路由与交换技术（笔记）

第一章

一、移动通信网络架构

分为3个部分：无线基站设备、移动承载网络和核心网

二、数据通信系统

由报文、发送方、接收方、传输介质和协议组成

三、OSI 参考模型遵循

​ ①各个层之间有清晰的边界，每层实现特定的功能

​ ②层次的划分有利于国际标准协议的制定

​ ③层的数目足够多，以避免各个层功能重复

1、物理层-数据链路层-网络层-传输层-会话层-表示层-应用层

​ 物理层介质主要有同轴电缆、双绞线、光纤、无线电波，设备有集线器和中继器

2、数据链路层分为逻辑链路控制子层和介质访问控制子层

​ 数据链路层定义的协议有以太网协议、高级数据链路控制、点对点、帧中继。设备有以太网交换机

3、网络层定义的协议有网际协议、网际控制报文协议、地址解析协议、反向地址解析协议。设备有路由器

四、双绞线线序

绿白绿，橙白蓝，蓝白橙，棕白棕　568A线序

橙白橙，绿白蓝，蓝白绿，棕白棕 568B线序

区别两种线序主要原因在于网络设备接口分MDI和MDI_X。路由器和主机用MDI，交换机用MDI和MDI_X，Hub为MDI_X。

五、以太网线缆

1000Base-LX 多模光纤和单模光纤 316m

1000Base-SX 多模光纤 316m

1000Base-TX 5类双绞线 100m

六、以太网工作原理

CSMA/CD

CS：载波侦听 MA：多址访问 CD：冲突检测

具体过程

1、若介质空闲，发送数据。否则转2

2、若介质忙，则监听到信道空闲时立即发送数据

3、若检测到冲突，即线路上电压的摆动超过正常值一倍，则发出一个短小的干扰信号，是的所有站点都知道发生了冲突并停止数据的发送。

4、发送完干扰信号，等待一段随机时间后，再次尝试传输，回到1重新开始

七、以太网交换机工作原理

1、基于MAC地址学习

交换机转发数据帧是基于MAC地址表进行的，而MAC地址表的建立则时交换机基于源MAC地址学习得到的。交换机通过构建MAC地址和交换机端口之间的映射关系形成MAC地址表。交换机在初始化时，MAC地址表为空。

2、基于目的MAC地址的转发

交换机通过源MAC地址的学习，可以构建MAC地址表。借助于MAC地址表，交换机可以完成数据帧的转发。

交换机工作原理

以太网自协商

自协商功允许一个网络设备将自己所支持的工作模式信息传达给网络上的对端，并接收对方可能传递过来的相应信息。

ARP 地址解析协议

作用：根据目的ip地址寻找对应的MAC地址，在ip地址和对应硬件地址之间提供动态映射。

广域网

1、HDLC （高级数据链路控制规程）

应用：

int s0/0/1

link-protocol hdlc

ip add 10.1.1.2 30

2、PPP 的认证协议

①PAP认证 密码认证协议 PAP明文传输，不安全

PAP 认证示例

认证方

aaa
local-user huawei password simple hello
local-user huawei service-type ppp
int s0
link-protocol ppp
ppp authentication-mode pap
ip add 10.1.1.1 30

被认证方

int s0
link-protocol ppp
ppp pap local-user huawei password simple hello
ip add 10.1.1.1 30

②CHAP认证 加密方式发送密码信息

认证方

aaa
local-user huawei password cipher hello
local-user huawei service-type ppp
int s0
link-protocol ppp
ppp authentication-mode chap
ip add 10.1.1.1 30

被认证方

int s0
link-protocol ppp
ppp chap user huawei
ppp chap password cipher hello
ip add 10.1.1.1 30

IP

ip地址用于唯一标识一台网络设备

特殊IP地址

1、CIDR (无类域间路由) 将小的网段汇聚成大网段

2、ping

echo request echo reply

3、ICMP(英特网控制信息协议)

0 echo reply 响应回应消息

8 echo 响应消息

4、tracert TTL 默认255

第二章

VLAN

vlan标签由TPDO和TCL两部分组成，其中TCL包含3个字段：PRI、CFI、VLAN ID

vlan标识：12位，取值0-4095，就是vlan标签

VLAN划分方式

1、基于端口

2、基于MAC地址

3、基于地址

4、基于子网

5、基于策略，可基于MAC地址+IP地址、MAC地址+IP地址+接口

VLAN基本概念

对链路的区分

1、接入链路

2、干道链路

对端口的区分

1、接入端口

2、干道端口

3、混合端口

STP （生成树协议）

作用：:1、避免在二层交换网络中产生路径回环 2、能够在二层交换网络中实现冗余备份。

STP定义了根桥、根端口、指定端口、路径开销。

桥优先级占2字节，桥MAC占6字节

生成树工作状态

root port ：所在交换机上离根交换机最近的端口，处于转发状态

designated port ：转发所连接的网段发往根交换机方向的数据和从交换机方向发往所连接的网段数据

alternate port：不向所连接网段转发任何数据

拓扑改变BPDU

如果网络拓扑发生变化，会触发STP 的重新计算，新的生成树拓扑可能会和原先的存在一定的差异。

MSTP(多生成树协议) 用于解决启用了VLAN的交换网络中的环路问题

链路聚合技术

也称为端口绑定、端口聚集或链路聚集。链路聚合是将多个端口聚合在一起形成一个汇聚组。

LACP 目的地址 固定组播地址0x0180-c200-0002

配置

int eth-trunk 1

mode lacp

int g1/1/0

eth-trunk 1

VRRP（虚拟路由冗余协议）

master故障间隔时间是3倍的消息通告间隔再加上延迟时间

VLANIF接口是基于网络层的接口，可以配置IP地址.借助VLANIF接口，三层交换机就能实现路由转发功能.

第三章

路由的来源

1、链路层发现的路由
2、静态路由
3、动态路由

路由协议的分类

路由信息协议（RIP）
开放式最短路径优先协议（OSPF）
中间系统到中间协议（IS-IS）
边界网关协议（BGP）

如何衡量什么是好的动态路由协议

正确性、快收敛、低开销、安全性、普适性

RIP基本原理

RIP（路由信息协议）

RIP包括RIPv1和RIPv2两个版本，RIPv1不支持可变长子网掩码，RIPv2支持，支持路由聚合与无类域间路由，同时还支持明文验证和MD5密文验证

OSPF故障案例分析

1、BFD故障

2、对端设备故障

3、CPU利用率过高

4、链路故障

5、接口没有UP

6、两端IP地址不在同一网段

7、Router ID配置冲突

8、两端区域类型配置不一致

9、两端OSPF参数配置不一致

BGP路由协议

按照工作范围可以分为IGP和EGP

BGP路由注入

通过Network命令 通过Import命令

BGP属性分类

1、公认必遵

2、公认任意

3、可选过渡

4、可选非过渡

路由选择工具

ACL ： 用于匹配路由信息或者数据包的地址，过滤不符合条件的路由信息或数据包

Ip-prefix ：匹配对象为路由信息的目的地址或直接作用于路由器对象

Router-policy ：设定匹配条件，属性匹配后进行设置，由if-match和apply子句组成

路由表由目的地址、网络掩码、优先级、路由开销、输出接口、下一跳

静态路由的优点：
·占用的 CPU 处理时间少。
·便于管理员了解路由。
·易于配置。

静态路由的缺点：
·配置和维护耗费时间。
·配置容易出错，尤其对于大型网络。
·需要管理员维护变化的路由信息。
·不能随着网络的增长而扩展；维护会越来越麻烦。
·需要完全了解整个网络的情况才能进行操作。

动态路由的优点：
·增加或删除网络时，管理员维护路由配置的工作量较少。
·网络拓扑结构发生变化时，协议可以自动做出调整。
·配置不容易出错。
·扩展性好，网络增长时不会出现问题。

动态路由的缺点：
·需要占用路由器资源（CPU 时间、内存和链路带宽）。
·管理员需要掌握更多的网络知识才能进行配置、验证和故障排除工作。

第四章

MPLS技术，是一种标准化的路由与交换技术，可以支持各种高层协议与业务

BGP/MPLS VPN，三层隧道技术

MPLS L2VPN，二层隧道技术

MPLS有两种封装模式，分别是帧模式和信元模式

第七章

SDN的理念和特征

SDN即软件定义网络，其核心思想是通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为网络及应用的创新提供了良好的平台。

SDN关键特征主要包括集中控制、开放接口、网络抽象、分布式控制等

SDN三层网络架构 应用层、集中控制层、基础设施层