學習路由協議與交換技術的**

本書介紹了主要的路由協議和交換技術，包括RIP、OSPF、EIGRP、BGP、PPP、PPPoE，幀中繼、MPLS、NAT、ACL、STP、PVST 、MSTP、HSRP、VRRP、IPSec、VPDN、GRE、DMVPN、EZVPN、SSL VPN等，闡述了交換機的工作原理、多層交換技術（鏈路聚合、生成樹協議、冗餘網關協議）、IP路由原理、路由器的工作原理、各種路由協議及重分布、廣域網協議、VPN協議等。全書按照園區網多層交換技術、網絡互聯中的路由技術、遠程訪問Internet技術等3個層次組織各種應用案例，以園區網作為應用重點，提供能在思科模擬器Cisco Packet Tracer 6.2以上實現的大量網絡配置案例，給出了網絡拓撲結構、實驗目的和要求、主要配置步驟、知識點驗證說明和網絡功能效果檢測等。通過這些案例，幫助學生更好地理解和應用路由協議與交換技術，使他們能夠學以致用、學有所用。

目錄
第1章交換機與路由器基礎1
1.1交換機和路由器概述1
1.1.1交換機和路由器的組成1
1.1.2交換機和路由器的啟動過程2
1.1.3交換機或路由器的配置方法4
1.1.4交換機或路由器的配置模式5
1.2二層交換機與虛擬局域網8
1.2.1交換機的工作機制8
1.2.2交換機的交換方式10
1.2.3VLAN的工作機制 11
1.2.4VLAN的劃分方法 13
1.2.5同一VLAN不同交換機之間的數據轉發15
1.2.6用單臂路由實現不同VLAN之間的數據轉發 16
1.3三層交換機18
1.3.1三層交換機的工作機制 19
1.3.2用三層交換機實現不同VLAN之間的數據轉發21
1.4交換機的端口類型23
1.4.1交換機端口分類23
1.4.2二層端口分類23
1.4.3三層端口分類23
1.4.4Access端口23
1.4.5Trunk端口24
1.4.6Trunk端口與Access端口之間的轉換25
1.4.7交換機虛擬端口25
1.4.8路由端口26
1.5路由器基礎知識26
1.5.1路由器的工作原理26〖3〗1.5.2路由表 29
1.5.3路由決策原則30
1.6本章命令彙總31
習題與實驗33

第2章靜態路由36
2.1IP路由選擇協議36
2.2靜態路由38
2.2.1直連路由38
2.2.2ip route命令39
2.2.3默認路由40
2.2.4無類路由40
2.3靜態路由應用舉例40
2.3.1ip route配置舉例40
2.3.2默認路由的配置舉例43
2.4本章命令彙總 45
習題與實驗45

第3章多層交換網絡48
3.1Trunk鏈路48
3.2以太網鏈路聚合49
3.2.1PAgP50
3.2.2LACP51
3.2.3聚合鏈路的配置步驟52
3.2.4聚合鏈路應用舉例53
3.3VTP56
3.3.1VTP基礎 56
3.3.2VTP的配置 57
3.4交換機的端口安全性60
3.4.1端口安全概述60
3.4.2端口安全應用舉例62〖3〗3.5多層交換結構65
3.5.1交換機、路由器之間的互連65
3.5.2多層交換結構配置舉例68
3.6本章命令彙總74
習題與實驗75

第4章RIP路由協議81
4.1RIP理論基礎81
4.1.1RIP綜述81
4.1.2RIP的工作過程 82
4.1.3路由環路83
4.1.4RIP中的計時器85
4.2RIP的配置86
4.2.1RIP的配置步驟和常用命令86
4.2.2RIP基本配置實例88
4.3本章命令彙總97
習題與實驗98

第5章OSPF路由協議101
5.1OSPF的基本概念101
5.2OSPF的工作過程 104
5.2.1建立路由器的鄰居關繫105
5.2.2選舉DR和BDR106
5.2.3鏈路狀態數據庫的同步106
5.2.4路由表的產生108
5.2.5維護路由信息108
5.2.6OSPF運行狀態和協議包109
5.3OSPF中的計時器112
5.4單區域OSPF的配置 113
5.4.1單區域OSPF的基本配置114
5.4.2廣播多路訪問鏈路上DR和BDR的選舉118〖3〗5.5多區域OSPF的配置123
5.5.1多區域OSPF概述123
5.5.2多區域OSPF的基本配置127
5.6本章命令彙總 131
習題與實驗133

第6章EIGRP路由協議135
6.1EIGRP概述135
6.1.1EIGRP的基本概念135
6.1.2EIGRP的工作過程137
6.1.3DUAL算法 138
6.1.4EIGRP度量值的計算方法 141
6.2EIGRP的基本配置141
6.3EIGRP的彙總和認證146
6.4本章命令彙總 149
習題與實驗149

第7章多種路由協議重分布153
7.1路由重分布概述153
7.1.1路由重分布的基本概念153
7.1.2路由重分布的命令154
7.1.3在多路由協議中選擇*佳路由155
7.2路由重分布舉例158
7.3本章命令彙總163
習題與實驗163

第8章廣域網協議165
8.1廣域網概述165
8.1.1廣域網基礎165
8.1.2廣域網連接類型 167
8.1.3HDLC協議168〖3〗8.2PPP協議169
8.2.1PPP協議概述169
8.2.2PPP協議配置案例171
8.2.3PPPoE 協議概述173
8.3MPLS176
8.3.1什麼是MPLS176
8.3.2MPLS的標簽結構177
8.3.3MPLS中的路由器177
8.3.4MPLS中的3張表178
8.3.5MPLS的架構層次178
8.3.6標簽分發協議179
8.3.7MPLS的工作過程183
8.3.8MPLS配置舉例185
8.4幀中繼192
8.4.1幀中繼協議概述192
8.4.2幀中繼配置案例195
8.5本章命令彙總 198
習題與實驗199

第9章NAT202
9.1NAT概述202
9.1.1NAT的基本概念202
9.1.2NAT的分類203
9.2NAT的配置205
9.2.1NAT的配置步驟205
9.2.2NAT的配置案例206
9.2.3園區網NAT綜合配置案例210
9.3本章命令彙總213
習題與實驗214〖3〗**0章ACL218
10.1ACL概述218
10.1.1什麼是ACL 218
10.1.2ACL的訪問順序 219
10.1.3ACL的分類 221
10.2ACL的基本配置舉例227
10.2.1標準ACL配置舉例227
10.2.2擴展ACL配置舉例230
10.3本章命令彙總233
習題與實驗233

**1章BGP協議238
11.1BGP概述238
11.1.1BGP術語238
11.1.2BGP消息類型239
11.1.3BGP的3張表239
11.1.4與BGP鄰居關繫建立有關的狀態239
11.1.5BGP的屬性240
11.1.6BGP的路由決策241
11.2BGP的基本配置241
11.3本章命令彙總248
習題與實驗249

**2章生成樹協議與冗餘網關協議252
12.1生成樹協議概述252
12.2生成樹協議的發展252
12.3基本的生成樹協議——STP255
12.3.1STP的基本術語255
12.3.2SPT中的選擇原則256
12.3.3STP端口的狀態258
12.3.4STP的重新計算258〖3〗12.3.5生成樹的配置命令彙總259
12.4PVST260
12.4.1PVST的配置命令260
12.4.2PVST的配置舉例261
12.5MSTP的配置264
12.5.1MSTP配置命令詳解264
12.5.2MSTP的應用說明266
12.5.3MSTP的配置舉例267
12.6三層冗餘網關協議272
12.6.1HSRP272
12.6.2VRRP274
12.6.3單VLAN的VRRP應用275
12.6.4多VLAN的VRRP應用278
12.6.5冗餘技術的綜合使用案例MSTP+VRRP279
12.7本章命令彙總281
習題與實驗282

**3章VPN285
13.1VPN概述285
13.2IPSec286
13.2.1IPSec簡介286
13.2.2IPSec的工作模式287
13.2.3IPSec的工作過程288
13.2.4IPSec配置步驟289
13.3VPDN290
13.3.1PPTP290
13.3.2L2TP291
13.3.3L2TP over IPSec的配置293
13.4SitetoSite VPN的配置295
13.5GRE和IPSec297
13.5.1GRE與IPSec的組合297〖3〗13.5.2GRE配置步驟298
13.5.3GRE over IPSec配置案例299
13.6DMVPN301
13.6.1DMVPN的發展階段301
13.6.2DMVPN高可用性解決方案302
13.6.3NHRP的工作過程 304
13.6.4NHRP和 mGRE的配置步驟306
13.6.5DMVPN的配置案例308
13.7EZVPN和SSL VPN311
13.7.1EZVPN311
13.7.2SSL VPN 312
13.8BGP MPLS VPN313
13.8.1BGP/MPLS VPN簡介 313
13.8.2BGP/MPLS VPN的工作過程 314
13.8.3BGP/MPLS VPN配置案例315
13.9本章命令彙總320
習題與實驗321

參考文獻323

第5章OSPF路由協議 本章重點介紹OSPF的工作流程，根據不同的網絡類型介紹單區域OSPF的配置，根據不同的區域類型介紹多區域OSPF的配置等。
5.1OSPF的基本概念 OSPF（Open Shortest Path First,開放*短路徑優先）是一種典型的鏈路狀態路由協議，啟用OSPF協議的路由器彼此交換並保存整個網絡的鏈路信息，從而掌握**的拓撲結構，再通過SPF（*短路徑優先）算法計算出到達每一個網絡的*佳路由。
OSPF作為一種內部網關協議（Interior Gateway Protocol），其網關和路由器都在同一個自治繫統內部，用於在同一個自治域（AS）中的路由器之間發布路由信息。運行OSPF的每一臺路由器中都維護一個描述自治繫統拓撲結構的統一的數據庫（鏈路狀態數據庫），該數據庫由每一個路由器的鏈路狀態信息（該路由器可用的接口信息、鄰居信息等）、路由器相連的網絡狀態信息（該網絡所連接的路由器）、外部狀態信息（該自治繫統的外部路由信息）等組成。所有的路由器並行運行著同樣的算法（SPF），根據該路由器的鏈路狀態數據庫（拓撲結構），構造出以它自己為根節點的*短路徑樹，該*短路徑樹的葉子節點是自治繫統內部的其他路由器。當到達同一目的路由器存在多條相同代價的路由時，OSPF能夠在多條路由上分配流量，實現負載均衡。
OSPF不同於距離矢量協議(RIP)，有如下特性：  支持大型網絡，路由收斂快，占用網絡資源少。
 無路由環路。
 支持VLSM和CIDR。
 支持等價路由。
 支持區域劃分，構成結構化的網絡，提供路由分級管理。
1. 路由器ID (1) 通過routerid命令指定的路由器ID*優先：Router(config-router)# router-id 1.1.1.1(2) 選擇具有*高IP地址的環回接口：Router(config)# int loopback 0 Router(config)# ip addr 10.1.1.1 255.255.255.255(3) 再選擇具有*高IP地址的已激活的物理接口：Router(config)# int f1/1 Router(config)# ip addr 170.10.1.1 255.255.255.255第5章OSPF路由協議路由協議與交換技術(第2版)〖3〗2. 鄰居 啟用OSPF的**步是建立毗鄰關繫。路由器A從自己的端口向外多播發送Hello報文，通告自己的路由器ID等，所有與路由器A物理上直連且同樣運行OSPF協議的路由器稱為鄰居路由器。如果鄰居路由器B收到這個Hello報文，就將這個報文內路由器A的ID信息加入到自己的Hello報文內。當路由器A的某端口收到從鄰居路由器B發送的含有自身ID信息的Hello報文後，A、B兩臺路由器就處於Twoway狀態，從而建立了鄰居關繫。
3. 鄰接 兩臺路由器建立了鄰居關繫後，再根據該端口所在的網絡類型來確定這兩臺路由器是否需要交換鏈路狀態信息，此時兩臺路由器處於Full狀態，需要交換鏈路狀態信息時稱建立了鄰接（adjacency）關繫。
4. 鏈路狀態 與鏈路的工作狀態（是正常工作還是發生故障）相關的信息稱為鏈路狀態（LinkState）。
OSPF路由器收集其所在網絡區域上各路由器的連接狀態信息，即鏈路狀態信息，生成鏈路狀態數據庫(LinkState Database，LSDB)。路由器掌握了該區域上所有路由器的鏈路狀態信息，也就等於掌握了該區域的網絡拓撲狀況。
5. 鏈路狀態公告和鏈路狀態數據庫 OSPF路由器之間使用鏈路狀態通告（LinkState Advertisement，LSA）來交換各自的鏈路狀態信息，並把獲得的信息存儲在鏈路狀態數據庫中。
根據路由器的類型不同，定義了7種類型的LSA。LSA中包括的信息有路由器ID、鄰居路由器ID、鏈路的帶寬、路由條目、掩碼等信息。
路由器LSA（**類LSA）由區域內所有路由器產生，並且隻能在本區域內泛洪。這些*基本的LSA列出了路由器所有的鏈路和接口、鏈路狀態及代價。
6. 鏈路開銷 OSPF路由協議通過計算鏈路的帶寬來計算*佳路徑的選擇。每條鏈路根據帶寬不同具有不同的度量值，這個度量值在OSPF路由協議中稱為鏈路開銷。其計算公式是108/帶寬（單位是b/s）。通常，環回接口的鏈路開銷是1,10Mb/s以太網的鏈路開銷是10，16Mb/s令牌環網的鏈路開銷是6，FDDI或快速以太網的鏈路開銷是1，2Mb/s的串行鏈路的鏈路開銷是48。
兩臺路由器之間鏈路開銷之和的*小值為*佳鏈路。
7. 鄰居表、拓撲表和路由表 OSPF路由協議維護3張表： 鄰居表、拓撲表和路由表。*基礎的就是鄰居表。
路由器通過發送Hello包將與其物理直連且同樣運行OSPF路由協議的路由器作為鄰居放在鄰居表中。
當路由器建立了鄰居表之後，運行OSPF路由協議的路由器會互相通告自己所了解的網絡拓撲，從而建立拓撲表。在一個區域內，一旦收斂，所有的路由器就具有相同的拓撲表。
當完整的拓撲表建立起來後，路由器便會按照鏈路帶寬的不同，使用SPF算法從拓撲表中找出*佳路由，放在路由表中。
8. 指定路由器 在接口所連接的各鄰居路由器中具有*高優先級的路由器作為指定路由器（Designative Router，DR）。端口的優先權值為0～255，在優先級相同的情況下，選ID值*高的路由器作為DR。
9. 備份指定路由器 在各鄰居路由器中選擇具有次高優先級的路由器作為備份指定路由器（Backup Designative Router，BDR）。優先級相同時比較路由器ID。
10. OSPF網絡類型 根據路由器所連接的物理網絡不同，OSPF將網絡劃分為4種類型： 廣播多路訪問型、非廣播多路訪問型、點到點型、點到多點型。
 廣播多路訪問型（BMA）網絡，如以太網（Ethernet）、令牌環網（Token Ring）、FDDI。它選舉DR和BDR。涉及IP地址和MAC地址，用ARP實現二層和三層映射。