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1、2019/1/18,移动网验证部,WiMAX解决方案数通基础知识 IP三层基础知识,Page 2,目录,IP地址 路由技术 ARP技术 三层接口配置,Page 3,IP地址,历史： 设备地址互访依赖设备MAC地址。 MAC的缺点： 1、MAC地址的无规律性、固化性，难以进行广域路由 2、MAN和WAN不可能采用广播技术，必须进行合理的路由 IP地址-子网划分方法应允而生： 优点： 逻辑地址（IP）具有灵活性、可规划性 子网划分可收敛地址数量，减轻路由压力,Page 4,IP地址-子网划分,子网划分的办法 IP地址的结构化分层方案将IP地址分为子网地址和主机地址，区分子网地址和主机地址需要掩码（
2、Mask）来实现。 基于以上方法，可以将全球网络划分为有规律的、可灵活调整的子网，并在此基础上进行合理路由。 同时，更小范围的子网划分也有利于网络管理。,Page 5,IP地址介绍,IP地址唯一标示一台网络设备 私有IP地址 10.0.0.010.255.255.255 172.16.0.0172.31.255.255 192.168.0.0192.168.255.255,Page 6,IP地址分类,1.0.0.0126.255.255.255,子网掩码的出现使得此种分类的意义弱化,Page 7,子网掩码介绍,网络设备使用子网掩码（subnet masking）决定IP地址中哪部分为网络部分，
3、哪部分为主机部分。 子网掩码使用与IP地址一样的格式。子网掩码的网络部分和子网部分全都是1，主机部分全都是0。缺省状态下，如果没有进行子网划分，A类网络的子网掩码为255.0.0.0，B类网络的子网掩码为255.255.0.0，C类网络子网掩码为255.255.255.0。利用子网，网络地址的使用会更有效。对外 仍为一个网络，对内部而言，则分为不同的子网。,Page 8,子网掩码的作用,区分网段和主机 判断目标IP地址和我自己是否一个网段的标准： destIP & mask = sourceip&mask 192.168.1.1/24-192.168.1.33/27 是否在同一网段？,Page
4、 9,子网地址计算,IP地址组成,共32个bit长,子网掩码,共32个bit长,IP地址同掩码进行“与”运算的结果便是子网地址 例如：IP 10.77.4.166 掩码 255.255.254.0 二者“与”运算的结果为10.77.4.0,也就是子网地址为10.77.4.0 子网内的广播地址是10.77.5.255。 10.77.4.110.77.5.254的全部主机都属于该网段，共510个。 如何计算出来？,Page 10,子网规划举例,例子：某公司分配到C类地址201.222.5.0。假设需要20个子网，每个子网有5台主机，我们该如何划分？,201.222.5.0,255.255.255.
5、0,201.222.5.8,255.255.255.248,201.222.5.16,255.255.255.248,201.222.5.24,255.255.255.248,201.222.5.32,255.255.255.248,201.222.5.9,255.255.255.248,201.222.5.17,255.255.255.248,201.222.5.25,255.255.255.248,201.222.5.33,255.255.255.248,Page 11,变长子网掩码（VLSM）,192.168.1.32/27,192.168.1.64/27,192.168.1.96/27
6、,192.168.1.128/27,192.168.1.160/30,192.168.1.164/30,192.168.1.168/30,192.168.1.172/30,ISP,通告 192.168.1.0,Page 12,无类域间路由（CIDR）,CIDR减少了路由表的规模，增了网络的可扩展性。,Internet,198.168.1.0,198.168.2.0,198.168.3.0,ISP,通告路由 198.168.0.0/16,Page 13,目录,IP地址 路由技术 ARP技术 三层接口配置,Page 14,什么是路由？路由与时分系统的异同点？,路由是指导IP报文转发的路径信息。 指
7、导目标IP到达目的地去的方法 路由单向,R1,目标网络N,其它网络,Interface M,Page 15,路由的分类,根据协议分类，路由可分为： 直连路由 开销小，配置简单，无需人工维护，只能发现本接口所属网段拓扑的路由 手工配置静态路由（静态路由） 无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓朴结构的网络。 动态路由协议发现的路由（动态路由） 开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓朴结构的网络。 缺省路由属于？ 无开销，配置简单，需人工维护。手工配置或由路由协议生成的默认路由。 根据路由的目的地不同，可以划分为： 子网路由：目的地为子网 主机路由：目的地为主机 Pc上能配置什么路由？NIP
8、等其他入侵检测设备如何配置路由？ 根据目的地与该路由器是否直接相连，又可分为 直接路由：目的地所在网络与路由器直接相连 间接路由：目的地所在网络与路由器不是直接相连,Page 16,路由表,路由器转发分组的关键是路由表，每个路由器中都保存着一张（或多张）路由表，路由表关键要素： 目的地址 网络掩码 输出接口 下一跳IP 地址 优先级 路由花费,Page 17,路由优先级,到达相同的目的地，不同的路由协议（包括静态路由）可能会发现不同的路由 各路由协议都被赋予一个优先级，具有较高优先级的路由协议发现的路由成为最优路由，加入路由表中,Page 18,路由花费,路由的花费（metric）标识出了到达
9、这条路由所指的目的地址的代价 通常路由的花费值会受到线路延迟、带宽、线路占有率、线路可信度、跳数、最大传输单元等因素的影响，不同的动态路由协议会选择其中的一种或几种因素来计算花费值（如RIP用跳数来计算花费值）。 花费值只在同一种路由协议内有比较意义，不同的路由协议之间的路由花费值没有可比性，也不存在换算关系。 静态路由的花费值为0,Page 19,IP数据转发（IP层面）,当收到一份数据报并进行发送时，它都要搜索路由表一次。当数据报来自某个网络接口时，IP首先检查目的IP地址是否为本机的IP地址之一或者IP广播地址。如果是这样，数据报就被送到由IP首部协议字段所指定的协议模块进行处理。如果数
10、据报的目的不是这些地址，那么（1）如果IP层被设置为路由器的功能，那么就对数据报进行转发；否则（ 2）数据报被丢弃。,Page 20,路由配置举例,增加静态路由： ip route-static dest-address mask | mask-length interface-name nexthop-address | nexthop-address preference preference-value reject | blackhole 参数解释 (a)目的地址和掩码 (b)发送接口或下一跳地址 (c)优先级 (d)其它属性：不可达路由和黑洞路由 配置方法：沿着流量在每台设备上检查（
11、流量方向决定了路由方向）,Page 21,静态路由,静态路由是一种特殊的路由，它由管理员手工配置。当网络结构比较简单时，只需配置静态路由就可以使网络正常工作。 静态路由的缺点在于：当一个网络的拓扑发生变化后，静态路由不会自动改变，必须有管理员的介入。 静态路由可能具有的属性：可达路由、 有无方法解决此缺点？ 采用动态路由,Page 22,动态路由协议基本原理,动态路由协议的作用 计算路由、发现路由； 通过一定的手段，得到本路由器到网络中其它网段的路由； 动态路由协议如何做到这一点 每台路由器将自己已知的路由相关信息发给相邻的路由器，由于大家都这样做，最终每台路由器都会收到网络中所有的路由信息。
12、然后运行某种算法，计算出最终的路由来。（实际上需要计算的是该条路由的下一跳和花费）,Page 23,动态路由协议在协议栈中的位置,BGP,TCP,网络层（ IP ）,链路层,物理层,UDP,RIP,EIGRP,IGRP,IS-IS,OSPF,所有的动态路由协议在TCP/IP协议栈中都属于应用层的协议,Page 24,动态路由协议的分类,按照协议运行的范围 IGP（RIP、cisco专有的EIGRP和IGRP、OSPF、IS-IS） EGP（BGP） 按照路由协议的寻径算法 距离矢量（RIP、IGRP、EIGRP、BGP） 链路状态（OSPF、IS-IS） 按数据流 单播路由协议 组播路由协议（
13、DVMRP、PIM-SM、PIM-DM）,Page 25,目录,IP地址 路由技术 ARP技术 三层接口配置,Page 26,Arp技术,ARP技术用于将IP地址映射为MAC地址的方法 Arp原理 当一台主机把以太网数据帧发送到位于同一局域网上的另一台主机时，是根据48 bit的以太网地址来确定目的接口的。设备驱动程序从不检查I P数据报中的目的I P地址。 Arp作用-必须的！ 设备地址互访依赖设备MAC地址。 地址解析为这两种不同的地址形式提供映射：32bit的IP地址和数据链路层使用的任何类型的地址。 ARP根据IP地址找到对应的硬件地址。 RARP根据硬件地址找到对应的IP地址（类似于
14、Bootp）。,Page 27,Arp分组格式,前两个字段是以太网的源地址和目的地址。目的地址为全1的地址是广播地址。 对于ARP请求或应答来说，帧类型字段的值为0x0806。 硬件类型字段表示硬件地址的类型。它的值为1即表示以太网地址。协议类型字段表示要映射的协议地址类型。它的值为0x0800即表示IP地址。 操作字段指出四种操作类型，它们是ARP请求（1）、ARP应答（2）、RARP请求（3）和RARP应答（4）。 接下来的4个字段发送与接收端的硬件地址与协议地址。,Page 28,Arp分组,Page 29,Arp 缓存表的形成&arp协议原理,任何以太网设备进行IP层数据交互前，必定先
15、查找arp表项（目的IP或网关IP的arp表项） 对于一个ARP请求来说，除目的端硬件地址外的所有其他的字段都有填充值。 当系统收到一份目的端为本机的ARP请求报文后，它就把硬件地址填进去，然后用两个目的端地址分别替换两个发送端地址，并把操作字段置为2，最后把它发送回去。 Arp缓存表：1）表项内容；2）缓存时间；3）如何更新,Page 30,主机通信原理（IP&arp结合）,相同网段内部的通信： 通过二层功能完成互通，当主机与对端主机通信的时候，根据自身的IP地址和子网掩码来确定对方是否在系统网段内，如果判定在相同网段内，则直接通过ARP查找对方的MAC地址，然后把对方的MAC地址填入以太网
16、帧头的目的MAC地址域 跨网段的主机通信： 主机发现对方在不同的网段内，则主机就会自动借助网关来进行通信，主机首先通过ARP来查找设定的网关的MAC地址，然后把网关的MAC地址（而不是对方主机的MAC地址，因为主机认为通信对端不是本地主机）填入以太网帧头的目的MAC地址域,Page 31,目录,IP地址 路由技术 ARP技术 三层接口配置,Page 32,三层接口,三层口包括 直接三层路由口； Vlanif口 Dot1q接口 other? VLANIF、dot1Q接口作用： 为了与二层带VLAN链路进行对接,Page 33,三层口配置,直接三层口（router口） interface GigabitEthernet1/0/3 ip address 60.11.11.5 255.255.255.252 # （三层
