路由和交换技术资料

路由和交换技术资料内容摘要：

............................................................................................ 101 桥接概述 ................................................................................................................ 101 冗 余链和产生的问题 —Mac 地址表不稳定 ................................................................. 102 冗余链和产生的问题 —广播风暴 .............................................................................. 103 生成树协议的引入 .................................................................................................. 103 生成树协议基本原理 ............................................................................................... 104 配置消息介绍 ......................................................................................................... 105 配置消息格式 ......................................................................................................... 106 5 生成树比较 ............................................................................................................ 108 配置消息举例 ......................................................................................................... 110 生成树协议的不足 ................................................................................................. 111 快速生成树协议的介绍 .......................................................................................... 112 STP 与 RSTP 端口角色的比较 ............................................................................... 112 STP 与 RSTP 状态机的比较 ................................................................................... 113 快速生成树协议改进 ............................................................................................. 114 生成树 和 快速生成树的 比较 ................................................................................... 117 6 第 1章 TCP/IP 协议与 IP 地址介绍 TCP/IP 协议与 OSI 参考模型 TC P/I P 协 议 与 OS I 参 考 模 型P/I 协 议 与 I 参 考 模 型 TC P/ 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O SI 参 考 模 型 TCP/IP 为了解决网络之间兼容性的问题，帮助各个厂商生产出可兼容的网络设备，国际标准化组织ISO(International Standards Organization)于 1984 年提 出了开放系统互连 参考模型 OSI/RM（ Open System Interconnection Reference Model），它很快成为计算机网络通信的基础模型。 TCP/IP 起源于 6 0 年代末美国政府资助的一个分组交换网络研究项目，到 90 年代已发展成为计算机之间最常应用的组网形式。 它是一个真正的开放系统，因为协议族的定义及其多种实现可以不用花钱或花很少的钱就可以公开地得到。 它成为被称作“全球互联网”或“因特网 (Inter)”的基础 与 OSI 参考模型一样， TCP（ Transfer Control Protocol） /IP（ Inter Protocol）协议（传输控制协议 /网际协议）也分为不同的层次开发，每一层负责不同的通信功能。 但是， TCP/IP 协议简化了层次设计，只有五层：应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。 从上图可以看出，TCP/IP 协议栈与 OSI 参考模型有清晰的对应关系，覆盖了 OSI 参考模型的所有层次。 应用层包含了 OSI 参考模型所有高层协议。 两种协议的异同点： 相同点： (1) 都是分层结构，并且工作模式一样，都要层和层之间很密切的协作关系； (2) 有相同的应用层，传输层，网络层，数据链路层，物理层；（注意： 这里为了方便比较，TCP/IP 才分为 5层，在 CISCO，在其他很多文献资料里都把数据链路层和物理层合并为数据链路层或网络接口层 work access layer）。 (3) 都使用包交换技术（ packetswitched） (4) 网络工程师必须都要了解这两个模型； 7 不同点： (1) TCP/IP 把表示层和会话层都归入了应用层； (2) TCP/IP 的结构比较简单，因为分层少； (3) TCP/IP 标准是在 inter网络不断的发展中 建立的，基于实践，有很高的信任度。 相比较而言， OSI参考模型是基于理论上的，是做为一种向导。 TCP/IP 协议栈的封装过程 同 OSI 参考模型数据封装过程一样， TCP/IP 协议在报文转发过程中，封装和去封装也发生在各层之间。 发送方，加封装的操作是逐层进行的。 各个应用程序将要发送的数据送给传输层；传输层（ TCP/UDP）对数据分段为大小一定的数据段，加上本层的报文头。 发送给网络层。 在传输层报文头中，包含接收它所携带的数据的上层协议或应用程序的端口号，例如， Tel 的端口号是 23。 传输层协议利用端口号来调用和区别应用层各种应用 程序。 网络层对来自传输层的数据段进行一定的处理（利用协议号区分传输层协议、寻找下一跳地址、解析数据链路层物理地址等），加上本层的 IP 报文头后，转换为数据包，再发送给链路层（以太网、帧中继、 PPP、 HDLC 等）； 链路层依据不同的数据链路层协议加上本层的帧头，发送给物理层以比特流的形式将报文发送出去。 在接收方，这种去封装的操作也是逐层进行的。 从物理层到数据链路层，逐层去掉各层的报文头部，将数据传递给应用程序执行。 图中帧头和帧尾下面所标注的数字是典型以太网帧首部的字节长度。 在后面的章节中 我们将详细讨论这 些帧头的具体含义。 以太网数据帧的物理特性是其长度必须在 4 6～ 1500 字节之间。 所有的 Inter 标准和大多数有关 TCP/IP 的书都使用 octet 这个术语来表示字节。 使用这个过分雕琢的术语是有历史原因的，因为 TCP/IP 的很多工作都是在 DEC10 系统上进行的，但是它并不使用 8 bit 的字节。 由于现在几乎所有的计算机系统都采用 8 bit 的字节。 更准确地说，图中 IP和网络接口层之间传送的数据单元应该是分组（ packet）。 分组既可以是一个 IP 数据报，也可以是 I P 数据报的一个片（ fragment）。 UDP 数据与 TCP 数据基本一致。 唯一的不同是 UDP 传给 IP 的信息单元称作 UDP 数据报（ UDP datagram），而且 UDP 的首部长为 8 字节。 8 由于 TCP、 UDP、 ICMP 和 IGMP 都要向 IP 传送数据，因此 IP 必须在生成的 IP 首部中加入某种标识，以表明数据属于哪一层。 为此， IP 在首部中存入一个长度为 8bit 的数值，称作协议域。 1表示为 I C M P 协议， 2表示为 IGMP 协议， 6 表示为 TCP 协议， 17 表示为 UDP 协议。 类似地，许多应用程序都可以使用 TCP 或 UDP 来传送数据。 运输层协议在生成报文首部时要存入一个 应用程序的标识符。 TCP 和 UDP 都用一个 16bit 的端口号来表示不同的应用程序。 TCP 和 UDP 把源端口号和目的端口号分别存入报文首部中。 网络接口分别要发送和接收 IP、 ARP 和 RARP 数据，因此也必须在以太网的帧首部中加入某种形式的标识，以指明生成数据的网络层协议。 为此，以太网的帧首部也有一个 16bit 的帧类型域。 TCP/IP 协议数据封装方式 当应用程序用 T C P 传送数据时，数据被送入协议栈中，然后逐个通过每一层直到被当作一串比特流送入网 络。 其中每一层对收到的数据都要增加一些首部信息（有时还要增加尾部信息）。 T C P 传给 I P 的数据单元称作 T C P 报文段或简称为 T C P 段（ TCPsegment）。 I P 传给网络接口层的数据单元称作 I P 数据报 (IP PACKETS)。 通过以太网传输的比特流称作帧 (Fr a m e )。 在物理层转变为二进制 BIT 流。 TCP/IP 协议栈 物理层和数据链路层涉及到在通信信道上传输的原始比特流，它实现传输数据所需要的机械、电气 、功能性及过程等手段，提供检错、纠错、同步等措施，使之对网络层显现一条无错线路；并且进行流量调控。 网络层检查网络拓扑，以决定传输报文的最佳路由，执行数据转发。 其关键问 9 题是确定数据包从源端到目的端如何选择路由。 网络层的主要协议有 IP（ Inter protocol）、 ICMP（ Inter Control Message Protocol，互联网控制报文协议）、 IGMP（ Inter Group Management Protocol，互联网组管理协议）、 ARP（ Address Resolution Protocol，地址解析协议）和 RARP（ Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解析协议）等。 传输层的基本功能是为两台主机间的应用程序提供端到端的通信。 传输层从应用层接受数据，并且在必要的时候把它分成较小的单元，传递给网络层，并确保到达对方的各段信息正确无误。 传输层的主要协议有 TCP(Transfer control protocol传输控制协议 )、 UDP（ User Datagraph Protocol，用户数据报协议）。 应用层负责处理特定的应用程序细节。 应用层显示接收到的信息，把用户的数据发送到低层，为应用软件提供网络接口。 应用层 包含大量常用的应用程序，例如 HTTP（ HyperText Transfer Protocol超文本传输协议）、 Tel（远程登录）、 FTP（ File Transfer Protocol）、 TFTP（ Trivial File Transter Protocol）等。 应用层 应 用 层应 用 层 文 件 传 输 F T P 、 T F T P 邮 件 服 务 SMT P 、 P OP 3 网 络 管 理 SNMP 、 T el ne t 、 Ping 、 T racert 网 络 服 务 HTT P 、 DNS 、 W INS 应用层为用户的各种网络应用开发了许多网络应用程序，例如文件传输、网络管理等，甚至包括路由选择。 这里我们重点介绍常用的几种应用层协议。 FTP（文件传输 协议、 File Transfer Protocol）是用于文件传输的 Inter标准。 FTP 支持一些文本文件（例如 ASCII、二进制等等）和面向字节流的文件结构。 FTP 使用传输层协议 TCP 在支持 FTP 的终端系统间执行文件传输， FT。