51CTO下載-網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)

1、1網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第二課內(nèi)部技術(shù)培訓(xùn)2第一課課后問(wèn)題 為什么本地arp表不會(huì)保存另外網(wǎng)段的目標(biāo)地址： 因?yàn)閍rp只負(fù)責(zé)在本網(wǎng)段內(nèi)轉(zhuǎn)換ip,和mac。對(duì)于其他網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)層填入目標(biāo)地址，鏈路層填網(wǎng)關(guān)地址。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備校驗(yàn)出錯(cuò)如何處理？是否要求對(duì)端重新發(fā)送報(bào)文？ 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備校驗(yàn)出錯(cuò)直接丟棄報(bào)文，重新發(fā)送報(bào)文的功能交給TCP協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)。3鏈路層相關(guān)技術(shù) 802.1Q：vlan協(xié)議 802.1是IEEE的一個(gè)工作組，負(fù)責(zé)制定iso7層模型中鏈路層的相關(guān)協(xié)議。 常見(jiàn)的協(xié)議比如802.1q-vlan、802.1b-無(wú)線(xiàn)接入、802.1x-準(zhǔn)入控制、802.1d-stp等4Vlan是做什么的vlan是virtual la

2、n(虛擬局域網(wǎng)的簡(jiǎn)稱(chēng))如果沒(méi)有vlan協(xié)議會(huì)怎樣：二層（鏈路層）報(bào)文會(huì)在二層設(shè)備的所有端口進(jìn)行廣播。導(dǎo)致只要在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備下的計(jì)算機(jī)都處在一個(gè)廣播域下。Vlan的作用是將一臺(tái)交換機(jī)的端口按照廣播域進(jìn)行隔離。5舉個(gè)例子6802.1q幀格式7802.1q幀格式說(shuō)明 802.1Q封裝共4個(gè)字節(jié)，包含2個(gè)部分：TPID(Etype),Tag Control Info； TPID:長(zhǎng)度為2個(gè)字節(jié)，固定為0 x8100,標(biāo)識(shí)報(bào)文的封裝類(lèi)型為以太網(wǎng)的802.1Q封裝； Tag Control Info：包含三個(gè)部分：802.1P優(yōu)先級(jí)、CFI、VLAN-ID； 802.1P Priority：這3位指明幀的

3、優(yōu)先級(jí)。一共有8種優(yōu)先級(jí),取值范圍為07,，主要用于當(dāng)交換機(jī)出端口發(fā)生擁塞時(shí),交換機(jī)通過(guò)識(shí)別該優(yōu)先級(jí),優(yōu)先發(fā)送優(yōu)先級(jí)高的數(shù)據(jù)包。 CFI：以太網(wǎng)交換機(jī)中，規(guī)范格式指示器總被設(shè)置為0。由于兼容特性，CFI常用于以太網(wǎng)類(lèi)網(wǎng)絡(luò)和令牌環(huán)類(lèi)網(wǎng)絡(luò)之間，如果在以太網(wǎng)端口接收的幀具有CFI，那么設(shè)置為1，表示該幀不進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，這是因?yàn)橐蕴W(wǎng)端口是一個(gè)無(wú)標(biāo)簽端口。 VID：VLAN ID是對(duì)VLAN的識(shí)別字段，在標(biāo)準(zhǔn)802.1Q中常被使用。該字段為12位。支持4096（212）VLAN的識(shí)別。在4096可能的VID中，VID0用于識(shí)別幀優(yōu)先級(jí)，4095（FFF）作為預(yù)留值，所以VLAN配置的最大可能值為4094。

4、8802.1q幀與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)幀相互轉(zhuǎn)換 明確交換機(jī)接收和發(fā)送的報(bào)文是帶tag的還是不帶tag的。 VLAN成員的連接方式分為三種：Access,Trunk,Hybrid; Access連接：報(bào)文不帶tag標(biāo)簽,一般用于和tag-unaware(不支持802.1Q封裝)設(shè)備相連，或者不需要區(qū)分不同VLAN成員時(shí)使用； Trunk連接：在PVID所屬的VLAN不帶tag標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā),其他VLAN中的報(bào)文都必須帶tag標(biāo)簽，用于tag-aware(支持802.1Q封裝)設(shè)備相連，一般用于交換機(jī)之間的互連； Hybrid連接：可根據(jù)需要設(shè)置某些VLAN報(bào)文帶tag,某些報(bào)文不帶tag。與trunk連接最大

5、的不同在于，trunk連接只有PVID所屬的VLAN不帶tag,其他VLAN都必須帶tag,而Hybrid連接是可以設(shè)置多個(gè)VLAN不帶tag；9不同類(lèi)型的端口對(duì)tag處理方式 報(bào)文入方向：報(bào)文入方向： 在入方向上，交換機(jī)的根本任務(wù)就是決定該報(bào)文是否允許進(jìn)入該端口，根據(jù)入報(bào)文的tag/untag的屬性以及端口屬性，細(xì)分為如下情況： 1) 報(bào)文為untag:允許報(bào)文進(jìn)入該端口，并打上PVID的VLAN tag,與端口屬性無(wú)關(guān)； 2) 報(bào)文為tag:在這種情況下，需要交換機(jī)來(lái)判斷是否允許該報(bào)文進(jìn)入端口； Access端口： PVID和報(bào)文中tag標(biāo)明的VLAN一致，接收并處理報(bào)文；否則丟棄。 Tr

6、unk/Hybrid端口：如果端口允許tag中標(biāo)明的VLAN 通過(guò)，則接收并處理報(bào)文；否則丟棄。10不同類(lèi)型的端口對(duì)于tag的處理 報(bào)文出方向：報(bào)文出方向： 在出方向上，交換機(jī)已經(jīng)完成對(duì)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)，其根本任務(wù)就是在轉(zhuǎn)發(fā)出端口時(shí)，是否攜帶tag轉(zhuǎn)發(fā)出去，根據(jù)出端口屬性，細(xì)分為如下情況： 1) Access端口：將標(biāo)簽剝掉，不帶tag轉(zhuǎn)發(fā)； 2) Trunk端口：報(bào)文所在VLAN和PVID相同，則報(bào)文不帶tag；否則帶tag； 3) Hybrid端口：報(bào)文所在VLAN配置為tag，則報(bào)文帶tag；否則不帶tag；11一個(gè)vlan標(biāo)記原理的例子 通過(guò)標(biāo)記的原理來(lái)理解vlan通訊的行為特征。12STP

7、生成樹(shù)協(xié)議 為什么要使用stp： 如果二層網(wǎng)絡(luò)一旦產(chǎn)生環(huán)路，由于二層幀沒(méi)有ttl的概念，幀會(huì)無(wú)限轉(zhuǎn)發(fā)。 如果沒(méi)有環(huán)路，那么一旦出現(xiàn)單點(diǎn)故障，就會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)中斷。 因此stp一方面解決二層環(huán)路的無(wú)限轉(zhuǎn)發(fā)問(wèn)題，另一方面解決了網(wǎng)絡(luò)冗余問(wèn)題。 注意二三層協(xié)議對(duì)于環(huán)路處理的區(qū)別。13一些基本的圖論知識(shí) 什么是圖？ 從幾何角度上講，平面圖有三個(gè)要素，點(diǎn)、線(xiàn)和面。 我們所考慮的圖是由點(diǎn)和邊構(gòu)成的集合。 有向圖與無(wú)向圖 邊要素：邊的權(quán)值14圖的一些基本性質(zhì) 點(diǎn)的要素： 概念： 點(diǎn)的度數(shù)：指的是點(diǎn)上面包含邊的數(shù)量。 定理：一張圖中全部點(diǎn)的度數(shù)的和是邊總和的兩倍。 記： d(v)=2 * count(e)15圖的一

8、些基本性質(zhì) 推論： 對(duì)于不含自環(huán)的無(wú)向的完全圖，邊的總數(shù)和點(diǎn)的關(guān)系如下： 假設(shè)點(diǎn)的數(shù)量為n，邊的總數(shù)為n*(n-1)/2 因?yàn)橥耆珗D，每個(gè)點(diǎn)都與其他點(diǎn)有一條邊相連，因此每個(gè)點(diǎn)的度數(shù)都為n-1,所有點(diǎn)的度數(shù)總和為n*(n-1)。因此總邊數(shù)為n*(n-1)/216圖的一些基本性質(zhì)概念：連通圖一張圖內(nèi)任何一點(diǎn)都有至少一條路徑與圖中其他任意點(diǎn)可達(dá)概念：連通度一張圖去掉n條邊后由連通圖變成非連通圖的n的最小值17樹(shù)的一些基本性質(zhì) 樹(shù)是邊數(shù)最少的連通圖，一個(gè)點(diǎn)與另外一點(diǎn)只有一條路徑可達(dá)。 樹(shù)中點(diǎn)數(shù)和邊數(shù)的關(guān)系： 設(shè)樹(shù)中點(diǎn)的個(gè)數(shù)為n，邊的總數(shù)為n-1 因此，一張連通圖中邊的總數(shù)的范圍是： n-1 = cou

9、nt(e)= n*(n-1)/218連通圖的生成樹(shù) 概念：生成樹(shù) 生成樹(shù)包含圖中全部的點(diǎn)，并且邊是圖的子集，這樣的樹(shù)叫做圖的生成樹(shù)。 概念：生成樹(shù)的初等變換 刪掉樹(shù)中的一條邊，添加一條生成樹(shù)關(guān)于圖的補(bǔ)集的邊。這個(gè)操作叫做生成樹(shù)的初等變換。 定理： 一個(gè)圖的生成樹(shù)可以由任意一個(gè)生成樹(shù)經(jīng)過(guò)有限次初等變換得到19生成樹(shù)的數(shù)量與最小生成樹(shù)問(wèn)題1：我有一個(gè)80設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，需要拉成一個(gè)樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)，怎么布線(xiàn)能保證所使用的網(wǎng)線(xiàn)總長(zhǎng)度最短？或者保證所使用的網(wǎng)線(xiàn)長(zhǎng)度能保證在一個(gè)范圍？問(wèn)題2：一共有多少種可能的布線(xiàn)方法？這個(gè)總數(shù)決定了采用一種隨機(jī)方法能夠達(dá)到滿(mǎn)足目標(biāo)的概率。20完全圖的生成樹(shù)數(shù)量 一下具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)

10、的完全圖的生成樹(shù)數(shù)量。 先分析一下這個(gè)問(wèn)題,n個(gè)節(jié)點(diǎn)的完全圖的邊數(shù)是n(n-1)/2,生成樹(shù)的邊數(shù)是n-1。但是并不是所有的n-1條邊的所有組合都能組合成生成樹(shù)。因此生成樹(shù)的數(shù)量要小于C(n(n-1)/2,n-1) 我們考察一下完全圖的全部生成樹(shù)構(gòu)成，我們假設(shè)其中一點(diǎn)為樹(shù)根。 那么生成樹(shù)的總數(shù)是樹(shù)根度數(shù)為i（1=i=n-1）的全部生成樹(shù)的總和21完全圖的生成樹(shù) S(n)=Si(n)Si(n) (1=i=n-1)(1=i Sk-1(n)=(k-1)(n-1)/(n-k)Sk(n)=Sk(n)=k(n-1)/(n-k-1)Sk+1(n)=k(n-1)/(n-k-1)(k+1)(n-1)/(n-k-

11、2)Sk+2(n)=k(n-1)/(n-k-1)(k+1)(n-1)/(n-k-2)(n-1)(n-2)/1Sn-1(n)26完全圖生成樹(shù)個(gè)數(shù)Sk(n)=(n-1)(n-k-1)(n-2)!/(n-k-1)!(k-1)!=(n-1)(n-k-1)C(n-2,k-1)Sn= Sk(n) (1=k=n-1)因此Sn= Sk(n)= (n-1)(n-k-1)C(n-2,k-1) (1=k=n-1)我們假設(shè)k-1=r (0=r=n-2)于是Sn= (n-1)(n-r)C(n-2,r) = (n-1)(n-r)(1r)C(n-2,r) (0=rlearning-(forwarding/blocking)

12、。每個(gè)遷移過(guò)程默認(rèn)時(shí)間forwarding delay是15s，導(dǎo)致端口從啟動(dòng)到能轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的時(shí)間是30s。這段時(shí)間用來(lái)在網(wǎng)絡(luò)里構(gòu)造生成樹(shù)。因此，stp的網(wǎng)絡(luò)直徑不能過(guò)大。 RSTP對(duì)這個(gè)問(wèn)題的優(yōu)化是在很多情況下可以不用雙倍的forwarding delay能夠快速的進(jìn)入forwarding狀態(tài)。同時(shí)可以把與非stp設(shè)備配置成邊緣端口，啟動(dòng)直接就可以進(jìn)入forwarding狀態(tài)。 另外，rstp中的blocking名字改成discarding。Discarding的端口變成了alternate端口用來(lái)給根端口做備份。狀態(tài)能夠快速遷移40拓?fù)渥兓?指定橋發(fā)現(xiàn)拓?fù)渥兓热缭瓉?lái)的端口down掉，或者是有新的端口進(jìn)入。就會(huì)由根端口向上發(fā)送tc報(bào)文。根橋收到tc報(bào)文后，會(huì)在下一個(gè)bpdu 配置報(bào)文中添加拓?fù)渥兓淖侄?，指定橋收到后?huì)強(qiáng)制刷新各個(gè)端口的mac緩存，用以快速切換鏈路。否則有可能只能等到緩存到期(300s)才能夠轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。41多實(shí)例生成樹(shù)MS