种情况会导致RIB与FIB短暂或持续不一致：

• 下一跳ARP未解析：静态路由或协议路由的下一跳在直连网段，但ARP表项为空，FIB无法生成完整邻接，报文被丢弃。
• 接口状态抖动：接口down后RIB立即撤销路由，但硬件表项更新有毫秒级延迟，可能出现极短时间的“黑洞”。
• 路由撤销与硬件更新不同步：大量路由撤销时，CPU下刷FIB需要时间，期间新流量可能仍按旧表项转发。
• 硬件表项耗尽：FIB容量有限，当路由条目超过硬件规格时，部分路由无法下刷，表现为“路由在RIB中但转发不通”。

排查时建议按“先看RIB，再看FIB，最后看邻接”的顺序：show ip route确认控制平面是否有路由；show forwarding route确认数据平面是否已下刷；show ip arp确认下一跳MAC是否解析。三者一致，转发才真正可用。

Underlay路由设计中的直连与静态配合

在典型的Spine-Leaf Underlay中，Leaf与Spine之间通常使用直连三层链路，通过OSPF或BGP动态学习对端Loopback和远端网段。直连路由负责本地链路可达性，动态路由负责远端前缀。静态路由则常用于：默认路由指向边界防火墙、管理网段指向带外管理口、或临时调试路径。

一个常见的教学示例：Leaf1的Ethernet1/1连接Spine1，IP为10.0.1.1/30；Spine1侧为10.0.1.2/30。Leaf1上配置静态路由 ip route 10.0.2.0/24 10.0.1.2，其中10.0.2.0/24是Spine1背后的网段。此时Leaf1的RIB中会出现该静态路由，下一跳10.0.1.2通过直连路由10.0.1.0/30可达，FIB生成对应邻接，流量可以正常转发。如果Spine1侧接口down，Leaf1的直连路由撤销，静态路由下一跳不可达，该静态路由也会从RIB中移除，FIB同步删除，避免黑洞。

理解这一联动关系，就能明白为什么Underlay中“直连是基础，静态是补充，动态是规模化的关键”。RIB与FIB的同步机制，则是所有路由协议能够真正驱动转发的底层保障。