網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)培訓(xùn)(簡(jiǎn)化版) 完整版PPT

1、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)培訓(xùn)內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備TCP/IP協(xié)議棧交換原理Vlan技術(shù)故障診斷路由原理IPV4第一節(jié) TCP/IP協(xié)議棧TCP/IP協(xié)議棧主機(jī)AInternetTCP/IP主機(jī)BTransmission Control Protocol / Internet Protocol是互聯(lián)網(wǎng)上通信的標(biāo)準(zhǔn)ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysical提供應(yīng)用程序接口處理數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)加密等建立、維護(hù)和拆除應(yīng)用程序的會(huì)話建立、管理和拆除主機(jī)端到端連接尋址和路由選擇提供介質(zhì)訪問(wèn)、鏈路管理等比特流傳輸1.1 OSI參考模型面向用戶應(yīng)用

2、面向數(shù)據(jù)傳輸ApplicationTransportNetworkNetWorks Access網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制層IP層或者網(wǎng)絡(luò)層傳輸控制層應(yīng)用層1.2 TCP/IP協(xié)議棧ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalApplicationTransportInternetNetwork AccessOSI 參考模型TCP/IP協(xié)議棧TCP/IP協(xié)議棧大致對(duì)應(yīng)于OSI參考模型TCP/IP協(xié)議棧與OSI對(duì)應(yīng)關(guān)系A(chǔ)pplicationTransportNetworkNetWorks Access網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制層IP層或者網(wǎng)絡(luò)

3、層傳輸控制層應(yīng)用層應(yīng)用層文件傳輸TFTP FTPNFS郵件協(xié)議SMTPPOP3IMAPWeb瀏覽HTTP遠(yuǎn)程登錄Telnet rlogin SSH網(wǎng)絡(luò)管理SNMPRMON名稱管理DNSWINS應(yīng)用層提供了人機(jī)交互的接口傳輸層ApplicationTransportNetworkNetWorks Access網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制層IP層或者網(wǎng)絡(luò)層傳輸控制層應(yīng)用層Transmission Control Protocol (TCP)可靠傳輸面向連接User Datagram Protocol (UDP)不可靠傳輸非面向連接傳輸層提供了可靠和不可靠傳輸互連網(wǎng)絡(luò)層ApplicationTransportInt

4、ernetNetwork AccessTCP/IP協(xié)議棧網(wǎng)際層提供了路由尋址功能Internet Protocol (IP)路由尋址Internet Control Message Protocol (ICMP)用于連通性測(cè)試或路由追蹤Address Resolution Protocol (ARP)將IP地址映射到MAC地址Reverse Address Resolution Protocol (RARP)將MAC地址映射到IP地址ApplicationTransportInternetNetwork AccessTCP/IP協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)層定義了硬件地址和數(shù)據(jù)在物理介質(zhì)上的傳輸Logica

5、l Link Control(LLC)定義了流量控制和錯(cuò)誤檢查等功能Media Access Control(MAC)定義了硬件地址Physical Layer定義了數(shù)據(jù)在物理介質(zhì)上的傳輸網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)層ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysical100010010011100011001100010數(shù)據(jù)(DATA)段(Segment)比特(Bit)發(fā)送接收DATATCP/UDPHeadDATATCP/UDPHeadIPHead包(Packet)DATATCP/UDPHeadIPHeadFrameHead幀(Frame

6、)FCS1.3 數(shù)據(jù)包的封裝DATA1.4 數(shù)據(jù)包的解封裝DATAApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysical數(shù)據(jù)(DATA)段(Segment)100010010011100011001100010比特(Bit)DATADATATCP/UDPHeadDATATCP/UDPHead包(Packet)DATADATATCP/UDPHeadIPHeadDATAFrameHead幀(Frame)FCSIPHeadDATATCP段格式Source port (16)Destination port (16)Sequenc

7、e number (32)Headerlength (4)Acknowledgement number (32)Reserved (6)Code bits (6)Window (16)Checksum (16)Urgent (16)Options (0 or 32 if any)Data (varies)Bit 0Bit 15Bit 16Bit 3120BytesUDP段格式?jīng)]有序列和確認(rèn)字段Source port (16)Destination port (16)Length (16)Data (if any)1Bit 0Bit 15Bit 16Bit 31Checksum (16)8Byt

8、esIP包格式Version(4)Destination IP Address (32)Options (0 or 32 if any)Data (varies if any)1Bit 0Bit 15Bit 16Bit 31HeaderLength (4)Priority & Type of Service (8)Total Length (16)Identification (16)Flags(3)Fragment offset (13)Time to live (8)Protocol (8)Header checksum (16)Source IP Address (32)20Bytes目

9、標(biāo)/源MAC幀類型 幀封裝數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)序列DATYPELOADFCSSA各6Bytes2Bytes4Bytes46-1500Bytes 802.3 幀結(jié)構(gòu)第二節(jié) 交換原理地址學(xué)習(xí)交換機(jī)的功能幀的轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)路防止2.1 地址學(xué)習(xí)DATYPELOADFCSSA交換機(jī)基于幀源地址進(jìn)行學(xué)習(xí)建立MAC表交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)功能是基于幀那一部分進(jìn)行的？交換機(jī)的地址學(xué)習(xí)最初開(kāi)機(jī)時(shí)交換機(jī)的動(dòng)態(tài)MAC地址表是空的MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3ABCDE0: 0260.8c01.1111E2: 0260.8c01.222

10、2端口MAC地址18162411-11-11-11-11-1122-22-22-22-22-2233-33-33-33-33-3344-44-44-44-44-44交換機(jī)的二維MAC地址表端口MAC地址18162411-11-11-11-11-1122-22-22-22-22-2233-33-33-33-33-3344-44-44-44-44-44VLANbangongcaiwushichangbangong交換機(jī)的三維MAC地址表2.2 幀的轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)對(duì)已知單播報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)于已知單播報(bào)文，交換機(jī)直接按MAC表所得結(jié)果端口轉(zhuǎn)發(fā)。 交換機(jī)對(duì)未知單播報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā) 對(duì)未知單播報(bào)文，交換機(jī)直接泛洪處理。

11、泛洪處理即將報(bào)文發(fā)送到除源端口之外的所有端口。 交換機(jī)對(duì)廣播報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā) 對(duì)于廣播報(bào)文，交換機(jī)復(fù)制報(bào)文，然后在除進(jìn)入端口以外的所有接口轉(zhuǎn)發(fā)。主機(jī)D發(fā)送數(shù)據(jù)幀給主機(jī)A。交換機(jī)檢索MAC表，找到匹配的表項(xiàng)。報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到目的地0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0: 0260.8c01.1111E3: 0260.8c01.4444E0E1E2E3DCABMAC地址表轉(zhuǎn)發(fā)例1主機(jī)D發(fā)送數(shù)據(jù)幀給主機(jī)C。交換機(jī)檢索MAC表，沒(méi)有找到匹配的表項(xiàng)。交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到除端口E3外的其它所有端口 未知單播幀以泛洪方式處理0260.8c01

12、.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0: 0260.8c01.1111E3: 0260.8c01.4444E0E1E2E3DCABMAC地址表轉(zhuǎn)發(fā)例2主機(jī)D發(fā)送了一個(gè)DA=FF.FF.FF.FF.FF.FF報(bào)文該數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到除端口E3以外的其它所有端口 交換機(jī)對(duì)廣播報(bào)文進(jìn)行泛洪處理0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0: 0260.8c01.1111E3: 0260.8c01.4444E0E1E2E3DCABDA=FF.FF.FF.FF.FF.FF轉(zhuǎn)發(fā)例32

13、.3 環(huán)路防止冗余！環(huán)路！風(fēng)暴！STP （spanning-tree） 生成樹(shù)協(xié)議 通過(guò)協(xié)商一條到根網(wǎng)橋的無(wú)環(huán)路徑來(lái)避免和消除網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)路，確保到每一目標(biāo)地只有一條路徑是激活的，如果當(dāng)某條激活的鏈路失效了，根網(wǎng)橋必須知道存在冗余鏈路，它會(huì)啟動(dòng)先前關(guān)閉的冗余鏈路，還是保證了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)有且只有一條激活的路徑。1345614182628303234協(xié)議標(biāo)識(shí)符協(xié)議版本標(biāo)識(shí)BPDU類型標(biāo)志根標(biāo)識(shí)符根路徑代價(jià)網(wǎng)橋標(biāo)識(shí)符端口標(biāo)識(shí)符消息時(shí)限最大時(shí)限Hello 時(shí)間傳遞時(shí)延BPDU報(bào)文封裝在二層以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)里，其內(nèi)容簡(jiǎn)如下：BPDU選取根 選取根端口選取指定橋、指定端口比較Bridge Priority比較Bri

14、dge MAC確定根橋STP 工作過(guò)程 到根橋的路徑開(kāi)銷（cost） 端口所連對(duì)端網(wǎng)橋ID 端口所連對(duì)端端口ID 自己的端口ID 確定根端口 到達(dá)根橋的路徑開(kāi)銷（cost） 所連網(wǎng)橋的ID； LAN所連端口ID 指定端口 交換機(jī)控制端口的狀態(tài)，是通過(guò)計(jì)算它得到的BPDU消息，生成相應(yīng)的spanning-tree結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)帶有交換機(jī)自己的理解。為了安全起見(jiàn)，對(duì)于交換機(jī)的端口狀態(tài)轉(zhuǎn)變，需要謹(jǐn)慎，所以交換機(jī)的端口spanning-tree狀態(tài)需要如下幾個(gè)過(guò)度狀態(tài)：Blocking：端口不能轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，處于阻塞狀態(tài)。Listening：利用這段時(shí)間來(lái)傾聽(tīng)是否還有到達(dá)根橋的其他路徑，確認(rèn)是否會(huì)產(chǎn)生環(huán)路

15、。這時(shí)端口可以傾聽(tīng)到數(shù)據(jù)，但不能發(fā)送和接收用戶數(shù)據(jù)，不允許端口地址學(xué)習(xí)；Learning：不能發(fā)送和接收用戶數(shù)據(jù)，允許端口地址學(xué)習(xí)；Forwarding：發(fā)送和接收用戶數(shù)據(jù)，允許端口地址學(xué)習(xí),是端口的正常工作狀態(tài)。 Listening Learning BlockingForwarding請(qǐng)注意箭頭所標(biāo)示的方向性！交換機(jī)端口狀態(tài)20秒15秒15秒 DUT1：橋ID:128.00:05:3b:00:00:01 DUT3：橋ID:128.00:05:3b:00:00:03 DUT2：橋ID:128.00:05:3b:00:00:02 LAN 1 LAN 3 LAN 2PORT 1 COST 128

16、PORT 1 COST 128PORT 2 COST 128PORT 1 COST 128PORT 2 COST 128圖例 一個(gè)典型的帶有環(huán)路二層網(wǎng)絡(luò)PORT 2 COST 128STP實(shí)例RootRPRPDPblockRPforwardingforwardingforwardingforwarding第三節(jié) Vlan 技術(shù)專題VLAN 標(biāo)記與相關(guān)概念VLAN 配置與互通實(shí)驗(yàn)3.1 VLAN 標(biāo)記與相關(guān)概念實(shí)驗(yàn)VLAN 配置與互通VLAN產(chǎn)生的背景 傳統(tǒng)的以太網(wǎng)在主機(jī)數(shù)目較多的情況下廣播泛濫安全性較差不方便移動(dòng)二層交換 廣播域A VLAN = A Broadcast Domain = Log

17、ical Network (Subnet) VLAN 概述VLAN的標(biāo)記VLAN標(biāo)記：邏輯地標(biāo)記數(shù)據(jù)包屬于哪個(gè)vlan幀標(biāo)記（封裝）方法及應(yīng)用：IEEE 802.1Q 以太網(wǎng)ISL cisco特有的標(biāo)記方式，以太網(wǎng)802.10 FDDILANE ATM802.1Q FrameISL and Layer 2 Encapsulation目的MAC源MAC長(zhǎng)度AAAA03VLAN索引保留封裝幀F(xiàn)CSTYPEUSERHSABPDUISL幀格式VLAN 成員模式40VLAN 成員模式分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)交換機(jī)鏈路訪問(wèn)鏈路該鏈路承載的報(bào)文不帶tag幀（不帶vlan ID），訪問(wèn)鏈路一般接終端用戶，訪問(wèn)鏈路設(shè)備不

18、知道存在vlan。干道鏈路可以承載的多個(gè)vlan 標(biāo)記幀，干道鏈路一般連接交換機(jī)或支持VLAN標(biāo)記的服務(wù)器混合鏈路該鏈路承載的報(bào)文可以帶tag標(biāo)記也可以不帶tag標(biāo)記，混合鏈路有特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如實(shí)現(xiàn)部分本地vlan等訪問(wèn)端口與干道端口功能switchport mode trunkTrunk portswitchport mode dynamicDynamic port設(shè)置交換機(jī)端口協(xié)議為訪問(wèn)或主干設(shè)置交換機(jī)端口無(wú)條件成為主干接口switchport mode access Access port設(shè)置交換機(jī)端口無(wú)條件成為訪問(wèn)接口命令（接口模式）Native VLAN(本征vlan)DTP（動(dòng)態(tài)

19、干道協(xié)議）Functiondynamic autodynamic desirable設(shè)備端口為動(dòng)態(tài)協(xié)商，發(fā)送和回應(yīng)DTP報(bào)文設(shè)備端口為動(dòng)態(tài)協(xié)商，不發(fā)送只回應(yīng)DTP報(bào)文nonegotiate 設(shè)備端口為動(dòng)態(tài)協(xié)商，但不發(fā)送DTP報(bào)文Modeswitchport mode trunkTrunk port設(shè)置交換機(jī)端口無(wú)條件成為主干接口switchport mode access Access port設(shè)置交換機(jī)端口無(wú)條件成為訪問(wèn)接口報(bào)文處理確定端口本征VLAN 確定本征VLAN關(guān)聯(lián)端口 做出報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)決定untag 報(bào)文確定報(bào)文的tag值確定該VLAN關(guān)聯(lián)端口 做出報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)決定tag 報(bào)文確定該端口的

20、關(guān)聯(lián)VLAN是否包含該tag值 YES丟棄NO3.2VLAN 標(biāo)記與相關(guān)概念實(shí)驗(yàn)VLAN 配置與互通1 Vlan的配置全局配置模式Switch# configure terminal Switch(config)#vlan 3 Switch(config-vlan)#name Vlan3Switch(config-vlan)#exit Switch(config)#endVlan數(shù)據(jù)庫(kù)配置模式Switch#vlan database Switch(vlan)#vlan 3 VLAN 3 added: Name: VLAN0003Switch(vlan)#exit APPLY completed

21、.Exiting.2 訪問(wèn)鏈路配置Switch(config)#interface gigabitethernet 1/1進(jìn)入接口配置模式Switch(config-if)#switchport mode access配置接口為訪問(wèn)模式Switch(config-if)#switchport access vlan 3分配接口到vlan中802.1Q主干鏈路配置Switch(config)#interface fastethernet 5/8 Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q Switch(config-if)#swi

22、tchport trunk allowed vlan 1,15,11,1002-1005 Switch(config-if)#switchport mode trunkSwitch(config-if)#switchport nonegotiate Switch(config-if)#no shutdown ISL主干鏈路配置Switch(config)#interface fastethernet 2/1Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation islSwitch(config-if)#switchport mode trunk3 主干

23、鏈路配置VLAN之間的通信廣播域 VLAN定義了廣播域 不同的廣播域之間通信需要借助具有路由功能的設(shè)備VLAN之間的通信訪問(wèn)鏈路 采用外置路由器（external）的方式可以實(shí)現(xiàn)VLAN間通信 每個(gè)VLAN占用一條物理鏈路（訪問(wèn)鏈路）訪問(wèn)鏈路VLAN之間的通信干道鏈路 路由器物理接口作為干道 對(duì)物理接口劃分子接口作為各個(gè)VLAN的網(wǎng)關(guān) 采用子接口的方式在路由器上實(shí)現(xiàn)VLAN間互通干道鏈路Eth0/0.100Eth0/0.200VLAN之間的通信兩種實(shí)現(xiàn)方式VLAN 100VLAN 200VLAN 300VLAN 100VLAN 200VLAN 300外置路由器和內(nèi)置路由引擎的三層交換機(jī)都可以實(shí)

24、現(xiàn)VLAN間通信3.3VLAN 標(biāo)記與相關(guān)概念 實(shí)驗(yàn)VLAN 配置與互通實(shí)驗(yàn)1DDDDVlan ID 10Vlan ID 20Vlan ID 10Vlan ID 10干道鏈路訪問(wèn)鏈路F0/1F0/2F0/24F0/24F0/1F0/24F0/23/24/24PC1PC2PC3PC4/24/24實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪斫庠L問(wèn)鏈路、干道鏈路，以及報(bào)文交換過(guò)程實(shí)驗(yàn)2DDDVLan 10VLan 20PC1PC2/24/24/24D/24PC4PC5實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簱挝諆煞Nvlan互通技術(shù)實(shí)驗(yàn)3DDDVLan 10VLan 20PC1PC2/24/24/24D/24PC4PC5實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪斫饴酚蓷l目，熟習(xí)靜態(tài)路由配置第

25、四節(jié) IPV4地址二進(jìn)制與十進(jìn)制的互相轉(zhuǎn)換IPV4地址 IP地址相關(guān)計(jì)算4.1 二進(jìn)制與十進(jìn)制的互相轉(zhuǎn)換 IPV4地址 IP地址相關(guān)計(jì)算1111111112864321684218 Bits255 Decimal Value27 26 25 24 23 22 21 20 二/十進(jìn)制換算基礎(chǔ)二進(jìn)制轉(zhuǎn)化十進(jìn)制將一個(gè) 8 位數(shù)從二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制:1、如果第八個(gè)位等于 1，則向總數(shù)增加 128。 2、如果第七個(gè)位等于 1，則向總數(shù)增加 64。 3、如果第六個(gè)位等于 1，則向總數(shù)增加 32。 4、如果第五個(gè)位等于 1，則向總數(shù)增加 16。 5、如果第四個(gè)位等于 1，則向總數(shù)增加 8。 6、如果第三個(gè)位

26、等于 1，則向總數(shù)增加 4。 7、如果第二個(gè)位等于 1，則向總數(shù)增加 2。 8、如果第一個(gè)位等于 1，則向總數(shù)增加 1。二進(jìn)制轉(zhuǎn)化十進(jìn)制將8 位二進(jìn)制數(shù) 10111001轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)：1、第八個(gè)位等于 1，向總數(shù)增加 128。總數(shù)現(xiàn)在是 128。2、第六個(gè)位等于 1，向總數(shù)增加 32?？倲?shù)現(xiàn)在是 160。3、第五個(gè)位等于 1，向總數(shù)增加 16?？倲?shù)現(xiàn)在是 176。4、第四個(gè)位等于 1。向總數(shù)增加 8?？倲?shù)現(xiàn)在是 184。5、第一個(gè)位等于 1。向總數(shù)增加 1?？倲?shù)現(xiàn)在是 185?；虮硎緸椋?725242320185這樣，二進(jìn)制數(shù) 10111001 就是十進(jìn)制數(shù) 185。十進(jìn)制轉(zhuǎn)化二進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)

27、轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)規(guī)則：把十進(jìn)制數(shù)用2一次次去除，直至商為0，將得到的余數(shù)從最后一次得到的余數(shù)依次讀起即得，即“除2取余”。按照“除2取余”獲得二進(jìn)制數(shù)位數(shù)不滿8位，那么高位自動(dòng)取0補(bǔ)充完整即可；二/十進(jìn)制換算1412702135201721821420220120011、按照“除2取余”規(guī)則得到的二進(jìn)制數(shù)為10001101；2、該二進(jìn)制數(shù)10001101已經(jīng)是8位，所以不再需要以0補(bǔ)充高位。所以十進(jìn)制數(shù)141轉(zhuǎn)換位二進(jìn)制數(shù)結(jié)果為： 100011014.2二進(jìn)制與十進(jìn)制的互相轉(zhuǎn)換 IP地址相關(guān)計(jì)算 IPV4地址 在IPv4系統(tǒng)中，IP地址是一個(gè)32位的二進(jìn)制地址如：1100101001110010

28、1100111011001010為便于記憶，將其劃為4組，每組8位，由小數(shù)點(diǎn)分開(kāi)，用四個(gè)字節(jié)來(lái)表示。如：11001010.01110010.11001110.11001010用點(diǎn)分開(kāi)的每個(gè)字節(jié)的數(shù)值范圍是0-255，如： 02IPv4地址表示IPv4地址結(jié)構(gòu)IPv4的IP地址包括兩個(gè)部分：NETID和HOSTID, NETID標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò).HOSTID標(biāo)識(shí)在該網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)主機(jī)。IP地址格式：NetID + HostID網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)(NetID)：表示主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)；主機(jī)標(biāo)識(shí)(HostID)：表示主機(jī)在網(wǎng)段中的唯一標(biāo)識(shí)。NET IDHostIDIPv4 A類地址0A 類網(wǎng)絡(luò) ID 被分配給擁有大量主機(jī)

29、的網(wǎng)絡(luò)。A 類網(wǎng)絡(luò) ID 的前綴長(zhǎng)度只有 8 位。剩余的 24 位可用來(lái)標(biāo)識(shí)多達(dá) 16,777,214 個(gè)主機(jī) ID。這個(gè)較短的前綴長(zhǎng)度將把可接受 A 類網(wǎng)絡(luò) ID 的網(wǎng)絡(luò)數(shù)量限制為 126 個(gè)。網(wǎng)絡(luò)ID位主機(jī)ID位IPv4 A類地址00 0 0 0 0 0 0 00 1 1 1 1 1 1 1第一，A 類網(wǎng)絡(luò) ID 的高序位總是設(shè)置為 0，此約定將 A 類網(wǎng)絡(luò) ID 的數(shù)量從 256 個(gè)減少到 128 個(gè)。第二，首八位設(shè)置成 00000000 的地址是不能被分配的，因?yàn)樗鼈儤?gòu)成了被保留的網(wǎng)絡(luò) ID。第三，首八位設(shè)置成 01111111（十進(jìn)制的 127）地址是不能被分配的，因?yàn)槭菫榄h(huán)回地址保

30、留的。所以，后面兩個(gè)約定將 A 類網(wǎng)絡(luò) ID 的數(shù)量從 128 個(gè)減少到 126 個(gè)。 A類地址范圍(到55) 0127 0255255255 0 0網(wǎng)絡(luò)ID位主機(jī)ID位IPv4 B類地址B 類網(wǎng)絡(luò) ID 被分配給中型和大型網(wǎng)絡(luò)。用 14 位表示 B 類網(wǎng)絡(luò) ID，用 16 位表示主機(jī) ID。可以將 B 類地址分配給 16,384 個(gè)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以有 65,534 個(gè)主機(jī)。10網(wǎng)絡(luò)ID位主機(jī)ID位B類地址(-55)IPv4 C類地址C 類地址被分配給小型網(wǎng)絡(luò)。C 類地址的三個(gè)高序位總是設(shè)置為 110，前 24 位中剩余21位指定特定的網(wǎng)絡(luò)，后 8 位指定了特定的主機(jī)。可以將 C 類地址分配

31、給 2,097,152 個(gè)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以有 254 個(gè)主機(jī)。110網(wǎng)絡(luò)ID位主機(jī)ID位C類地址 (-55)D類地址 (-55)IPv4 D類地址D 類地址是為 IPv4 多播地址保留D 類地址的四個(gè)高序位總是設(shè)置為 1110D 類地址的地址范圍是-55 1110 0255255255 0 0網(wǎng)絡(luò)ID位主機(jī)ID位-55 1個(gè)A類地址；-55 16個(gè)連續(xù)的B類地址；-55 256個(gè)連續(xù)的C類地址。IPv4私有IP地址RFC1918定義全局IP地址/專用IP地址全局IP地址：用于因特網(wǎng)公共主機(jī)；專用IP地址：僅用于組織的專用網(wǎng)內(nèi)部本地主機(jī)。網(wǎng)絡(luò)掩碼11111111 0 0 0網(wǎng)絡(luò)掩碼作用： 1

32、、標(biāo)識(shí)一個(gè)IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)范圍結(jié)構(gòu)： 掩碼長(zhǎng)度32bit，由一串1和緊隨的一串0組成。1對(duì)應(yīng)于IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)（子網(wǎng)號(hào)），0對(duì)應(yīng)于IP地址中的主機(jī)號(hào)。A類地址掩碼11111111(255)11111111(255) 0 0B類地址掩碼11111111(255)11111111(255)11111111(255) 0C類地址掩碼有類網(wǎng)絡(luò)地址面臨的問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)ID位主機(jī)ID位C 類地址每個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)擁有主機(jī)數(shù)目：28-2=254 1、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)數(shù)目少于254臺(tái)時(shí)，則浪費(fèi)254-N個(gè)ip地址空間（N為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)主機(jī)數(shù)量） 2、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)數(shù)目多于254臺(tái)時(shí)，則IP地址不夠使用。 3、c類空間不夠時(shí)，則只能

33、分配B類網(wǎng)絡(luò)IP給主機(jī)使用，類似于第1種情況的計(jì)算，有可能浪費(fèi)空間更大:浪費(fèi)216-N。子網(wǎng)劃分111111111111111111111111 0網(wǎng)絡(luò)ID位主機(jī)ID位子網(wǎng)化C 類地址子網(wǎng)ID位網(wǎng)絡(luò)ID位主機(jī)ID位C 類地址1111111111111111111111111111 0子網(wǎng)掩碼C 類網(wǎng)絡(luò)掩碼 通過(guò)縮短主機(jī)空間位數(shù)，從而減小了容納主機(jī)數(shù)量，達(dá)到減小地址空間的浪費(fèi)，并且使網(wǎng)絡(luò)的劃分更靈活。超網(wǎng)111111111111111111111111 網(wǎng)絡(luò)ID位主機(jī)ID位子網(wǎng)化C 類地址網(wǎng)絡(luò)ID位主機(jī)ID位C 類地址11111111111111111111子網(wǎng)掩碼C 類網(wǎng)絡(luò)掩碼 通過(guò)增加主機(jī)空

34、間位數(shù)，從而增加了容納主機(jī)的數(shù)量，這樣即容納了更多的主機(jī)數(shù)量，并且使網(wǎng)絡(luò)的劃分也靈活了。4.3二進(jìn)制與十進(jìn)制的互相轉(zhuǎn)換 有類別IPV4地址 IP地址相關(guān)計(jì)算邏輯與運(yùn)算1 And 1 = 1 0 and 0 = 00 and 1 = 01 And 0 = 001001001IP相關(guān)的計(jì)算1公式： H=2N-2 H：可用ip數(shù)量 N：主機(jī)位數(shù) 減2是因?yàn)槿?主機(jī)位與網(wǎng)絡(luò)號(hào)重復(fù)不可能，而主機(jī)位為全1時(shí)，定義為網(wǎng)絡(luò)廣播地址也不可用。確定ip所在的網(wǎng)段 1、十進(jìn)制IP與掩碼，轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，然后進(jìn)行邏輯與操作，得出的結(jié)果即為網(wǎng)段號(hào)。判斷IP是否屬于同一網(wǎng)段 1、把十進(jìn)制IP與掩碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，然后進(jìn)行邏輯

35、與操作，得出的結(jié)果即為網(wǎng)段號(hào)。 2、如果得出的網(wǎng)段號(hào)相同，則為同一網(wǎng)段，否則為不同網(wǎng)段IP，不同網(wǎng)段IP間通信，需要有路由功能的設(shè)備參與。計(jì)算IP的網(wǎng)段號(hào)方法： 使用給定的掩碼與IP地址進(jìn)行邏輯與操作，計(jì)算的結(jié)果就這IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)。11001010 01110010 11001110 11001010網(wǎng)絡(luò)號(hào)：掩碼 ： 11111111 11111111 11111111 00000000 地址：0211001010 01110010 11001110 00000000邏輯與結(jié)果判斷主機(jī)是否在同一網(wǎng)網(wǎng)10101100 00010000 00011110 01100100網(wǎng)絡(luò)號(hào)：子網(wǎng)掩碼 :11

36、111111 11111111 11000000 00000000 IP地址：0010101100 00010000 00000000 00000000邏輯與結(jié)果10101100 00010000 00010100 01100100網(wǎng)絡(luò)號(hào)：子網(wǎng)掩碼 : IP地址：00邏輯與結(jié)果11111111 11111111 11000000 0000000010101100 00010000 00000000 0000000010101100 00010000 00011110 01100100網(wǎng)絡(luò)號(hào)：子網(wǎng)掩碼 :11111111 11111111 11000000 00000000 IP地址：00101

37、01100 00010000 00000000 00000000邏輯與結(jié)果10101100 00010000 01010000 01100100網(wǎng)絡(luò)號(hào)：子網(wǎng)掩碼 : IP地址：00邏輯與結(jié)果11111111 11111111 11000000 0000000010101100 00010000 01000000 00000000判斷主機(jī)是否在同一網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)IP劃分實(shí)例40臺(tái)主機(jī)180臺(tái)主機(jī)400臺(tái)主機(jī)盡可能做到IP地址的最小浪費(fèi)，而且要滿足現(xiàn)有IP地址需求。第五節(jié) 路由原理概述路由過(guò)程是將數(shù)據(jù)報(bào)文從一個(gè)邏輯網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)到其它網(wǎng)段的過(guò)程路由器可以完成這種邏輯網(wǎng)段間流量轉(zhuǎn)發(fā)工作路由器主要完成以下兩種功能

38、路由：學(xué)習(xí)和維護(hù)路由表交換：完成從路由器入端口到出端口的數(shù)據(jù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)5.1 執(zhí)行路由的條件在路由設(shè)備上激活被路由協(xié)議棧該路由設(shè)備需要知道如何到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)路由表中存在該路由條目該路由條目處于激活的狀態(tài)選擇出接口最佳路徑的原則優(yōu)先先最詳細(xì)的路由優(yōu)先選取度量值最低的路由條目若度量值最低的路由條目不止一條，將進(jìn)行負(fù)載均衡路由表項(xiàng)路由器中包含著必要的路由選擇信息I 100/118654 via , 00:00:23, Serial0 I- 路由條目的來(lái)源 (IGRP)- 目標(biāo)網(wǎng)段或子網(wǎng)100- 管理距離 (可信度)/118654- 度量值 (可達(dá)性)via - 下一跳的地址 00:00:23- 路由條

39、目的存在時(shí)間Serial0- 學(xué)得本路由條目的接口和數(shù)據(jù)報(bào)文離開(kāi)的接口5.2 路由表建立直連路由直接連接的可達(dá)網(wǎng)段靜態(tài)路由手工配置的可達(dá)網(wǎng)段動(dòng)態(tài)路由路由協(xié)議生成的可達(dá)網(wǎng)段靜態(tài)路由增加一條靜態(tài)路由 ip route 刪除一條靜態(tài)路由no ip route 增加缺省路由ip route /0 /8/8/8LAN/8/8/8LAN/8/8RTARTBRTCRTDLANLANS0S0S0S0e0e0e0e0動(dòng)態(tài)路由動(dòng)態(tài)路由可路由協(xié)議路由協(xié)議路由協(xié)議路由器之間路由信息共享的一種機(jī)制相互傳遞路由信息計(jì)算出最好的路徑添加到路由表常見(jiàn)路由算法和路由協(xié)議距離矢量算法，D-V （Distance Vector）R

40、IPIGRPEIGRPBGP鏈路狀態(tài)算法，L-S （Link State）OSPFIS-IS5.3 D-V算法的基本概念概念路由度量值：Metric距離矢量RIP協(xié)議為例原理周期性地在相鄰路由器之間傳遞路由表對(duì)Metric進(jìn)行矢量疊加只在相鄰路由器之間傳遞信息D-V算法的工作過(guò)程/8RTA/8/8RTB/8/8RTC/8RTARTBRTCe0e0s0s0s1s1 10. 0. 0. 0 E0 0 20. 0. 0. 0 S0 0 Network Interface Metric30. 0. 0. 0 S0 1 20. 0. 0. 0 S1 0 30. 0. 0. 0 S0 0 Network

41、Interface Metric10. 0. 0. 0 S1 140. 0. 0. 0 S0 1 30. 0. 0. 0 E0 0 40. 0. 0. 0 S0 0 Network Interface Metric20. 0. 0. 0 S0 140. 0. 0. 0 S0 210. 0. 0. 0 S1 1D-V算法的收斂收斂：從局部的路由發(fā)生變化，到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)全部路由器的路由信息達(dá)到一致的過(guò)程。收斂時(shí)間：一般指在全網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)收斂所需的時(shí)間。N個(gè)路由器串聯(lián)，至少需要N-1次傳遞才能完成收斂。D-V算法的更新原則對(duì)于未知的路由項(xiàng)，添加對(duì)于已有的路由項(xiàng)，當(dāng)next hop相同時(shí)，無(wú)論度量值增大或減少，

42、都更新對(duì)于已有的路由項(xiàng)，當(dāng)next hop不同時(shí)，只在度量值減少時(shí)，更新 D-V算法的問(wèn)題只在相鄰路由器之間傳遞路由表計(jì)算到無(wú)窮收斂過(guò)程長(zhǎng)路由浮動(dòng)周期更新/8RTA/8/8RTB/8/8RTC/8RTARTBRTCe0e0s0s0s1s1 10. 0. 0. 0 E0 0 20. 0. 0. 0 S0 0 Network Interface Metric30. 0. 0. 0 S0 140. 0. 0. 0 S0 2 20. 0. 0. 0 S1 0 30. 0. 0. 0 S0 0 Network Interface Metric10. 0. 0. 0 S1 140. 0. 0. 0 S0

43、1 30. 0. 0. 0 E0 0 40. 0. 0. 0 S0 0 Network Interface Metric20. 0. 0. 0 S0 110. 0. 0. 0 S0 240. 0. 0. 0 S1 240. 0. 0. 0 S0 340. 0. 0. 0 S0 440. 0. 0. 0 S0 40. 0. 0. 0 S0 40. 0. 0. 0 S0 D-V算法經(jīng)典問(wèn)題的解決方法最大路由權(quán)：定義一個(gè)最大值，作為“不可達(dá)”的判據(jù)。水平分割：從某個(gè)接口接收到的路由信息不再?gòu)倪@個(gè)接口發(fā)送回去。毒性路由和毒性逆轉(zhuǎn)：將達(dá)到最大路由權(quán)的路由標(biāo)志為“不可達(dá)”，并將不可達(dá)信息發(fā)送出去，不受水平

44、分割的限制。路由保持：將路由的不可達(dá)狀態(tài)保持一段時(shí)間，直到這條路由的不可達(dá)狀態(tài)被盡可能的擴(kuò)散出去。抑制時(shí)間：在抑制時(shí)間內(nèi)保持路由信息。觸發(fā)更新：立即將不可達(dá)路由傳遞出去，不待更新時(shí)間到。5.4 Link-State算法與D-V算法不同：根據(jù)鏈路狀態(tài)計(jì)算路由向網(wǎng)段內(nèi)的各個(gè)路由器廣播或組播路由信息L-S算法原理圖DCCBAD123CADB123CB123DADC123BA結(jié)構(gòu)LSDBRTA的LSARTB的LSARTD的LSARTC的LSA(二)每臺(tái)路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)(三)由鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)(四)每臺(tái)路由器分別以自己為根節(jié)點(diǎn)計(jì)算最小生成樹(shù)(一)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)銻TARTBRTCRTD得到的帶權(quán)有向圖AB

45、1253AD-V算法 vs. L-S算法更新方式：周期更新 vs. 觸發(fā)更新更新內(nèi)容：路由表 vs. LSA網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷：相對(duì)較大 vs. 相對(duì)較小收斂時(shí)間：長(zhǎng) vs. 短可靠性：較低 vs. 較高對(duì)路由器硬件的要求：較低 vs. 較高CPURAMDD/24/24/30/30/30/30/24/24R1R3R2F0/0F0/0F1/0F0/1F0/48F0/1PC1PC2路由故障案例 Pc1與pc2通互相ping通，但pc1 ping不通R3的F1/0口，pc2 ping 不通R1的F1/0口，R1與R3也不能互相ping通？F0/1第六節(jié) 故障診斷故障定義信息收集分析原因建立計(jì)劃實(shí)施計(jì)劃觀察結(jié)果

46、重復(fù)執(zhí)行總題解決 總結(jié)經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象消失末解決/24/24/24/24/24/30/30Fa0/0Fa0/1Fa0/1Fa0/0Fa0/24Fa0/24故障診斷的實(shí)例6.1 發(fā)送方故障診斷 數(shù)據(jù)包封裝過(guò)程 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程報(bào)文發(fā)送處理查下一跳mac目的與源地址比較數(shù)據(jù)封裝傳輸層包頭封裝網(wǎng)絡(luò)層包頭下一跳IP查找目的mac查找成功封裝鏈路層發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層地址本地遠(yuǎn)程查路由表無(wú)無(wú)有有Arp請(qǐng)求得到丟棄數(shù)據(jù)丟棄數(shù)據(jù)成功否網(wǎng)絡(luò)層信息檢查1PC機(jī)上的 ipconfig/all2、跨網(wǎng)段通信則網(wǎng)關(guān)ip是否正確1、源、目的ip是否正確3、基于域名通信查DNS是否正常工作交換機(jī)或路由器show ip int bri網(wǎng)絡(luò)層

47、信息檢查2Router#show ip interface brief Interface IP-Address OK? Method Status ProtocolFastEthernet0/0 YES manual up up Serial1/0 YES manual up up Serial1/1 unassigned YES unset administratively down down Serial1/2 unassigned YES unset administratively down down Serial1/3 unassigned YES unset administra

48、tively down down Router#Router#show int s1/0 Serial1/0 is up, line protocol is up Hardware is M4T Internet address is /24 MTU 1500 bytes, BW 1544 Kbit, DLY 20000 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation FRAME-RELAY, crc 16, loopback not set Keepalive set (10 sec) Restart-D

49、elay is 0 secs .網(wǎng)絡(luò)層信息檢查3Router#show ip route Codes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2 i - IS-IS, su

50、 - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2 ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route o - ODR, P - periodic downloaded static routeGateway of last resort is not set /32 is subnetted, 1 subnetsO 110/2 via , 00:00:09, FastEthernet0/0 /24 is subnetted, 1 subne

51、tsC is directly connected, Serial1/0 /24 is subnetted, 1 subnetsC is directly connected, FastEthernet0/0 /24 is subnetted, 1 subnetsS 1/0 via 網(wǎng)絡(luò)層信息檢查4C:route print=Interface List0 x1 . MS TCP Loopback interface0 x3 .00 13 02 6d 24 40 . Intel(R) PRO/Wireless 3945ABG Network Connect - 數(shù)據(jù)包計(jì)劃程序微型端口0 x20

52、002 .66 66 66 66 66 66 . Broadcom 440 x 10/100 Integrated Controlle 數(shù)據(jù)包計(jì)劃程序微型端口=Active Routes:Network Destination Netmask Gateway Interface Metric 1 20 1 1 1 20 1 55 20 55 55 1 1 20 1 1 20 55 55 1 1 1 55 55 1 3 1Default Gateway: =Persistent Routes: NoneC:數(shù)據(jù)鏈路層信息檢查1、直接通信（即本網(wǎng)段內(nèi)通信） 查看是否能得到目標(biāo)設(shè)備的物理地址即MAC

53、Pc: arp -a交換機(jī)路由器上：show arp2、非直接通信（即本網(wǎng)段內(nèi)通信） 查看是否能得到中繼設(shè)備及網(wǎng)關(guān)或下一跳路由器MAC物理層檢查11、接口否是工作正常Router#show interfaces f0/0FastEthernet0/0 is up, line protocol is up Hardware is AmdFE, address is cc05.0360.0000 (bia cc05.0360.0000) Internet address is /24 MTU 1500 bytes, BW 100000 Kbit, DLY 100 usec, reliability

54、 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation ARPA, loopback not set。5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 32 packets input, 7941 bytes Received 27 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 igno

55、red 0 watchdog 0 input packets with dribble condition detected 151 packets output, 15913 bytes, 0 underruns 0 output errors, 0 collisions, 1 interface resets 0 babbles, 0 late collision, 0 deferred 。物理層檢查22、線纜連接正常否同層設(shè)備交叉線不同層設(shè)備直連線6.2 接收方故障診斷 數(shù)據(jù)接收處理 數(shù)據(jù)包解封裝報(bào)文接收處理報(bào)文目的接口地址廣播地址組播地址是/否相同協(xié)議字段上層協(xié)議棧是否是/否有轉(zhuǎn)發(fā)丟棄

56、否是查mac表重復(fù)流程解封裝功能開(kāi)功能開(kāi)報(bào)文到達(dá)成功轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備配置看是否轉(zhuǎn)發(fā)是數(shù)據(jù)鏈路層檢查11、查看接收到的報(bào)文CRC。Router#show int fa0/0FastEthernet0/0 is up, line protocol is up Hardware is AmdFE, address is cc05.0360.0000 (bia cc05.0360.0000) Internet address is /24 MTU 1500 bytes, BW 100000 Kbit, DLY 100 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxloa

57、d 1/255。93 packets input, 27598 bytes Received 88 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored 0 watchdog 0 input packets with dribble condition detected 540 packets output, 54961 bytes, 0 underruns數(shù)據(jù)鏈路層檢查22、根據(jù)流程看是否繼續(xù)解封或轉(zhuǎn)發(fā)Swith# show mac address-tab

58、le故障診斷命令1、show versionShow runningshow processes cpushow processes memoryshow ip cef Show ip protocolsshow cdp neighbors Ping , traceroute, debug ,第六節(jié) 網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備1.1 二層交換機(jī)1.2 路由器1.3 三層交換機(jī)1.4 多層交換機(jī)1.5 接口連接器與線纜6.1 二層交換機(jī)地址學(xué)習(xí)幀的轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)路防止osi二層交換機(jī)的好處 線速轉(zhuǎn)發(fā) 每接口沖突域 數(shù)據(jù)交換基于mac 通過(guò)vlan，能實(shí)現(xiàn)廣播域范圍控制二層交換機(jī)的限制 網(wǎng)絡(luò)扁平化 不通實(shí)現(xiàn)網(wǎng)段間互通，

59、 任需借助其它設(shè)備實(shí)現(xiàn)互通 大型L2網(wǎng)絡(luò)內(nèi)仍然存在環(huán)路 需使用stp協(xié)議還進(jìn)行防止6.2 路由器路由表的學(xué)習(xí)和維護(hù)包的轉(zhuǎn)發(fā)6.3 三層交換機(jī)基于硬件的路由及包交換二層交換與三層路由集成6.4 多層交換機(jī)全完集成二、三、四層功能于一體6.5 接口連接器1LC類型光纖連接器1000BASE-X SFP接口連接器2SC類型光纖連接器1000BASE-X GBIC接口連接器3RJ-45接口引腳分配(10/100M)RJ-45 MDI接口引腳分配RJ-45 MDIX接口引腳分配100Mbps網(wǎng)線制作直通網(wǎng)線線序直通網(wǎng)線制作示例圖網(wǎng)線制作交叉網(wǎng)線線序交叉網(wǎng)線制作示例圖RJ-45接口引腳分配（1000M）千

60、兆電口5類非屏蔽雙絞線線序千兆電口5類非屏蔽雙絞線制作示意圖名稱分類最大線纜長(zhǎng)度100BASE-FX多模光纖2km單模光纖15km1000BASE-SX（波長(zhǎng)850nm）多模光纖275m（62.5/125）多模光纖550m（50/125）1000BASE-LX（波長(zhǎng)1310nm）多模光纖550m（62.5/125或50/125）單模光纖10km（9/125)1000BASE-LH（波長(zhǎng)1550nm）單模光纖70km（9/125)光纖參數(shù)比較表數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)例/24/24/24/24/24/30/30Fa0/0Fa0/1Fa0/1Fa0/0Fa0/24Fa0/24Pc1Pc2Pc3例舉pc1 p