主要內容包含以下四點：(1)靜態路由 (2)動態路由 (3)生成樹 (4)VLAN
- 1. 什么是靜態路由？
答：靜態路由是管理人員手動配置和管理的路由
- 2. 靜態路由由那些優點？
答：配置簡單
- 3. 缺點：當網絡拓撲結構發生變化的時候自然不能及時做出改變 並且需要再次配置 嚴重影響了工作效率 所以目前靜態路由主要應用於小型網絡及企業架構模型中服務器之間的通信
- 4. 靜態是手動 動態是自動
- 5. 動態路由定義：動態路由是路由器自身通過相應的算法計算出的路由 所以動態路由的優點一定是可以適應網絡拓撲變化並及時做出調整的路由協議
RIP(路由信息協議) OSPF(鏈路狀態信息) BGP(外部網關協議)
RIP協議(路由信息協議)
RIP 定義：路由信息協議 依據距離矢量算法以跳數做為度量方式來計算最優路由
工作過程：首先路由器啟動后的時候 路由表中只有直連路由 當路由器運行RIP的時候,會發送request報文消息 鄰居路由器會根據自己的路由表回復reponse報文 從而完成路由的添加 網絡穩定后 路由器會每隔30秒發送request報文 超過120秒則認為路由失效 180秒后路由器老化定時器則清空
路由表是如何更新的？
如果路由表中已有的路由項 當該路由項的下一跳是他的鄰居 無論度量值增大或者減小都會更新該路由項;當該路由項的下一跳不是他的鄰居時 只有度量值減少才更新該路由;對於路由表中不存在的路由項 度量值小於16則更新該路由
RIP優缺點：
- 1. 優點：配置簡單,易於維護
- 2. 缺點：收斂速度慢(距離矢量算法,周期性更新)缺少對全局拓撲的了解(傳遞的是路由信息,分布式路由計算),有環路(需要配置水平分割,毒性反轉,觸發更新),拓展性差和選擇次優路由(以跳數作為度量方式,超過15跳則認為目的地址不可達),RIP路由可能會產生環路
- 3. 為什么會產生環路？ 正常情況下
a) RTA會通過RTB學到RTC的路由 度量值為1 當RTC發生故障后 RTB會認為RTC目標地址不可達 RTB向RTA發送路由更新的消息 RTA不會更新並且會向RTB發送到達RTC的路由 RTB會更新該路由認為可以通過RTA到達RTC,如此重復形成環路 直到路由度量值為16
b) 提到解決方法：水平分割(為從某個接口學到的路由不在從該接口發出去),毒性反轉(從某個接口學到的路由,並該路由跳數設置為16跳),觸發更新(路由信息發送變化時 會立即向鄰居路由器發送觸發更新報文,不必等到定時器超時,從而加速了收斂時間)所以RIP路由由於受到跳數的限制一般應用在結構簡單的小型網絡中
OSPF協議(鏈路狀態信息)
定義---工作過程---優缺點---防環---應用
OSPF是開放式路徑最短優先,即鏈路狀態協議,每個路由器各自維護一個鏈路狀態數據庫,基於SPF算法 以帶寬作為度量方式計算最優路由
OSPF的工作過程：首先路由器先建立鄰居關系,然后同步鏈路狀態數據庫,最后計算最優路由。鄰居關系發現建立通過發送hello報文(報文內容為route ID neb),狀態機變化為Down,int,2-way;同步鏈路狀態庫需要鄰接關系的建立,鄰接關系的建立需要發送DD報文確認主從關系及序列號,再次發送DD報文交互鏈路狀態數據庫摘要信息,DD報文發送鏈路狀態數據庫詳細信息,之后發送LSR報文請求特定的鏈路狀態信息,路由器會發送LSU報文,更新特定的鏈路狀態信息,最后發送LSACK表示對LSU的確認,狀態機的變化由Exstart，Exchange,Loading，Full,此時鄰接關系已經建立,鏈路狀態數據庫同步完成,最后根據SPF算法計算最優路由
OSPF 協議優點缺點
優點：1.收斂速度快(SPF算法優越以及觸發更新) 2.擁有對全局拓撲的了解(傳遞的是鏈路狀態信息,獨立式路由計算)3.拓展性好(以帶寬作為度量方式)；4.無環路(SPF算法,是真正的無環路的路由協議);支持明文和密文認證。
缺點：1.只支持等價負載均衡,不支持非等價負載均衡 2.非骨干區域之間通信通過虛鏈路
OSPF各種防環機制 域間通過非骨干區域與骨干區域相連;域外通過將5類LSA轉換為3類LSA實現防環 得出OSPF在目前算是很優越的路由協議，應用范圍廣,大中小型網絡都可以使用,方便維護和管理
RIP協議和OSPF為內部網關協議
引入BGP(協議)
BGP外部網關協議
定義---工作過程---防環====應用
IGP用於計算和發現路由 BGP則用來控制和選擇最優路由 用於多個自治系統間的通信
BGP工作過程：首先路由器之間建立TCP連接(向對端的179端口發起TCP連接)然后發送OPEN消息建立BGP對等體關系(分部為IBGP和EBGP);最后定時每個10秒發送Keepalive消息維護路由的穩定性
BGP如何防環+BGP通過原則：
- 1. 將自己的最優路由發送給鄰居
- 2. 通過EBGP獲得的路由會發送給所有BGP鄰居
- 3. 通告IBGP獲得的路由不會發送給其他IBGP鄰居
- 4. IGP與BGP同步
BGP在自治系統外通過攜帶AS-PATH信息,當路由器收到外部路由包含自己的AS-PATH信息則丟棄該路由 AS內部 由IBGP獲得的路由不會發送給其他IBGP鄰居 實現AS內部的防環
BGP一般應用於多個AS之間或者多個運營商之間等需要使用BGP協議 對於AS和AS之間單一連接或者CPU,帶寬較低時不需要使用BGP協議
STP
STP是交換機內的協議 生成樹協議 用於環路消除和鏈路備份
為什么要使用STP？在交換機網絡中多用來冗余鏈路維護網絡的穩定性,這樣一來在發送ARP Request消息時每個交換機都會收到 並回復ARP Reply消息,可能會造成環路形成廣播風暴和MAC地址表動盪 交換機CPU負載過大容易造成損壞引起不必要的損失
所以在交換機網絡中用STP來解決問題 交換機之間會選舉一個根橋作為主邏輯中心,其他的為非根橋。
默認情況下都認為自己是根橋,所以當交換機啟動時,會發送BPDU報文用來選舉根據。根橋的選舉由BID(16位橋優先級和48位MAC地址組成)決定,越小越優先。既然有根橋,交換機網絡中也定義了端口角色有根端口,指定端口,預備端口,根端口和指定端口的選舉由根路徑開銷值,對端BID,對端PID,本端PID決定,也是越小越優先,收斂時間代表着交換機發生故障后處理和恢復的時間,一般直連鏈路故障后收斂時間約30S，非直連鏈路故障后收斂時間約50S
STP模式下交換機的端口狀態有5種,分部為Disabled,Blocking，Listening,Learning，Forwarding，交換機啟動后根端口和指定端口不斷變化為Fowarding狀態;預備端口為Blocking狀態,用於阻塞端口,鏈路發生故障后恢復使用在變為Fording狀態
STP模式：STP==RSTP==MSTP
MSTP兼容RSTP和STP,RSTP比STP收斂速度快,主要快在端口狀態的變化，RSTP為Dicarding，Listening，Forwarding,收斂速度快約30秒，STP的最大生存期為20S,RSTP的最大生存期為3倍Hello時間
應用場景：STP和RSTP為單生成樹 主要用於二層交換機 只有一個VLAN的情況下，MSTP為多生成樹 用於多個VLAN之間的通信
單生成樹缺點：1.部分VLAN不通 2.無法實現復雜均衡 3.容易選擇次優路由
交換機特性：交換機工作在數據鏈路層,根據幀頭信息進行轉發,交換機的每一個端口都是一個沖突域,交換機自身是一個廣播域，理論上交換機是不隔離廣播域的 所以當多個交換機之間進行通信,容易造成廣播泛濫安全性無法保障,此時VLAN技術可以將單個局域網邏輯是分成多個虛擬局域網及VLAN 可以大大隔離了廣播域,維持網絡的穩定性
VLAN
VLAN定義：通過將單個局域網邏輯上分為多個虛擬局域網,隔離了廣播域,解決了廣播泛濫,提升了網絡的安全性
VLAN的鏈路類型有干道鏈路和接入鏈路,干道鏈路為連接交換機之間,接入鏈路為交換機連接主機
常見的端口類型有Trunk端口,Access端口,Hybrid端口
Trunk端口允許多個VLAN通信 Access收到的數據幀是不帶Tag的,Trunk收到的數據幀是帶Tag的,只有特定的情況下是不帶Tag的
VLAN可以使用GVRP來傳遞和注冊VLAN信息
相同VLAN之間可以通過二層交換機實現通信,不同VLAN之間可以使用三層交換機和單臂路由來實現