数据专业基础知识

1、数据专业基础知识IP承载网组网原理 32IP技术基础3二32一32三323IP技术基础1、TCP IP基础 2、路由技术基础 3、动态路由协议 4、MPLS VPN原理和配置 内容TCP/IP协议和OSI参考模型TCP/IP协议栈具有简单的分层设计，与OSI参考模型有清晰的对应关系。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应 用 层传输层网络层7654321物理层数据链路层OSI参考模型TCP/IPTCP/IP协议栈HTTP、Telnet、FTP、TFTP、Ping、etcTCP/UDPARP/RARPIPICMPEthernet、802.3、PPP、HDLC、FR、etc接口和线缆应用

2、层传输层网络层 数据链路层提供应用程序网络接口建立端到端连接寻址和路由选择物理介质访问二进制数据流传输 物理层TCP/IP协议数据封装TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69 TCP/UDP 6/17 IP PACKETS FRAMES BITS0816243116位源端口16位目的端口32位序列号32位确认号URGACKPSHRSTSYNFIN首部长度保留(6位)16位窗口大小16位TCP校验和16位紧急指针选项数据0816243116位源端口16位目的端口16位UDP校验和数据UDP报文格式TCP报文格式16位UDP长度TCP/UDP报文格式HTTPFTPTelnetSMT

3、PDNSTFTPSNMPTCPUDPIP 数 据 包套 接 字8020/2123255369161端口号传输层协议用端口号来标识和区分各种上层应用程序。版本报文长度服务类型总 长 度标 示 符标志片 偏 移生存时间协 议报 头 校 验 和源 IP 地 址目 的 IP 地 址IP 选 项IP报文格式需要的MAC地址？MAC:00-E0-FC-00-00-11MAC:00-E0-FC-00-00-12ARP Request?ARP Reply 对应的MAC：00-E0-FC-00-00-12ARP地址解析协议B可达吗？ICMP Echo RequestICMP Echo Reply我在。ABICM

4、P协议网络层常见物理设备路由器数据链路层常见设备交换机Side 1Side 2Side 112345678123456781=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕Side 2Side 1Side 2Side 1Side 212345678123456781=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕1=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕1=白/绿2=绿3=白/橙4=蓝5=白/蓝6=橙7=白/棕8=棕5类双绞线的线序直连网线交叉网线主机路由器交换机普通口交换机级连口交换机光口主机crosscrossnormalN/ASC/ST路

5、由器crosscrossnormalN/ASC/ST交换机普通口normalnormalcrossNormalN/A交换机级连口N/AN/ANormalN/AN/A交换机光口SC/STSC/STN/AN/ASC/ST设备连接方式例如255最大值255255255主机ID网络IDIP 地址的结构和表示方法IP地址分类IP 地址分类A 类0XXXXXXX1-126地址类第一个8位数的格式范围B 类10XXXXXX128-191C 类110XXXXX192-223D 类1110XXXX224-239E 类1111XXXX240-255IP地址分类练习地址类别网络主机IP地址分类练习（答案）地址类别网

6、络主机ABCCB不存在21IP技术基础1、TCP IP基础 2、路由技术基础 3、动态路由协议 4、MPLS VPN原理和配置 内容路由是指导IP报文发送的路径信息。（N,R1,M）R1目标网络N其它网络什么是路由？链路层协议发现的路由手工配置静态路由动态路由协议发现的路由路由的来源（Protocol）静态路由由网络管理员在路由器上手工添加路由信息以实现路由目的缺省路由是静态路由中特殊的一种形式什么是静态路由?注意：只有下一跳所属的的接口是点对点（PPP、HDLC）的接口时，才可以填写，否则必须填写。Quidway ip route-static ip-address mask | maskl

7、en interface-type interface-name | nexthop-address preference value reject | blackhole 静态路由的配置命令:静态路由配置E0Quidway BS0Quidway AS0在路由器 Quidway A上配置： ip route-static ip route-static 16 ip route-static 16 s0 静态路由配置示例Quidway AS0S0Quidway BNetwork NPublic Network在路由器 Quidway A上配置： Internet 上 大约99.99%的路由器上都

8、存在一条缺省路由!缺省路由并不一定都是手工配置的静态路由，有时也可以由动态路由协议产生。缺省路由配置示例在路由器 Quidway A上配置： “路由自环”对网络的危害极大，应尽量避免。在路由器 Quidway B上配置： Quidway AS0S0Quidway BNetwork NPublic Network路由自环29IP技术基础1、TCP IP基础 2、路由技术基础 3、动态路由协议 4、MPLS VPN原理和配置 内容链路层物理层动态路由协议在协议栈中的位置由同一机构管理，使用同一组选路策略的路由器的集合。自治系统（）内部路由协议（）自治系统自治系统外部路由协议（）、距离矢量算法RIP

9、BGP链路状态算法OSPFIS-IS 按寻径算法划分每种路由协议只能发布和学习自己协议已知的路由如果需要知道其它的路由，需要进行引入（ import-route ）操作 路由协议之间的互操作正确性：找到最优的路由快收敛：路由能随拓扑结构变化迅速改变。低开销：协议自身开销小安全性：协议有安全机制普适性：能够适应各种规模的网络 衡量路由协议的一些性能指标综合性能有路由环路问题无路由环路问题RIP1RIP2BGPOSPFIS-IS 现有路由协议的性能比较RIP是Routing Information Protocol（路由信息协议）的简称。RIP是距离矢量路由协议的一个具体实现。RIP协议适用于中小

10、型网络，有RIP-1和RIP-2。RIP-2使用组播（）发送，支持验证和VLSM。RIP支持：水平分割、路由中毒和触发更新。RIP协议概述 （一）TCPUDPIPPPPEtherRIPRIP协议概述(二)OSPF代表开放最短路径优先，它是一个链路状态协议。 OSPF是一个内部网关协议（Interior Gateway Protocol， IGP），用于在单一自治系统（Autonomous system，AS）内决策路由。OSPF中的O只是意味着定义OSPF的标准是对公共开放的，而不是私有的专用路由协议，比如CISCO的IGRP和EIGRP。 OSPF 概述RIP的运作是通过与其他相邻的路由器交

11、换它的整张路由表，而OSPF和其他路由器交换的信息不是路由信息，而是链路信息。链路-状态路由是最短路径优先( S P F )协议-维护一个复杂的网络拓扑数据库。链路-状态路由作为动态路由可以支持各种规模的网络，最多可支持几百台路由器。 OSPF 概述（续）OSPF是链路状态路由协议，具有下面的优点：基于带宽来选择路径更快的收敛速度支持VLSM和CIDR更好的层次结构支持等值路径负载均衡OSPF的优点Router ID（路由器标识符）：用于标识每个路由器的32位数。Interface（接口）：路由器和具有唯一IP地址和子网掩码的网络之间的连接。也称为链路（Link）。OSPF 概念指定路由器（D

12、R）和备份指定路由器（BDR）Adjacency（邻接关系）：邻接在广播或NBMA网络的DR和非指定路由器之间形成。Neighboring Routers（相邻路由器）：带有到公共网络的接口的路由器。OSPF 概念（续）邻居表（Neighbor Database）：包括所有建立联系的邻居路由器。链接状态表（拓扑表）（Link State Datebase）：包含了网络中所有路由器的链接状态。路由表(Routing Table)：也称转发表，在链接状态表的基础之上，利用SPF算法计算而来。OSPF 概念（续）LSDBLSA of RTALSA of RTBLSA of RTCLSA of RTD

13、(2)每台路由器的LSDB(3)由链路状态数据库生成 带权有向图CABD1235CABD123CABD123CABD123CABD123RTARTBRTCRTD3215(1)网络的拓扑结构(4)每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树OSPF协议计算路由过程Hello报文发现及维持邻居关系，选举DR，BDRDD报文本地LSDB的摘要LSR报文向对端请求本端没有或对端的更新的LSALSU报文向对方发送其需要的LSALSAck报文收到LSU之后，进行确认OSPF的五种协议报文DownAttemptInit2-wayExStartExchangeLoadingFullOSPF的邻居状态机两台路由器

14、之间建立邻接关系的过程 Router-LSA ,由每个路由器生成Network-LSA，由DR生成Net-Summary-LSA，由ABR生成Asbr-Summary-LSA，由ABR生成AS-External-LSA，由ASBR生成LSA 分类BGP（ Border Gateway Protocol ）BGP是边界网关协议，定义于RFC1771。该协议用于创建自治系统（ Autonomous Systems ）之间无环路域间路由。BGPBBGPAS65500AS65250BGPAS64500AS65000DEFCBABGP（ Border Gateway Protocol ）域内路由: RI

15、P/OSPF/ISIS，在AS内发现路由域间路由协议，在AS之间传递路由信息通用标准协议，当前版本： BGPv4（RFC1771）自治系统的编号范围是165535，其中164511是注册的因特 网编号，6451265535是专用网络编号 AS100ISISAS200OSPFAS300RIPBGPBGPBGP 的特征BGP 是一种增强型距离矢量（ distance vector ）路由协议传输协议： TCP，端口号： 179支持CIDR（无类别域间选路） 路由更新只发送增量路由 具有丰富的路由过滤和路由策略配置 AS 65000AS 65001邻居处于不同的自治域（ autonomous sys

16、tems ）邻居之间一般直接连接EBGP NeighborsIBGP Neighbors外部BGP（ External BGP ）BCA邻居处于同一个 AS 内部邻居之间不必直连IBGP NeighborsAS 65000AS 65500Neighbors内部BGP（ Internal BGP ）BCABGP 消息类型BGP 使用四种类型的消息:OPEN 用于建立 BGP 连接KEEPALIVE 用于保持BGP连接UPDATE 发送 BGP 路由更新或撤消NOTIFICATION BGP差错提示信息 BGP连接状态(一）空闲（Idle）：这是BGP刚启动后的第一个状态连接（Connect）：B

17、GP在等待TCP连接成功时状态行动（Active）：BGP重新启动TCP连接时的状态OPEN发送（Open sent）：TCP连接成功后，BGP开始发送OPEN消息，并等待对方的OPEN消息时的状态BGP连接状态（二）OPEN证实（Open confirm）：接收到邻居OPEN消息后，BGP等待Keepalive消息或者Notification消息时的状态已建立（Established）：这是相邻体协商的最后阶段或者稳定阶段，BGP开始与对端交换Update数据包BGP路由通告原则（一）多条路径时，BGP Speaker只选最优的给自己使用；BGP Speaker只把自己使用的路由通告给相邻体

18、；BGP Speaker从EBGP获得的路由会向它所有BGP相邻体通告（包括EBGP和IBGP）；BGP Speaker从IBGP获得的路由不向它的IBGP相邻体通告；BGP路由通告原则（二）BGP Speaker从IBGP获得的路由是否通告给它的EBGP相邻体要依IGP和BGP同步的情况来决定；连接一建立，BGP Speaker将把自己所有BGP路由通告给对等体。 BGP的路由属性表达了路由的特征过渡和非过渡的必遵和可选的便于扩展截至目前共16种属性9、Originator-ID10、Cluster-List11、Destination Pref (MCI)12、Advertiser (Ba

19、ynet)13、Rcid-Path (Baynet)14、MP_Reach_NLRI15、MP_Unreach_NLRI16、Extended_Communities常见BGP路由属性1、Origin2、AS-Path3、Next hop4、MED5、Local-Preference6、Atomic-Aggregate7、Aggregator8、CommunityBGP最佳路由选择（一） 首先，只接受那些没有AS 环路（loop）并且有着合法 的下一跳的路由，然后： 1、选择有着最高 local preference 值的路由；2、选择由本地路由器产生的路由，如路由聚合产生的路由；3、选择最短

20、 AS-path 的路由；4、选择最低“起源” （ lowest origin code ）的路由 (IGP EGP Incomplete)；BGP最佳路由选择（二）5、选择有着最低MED值的路由(MED值来自EBGP邻近的设置)6、MED值相同，如果是 IBGP 和EBGP同时通告过来，则优先选择 EBGP 路径的路由；7、选择途经最近 IGP 邻居到达下一跳的路径；8、选择最低的邻居Router-ID的路由；9、使用最低的邻居接口地址的路由。64IP技术基础1、TCP IP基础 2、路由技术基础 3、动态路由协议 4、MPLS VPN原理和配置 内容多协议标签交换 Multi-Protoc

21、ol Label Switching 目的：将IP与ATM的高速交换技术结合起来，实现IP分组 的快速转发 特点：多协议：可支持任意的网络层协议（如IPV6、IPX） 和链路层协议（如ATM、FR、PPP等） 标签交换：给报文打上固定长度的标签，以标签取 代IP转发过程 传统IP转发传统IP转发的特点：IP通讯是基于逐跳的方式转发报文时依照最长匹配原则网络设备需要知道全网路由，没有则无法转发该网段报文QOS无法得到有力保障 解决方案:MPLS MultiProtocol Label Switching多协议标签交换 是介于二层和三层之间的技术，即2.5层 是将标记转发和三层路由结合在一起的一种

22、标准化路由和交换技术解决方案 多协议表示可以与多种网络协议共存 在MPLS网络边缘进行三层路由，内部进行二层交换 MPLS为IP网络提供面向连接的服务 提供高服务质量的Internet服务 支持高带宽高速率的IP转发 在提供IP业务时能确保QoS和安全性 具有流量工程能力 很好的支持VPN功能MPLS的优势MPLS的概念MPLS的工作原理 MPLS域外采用传统的IP转发，MPLS域内按照标签交换，无需查找IP。 MPLS 基本概念和术语标签 （Label）转发等价类 （FEC）标签交换路径 （LSP）标签交换路由器 （LSR）边缘标签交换路由器 LER MPLS的标签（lable）MPLS标记

23、是在01048575之间的一个20比特的整数，它用于识别某个特定的FEC；该标记被封装在分组的第二层信头中；标签仅具有本地意义。 LSP的建立LSP驱动方式： 流驱动：收到的报文驱动LSP建立 拓扑驱动：拓扑信息（路由）驱动LSP建立 应用驱动：应用（如QoS）驱动LSP建立信令协议，用于在LSR之间分配标签，建立LSP： LDP ,CR-LDP , RSVP-TE,MP-BGPLSP 的建立过程在 MPLS 网络中标签交换路径 LSP 的形成分为三个过程：网络启动之后在路由协议（如BGP、OSPF、IS-IS等）的作用下，各个节点建立自己的路由表 根据路由表，各个节点在 LDP 的控制之下建

24、立标签交换转发信息库 LIB将入口 LSR 、中间 LSR 和出口 LSR 的输入输出标签互相映射拼接起来后，就构成了一条 LSP标签分配和管理标签分配模式DoD :downstream-on-demand下游按需标签分发DU: downstream unsolicited下游无需请求标签分发 标签控制模式有序的标签分发控制模式独立的标签分发控制模式 标签保持方式保守模式自由模式VPN的工作方式VPN的隧道创建方式传统VPN 帧中继（二层） ATM（二层）基于客户端实施（CPE）VPN L2TP（二层） GRE（三层）基于运营商实施VPN 基于MPLS的二层VPN BGP/MPLS VPN M

25、PLS VPN的体系结构服务提供商网络P路由器PE路由器PECE路由器运营商网络P路由器：运营商网络内部路由器PE路由器：接入用户用户网络CE路由器：接入运营商网络VPN蓝VPN蓝VPN绿VPN绿VPN绿PEPE如何识别VPN跨公网识别VRF中包含两种属性：RD和RTRD：路由标识符（Route Distinguisher） 用来解决用户地址复用问题 RT：路由目标（route-target） 用来识别不同VPN的路由信息本章小结1、IP地址分类2、路由的来源3、动态路由协议的分类 4、VPN的实现方式 IP承载网组网原理 32IP技术基础 3二32一32三32四82IP承载网组网原理1、电信

26、网络IP化发展方向2、中国移动承载网组网图分析内容电信业务IP化发展方向NGN/3G宽带IP网络PSTN/ISDNATMDDNX.25ISP/ICPASPORTALIntranet/Extranet语音接入多媒体接入图象接入数据接入CENTREX会议电视局域网E-PhoneADSL2G/3G移动承载网IP化演进趋势TDMIPMSCGMSCSGSNHLR/AuCSCPSMCISP/ICPAPP ServersGGSNMSC server内容提供业务控制GMSC serverMGWMGWSGSNGGSNTDM/ATM/IPMSC serverMGWMGWSGSNGGSNIPPCSCFSCSCFMGCFGMSC ServerATM RAN接入网GSM/R99R4R5/R6IP RAN接入网公司分部公司总部V/GMSC serverSS7PSTN大楼/企业/学校小区/IP超市等3G RAN/GSMIP CoreMGW智能网络App ServerHLR/HSSSGTMSC server网管系统CSCFSGSNGGSNAGIADIAD数据业务平台 3G业务电路域和多媒体IMS域承载和控制分离，整个承载网全业务运营，统一的核心网络，多样化的接入网络。多媒体控制域话音控制域SIP移动软交换发展方向承载网的业务定位 3G/NGN承载专网是下一代能够同时支持3G、NGN和企业