数据基础(下)-路由与交换、宽带网基础

数据基础(下)——路由与交换、宽带网基础第一页，共84页。提纲路由基础以太网及其交换技术宽带网络结构宽带城域网设备介绍第二页，共84页。Internet是由什么设备构成的？?第三页，共84页。路由协议的基本概念与原理路由根本问题是要解决什么？路由表（由多个路由条目构成）学习该路由所用的机制（动态或手动）逻辑目的地（目标网段）管理距离度量值（它是度量一条路径的总“总开销”的一个尺度）去往目的地下一HOP的中继设备（路由器）的地址；路由信息的新旧程度与要去往目的地网络相关联的接口路由器只知道与其直接相连的网络或子网第四页，共84页。什么是路由表？路由器或者其他互联网网络设备上存储的表，该表中存有到达特定网络终端的路径，在某些情况下，还有一些与这些路径相关的度量。172.16.1.1S2E0S3192.168.1.110.1.1.110.2.2.210.1.1.2S2S310.2.2.3172.16.1.0ABC192.168.1.0E0路由机制网段下一跳接口管理距离度量值直连（C）172.16.1.0/24E000直连（C）10.1.1.0/24S200静态（S）0.0.0.0/010.1.1.210第五页，共84页。路由类型静态路由静态路由是指由网络管理员手工配置的路由信息。直连网段指定网段静态路由默认路由策略路由动态路由动态路由器上的路由表项是通过相互连接的路由器之间交换彼此信息，然后按照一定的算法优化出来的，而这些路由信息是在一定时间间隙里，通过特定的条件不断更新，以适应不断变化的网络，以随时获得最优的寻路效果。第六页，共84页。静态路由第七页，共84页。静态路由（默认路由）第八页，共84页。策略路由一种比基于目标网络进行路由更加灵活的数据包路由转发机制。应用了策略路由，路由器将通过路由图决定如何对需要路由的数据包进行处理，路由图决定了一个数据包的下一跳转发路由器。应用策略路由，必须要指定策略路由使用的路由图，并且要创建路由图。一个路由图由很多条策略组成，每个策略都定义了1个或多个的匹配规则和对应操作。一个接口应用策略路由后，将对该接口接收到的所有包进行检查，不符合路由图任何策略的数据包将按照通常的路由转发进行处理，符合路由图中某个策略的数据包就按照该策略中定义的操作进行处理。第九页，共84页。策略路由可基于特定源地址和目标地址可基于特定应用（TCP/UDP端口）可部署基于时间的策略具有一定的智能判断能力（例如检测下一跳是否存在）第十页，共84页。动态路由路由协议：路由算法完成路由选择，传递信息，学习路由，更新路由表。距离矢量型：RIP、IGRP、BGP链路状态型：OSPF混合型：EIGRP路由协议的类型：内部网关协议（IGP）：包括RIP，IGRP，OSPF，EIGRP，IS-IS等协议；外部网关协议（EGP）：BGP是一种域间路由选择协议，iBGP/eBGP第十一页，共84页。距离矢量型路由协议RIP也称向量距离协议，用信息包所经过的网关来做距离的单位，超过15跳便无法到达。IGRP是CISCO专用的路由协议，可以服务于大型互连网络，不受限于15跳的限制（100跳）第十二页，共84页。RIP概述19.2kbpsT1T1T1Hop计算路由器每隔30秒更新最多支持相同hop数的6条路径，实现负载均衡第十三页，共84页。RIP配置举例2.3.0.0routerripnetwork172.16.0.0network10.0.0.0routerripnetwork10.0.0.02.3.0.0routerripnetwork192.168.1.0network10.0.0.0172.16.1.1S2E0S3192.168.1.110.1.1.110.2.2.210.1.1.2S2S310.2.2.3172.16.1.0ABC192.168.1.0E0第十四页，共84页。查看RIP信息RouterA#shipprotocolsRoutingProtocolis"rip"Sendingupdatesevery30seconds,nextduein0secondsInvalidafter180seconds,holddown180,flushedafter240OutgoingupdatefilterlistforallinterfacesisIncomingupdatefilterlistforallinterfacesisRedistributing:ripDefaultversioncontrol:sendversion1,receiveanyversionInterfaceSendRecvKey-chainEthernet0112Serial2112RoutingforNetworks:10.0.0.0172.16.0.0RoutingInformationSources:GatewayDistanceLastUpdate10.1.1.212000:00:10Distance:(defaultis120)172.16.1.1S2E0S3192.168.1.110.1.1.110.2.2.210.1.1.2S2S310.2.2.3172.16.1.0ABC192.168.1.0E0第十五页，共84页。查看路由表RouterA#shiprouteCodes:C-connected,S-static,I-IGRP,R-RIP,M-mobile,B-BGPD-EIGRP,EX-EIGRPexternal,O-OSPF,IA-OSPFinterareaN1-OSPFNSSAexternaltype1,N2-OSPFNSSAexternaltype2E1-OSPFexternaltype1,E2-OSPFexternaltype2,E-EGPi-IS-IS,L1-IS-ISlevel-1,L2-IS-ISlevel-2,*-candidatedefaultU-per-userstaticroute,o-ODRT-trafficengineeredrouteGatewayoflastresortisnotset172.16.0.0/24issubnetted,1subnetsC172.16.1.0isdirectlyconnected,Ethernet010.0.0.0/24issubnetted,2subnetsR10.2.2.0[120/1]via10.1.1.2,00:00:07,Serial2C10.1.1.0isdirectlyconnected,Serial2R192.168.1.0/24[120/2]via10.1.1.2,00:00:07,Serial2172.16.1.1S2E0S3192.168.1.110.1.1.110.2.2.210.1.1.2S2S310.2.2.3172.16.1.0ABC192.168.1.0E0第十六页，共84页。距离矢量型路由协议的弊端收敛时间慢网络规模大时宣告路由占用的带宽大路由跳数不能太多（限制了网络规模）容易出现路由循环适用于简单，规模不大，拓朴结构不会经常变化的网络快速部署路由协议。第十七页，共84页。链路状态型路由协议OSPF（OpenShortestPathFirst）是一种链路状态路由选择协议。所谓链路状态是指路由器接口的状态，如UP，DOWN，IP及网络类型等。链路状态信息通过链路状态公告(LSA)发布到网上的每台路由器。每台路由器通过LSA信息建立一个关于网络的拓扑数据库。第十八页，共84页。OSPF路由协议第十九页，共84页。SPF算法第二十页，共84页。LSA/LSU处理流程第二十一页，共84页。LSA/LSU处理流程(Cont.)第二十二页，共84页。LSA/LSU处理流程(Cont.)第二十三页，共84页。LSA/LSU处理流程(Cont.)第二十四页，共84页。OSPF路由协议区域(Area)在OSPF中使用区域来为自治系统分段，OSPF是一种层次化的路由选择协议，区域0是一个OSPF网络中必须具有的区域，也称为主干区域，其他所有区域要求通过区域0互连到一起。第二十五页，共84页。OSPF协议的区域划分OSPF区域划分的特点：简化路由处理区域化拓扑变化收敛LSA细节通告需要分层设计网络路由器A/B称为骨干路由器(BB)骨干路由器构成区域0路由器C/D/E称为ABRs区域边界路由器将区域接入骨干第二十六页，共84页。OSPF协议的优点OSPF是基于国际标准的协议，具有开放性强的特点，被众多网络设备厂商所支持。支持VLSM；使用触发的路由更新，快速反应网络变化，减小协议本身对网络流量的占用。支持大型网络，并能进行优化路由更新。第二十七页，共84页。自治系统（AS）自治系统（AS）是指在一个技术体系管理下的网络集合AS内部使用IGP路由协议AS之间使用BGP路由协议第二十八页，共84页。BGP是基于路径向量的路由协议IGPs定义网络和描述到达这些网络的代价BGP定义路径和路径末端网络的可达性。BGP采用类似指标的属性来描述路径BGP允许网络管理者设置策略和规则来定义数据如何穿越自治系统第二十九页，共84页。BGP基于策略的路由协议BGP可以支持符合逐跳转发（或称逐自治系统转发）路由范式的任何策略第三十页，共84页。BGP特性BGP适合以下条件存在的网络：允许数据包从一个AS通过并达到另一个AS（比如ISP）。一个AS与另一个AS之间有多链路连接需要对进入和离开自己AS的路由策略和路由选择作操控BGP不总是适合的，下列情况不宜使用：单链路的连接（Internet或其他AS）设备处理能力有限，不能应付BGP路由协议的开销对路由过滤和BGP路径选择过程知之甚少AS之间链路带宽太窄第三十一页，共84页。BGP特性BGP是距离矢量型路由协议，但有如下改进:传输可靠：基于TCP(port179)只做增量的、触发式的更新定时通过keepalive信息交互验证TCP连接的可靠性丰富的指标参数（称作路径向量或属性）专为大型的、可扩展的互联网络设计（比如：Internet）第三十二页，共84页。路由器匹配路由的过程首先遵循最长匹配原则相同网段掩码位数越长越优先1.2.3.4255.255.255.2551.2.3.0255.255.255.01.2.0.0255.255.0.0第三十三页，共84页。路由器匹配路由的过程掩码相同则比较管理距离（AD）值，值越小越优先AD值也相同，则比较度量值，值越小越优先度量也相同就是等价路由，流量平均分摊第三十四页，共84页。Internet路由结构（骨干网）AS1AS2AS3AS4AS5iBGPiBGPiBGPiBGPiBGPeBGPeBGPeBGPeBGP第三十五页，共84页。Internet路由结构（城域网）IGP:is-isOspfRip-v2eigrp第三十六页，共84页。提纲路由基础以太网及其交换技术宽带网络结构宽带城域网设备介绍第三十七页，共84页。冲突域和广播域冲突域（物理分段）：连接在同一导线上的所有工作站的集合，或者说是同一物理网段上所有节点的集合或以太网上竞争同一带宽的节点集合。这个域代表了冲突在其中发生并传播的区域，这个区域可以被认为是共享段。广播域：接收同样广播消息的节点的集合。第三十八页，共84页。基于硬件的桥接网络线速性能高速、可扩展性强低延时MAC地址(ARP协议)二层交换第三十九页，共84页。二层交换网络拥有与简单桥接网络一样的特性二层交换的影响第四十页，共84页。最优路径选择流量管理基于三层网络的安全性路由的优点第四十一页，共84页。基于硬件的数据包转发高性能包转发（注意，不是线速）流计数基于三层的安全策略部属三层交换第四十二页，共84页。具备各类交换的特性二层交换三层交换四层交换高速、可扩展低延时多层交换第四十三页，共84页。用于终端用户接入网络FastEthernet（快速以太网）第四十四页，共84页。基于以太网规则速率100Mbps采用与以太网一样的帧结构，帧长度仍旧采用CSMA/CD相同MAC层，全新的物理层什么是快速以太网?第四十五页，共84页。千兆以太网为企业级客户机/服务器应用带来更强的性能汇聚10M、100M颗粒的流量通常用于园区或校园网络的核心、汇聚层互联第四十六页，共84页。万兆以太网40Km第四十七页，共84页。城域以太网基于运营商的光纤物理网络组建的城市地域范围的以太网络支持全业务的IP应用第四十八页，共84页。二、三层交换如何选择？二层交换适合简单、平面的网络三层交换在分层次和需要复杂路由的网络中很有用三层交换的优势：等价路由、快速收敛、负载均衡、可扩展性二层交换成本复杂性简单可接受业务能力极少业务能力典型应用接入网、小局域网三层交换比较复杂昂贵较多业务能力汇聚、骨干第四十九页，共84页。一个VLAN=一个广播域=逻辑网络(子网)VLAN概述二层逻辑组织灵活单一广播域可管理基本的安全性第五十页，共84页。VLAN构建出广播域第五十一页，共84页。位于相同VLAN端口下的用户才能交换二层数据。静态VLAN第五十二页，共84页。休息片刻！下面将介绍杭州网通的宽带网络结构以及业务实现模型等精彩内容。第五十三页，共84页。提纲路由基础以太网及其交换技术宽带网络结构宽带城域网设备介绍第五十四页，共84页。Cisco经典三层结构第五十五页，共84页。集团公司China169网络结构第五十六页，共84页。浙江分公司网络结构集团公司骨干网省网会聚层城域网（省网接入）杭州温州宁波宁波杭州温州金华台州嘉兴绍兴衢州湖州丽水舟山第五十七页，共84页。杭州分公司IP城域网省网核心城域网汇聚层集团骨干第五十八页，共84页。杭州分公司IP城域网接入层第五十九页，共84页。接入层基本组网第六十页，共84页。杭州分公司IP城域网路由规划OSPFAREA1OSPFAREA0其他分公司城域网OSPFAREAnDirectDirectStaticStaticBGPAS4837第六十一页，共84页。PPPoE业务第六十二页，共84页。宽带IP专线业务二层透传三层转发第六十三页，共84页。VLAN-VPN业务（不推荐）第六十四页，共84页。提纲路由基础以太网及其交换技术宽带网络结构宽带城域网设备介绍第六十五页，共84页。核心路由器CiscoGSR12816集团公司骨干路由器第六十六页，共84页。核心路由器JuniperM320/M160省网骨干路由器第六十七页，共84页。会聚/核心交换机（思科）Cisco6506三层交换机

（带引擎冗余）Cisco4506三层交换机思科交换机使用GBIC千兆光口模块第六十八页，共84页。会聚/核心交换机（思科）千兆GBIC光口模块规格名称规格型号波长光纤模式光纤接口传输距离1000Base-SXWS-G5484850nm多模SC550m1000Base-LXWS-G54861310nm单模SC10km1000Base-ZXWS-G54871550nm单模SC70km第六十九页，共84页。会聚/核心交换机（华为）华为S8500系列核心交换机华为交换机使用SFP千兆光口模块第七十页，共84页。会聚/核心交换机（华为）华为SFP千兆光口模块规格规格型号波长光纤模式光纤接口传输距离SFP-GE-SX-MM850-A850nm多模LC550mSFP-GE-LX-SM1310-A1310nm单模LC10kmSFP-GE-LH40-SM15501550nm单模LC40kmSFP-GE-LH70-SM15501550nm单模LC70km第七十一页，共84页。BRAS设备（旁挂汇聚交换机）JuniperERX705JuniperERX1440RedbackSE400RedbackSE800第七十二页，共84页。接入交换机华为接入交换机系列S2403H-HIS3952P-EI第七十三页，共84页。接入层LAN设备介绍华为S3952P-EI智能弹性交换机48个快速以太口，全线速交换4个SFP扩展插槽，可配SFP千兆光口模块支持4K个VLAN，支持三层路由功能支持端口限速交直流一体！50W第七十四页，共84页。接入层LAN设