初识网络设备

常见的网络设备

1. 网络的概念:
　　1.1> 有许多不同的网络设备共同构成的IP网络

2. IP地址的概念：当网络设备接入网络后，此设备在网络中的唯一标识

3. HUB（集线器）
　　3.1> 工作在物理层的一个设备
　　3.2> 作用：
　　　　　　延长网络通信距离，主要还是作为各个主机站点的汇聚点，将连接在集线器各个接口上的主机联系起来使之可以互相通信
　　3.3> 缺点：
　　　　　　通一时间只允许有一个节点收发信息（其它节点处于侦听状态）,否则会产生数据碰撞，造成数据损坏
　　3.4> 连接在HUB上的设备共处于同一个冲突域、同一个广播域
　　　　　　3.4.1> 冲突域:基于物理层。处于同一冲突域的所有主机在收发数据时都要先看一下其他接口是不是正在转发数据，如果是的话，它就要等其他接口发送完成之后它才能进行收发，否则便会产生冲突。处于同一个冲突域的每个结点都能收到所有被发送的帧
　　　　　　3.4.2> 广播域:基于数据链路层。任一设备发出广播帧时，能接收到这一广播帧的所有设备的集合构成一个广播域，一个网段的所有主机共处于同一广播域

4. switch（交换机:声明一下是对二层交换机的介绍）
　　4.1> 工作在数据链路层的设备
　　4.2> 作用:
　　　　　　4.2.1> 终端设备的接入、隔离广播域（三层交换机或通过设置vlan）
　　　　　　4.2.2> 单播（unicast）数据帧的寻址与转发:交换机通过自学，形成一张MAC地址表，当交换机收到数据帧后，记录该端口连接的主机的MAC到MAC表中，并在自己的MAC表中匹配数据帧中的目标MAC，如果匹配到了，就将数据帧从相应的接口转发出去，如果没匹配到，则会在除接收数据帧接口外的所有接口发出一个广播，目标主机存在接收此数据帧，其他主机将此数据帧丢弃
　　　　　　4.2.3> 广播（broadcast）数据帧交换机将该帧从其他所有端口发送出去
　　　　　　4.2.4> 提供二层链路的冗余、防止环路的产生、实现负载均衡
　　4.3> 交换机上的每个接口都是一个冲突域、所有接口所连接的主机共同构成一个广播域

5. router（路由器）
　　5.1> 工作在网络层的模块化设备，在购买路由器后，可根据需求订购不同的模块
　　5.2> 作用：
　　　　　　5.2.1> 隔离广播
　　　　　　5.2.2> 路由协议的支持（RIP、OSPF...）
　　　　　　5.2.3> 路由选择:
　　　　　　　　　　路由的概念:对一个IP数据包从一个网段到另一个网段路径的描述。
　　　　　　　　　　路由表：一条路由信息被叫做一个路由条目（由两部分组成:目的网络号、掩码），路由表用来存放所有的路由条目。路由表只存在于终端计算机和路由器（三层交换机）中

　　　　　　　　　　

 　　　　　　　　　 工作工程:路由器的IP转发模块接收到一个IP报文时，路由器会根据IP报文的目的IP地址在IP路由表中进行查询，若与IP路由表中的某一条成功匹配，则从相应的接口将IP报文发送出去。若同时匹配上了多个路由条目时，根据“最长匹配”原则、AD值（AD值越小越优先）和开销（cost）值进行比较，然后选择最优路由再将IP报文发送出去。

　　　　　　　 5.2.4> 接入广域网、特定的安全功能

　　5.3> 路由器每个接口连接的网络都独自构成一个广播域。路由器下直连交换机时，则路由器与交换机之间也存在冲突域

　　5.4> 路由信息的来源:

　　　　　　　　　　　5.4.1>直连路由:路由器的直连接口所在的网络。特点：路由器知道直连路由的前提是物理接口、协议状态都为UP。Protocol属性为Direct。Cost的值为0

　　　　　　　　　　　　　　当设备加电自启，物理接口状态为Up时，会自动发现自身接口所在的网络并记录在IP路由表中

　　　　　　　　　　　5.4.2>静态路由:手工为路由器配置的路由条目。特点：适用于规模较小的场景，否则配置与维护的成本高。无法根据拓扑的变化进行动态的响应。Protocol属性为Static。Cost的值可以人为设定

　　　　　　　　　　　　　　通过手工配置的路由条目，当某个结点宕机、网络结构变更或发生故障后，必须对静态路由进行修改

　　　　　　　　　　　5.4.3>动态路由协议:通过在路由器上运行动态路由协议，使路由器之间能够智能的相互学习到其他网络的路由条目，当网络拓扑变动时，能动态学习。

　　　　　　　　　　　　　　一台路由器可以同时运行多种路由协议。每种路由协议的路由条目都会存方在指定的路由协议表中。最后通过一些优先筛选法，一般，只有最优路由才会被加入到IP路由表中,路由器最终根据IP路由表进行IP报文的转发工作

　　5.5> 路由条目的优先级:

　　　　

　　　　　路由器从不同的路由协议（例如：直连、静态、RIP、OSPF）学习到去相同目的地路由时，会选择AD值最小的路由协议，并将此条目添加到IP路由表中

　　　　   同一种路由协议发现多条路由可以到达同一目的地时，将优选开销值最小的路由，只把开销值最小的路由加入本协议的路由表中， 不同的路由协议对于开销的具体定义是不同的

　　　　   RIP协议只将“跳数”作为开销。“跳数”：指到达目的地需要经过的路由器的个数。OSPF根据cost值（沿途每个入接口cost值的累加  计算：参考带宽/接口带宽）选择最优路由

　　　　  等价路由：指同一种路由协议发现的两条路由可以到达同一目的地，且路由的开销相等。

　　　　  负载分担：在等价路由情况下，这两条路由都被加入到IP路由表中，当流量进行转发的时候，一部分流量会根据第一条路由来进行转发，另一部分流量会根据第二条路由来进行转发。

　　5.6> 默认路由（网络号:0.0.0.0 掩码0.0.0.0即0.0.0.0/0）

　　　　 动态默认路由：路由协议产生的     静态默认路由：手工配置的

　　　　　　　　　　　　　　　　

　　

　　　　 默认路由又叫缺省路由:在减少路由器的负担和需维护的路由条目的同时保证路由可达。任何一个要转发的IP报文都可以和默认路由匹配的上。计算机或路由器的IP路由表中可能存在默认路由，也可能不存在。若网络设备的IP路由表中存在默认路由，当一个待发送或待转发的IP报文不能匹配IP路由表中的任何非默认路由时，会根据默认路由来进行发送或转发；若网络设备的IP路由表中不存在默认路由，当一个要转发的IP报文不能匹配IP路由表中的任何路由时，就会将IP报文直接丢弃。

　　5.7> 路由汇总:

　　　　　　　　5.7.1> 将多个连续的子网合并为一个可以包含它们所有的网络号

　　　　　　　　　　　例:将下面5个连续的子网合并为一个

　　　　　　　　　　　　 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

　　　　　　　　　　  从左至右将每个IP的每一位数字与其他IP（同位上的）的数字进行比较，有一个不同，则将所有IP的该位置为0，最后得出:192.168.00000000.00000000，转换为十进制为192.168.0.0。这5个IP的前21位都相同最后得到完整的IP为192.168.0.0/21

　　　　　　　　5.7.2> 路由汇总 在网络规划阶段就应该考虑，而不是网络组建完成后 。路由汇总时需谨慎、精确，否则会造成数据环路

　　　　　　　　5.7.3> 作为一种网络优化手段大大减少路由器需维护的路由表的条目，降低路由器的资源消耗又保证了网络的可达性

　　5.8> 计算机上的路由表与路由器的路由表

　　　　计算机上是不运行任何路由协议的，所以计算机的IP路由表中的路由不是直连路由就是手工配置的静态路由，或者是计算机的操作系统替我们配置出的各种路由。当计算机的网络层封装好了待转发的IP报文后，就会根据IP报文的目的IP地址去查询自己的IP路由表，过程与路由器的工作过程完全一样
　　　　路由器的IP路由表中的路由可以是直连路由、静态路由，但是更多的是通过运行路由协议获得的动态路由
　　　　路由器上除了存在的IP路由表外，还存在着为每个运行的路由协议专门创建并维护的路由表

　　5.9> 最长匹配原则:

　　　　　　　　　　当路由器收到一个IP数据包后，根据目的IP与IP路由表中的条目进行匹配，最后总是选取一个与目的IP相比拥有更多相同位的一个路由条目进行转发

　　　　　　　　　　　　　　

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路由的种类:    |

 主机路由　　|

 子网路由　　|

 汇总路由　　|

 缺省路由　　|

 超网    　　　|

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