數(shù)據(jù)專業(yè)基礎知識

1、數(shù)據(jù)專業(yè)基礎知識IP承載網(wǎng)組網(wǎng)原理 32IP技術(shù)基礎3二32一32三323IP技術(shù)基礎1、TCP IP基礎 2、路由技術(shù)基礎 3、動態(tài)路由協(xié)議 4、MPLS VPN原理和配置 內(nèi)容TCP/IP協(xié)議和OSI參考模型TCP/IP協(xié)議棧具有簡單的分層設計，與OSI參考模型有清晰的對應關(guān)系。應用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應 用 層傳輸層網(wǎng)絡層7654321物理層數(shù)據(jù)鏈路層OSI參考模型TCP/IPTCP/IP協(xié)議棧HTTP、Telnet、FTP、TFTP、Ping、etcTCP/UDPARP/RARPIPICMPEthernet、802.3、PPP、HDLC、FR、etc接口和線纜應用

2、層傳輸層網(wǎng)絡層 數(shù)據(jù)鏈路層提供應用程序網(wǎng)絡接口建立端到端連接尋址和路由選擇物理介質(zhì)訪問二進制數(shù)據(jù)流傳輸 物理層TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)封裝TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69 TCP/UDP 6/17 IP PACKETS FRAMES BITS0816243116位源端口16位目的端口32位序列號32位確認號URGACKPSHRSTSYNFIN首部長度保留(6位)16位窗口大小16位TCP校驗和16位緊急指針選項數(shù)據(jù)0816243116位源端口16位目的端口16位UDP校驗和數(shù)據(jù)UDP報文格式TCP報文格式16位UDP長度TCP/UDP報文格式HTTPFTPTelnetSMT

3、PDNSTFTPSNMPTCPUDPIP 數(shù) 據(jù) 包套 接 字8020/2123255369161端口號傳輸層協(xié)議用端口號來標識和區(qū)分各種上層應用程序。版本報文長度服務類型總 長 度標 示 符標志片 偏 移生存時間協(xié) 議報 頭 校 驗 和源 IP 地 址目 的 IP 地 址IP 選 項IP報文格式需要的MAC地址？MAC:00-E0-FC-00-00-11MAC:00-E0-FC-00-00-12ARP Request?ARP Reply 對應的MAC：00-E0-FC-00-00-12ARP地址解析協(xié)議B可達嗎？ICMP Echo RequestICMP Echo Reply我在。ABICM

4、P協(xié)議網(wǎng)絡層常見物理設備路由器數(shù)據(jù)鏈路層常見設備交換機Side 1Side 2Side 112345678123456781=白/橙2=橙3=白/綠4=藍5=白/藍6=綠7=白/棕8=棕Side 2Side 1Side 2Side 1Side 212345678123456781=白/橙2=橙3=白/綠4=藍5=白/藍6=綠7=白/棕8=棕1=白/橙2=橙3=白/綠4=藍5=白/藍6=綠7=白/棕8=棕1=白/綠2=綠3=白/橙4=藍5=白/藍6=橙7=白/棕8=棕5類雙絞線的線序直連網(wǎng)線交叉網(wǎng)線主機路由器交換機普通口交換機級連口交換機光口主機crosscrossnormalN/ASC/ST路

5、由器crosscrossnormalN/ASC/ST交換機普通口normalnormalcrossNormalN/A交換機級連口N/AN/ANormalN/AN/A交換機光口SC/STSC/STN/AN/ASC/ST設備連接方式例如255最大值255255255主機ID網(wǎng)絡IDIP 地址的結(jié)構(gòu)和表示方法IP地址分類IP 地址分類A 類0XXXXXXX1-126地址類第一個8位數(shù)的格式范圍B 類10XXXXXX128-191C 類110XXXXX192-223D 類1110XXXX224-239E 類1111XXXX240-255IP地址分類練習地址類別網(wǎng)絡主機IP地址分類練習（答案）地址類別網(wǎng)

6、絡主機ABCCB不存在21IP技術(shù)基礎1、TCP IP基礎 2、路由技術(shù)基礎 3、動態(tài)路由協(xié)議 4、MPLS VPN原理和配置 內(nèi)容路由是指導IP報文發(fā)送的路徑信息。（N,R1,M）R1目標網(wǎng)絡N其它網(wǎng)絡什么是路由？鏈路層協(xié)議發(fā)現(xiàn)的路由手工配置靜態(tài)路由動態(tài)路由協(xié)議發(fā)現(xiàn)的路由路由的來源（Protocol）靜態(tài)路由由網(wǎng)絡管理員在路由器上手工添加路由信息以實現(xiàn)路由目的缺省路由是靜態(tài)路由中特殊的一種形式什么是靜態(tài)路由?注意：只有下一跳所屬的的接口是點對點（PPP、HDLC）的接口時，才可以填寫，否則必須填寫。Quidway ip route-static ip-address mask | maskl

7、en interface-type interface-name | nexthop-address preference value reject | blackhole 靜態(tài)路由的配置命令:靜態(tài)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 靜態(tài)路由配置示例Quidway AS0S0Quidway BNetwork NPublic Network在路由器 Quidway A上配置： Internet 上 大約99.99%的路由器上都

8、存在一條缺省路由!缺省路由并不一定都是手工配置的靜態(tài)路由，有時也可以由動態(tài)路由協(xié)議產(chǎn)生。缺省路由配置示例在路由器 Quidway A上配置： “路由自環(huán)”對網(wǎng)絡的危害極大，應盡量避免。在路由器 Quidway B上配置： Quidway AS0S0Quidway BNetwork NPublic Network路由自環(huán)29IP技術(shù)基礎1、TCP IP基礎 2、路由技術(shù)基礎 3、動態(tài)路由協(xié)議 4、MPLS VPN原理和配置 內(nèi)容鏈路層物理層動態(tài)路由協(xié)議在協(xié)議棧中的位置由同一機構(gòu)管理，使用同一組選路策略的路由器的集合。自治系統(tǒng)（）內(nèi)部路由協(xié)議（）自治系統(tǒng)自治系統(tǒng)外部路由協(xié)議（）、距離矢量算法RIP

9、BGP鏈路狀態(tài)算法OSPFIS-IS 按尋徑算法劃分每種路由協(xié)議只能發(fā)布和學習自己協(xié)議已知的路由如果需要知道其它的路由，需要進行引入（ import-route ）操作 路由協(xié)議之間的互操作正確性：找到最優(yōu)的路由快收斂：路由能隨拓撲結(jié)構(gòu)變化迅速改變。低開銷：協(xié)議自身開銷小安全性：協(xié)議有安全機制普適性：能夠適應各種規(guī)模的網(wǎng)絡 衡量路由協(xié)議的一些性能指標綜合性能有路由環(huán)路問題無路由環(huán)路問題RIP1RIP2BGPOSPFIS-IS 現(xiàn)有路由協(xié)議的性能比較RIP是Routing Information Protocol（路由信息協(xié)議）的簡稱。RIP是距離矢量路由協(xié)議的一個具體實現(xiàn)。RIP協(xié)議適用于中小

10、型網(wǎng)絡，有RIP-1和RIP-2。RIP-2使用組播（）發(fā)送，支持驗證和VLSM。RIP支持：水平分割、路由中毒和觸發(fā)更新。RIP協(xié)議概述 （一）TCPUDPIPPPPEtherRIPRIP協(xié)議概述(二)OSPF代表開放最短路徑優(yōu)先，它是一個鏈路狀態(tài)協(xié)議。 OSPF是一個內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（Interior Gateway Protocol， IGP），用于在單一自治系統(tǒng)（Autonomous system，AS）內(nèi)決策路由。OSPF中的O只是意味著定義OSPF的標準是對公共開放的，而不是私有的專用路由協(xié)議，比如CISCO的IGRP和EIGRP。 OSPF 概述RIP的運作是通過與其他相鄰的路由器交

11、換它的整張路由表，而OSPF和其他路由器交換的信息不是路由信息，而是鏈路信息。鏈路-狀態(tài)路由是最短路徑優(yōu)先( S P F )協(xié)議-維護一個復雜的網(wǎng)絡拓撲數(shù)據(jù)庫。鏈路-狀態(tài)路由作為動態(tài)路由可以支持各種規(guī)模的網(wǎng)絡，最多可支持幾百臺路由器。 OSPF 概述（續(xù)）OSPF是鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，具有下面的優(yōu)點：基于帶寬來選擇路徑更快的收斂速度支持VLSM和CIDR更好的層次結(jié)構(gòu)支持等值路徑負載均衡OSPF的優(yōu)點Router ID（路由器標識符）：用于標識每個路由器的32位數(shù)。Interface（接口）：路由器和具有唯一IP地址和子網(wǎng)掩碼的網(wǎng)絡之間的連接。也稱為鏈路（Link）。OSPF 概念指定路由器（D

12、R）和備份指定路由器（BDR）Adjacency（鄰接關(guān)系）：鄰接在廣播或NBMA網(wǎng)絡的DR和非指定路由器之間形成。Neighboring Routers（相鄰路由器）：帶有到公共網(wǎng)絡的接口的路由器。OSPF 概念（續(xù)）鄰居表（Neighbor Database）：包括所有建立聯(lián)系的鄰居路由器。鏈接狀態(tài)表（拓撲表）（Link State Datebase）：包含了網(wǎng)絡中所有路由器的鏈接狀態(tài)。路由表(Routing Table)：也稱轉(zhuǎn)發(fā)表，在鏈接狀態(tài)表的基礎之上，利用SPF算法計算而來。OSPF 概念（續(xù)）LSDBLSA of RTALSA of RTBLSA of RTCLSA of RTD

13、(2)每臺路由器的LSDB(3)由鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫生成 帶權(quán)有向圖CABD1235CABD123CABD123CABD123CABD123RTARTBRTCRTD3215(1)網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)(4)每臺路由器分別以自己為根節(jié)點計算最小生成樹OSPF協(xié)議計算路由過程Hello報文發(fā)現(xiàn)及維持鄰居關(guān)系，選舉DR，BDRDD報文本地LSDB的摘要LSR報文向?qū)Χ苏埱蟊径藳]有或?qū)Χ说母碌腖SALSU報文向?qū)Ψ桨l(fā)送其需要的LSALSAck報文收到LSU之后，進行確認OSPF的五種協(xié)議報文DownAttemptInit2-wayExStartExchangeLoadingFullOSPF的鄰居狀態(tài)機兩臺路由器

14、之間建立鄰接關(guān)系的過程 Router-LSA ,由每個路由器生成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 分類BGP（ Border Gateway Protocol ）BGP是邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議，定義于RFC1771。該協(xié)議用于創(chuàng)建自治系統(tǒng)（ Autonomous Systems ）之間無環(huán)路域間路由。BGPBBGPAS65500AS65250BGPAS64500AS65000DEFCBABGP（ Border Gateway Protocol ）域內(nèi)路由: RI

15、P/OSPF/ISIS，在AS內(nèi)發(fā)現(xiàn)路由域間路由協(xié)議，在AS之間傳遞路由信息通用標準協(xié)議，當前版本： BGPv4（RFC1771）自治系統(tǒng)的編號范圍是165535，其中164511是注冊的因特 網(wǎng)編號，6451265535是專用網(wǎng)絡編號 AS100ISISAS200OSPFAS300RIPBGPBGPBGP 的特征BGP 是一種增強型距離矢量（ distance vector ）路由協(xié)議傳輸協(xié)議： TCP，端口號： 179支持CIDR（無類別域間選路） 路由更新只發(fā)送增量路由 具有豐富的路由過濾和路由策略配置 AS 65000AS 65001鄰居處于不同的自治域（ autonomous sys

16、tems ）鄰居之間一般直接連接EBGP NeighborsIBGP Neighbors外部BGP（ External BGP ）BCA鄰居處于同一個 AS 內(nèi)部鄰居之間不必直連IBGP NeighborsAS 65000AS 65500Neighbors內(nèi)部BGP（ Internal BGP ）BCABGP 消息類型BGP 使用四種類型的消息:OPEN 用于建立 BGP 連接KEEPALIVE 用于保持BGP連接UPDATE 發(fā)送 BGP 路由更新或撤消NOTIFICATION BGP差錯提示信息 BGP連接狀態(tài)(一）空閑（Idle）：這是BGP剛啟動后的第一個狀態(tài)連接（Connect）：B

17、GP在等待TCP連接成功時狀態(tài)行動（Active）：BGP重新啟動TCP連接時的狀態(tài)OPEN發(fā)送（Open sent）：TCP連接成功后，BGP開始發(fā)送OPEN消息，并等待對方的OPEN消息時的狀態(tài)BGP連接狀態(tài)（二）OPEN證實（Open confirm）：接收到鄰居OPEN消息后，BGP等待Keepalive消息或者Notification消息時的狀態(tài)已建立（Established）：這是相鄰體協(xié)商的最后階段或者穩(wěn)定階段，BGP開始與對端交換Update數(shù)據(jù)包BGP路由通告原則（一）多條路徑時，BGP Speaker只選最優(yōu)的給自己使用；BGP Speaker只把自己使用的路由通告給相鄰體

18、；BGP Speaker從EBGP獲得的路由會向它所有BGP相鄰體通告（包括EBGP和IBGP）；BGP Speaker從IBGP獲得的路由不向它的IBGP相鄰體通告；BGP路由通告原則（二）BGP Speaker從IBGP獲得的路由是否通告給它的EBGP相鄰體要依IGP和BGP同步的情況來決定；連接一建立，BGP Speaker將把自己所有BGP路由通告給對等體。 BGP的路由屬性表達了路由的特征過渡和非過渡的必遵和可選的便于擴展截至目前共16種屬性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常見BGP路由屬性1、Origin2、AS-Path3、Next hop4、MED5、Local-Preference6、Atomic-Aggregate7、Aggregator8、CommunityBGP最佳路由選擇（一） 首先，只接受那些沒有AS 環(huán)路（loop）并且有著合法 的下一跳的路由，然后： 1、選擇有著最高 local preference 值的路由；2、選擇由本地路由器產(chǎn)生的路由，如路由聚合產(chǎn)生的路由；3、選擇最短

20、 AS-path 的路由；4、選擇最低“起源” （ lowest origin code ）的路由 (IGP EGP Incomplete)；BGP最佳路由選擇（二）5、選擇有著最低MED值的路由(MED值來自EBGP鄰近的設置)6、MED值相同，如果是 IBGP 和EBGP同時通告過來，則優(yōu)先選擇 EBGP 路徑的路由；7、選擇途經(jīng)最近 IGP 鄰居到達下一跳的路徑；8、選擇最低的鄰居Router-ID的路由；9、使用最低的鄰居接口地址的路由。64IP技術(shù)基礎1、TCP IP基礎 2、路由技術(shù)基礎 3、動態(tài)路由協(xié)議 4、MPLS VPN原理和配置 內(nèi)容多協(xié)議標簽交換 Multi-Protoc

21、ol Label Switching 目的：將IP與ATM的高速交換技術(shù)結(jié)合起來，實現(xiàn)IP分組 的快速轉(zhuǎn)發(fā) 特點：多協(xié)議：可支持任意的網(wǎng)絡層協(xié)議（如IPV6、IPX） 和鏈路層協(xié)議（如ATM、FR、PPP等） 標簽交換：給報文打上固定長度的標簽，以標簽取 代IP轉(zhuǎn)發(fā)過程 傳統(tǒng)IP轉(zhuǎn)發(fā)傳統(tǒng)IP轉(zhuǎn)發(fā)的特點：IP通訊是基于逐跳的方式轉(zhuǎn)發(fā)報文時依照最長匹配原則網(wǎng)絡設備需要知道全網(wǎng)路由，沒有則無法轉(zhuǎn)發(fā)該網(wǎng)段報文QOS無法得到有力保障 解決方案:MPLS MultiProtocol Label Switching多協(xié)議標簽交換 是介于二層和三層之間的技術(shù)，即2.5層 是將標記轉(zhuǎn)發(fā)和三層路由結(jié)合在一起的一種

22、標準化路由和交換技術(shù)解決方案 多協(xié)議表示可以與多種網(wǎng)絡協(xié)議共存 在MPLS網(wǎng)絡邊緣進行三層路由，內(nèi)部進行二層交換 MPLS為IP網(wǎng)絡提供面向連接的服務 提供高服務質(zhì)量的Internet服務 支持高帶寬高速率的IP轉(zhuǎn)發(fā) 在提供IP業(yè)務時能確保QoS和安全性 具有流量工程能力 很好的支持VPN功能MPLS的優(yōu)勢MPLS的概念MPLS的工作原理 MPLS域外采用傳統(tǒng)的IP轉(zhuǎn)發(fā)，MPLS域內(nèi)按照標簽交換，無需查找IP。 MPLS 基本概念和術(shù)語標簽 （Label）轉(zhuǎn)發(fā)等價類 （FEC）標簽交換路徑 （LSP）標簽交換路由器 （LSR）邊緣標簽交換路由器 LER MPLS的標簽（lable）MPLS標記

23、是在01048575之間的一個20比特的整數(shù)，它用于識別某個特定的FEC；該標記被封裝在分組的第二層信頭中；標簽僅具有本地意義。 LSP的建立LSP驅(qū)動方式： 流驅(qū)動：收到的報文驅(qū)動LSP建立 拓撲驅(qū)動：拓撲信息（路由）驅(qū)動LSP建立 應用驅(qū)動：應用（如QoS）驅(qū)動LSP建立信令協(xié)議，用于在LSR之間分配標簽，建立LSP： LDP ,CR-LDP , RSVP-TE,MP-BGPLSP 的建立過程在 MPLS 網(wǎng)絡中標簽交換路徑 LSP 的形成分為三個過程：網(wǎng)絡啟動之后在路由協(xié)議（如BGP、OSPF、IS-IS等）的作用下，各個節(jié)點建立自己的路由表 根據(jù)路由表，各個節(jié)點在 LDP 的控制之下建

24、立標簽交換轉(zhuǎn)發(fā)信息庫 LIB將入口 LSR 、中間 LSR 和出口 LSR 的輸入輸出標簽互相映射拼接起來后，就構(gòu)成了一條 LSP標簽分配和管理標簽分配模式DoD :downstream-on-demand下游按需標簽分發(fā)DU: downstream unsolicited下游無需請求標簽分發(fā) 標簽控制模式有序的標簽分發(fā)控制模式獨立的標簽分發(fā)控制模式 標簽保持方式保守模式自由模式VPN的工作方式VPN的隧道創(chuàng)建方式傳統(tǒng)VPN 幀中繼（二層） ATM（二層）基于客戶端實施（CPE）VPN L2TP（二層） GRE（三層）基于運營商實施VPN 基于MPLS的二層VPN BGP/MPLS VPN M

25、PLS VPN的體系結(jié)構(gòu)服務提供商網(wǎng)絡P路由器PE路由器PECE路由器運營商網(wǎng)絡P路由器：運營商網(wǎng)絡內(nèi)部路由器PE路由器：接入用戶用戶網(wǎng)絡CE路由器：接入運營商網(wǎng)絡VPN藍VPN藍VPN綠VPN綠VPN綠PEPE如何識別VPN跨公網(wǎng)識別VRF中包含兩種屬性：RD和RTRD：路由標識符（Route Distinguisher） 用來解決用戶地址復用問題 RT：路由目標（route-target） 用來識別不同VPN的路由信息本章小結(jié)1、IP地址分類2、路由的來源3、動態(tài)路由協(xié)議的分類 4、VPN的實現(xiàn)方式 IP承載網(wǎng)組網(wǎng)原理 32IP技術(shù)基礎 3二32一32三32四82IP承載網(wǎng)組網(wǎng)原理1、電信

26、網(wǎng)絡IP化發(fā)展方向2、中國移動承載網(wǎng)組網(wǎng)圖分析內(nèi)容電信業(yè)務IP化發(fā)展方向NGN/3G寬帶IP網(wǎng)絡PSTN/ISDNATMDDNX.25ISP/ICPASPORTALIntranet/Extranet語音接入多媒體接入圖象接入數(shù)據(jù)接入CENTREX會議電視局域網(wǎng)E-PhoneADSL2G/3G移動承載網(wǎng)IP化演進趨勢TDMIPMSCGMSCSGSNHLR/AuCSCPSMCISP/ICPAPP ServersGGSNMSC server內(nèi)容提供業(yè)務控制GMSC serverMGWMGWSGSNGGSNTDM/ATM/IPMSC serverMGWMGWSGSNGGSNIPPCSCFSCSCFMGCFGMSC ServerATM RAN接入網(wǎng)GSM/R99R4R5/R6IP RAN接入網(wǎng)公司分部公司總部V/GMSC serverSS7PSTN大樓/企業(yè)/學校小區(qū)/IP超市等3G RAN/GSMIP CoreMGW智能網(wǎng)絡App ServerHLR/HSSSGTMSC server網(wǎng)管系統(tǒng)CSCFSGSNGGSNAGIADIAD數(shù)據(jù)業(yè)務平臺 3G業(yè)務電路域和多媒體IMS域承載和控制分離，整個承載網(wǎng)全業(yè)務運營，統(tǒng)一的核心網(wǎng)絡，多樣化的接入網(wǎng)絡。多媒體控制域話音控制域SIP移動軟交換發(fā)展方向承載網(wǎng)的業(yè)務定位 3G/NGN承載專網(wǎng)是下一代能夠同時支持3G、NGN和企業(yè)