數(shù)通基礎(chǔ)V2.0

1、數(shù) 通 基 礎(chǔ)網(wǎng)管中心網(wǎng)管中心 數(shù)據(jù)優(yōu)化科數(shù)據(jù)優(yōu)化科 OSI協(xié)議模型概述 IP與子網(wǎng) VLAN技術(shù) 路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 傳輸層協(xié)議OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 OSI協(xié)議模型應(yīng)用層： 為需要接入網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序提供接口。表示層：人類數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換。壓縮/解壓縮 加密/解密會(huì)話層：主要負(fù)責(zé)程序間連接的建立、維護(hù)和中止。傳輸層：1.分份 2.端口號(hào) 3.成段 4.流量控制 5.錯(cuò)誤檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)層：1.IP地址 2.成包 3.路由數(shù)據(jù)鏈路層：1.介質(zhì)訪問控制 2.MAC地址 3.成幀 4.流量控制 5.錯(cuò)誤檢測(cè)物理層：1.定義電氣機(jī)械標(biāo)準(zhǔn) 2.數(shù)據(jù)與信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述

2、 LAN定義 LAN定義：通常指幾公里以內(nèi)的，可以通過某種介質(zhì)互聯(lián)的計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、modem或其他設(shè)備的集合。 特點(diǎn)：距離短、延遲小、數(shù)據(jù)速率高、傳輸可靠。 標(biāo)準(zhǔn)（standard）：描述了協(xié)議的規(guī)定，設(shè)定了最簡(jiǎn)的性能集。IEEE802.X標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)今居于主導(dǎo)地位的LAN標(biāo)準(zhǔn)。 目前我國(guó)常見的局域網(wǎng)類型包括：以太網(wǎng)（Ethernet）、異步傳輸模式（ATM）等，其中應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬以太網(wǎng)一種總線結(jié)構(gòu)的LAN，是目前發(fā)展最迅速、也最經(jīng)濟(jì)的局域網(wǎng)。OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 以太網(wǎng)的工作原理網(wǎng)絡(luò)中所有主機(jī)的收發(fā)都依賴于同一套物理介質(zhì)同一時(shí)刻只能有一臺(tái)主機(jī)在發(fā)送，但可以有多臺(tái)主機(jī)同時(shí)接收廣播。O

3、SI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 LAN常用設(shè)備網(wǎng)卡HUB交換機(jī)交換機(jī)路由器路由器ATM 交換機(jī)交換機(jī)線纜同軸電纜 雙絞線光纖OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 物理層簡(jiǎn)介 物理層位于OSI參考模型的最底層，它直接面向?qū)嶋H承擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢砻襟w（即通信通道），物理層的傳輸單位為比特（bit），即一個(gè)二進(jìn)制位（“0”或“1”）。實(shí)際的比特傳輸必須依賴于傳輸設(shè)備和物理媒體，但是，物理層不是指具體的物理設(shè)備，也不是指信號(hào)傳輸?shù)奈锢砻襟w，而是指在物理媒體之上為上一層（數(shù)據(jù)鏈路層）提供一個(gè)傳輸原始比特流的物理連接。 局域網(wǎng)與物理層 線纜標(biāo)準(zhǔn)：10Base-T、100Base-T、100Base-TX/FX、10

4、00Base-T、1000Base-SX/LX； 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：中繼器、集線器等。 廣域網(wǎng)與物理層 DTE設(shè)備：路由器、終端主機(jī)等； DCE設(shè)備：廣域網(wǎng)交換機(jī)、Modem、CSU/DSU等； 常見接口：RS-232、V.24、V.35等。 物理層簡(jiǎn)介OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 物理層設(shè)備：集線器PC1PC2PC3PC4PC5PC6BUSOSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 物理層設(shè)備：集線器 所有端口屬于同一個(gè)沖突域 接入設(shè)備越多沖突機(jī)率越大 用CSMA/CD技術(shù)OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 數(shù)據(jù)鏈路層簡(jiǎn)介 數(shù)據(jù)鏈路層是OSI參考模型中的第二層，介乎于物理層和網(wǎng)絡(luò)層之間。數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服

5、務(wù)的基礎(chǔ)上向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)，其最基本的服務(wù)是將源機(jī)網(wǎng)絡(luò)層來的數(shù)據(jù)可靠地傳輸?shù)较噜徆?jié)點(diǎn)的目標(biāo)機(jī)網(wǎng)絡(luò)層。為達(dá)到這一目的，數(shù)據(jù)鏈路必須具備一系列相應(yīng)的功能，主要有：如何將數(shù)據(jù)組合成數(shù)據(jù)塊，在數(shù)據(jù)鏈路層中稱這種數(shù)據(jù)塊為幀（frame），幀是數(shù)據(jù)鏈路層的傳送單位；如何控制幀在物理信道上的傳輸，包括如何處理傳輸差錯(cuò)，如何調(diào)節(jié)發(fā)送速率以使與接收方相匹配；以及在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間提供數(shù)據(jù)鏈路通路的建立、維持和釋放的管理。 數(shù)據(jù)鏈路層分為2個(gè)子層：LLC子層和MAC子層。 數(shù)據(jù)鏈路層的功能： 物理地址定義 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 鏈路參數(shù) 差錯(cuò)驗(yàn)證 物理介質(zhì)訪問 流控制（可選） 數(shù)據(jù)鏈路層簡(jiǎn)介 WAN數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)： HD

6、LC PPP ISDN X.25 Frame Relay WAN數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備： Modem、ISDN終端適配器 CSU/DSU、廣域網(wǎng)交換機(jī)OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備：交換機(jī)PC1PC2PC3PC4交換機(jī)MAC地址地址所在端口所在端口MAC13MAC211MAC319MAC48基于源地址學(xué)基于源地址學(xué)習(xí)習(xí)OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備：交換機(jī) 每個(gè)端口是一個(gè)沖突域 廣播信息向所有端口（除接收端口）轉(zhuǎn)發(fā)OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 二層交換機(jī)的操作1、查MAC轉(zhuǎn)發(fā)表處理轉(zhuǎn)發(fā)2、對(duì)于表中不包含的地址，通過廣播的方式轉(zhuǎn)發(fā)3、使用地址自動(dòng)學(xué)習(xí)和老化機(jī)制進(jìn)行地址表

7、維護(hù)4、一般不對(duì)幀格式進(jìn)行修改OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 二層交換機(jī)原理 接收網(wǎng)段上的所有數(shù)據(jù)幀； 利用接收數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址來建立MAC地址表（源地址自學(xué)習(xí)），使用地址老化機(jī)制進(jìn)行地址表維護(hù)。 在MAC地址表中查找數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址，如果找到就將該數(shù)據(jù)幀發(fā)送到相應(yīng)的端口；如果找不到，就向所有的端口發(fā)送； 向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀和多播幀。OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 網(wǎng)絡(luò)層簡(jiǎn)介 網(wǎng)絡(luò)層是OSI參考模型中的第三層，介于運(yùn)輸層和數(shù)據(jù)鏈路層之間，它在數(shù)據(jù)鏈路層提供的兩個(gè)相鄰端點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)幀的傳送功能上，進(jìn)一步管理網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信，將數(shù)據(jù)設(shè)法從源端經(jīng)過若干個(gè)中間節(jié)點(diǎn)傳送到目的端，從而向運(yùn)

8、輸層提供最基本的端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。主要內(nèi)容有：虛電路分組交換和數(shù)據(jù)報(bào)分組交換、路由選擇算法、阻塞控制方法等等OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備：路由器 工作在網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。路由器通過轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連。雖然路由器可以支持多種協(xié)議（如TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk等協(xié)議），但是在我國(guó)絕大多數(shù)路由器運(yùn)行TCP/IP協(xié)議。路由器通常連接兩個(gè)或多個(gè)由IP子網(wǎng)或點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議標(biāo)識(shí)的邏輯端口，至少擁有1個(gè)物理端口。路由器根據(jù)收到數(shù)據(jù)包中的網(wǎng)絡(luò)層地址以及路由器內(nèi)部維護(hù)的路由表決定輸出端口以及下一跳地址，并且重寫鏈路層數(shù)據(jù)包頭實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)

9、路由協(xié)議 BGP：邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP：內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 IGP分為以下三種： RIP：距離-向量 OSPF：鏈路-狀態(tài) EIGRP：混合算法OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備：路由器 隔離廣播域 邏輯尋址 提供WAN連接OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 傳輸層簡(jiǎn)介 傳輸層，是兩臺(tái)計(jì)算機(jī)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，第一個(gè)端到端的層次，具有緩沖作用。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量不能滿足要求時(shí)，它將服務(wù)加以提高，以滿足高層的要求；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量較好時(shí)，它只用很少的工作。傳輸層還可進(jìn)行復(fù)用，即在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接上創(chuàng)建多個(gè)邏輯連接。 傳輸層功能： 分段上層數(shù)據(jù)； 建立端到端連接； 將數(shù)據(jù)從一端主機(jī)傳送到另一端主機(jī)； 保

10、證數(shù)據(jù)按序、可靠、正確傳輸。 差錯(cuò)控制和流量控制，糾錯(cuò)的功能 傳輸層協(xié)議： 主要有TCP/IP協(xié)議棧的TCP協(xié)議和UDP協(xié)議，IPX/SPX協(xié)議棧的SPX協(xié)議等。 傳輸層簡(jiǎn)介OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 流量控制OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述流量控制的三種方式： 緩存技術(shù)：突發(fā)緩存，空閑發(fā)送。 源抑制報(bào)文：利用ICMP協(xié)議向源端發(fā)送source quench報(bào)文。 窗口機(jī)制：報(bào)文中包含窗口字段，用于控制源端一次發(fā)送數(shù)據(jù)的多少。 流量控制OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 面向連接和無連接服務(wù) 面向連接的服務(wù)：適合延遲敏感性應(yīng)用 建立連接 數(shù)據(jù)傳輸 斷開連接 無連接的服務(wù)：適合延遲不敏感的應(yīng)用 無

11、需建立連接 資源動(dòng)態(tài)分配OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 會(huì)話層簡(jiǎn)介 會(huì)話層提供的服務(wù)可使應(yīng)用建立和維持會(huì)話，并能使會(huì)話獲得同步。會(huì)話層使用校驗(yàn)點(diǎn)可使通信會(huì)話在通信失效時(shí)從校驗(yàn)點(diǎn)繼續(xù)恢復(fù)通信。這種能力對(duì)于傳送大的文件極為重要。OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 表示層簡(jiǎn)介 表示層位于OSI分層結(jié)構(gòu)的第六層，它的主要作用之一是為異種機(jī)通信提供一種公共語言，以便能進(jìn)行互操作。這種類型的服務(wù)之所以需要，是因?yàn)椴煌挠?jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)使用的數(shù)據(jù)表示法不同。OSI協(xié)議模型概述協(xié)議模型概述 應(yīng)用層簡(jiǎn)介 應(yīng)用層也稱為應(yīng)用實(shí)體（AE），它由若干個(gè)特定應(yīng)用服務(wù)元素（SASE）和一個(gè)或多個(gè)公用應(yīng)用服務(wù)元素（CASE）組成。

12、每個(gè)SASE提供特定的應(yīng)用服務(wù)，例如文件運(yùn)輸訪問和管理（FTAM）、電子文電處理（MHS）、虛擬終端協(xié)議（VAP）等。CASE提供一組公用的應(yīng)用服務(wù)，例如聯(lián)系控制服務(wù)元素（ACSE）、可靠運(yùn)輸服務(wù)元素（RTSE）和遠(yuǎn)程操作服務(wù)元素（ROSE）等。 OSI協(xié)議模型概述 IP與子網(wǎng) VLAN技術(shù) 路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 傳輸層協(xié)議IP與子網(wǎng)與子網(wǎng) IP地址 IP地址被用來給Internet上的電腦一個(gè)編號(hào)。大家日常見到的情況是每臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的PC上都需要有IP地址，才能正常通信。我們可以把“個(gè)人電腦”比作“一臺(tái)電話”，那么“IP地址”就相當(dāng)于“電話號(hào)碼”。 子網(wǎng)掩碼 32位二進(jìn)制數(shù)組成，每8個(gè)為一組，組間用“

13、.”間隔，必須由連續(xù)的1和連續(xù)的0組成，用于劃分所對(duì)應(yīng)IP的位和主機(jī)位。其中1對(duì)應(yīng)IP的網(wǎng)絡(luò)位，0對(duì)應(yīng)IP的主機(jī)位。IP與子網(wǎng)與子網(wǎng) 網(wǎng)關(guān)（GateWay） 網(wǎng)關(guān)(Gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關(guān)在傳輸層上以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連。 如果IP地址看做是電話號(hào)碼的話，網(wǎng)關(guān)就是他們的總機(jī)，而IP地址就是分機(jī)。IP與子網(wǎng)與子網(wǎng)IP與子網(wǎng)與子網(wǎng) IP地址分類01 01 1 01 1 1 01 1 1 10Network(7bit)Network(14bit)Network(21bit)組播地址保留Host(24bit)Host(16bit)Host(8bit)A類地址B類地址C類地址D類地址E類

14、地址IP與子網(wǎng)與子網(wǎng) IP地址分類用點(diǎn)分十進(jìn)制形式表示地址范圍：A類：1.0.0.0126.255.255.255B類：128.0.0.0 191.255.255.255C類：192.0.0.0 223.255.255.255D類：224.0.0.0 239.255.255.255E類：240.0.0.0 255.255.255.254IP與子網(wǎng)與子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)部分 主機(jī)部分地址類型用 途127any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”網(wǎng)絡(luò)地址代表一個(gè)網(wǎng)段廣播地址特定網(wǎng)段的所有節(jié)點(diǎn)環(huán)回地址環(huán)回測(cè)試廣播地址本網(wǎng)段所有節(jié)點(diǎn)所有網(wǎng)絡(luò)默認(rèn)路由 IP地址分類IP與子網(wǎng)與子網(wǎng) 私有IP地址 私有IP地址

15、是由InterNIC預(yù)留的由各個(gè)企業(yè)內(nèi)部自由支配的IP地址。但私有IP地址不能直接訪問Inernet，必須要經(jīng)過地址轉(zhuǎn)換（NAT）。 預(yù)留的私有IP地址有： A類：10.0.0.0 10.255.255.255 B類：172.16.0.0 172.31.255.255 C類：192.168.0.0 192.168.255.255 引入子網(wǎng)掩碼的原因：IP地址資源短缺 子網(wǎng)掩碼使用與IP地址一樣的格式。子網(wǎng)掩碼的網(wǎng)絡(luò)部分和子網(wǎng)部分全都是1，主機(jī)部分全都是0。IP與子網(wǎng)與子網(wǎng) 缺省的子網(wǎng)掩碼IP與子網(wǎng)與子網(wǎng) 如果沒有進(jìn)行子網(wǎng)劃分，將采用如下的自然掩碼： A類：255.0.0.0 B類：255.25

16、5.0.0 C類：255.255.255.0IP與子網(wǎng)與子網(wǎng) 子網(wǎng)規(guī)劃 子網(wǎng)規(guī)劃的核心工作掩碼界定 確定掩碼中1 的位數(shù)或者0 的位數(shù) 如果要求子網(wǎng)能容納n 臺(tái)主機(jī)，掩碼中0 的位數(shù)（代表主機(jī)的位數(shù)）為M ，則： M=Log2(n+2)代表上取整運(yùn)算 n+2 代表加上一頭一尾的網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址 例n=13 則M=4 DNS DNS 是域名系統(tǒng) (Domain Name System) 的縮寫，是因特網(wǎng)的一項(xiàng)核心服務(wù)，它作為可以將域名和IP地址相互映射的一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫，能夠使人更方便的訪問互聯(lián)網(wǎng)，而不用去記住能夠被機(jī)器直接讀取的IP數(shù)串。 訪問任何網(wǎng)頁輸入網(wǎng)址后都必須通過DNS服務(wù)器進(jìn)行地址

17、解析后才可到達(dá)目的網(wǎng)站且DNS只作為解析網(wǎng)站域名所用IP與子網(wǎng)與子網(wǎng) OSI協(xié)議模型概述 IP與子網(wǎng) VLAN技術(shù) 路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 傳輸層協(xié)議VLAN技術(shù)技術(shù) VLAN的定義 VLAN（Virtual Local Area Network）又稱虛擬局域網(wǎng)，是指在交換局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上，采用網(wǎng)絡(luò)管理軟件構(gòu)建的可跨越不同網(wǎng)段、不同網(wǎng)絡(luò)的端到端的邏輯網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)VLAN組成一個(gè)邏輯子網(wǎng)，即一個(gè)邏輯廣播域，它可以覆蓋多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，允許處于不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)用戶加入到一個(gè)邏輯子網(wǎng)中。VLAN是一種比較新的技術(shù)，工作在OSI參考模型的第2層和第3層，VLAN之間的通信是通過第3層的路由器來完成的。VLAN技術(shù)

18、技術(shù) VLAN設(shè)計(jì)的目的1、隔離廣播域，使數(shù)據(jù)傳輸更通暢。 沒有vlan以前，從每個(gè)端口進(jìn)來的數(shù)據(jù)會(huì)都會(huì)向設(shè)備所有的端口廣播，會(huì)造成堵塞。 添加了vlan以后，設(shè)備可以依據(jù)vlan標(biāo)簽作管理。數(shù)據(jù)只會(huì)向包含相同 vlan標(biāo)簽的端口轉(zhuǎn)發(fā)。2、提高網(wǎng)絡(luò)的安全性，如限制網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)相互訪問權(quán)限3、有效的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，流量管理4、實(shí)現(xiàn)不同地域部門內(nèi)的局域網(wǎng)通信 端口模式交換機(jī)的端口，可以分為以下三種： 訪問鏈接（Access Link） 匯聚鏈接（Trunk Link） 混合鏈接（Hybrid Link）VLAN技術(shù)技術(shù) 端口模式 端口模式主要是指在輸入輸出端口對(duì)VLAN數(shù)據(jù)包的處理。即在輸入端口是Ad

19、mit All Frames還是Admit Only VLAN Tagged Frames，是Only frames that share a VID assigned to this bridge port are admitted還是All frames are forwarded；在輸出端口輸出數(shù)據(jù)包類型是tagged frames 還是untagged frames。不同的端口模式對(duì)數(shù)據(jù)包的處理不同VLAN技術(shù)技術(shù) 端口vlan的untag模式 這種模式下既有加/解標(biāo)簽的動(dòng)作又有數(shù)據(jù)的處理，某個(gè)端口只能以u(píng)ntag方式屬于一個(gè)vlan。從這個(gè)端口進(jìn)來的數(shù)據(jù)必須是沒有vlan標(biāo)簽的數(shù)據(jù)（

20、其它含有vlan標(biāo)簽的數(shù)據(jù)都會(huì)被丟掉，即使是與端口的vlan標(biāo)簽相同也會(huì)被丟棄），數(shù)據(jù)從這個(gè)端口進(jìn)來后就被加上這個(gè)端口的vlan標(biāo)簽。能夠從這個(gè)端口出去的數(shù)據(jù)，必須是帶有與端口同一vlan標(biāo)簽的數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)會(huì)先去掉vlan標(biāo)簽再從這個(gè)端口出去。VLAN技術(shù)技術(shù) 端口vlan的tag模式 這種模式下只有數(shù)據(jù)的處理，沒有加/解標(biāo)簽的動(dòng)作，某個(gè)端口可以以tag方式屬于多個(gè)vlan。從這個(gè)端口進(jìn)來的數(shù)據(jù)必須是帶vlan標(biāo)簽的，而且要與端口設(shè)置的vlan標(biāo)簽相同才允許通過，數(shù)據(jù)進(jìn)來后不解標(biāo)簽也不加標(biāo)簽。比如這個(gè)端口以tag模式屬于vlan 2、vlan5，進(jìn)來是數(shù)據(jù)包如果是沒有vlan標(biāo)簽或者vlan

21、3、vlan7等標(biāo)簽都會(huì)被丟掉。從這個(gè)端口出去的數(shù)據(jù)也是一樣。VLAN技術(shù)技術(shù) 端口vlan的Hybrid模式 Hybrid即混合端口模式，該類型的端口可以屬于多個(gè)VLAN，可以接收和發(fā)送多個(gè)VLAN的報(bào)文，可以用于交換機(jī)之間連接，交換機(jī)與路由器之間，也可以用于交換機(jī)與用戶計(jì)算機(jī)的連接。VLAN技術(shù)技術(shù) 端口模式 Access類型的端口只能屬于1個(gè)VLAN,一般用于連接計(jì)算機(jī)的端口； Trunk類型的端口可以屬于多個(gè)VLAN，可以接收和發(fā)送多個(gè)VLAN的報(bào)文，一般用于交換機(jī)之間連接的端口； Hybrid類型的端口可以屬于多個(gè)VLAN,可以接收和發(fā)送多個(gè)VLAN，可以用于交換機(jī)之間連接，也可以用

22、于用戶的計(jì)算機(jī)。VLAN技術(shù)技術(shù) QinQ 設(shè)備提供的端口QinQ 特性是一種簡(jiǎn)單、靈活的二層VPN 技術(shù)，它通過在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備上為用戶的私網(wǎng)報(bào)文封裝外層VLAN Tag，使報(bào)文攜帶兩層VLAN Tag穿越運(yùn)營(yíng)商的骨干網(wǎng)絡(luò)（公網(wǎng)）。VLAN技術(shù)技術(shù) QinQ報(bào)文格式VLAN技術(shù)技術(shù) QinQQinQ主要解決了如下幾個(gè)問題：（1）緩解日益緊缺的公網(wǎng)VLAN ID 資源問題。（2）用戶可以規(guī)劃自己的私網(wǎng)VLAN ID，不會(huì)導(dǎo)致和公網(wǎng)VLAN ID 沖突。（3）為小型城域網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)提供一種較為簡(jiǎn)單的二層VPN 解決方案。VLAN技術(shù)技術(shù) OSI協(xié)議模型概述 IP與子網(wǎng) VLAN技術(shù) 路由和網(wǎng)絡(luò)

23、層協(xié)議 傳輸層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 什么是路由 可路由協(xié)議：IP、IPX 路由協(xié)議： RIP、OSPF、BGP等N2N1N1.H1N1.H2N2.H1 路由的來源l鏈路層協(xié)議發(fā)現(xiàn)的路由開銷小，配置簡(jiǎn)單，無需人工維護(hù)。只能發(fā)現(xiàn)本接口所屬網(wǎng)段的路由。l手工配置靜態(tài)路由無開銷，配置簡(jiǎn)單，需人工維護(hù)，適合簡(jiǎn)單拓樸結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。l動(dòng)態(tài)路由協(xié)議發(fā)現(xiàn)的路由開銷大，配置復(fù)雜，無需人工維護(hù)，適合復(fù)雜拓樸結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 直連路由1.1.1.2/241.1.1.2/241.1.1.1/241.1.1.1/242.2.2.1/242.2.2.1/242.2.2.2/242.

24、2.2.2/24R1R1R2R2R3R3E0E0S0S0HDLCPPPX.25FRR2的路由表中會(huì)存在以下兩條路由：1.1.1.0/242.2.2.0/24路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 靜態(tài)路由 靜態(tài)路由是指由用戶或網(wǎng)絡(luò)管理員手工配置的路由信息。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或鏈路的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理員需要手工去修改路由表中相關(guān)的靜態(tài)路由信息。靜態(tài)路由信息在缺省情況下是私有的，不會(huì)傳遞給其他的路由器。當(dāng)然，網(wǎng)管員也可以通過對(duì)路由器進(jìn)行設(shè)置使之成為共享的。靜態(tài)路由一般適用于比較簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在這樣的環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)管理員易于清楚地了解網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，便于設(shè)置正確的路由信息。路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層

25、協(xié)議 靜態(tài)路由的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 使用靜態(tài)路由的另一個(gè)好處是網(wǎng)絡(luò)安全保密性高。動(dòng)態(tài)路由因?yàn)樾枰酚善髦g頻繁地交換各自的路由表，而對(duì)路由表的分析可以揭示網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)地址等信息。因此，網(wǎng)絡(luò)出于安全方面的考慮也可以采用靜態(tài)路由。缺點(diǎn)： 大型和復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境通常不宜采用靜態(tài)路由。一方面，網(wǎng)絡(luò)管理員難以全面地了解整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；另一方面，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，路由器中的靜態(tài)路由信息需要大范圍地調(diào)整，這一工作的難度和復(fù)雜程度非常高。路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 默認(rèn)路由 路由得查看路由表而決定怎么轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，用靜態(tài)路由一個(gè)個(gè)的配置，繁瑣易錯(cuò)。如果路由器有個(gè)鄰居知道怎么前往所有

26、的目的地，可以把路由表匹配的任務(wù)交給它。(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 端口號(hào)路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議概述網(wǎng)絡(luò)接入層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層 IP ARP RARP ICMP路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 IP報(bào)文格式版本報(bào)文長(zhǎng)度服務(wù)類型總 長(zhǎng) 度標(biāo) 示 符標(biāo)志片 偏 移生存時(shí)間協(xié) 議報(bào) 頭 校 驗(yàn) 和源 IP 地 址目 的 IP 地 址IP 選 項(xiàng)路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 ARP地址解析協(xié)議 地址解析協(xié)議是獲取物理地址的一個(gè)TCP/IP協(xié)議。某節(jié)點(diǎn)的IP地址的ARP請(qǐng)求被廣播到網(wǎng)絡(luò)上后，這個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)收到確認(rèn) 其物理地址的應(yīng)答，這樣的數(shù)

27、據(jù)包才能被傳送出去。路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 地址解析案例 計(jì)算機(jī)A的IP為192.168.1.1，MAC地址為00-11-22-33-44-01； 計(jì)算機(jī)B的IP為192.168.1.2，MAC地址為00-11-22-33-44-02； 根據(jù)上面的所講的原理，我們簡(jiǎn)單說明這個(gè)過程：A要和B通訊，A就需要知道B的以太網(wǎng)地址，于是A發(fā)送一個(gè)ARP請(qǐng)求廣播（誰是192.168.1.2 ，請(qǐng)告訴192.168.1.1），當(dāng)B收到該廣播，就檢查自己，結(jié)果發(fā)現(xiàn)和自己的一致，然后就向A發(fā)送一個(gè)ARP單播應(yīng)答路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 RARP 反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議（RARP：Reverse Ad

28、dress Resolution Protocol） 反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議（RARP）允許局域網(wǎng)的物理機(jī)器從網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的 ARP 表或者緩存上請(qǐng)求其 IP 地址。網(wǎng)絡(luò)管理員在局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)路由器里創(chuàng)建一個(gè)表以映射物理地址（MAC）和與其對(duì)應(yīng)的 IP 地址。當(dāng)設(shè)置一臺(tái)新的機(jī)器時(shí)，其 RARP 客戶機(jī)程序需要向路由器上的 RARP 服務(wù)器請(qǐng)求相應(yīng)的 IP 地址。假設(shè)在路由表中已經(jīng)設(shè)置了一個(gè)記錄，RARP 服務(wù)器將會(huì)返回 IP 地址給機(jī)器，此機(jī)器就會(huì)存儲(chǔ)起來以便日后使用。 RARP 可以使用于以太網(wǎng)、光纖分布式數(shù)據(jù)接口及令牌環(huán) LAN 。路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 ICMP ICMP是（Interne

29、t Control Message Protocol）Internet控制報(bào)文協(xié)議。它是TCP/IP協(xié)議族的一個(gè)子協(xié)議，用于在IP主機(jī)、路由器之間傳遞控制消息?？刂葡⑹侵妇W(wǎng)絡(luò)通不通、主機(jī)是否可達(dá)、路由是否可用等網(wǎng)絡(luò)本身的消息。這些控制消息雖然并不傳輸用戶數(shù)據(jù)，但是對(duì)于用戶數(shù)據(jù)的傳遞起著重要的作用。路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 距離矢量路由協(xié)議 每個(gè)路由器維護(hù)一張路由表（即一個(gè)矢量），它以網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)路由器為索引，表中列出了當(dāng)前已知的路由器到每個(gè)目標(biāo)路由器的最佳距離，以及所使用的線路。通過在鄰居之間相互交換信息，路由器不斷地更新他們的內(nèi)部路由表。路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 路由信息協(xié)

30、議（RIP） 路由信息協(xié)議（RIP）是一種在網(wǎng)關(guān)與主機(jī)之間交換路由選擇信息的標(biāo)準(zhǔn)。RIP 是一種內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。在國(guó)家性網(wǎng)絡(luò)中如當(dāng)前的因特網(wǎng)，擁有很多用于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由選擇協(xié)議。作為形成網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)自治系統(tǒng)(AS)，都有屬于自己的路由選擇技術(shù)，不同的 AS 系統(tǒng)，路由選擇技術(shù)也不同。路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 RIP協(xié)議特點(diǎn) RIP路由協(xié)議是距離矢量路由協(xié)議的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)。 RIP協(xié)議適用于中小型網(wǎng)絡(luò)，有RIP-1和RIP-2。 RIP-2使用組播（224.0.0.9）發(fā)送，支持驗(yàn)證和VLSM。 RIP支持：水平分割、路由中毒和觸發(fā)更新。路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 RIP路由表更新R

31、outing Table目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)下一跳N1CN2DN3ERouting Table目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)下一跳N4FRouting Table目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)下一跳N1CN2DN3EN4B路由更新路由更新Routing Table目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)下一跳N1AN2AN3AN4FResponseResponseABAB路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 OSPF協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 OSPF路由協(xié)議是一種典型的鏈路狀態(tài)（Link-state）的路由協(xié)議，一般用于同一個(gè)路由域內(nèi)。在這里，路由域是指一個(gè)自治系統(tǒng)（Autonomous System），即AS，它是指一組通過統(tǒng)一的路由政策或路由協(xié)議互相交換路由信息的網(wǎng)絡(luò)

32、。在這個(gè)AS中，所有的OSPF路由器都維護(hù)一個(gè)相同的描述這個(gè)AS結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫中存放的是路由域中相應(yīng)鏈路的狀態(tài)信息，OSPF路由器正是通過這個(gè)數(shù)據(jù)庫計(jì)算出其OSPF路由表的。 作為一種鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，OSPF將鏈路狀態(tài)廣播數(shù)據(jù)包LSA（Link State Advertisement）傳送給在某一區(qū)域內(nèi)的所有路由器，這一點(diǎn)與距離矢量路由協(xié)議不同。運(yùn)行距離矢量路由協(xié)議的路由器是將部分或全部的路由表傳遞給與其相鄰的路由器。 OSPF協(xié)議特點(diǎn)一算法：Link-State 鏈路狀態(tài)二開放協(xié)議：所有廠商均可使用三只支持IP協(xié)議四支持VLSM/CIDR五沒有自動(dòng)匯總六觸發(fā)更新七以帶寬衡量尺度八

33、支持無限跳 九劃分區(qū)域十、管理距離：110路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 OSPF的區(qū)域 區(qū)域的邊界在路由器上，一條鏈路兩端接口在同一區(qū)域內(nèi)Area 0：主干區(qū)域，要求所有其他區(qū)域必須與Area 0 直接相連。（與Area 0 有ABR）ABR（Area Border Router）區(qū)域邊界路由器 Area 0 作為信息的匯集點(diǎn)，其他區(qū)域只能與Area 0 交換信息。路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 劃分成區(qū)域之后，給OSPF協(xié)議的處理帶來了很大的變化。 區(qū)域的邊界是路由器，這樣會(huì)有一些路由器屬于不同的區(qū)域，這樣的路由器稱作區(qū)域邊界路由器ABR，而一個(gè)網(wǎng)段只能屬于一個(gè)區(qū)域。 每一個(gè)網(wǎng)段必須屬

34、于一個(gè)區(qū)域，或者說每個(gè)運(yùn)行OSPF協(xié)議的接口必須指明屬于某一個(gè)特定的區(qū)域，區(qū)域用區(qū)域號(hào)（Area ID）來標(biāo)識(shí)。區(qū)域號(hào)是一個(gè)從0開始的32位整數(shù)。 不同的區(qū)域之間通過ABR來傳遞路由信息。 OSPF的區(qū)域路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 OSPF七種接口狀態(tài)down狀態(tài)：關(guān)閉狀態(tài)，接口啟動(dòng)OSPF但未收到任何hello。Init：初始化狀態(tài)，在接口收到hello。Two-way：雙向狀態(tài)，在接口收到的hello中發(fā)現(xiàn)自己的router-id 點(diǎn)到點(diǎn)接口（串口），跳到下一步。多路訪問接口（以太口），進(jìn)行DR/BDR選舉，進(jìn)入下一狀態(tài)。EX-start（準(zhǔn)啟動(dòng)）：鄰居雙方不確定主從關(guān)系（M/S)

35、Master/SlaveEX-change（準(zhǔn)交換）：由主首先發(fā)送DBD，然后從再發(fā)送DBD。Loading（負(fù)載）：查看DBD，發(fā)現(xiàn)未知網(wǎng)段，則向鄰居發(fā)送LSR進(jìn)行查詢。鄰居收到LSR后，以LSU進(jìn)行回復(fù)。本地路由器收到LSU后，需回復(fù)LSAck進(jìn)行確認(rèn)。FULL：拓?fù)湟焉?，根?jù)拓?fù)?，自行?jì)算到達(dá)每一個(gè)網(wǎng)段的路由條目，并寫 入路由表路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 DR/BDR選舉DR為指定路由器：匯集點(diǎn) BDR為備份指定路由器。選擇：（1）比較接口優(yōu)先級(jí)（0255）高的優(yōu)先。默認(rèn)：串口為0,表示不參與選舉。以太口為1。（2）優(yōu)先級(jí)相同，比較router-id，高的優(yōu)先。路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路

36、由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 鏈路狀態(tài)通告（LSA）LSA是OSPF所交換信息的總稱 hello用于維護(hù)鄰居關(guān)系生成鄰居表自身Router-id，hello間隔，失效時(shí)間，接口區(qū)域號(hào)，已知鄰居的Router-idDBDDatabase Description 數(shù)據(jù)庫描述路由器已知IP網(wǎng)段LSRLink State Request 鏈路狀態(tài)請(qǐng)求LSULink State Update 更新。只有LSU包含全部信息，是最大的包。LSAckLink State Acknowledge 確認(rèn)路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 OSPF協(xié)議計(jì)算路由過程路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議OSPF協(xié)議計(jì)算出路由主要有以下三個(gè)

37、步驟： 描述本路由器周邊的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并生成LSA。 將自己生成的LSA在自治系統(tǒng)中傳播，并同時(shí)收集所有的其他路由器生成的LSA，生成LSDB（鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫）。 根據(jù)LSDB，以自己為根節(jié)點(diǎn)，使用SPF算法計(jì)算出一棵最短路徑樹，由這棵樹得到了到網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的路由表。 區(qū)域間的路由計(jì)算路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 只有同一個(gè)區(qū)域內(nèi)的路由器之間會(huì)保持LSDB的同步，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化首先在區(qū)域內(nèi)更新。 區(qū)域之間的路由計(jì)算是通過ABR來完成的。ABR首先完成一個(gè)區(qū)域內(nèi)的路由計(jì)算，然后查詢路由表，為每一條OSPF路由生成一條Type3類型的LSA，內(nèi)容主要包括該條路由的目的地址、掩碼、花費(fèi)等

38、信息。然后將這些LSA發(fā)送到另一個(gè)區(qū)域中。 在另一個(gè)區(qū)域中的路由器根據(jù)每一條Type3的LSA生成一條路由，由于這些路由信息都是ABR發(fā)布的，所以這些路由的下一跳都指向該ABR。 劃分區(qū)域之后的好處路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議減小了LSDB的龐大程度。減少計(jì)算最小生成樹，減輕了CPU的負(fù)擔(dān)。由于劃分區(qū)域后ABR是根據(jù)本區(qū)域內(nèi)的路由生成Type3的LSA，則可以根據(jù)IP地址的規(guī)律先將這些路由進(jìn)行聚合后再生成LSA，這樣做可以大大減少自治系統(tǒng)中LSA的數(shù)量。劃分區(qū)域之后，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓紫仍趨^(qū)域內(nèi)進(jìn)行同步，如果該變化影響到聚合之后的路由，則才會(huì)由ABR將該變化通知到其他區(qū)域。大部分的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變

39、化都會(huì)被屏蔽在區(qū)域之內(nèi)了。 通過骨干區(qū)域解決路由自環(huán)路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 所有的ABR將本區(qū)域內(nèi)的路由信息封裝成Type3的LSA后，統(tǒng)一的發(fā)送給一個(gè)特定的區(qū)域（Area0），再由該區(qū)域?qū)⑦@些信息轉(zhuǎn)發(fā)給其他區(qū)域。在這個(gè)特定區(qū)域內(nèi)，每一條LSA都確切的知道生成者信息。在其他區(qū)域內(nèi)所有的到區(qū)域外的路由都會(huì)發(fā)送到這個(gè)特定區(qū)域中，所以就不會(huì)產(chǎn)生路由自環(huán)。這個(gè)“特定區(qū)域”就是骨干區(qū)域。由上面的分析可知：所有的區(qū)域必須和骨干區(qū)域相連，也就是說，每一個(gè)ABR連接的區(qū)域中至少有一個(gè)是骨干區(qū)域。而且骨干區(qū)域自身也必須是連通的。 在這里是指彼此相連的運(yùn)行OSPF路由協(xié)議的所有路由器的集合。對(duì)OSPF來

40、說，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有“自治系統(tǒng)內(nèi)”和“自治系統(tǒng)外”之分。這里的“自治系統(tǒng)外”是指那些沒有運(yùn)行OSPF的路由器或者是某臺(tái)運(yùn)行OSPF協(xié)議的路由器中沒有運(yùn)行OSPF的接口。ASBR： ASBR是那些將其他路由協(xié)議（也包括靜態(tài)路由和接口的直連路由）發(fā)現(xiàn)的路由引入（ import-route ）到OSPF中的路由器。ASBR不一定真的位于AS的邊界，而是可以在自治系統(tǒng)中的任何位置。 自治系統(tǒng)路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 路由分級(jí)管理路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議OSPF一共將路由分為四級(jí)，按優(yōu)先級(jí)從高到低排列： 區(qū)域內(nèi)路由 區(qū)域間路由 自治系統(tǒng)外一類路由（引入的IGP路由） 自治系統(tǒng)外二類路由（引入的BGP路由） 注：其中前兩種路由在路由表中的優(yōu)先級(jí)是一樣的，缺省值為10；后兩種路由在路由表中的優(yōu)先級(jí)是相同的，缺省為150。 路由聚合路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議路由和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 自治系統(tǒng)被劃分成不同的區(qū)域，其主要目的是為了減少路由信息及路由表的規(guī)模。這主要是