常見的網路設備
1. 網路的概念:
1.1> 有許多不同的網路設備共同構成的IP網路
2. IP地址的概念:當網路設備接入網路后,此設備在網路中的唯一標識
3. HUB(集線器)
3.1> 作業在物理層的一個設備
3.2> 作用:
延長網路通信距離,主要還是作為各個主機站點的匯聚點,將連接在集線器各個介面上的主機聯系起來使之可以互相通信
3.3> 缺點:
通一時間只允許有一個節點收發資訊(其它節點處于偵聽狀態),否則會產生資料碰撞,造成資料損壞
3.4> 連接在HUB上的設備共處于同一個沖突域、同一個廣播域
3.4.1> 沖突域:基于物理層,處于同一沖突域的所有主機在收發資料時都要先看一下其他介面是不是正在轉發資料,如果是的話,它就要等其他介面發送完成之后它才能進行收發,否則便會產生沖突,處于同一個沖突域的每個結點都能收到所有被發送的幀
3.4.2> 廣播域:基于資料鏈路層,任一設備發出廣播幀時,能接收到這一廣播幀的所有設備的集合構成一個廣播域,一個網段的所有主機共處于同一廣播域
4. switch(交換機:宣告一下是對二層交換機的介紹)
4.1> 作業在資料鏈路層的設備
4.2> 作用:
4.2.1> 終端設備的接入、隔離廣播域(三層交換機或通過設定vlan)
4.2.2> 單播(unicast)資料幀的尋址與轉發:交換機通過自學,形成一張MAC地址表,當交換機收到資料幀后,記錄該埠連接的主機的MAC到MAC表中,并在自己的MAC表中匹配資料幀中的目標MAC,如果匹配到了,就將資料幀從相應的介面轉發出去,如果沒匹配到,則會在除接收資料幀介面外的所有介面發出一個廣播,目標主機存在接收此資料幀,其他主機將此資料幀丟棄
4.2.3> 廣播(broadcast)資料幀交換機將該幀從其他所有埠發送出去
4.2.4> 提供二層鏈路的冗余、防止環路的產生、實作負載均衡
4.3> 交換機上的每個介面都是一個沖突域、所有介面所連接的主機共同構成一個廣播域
5. router(路由器)
5.1> 作業在網路層的模塊化設備,在購買路由器后,可根據需求訂購不同的模塊
5.2> 作用:
5.2.1> 隔離廣播
5.2.2> 路由協議的支持(RIP、OSPF...)
5.2.3> 路由選擇:
路由的概念:對一個IP資料包從一個網段到另一個網段路徑的描述,
路由表:一條路由資訊被叫做一個路由條目(由兩部分組成:目的網路號、掩碼),路由表用來存放所有的路由條目,路由表只存在于終端計算機和路由器(三層交換機)中

作業工程:路由器的IP轉發模塊接收到一個IP報文時,路由器會根據IP報文的目的IP地址在IP路由表中進行查詢,若與IP路由表中的某一條成功匹配,則從相應的介面將IP報文發送出去,若同時匹配上了多個路由條目時,根據“最長匹配”原則、AD值(AD值越小越優先)和開銷(cost)值進行比較,然后選擇最優路由再將IP報文發送出去,
5.2.4> 接入廣域網、特定的安全功能
5.3> 路由器每個介面連接的網路都獨自構成一個廣播域,路由器下直連交換機時,則路由器與交換機之間也存在沖突域
5.4> 路由資訊的來源:
5.4.1>直連路由:路由器的直連介面所在的網路,特點:路由器知道直連路由的前提是物理介面、協議狀態都為UP,Protocol屬性為Direct,Cost的值為0
當設備加電自啟,物理介面狀態為Up時,會自動發現自身介面所在的網路并記錄在IP路由表中
5.4.2>靜態路由:手工為路由器配置的路由條目,特點:適用于規模較小的場景,否則配置與維護的成本高,無法根據拓撲的變化進行動態的回應,Protocol屬性為Static,Cost的值可以人為設定
通過手工配置的路由條目,當某個結點宕機、網路結構變更或發生故障后,必須對靜態路由進行修改
5.4.3>動態路由協議:通過在路由器上運行動態路由協議,使路由器之間能夠智能的相互學習到其他網路的路由條目,當網路拓撲變動時,能動態學習,
一臺路由器可以同時運行多種路由協議,每種路由協議的路由條目都會存方在指定的路由協議表中,最后通過一些優先篩選法,一般,只有最優路由才會被加入到IP路由表中,路由器最終根據IP路由表進行IP報文的轉發作業
5.5> 路由條目的優先級:

路由器從不同的路由協議(例如:直連、靜態、RIP、OSPF)學習到去相同目的地路由時,會選擇AD值最小的路由協議,并將此條目添加到IP路由表中
同一種路由協議發現多條路由可以到達同一目的地時,將優選開銷值最小的路由,只把開銷值最小的路由加入本協議的路由表中, 不同的路由協議對于開銷的具體定義是不同的
RIP協議只將“跳數”作為開銷,“跳數”:指到達目的地需要經過的路由器的個數,OSPF根據cost值(沿途每個入介面cost值的累加 計算:參考帶寬/介面帶寬)選擇最優路由
等價路由:指同一種路由協議發現的兩條路由可以到達同一目的地,且路由的開銷相等,
負載分擔:在等價路由情況下,這兩條路由都被加入到IP路由表中,當流量進行轉發的時候,一部分流量會根據第一條路由來進行轉發,另一部分流量會根據第二條路由來進行轉發,
5.6> 默認路由(網路號:0.0.0.0 掩碼0.0.0.0即0.0.0.0/0)
動態默認路由:路由協議產生的 靜態默認路由:手工配置的

默認路由又叫預設路由:在減少路由器的負擔和需維護的路由條目的同時保證路由可達,任何一個要轉發的IP報文都可以和默認路由匹配的上,計算機或路由器的IP路由表中可能存在默認路由,也可能不存在,若網路設備的IP路由表中存在默認路由,當一個待發送或待轉發的IP報文不能匹配IP路由表中的任何非默認路由時,會根據默認路由來進行發送或轉發;若網路設備的IP路由表中不存在默認路由,當一個要轉發的IP報文不能匹配IP路由表中的任何路由時,就會將IP報文直接丟棄,
5.7> 路由匯總:
5.7.1> 將多個連續的子網合并為一個可以包含它們所有的網路號
例:將下面5個連續的子網合并為一個
192.168.1.0 192.168. 00000001. 00000000/24
192.168.2.0 192.168. 00000010. 00000000/24
192.168.3.0 192.168. 00000011 00000000/24
192.168.4.0 192.168. 00000100 00000000/24
192.168.5.0 192.168. 00000101 00000000/24
從左至右將每個IP的每一位數字與其他IP(同位上的)的數字進行比較,有一個不同,則將所有IP的該位置為0,最后得出:192.168.00000000.00000000,轉換為十進制為192.168.0.0,這5個IP的前21位都相同最后得到完整的IP為192.168.0.0/21
5.7.2> 路由匯總 在網路規劃階段就應該考慮,而不是網路組建完成后 ,路由匯總時需謹慎、精確,否則會造成資料環路
5.7.3> 作為一種網路優化手段大大減少路由器需維護的路由表的條目,降低路由器的資源消耗又保證了網路的可達性
5.8> 計算機上的路由表與路由器的路由表
計算機上是不運行任何路由協議的,所以計算機的IP路由表中的路由不是直連路由就是手工配置的靜態路由,或者是計算機的作業系統替我們配置出的各種路由,當計算機的網路層封裝好了待轉發的IP報文后,就會根據IP報文的目的IP地址去查詢自己的IP路由表,程序與路由器的作業程序完全一樣
路由器的IP路由表中的路由可以是直連路由、靜態路由,但是更多的是通過運行路由協議獲得的動態路由
路由器上除了存在的IP路由表外,還存在著為每個運行的路由協議專門創建并維護的路由表
5.9> 最長匹配原則:
當路由器收到一個IP資料包后,根據目的IP與IP路由表中的條目進行匹配,最后總是選取一個與目的IP相比擁有更多相同位的一個路由條目進行轉發

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路由的種類: |
主機路由 |
子網路由 |
匯總路由 |
預設路由 |
超網 |
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