本书介绍了主要的路由协议和交换技术,包括RIP、OSPF、EIGRP、BGP、PPP、PPPoE,帧中继、MPLS、NAT、ACL、STP、PVST 、MSTP、HSRP、VRRP、IPSec、VPDN、GRE、DMVPN、EZVPN、SSL VPN等,阐述了交换机的工作原理、多层交换技术(链路聚合、生成树协议、冗余网关协议)、IP路由原理、路由器的工作原理、各种路由协议及重分布、广域网协议、VPN协议等。全书按照园区网多层交换技术、网络互联中的路由技术、远程访问Internet技术等3个层次组织各种应用案例,以园区网作为应用**,提供能在思科模拟器Cisco Packet Tracer 6.2以上实现的大量网络配置案例,给出了网络拓扑结构、实验目的和要求、主要配置步骤、知识点验证说明和网络功能效果检测等。通过这些案例,帮助学生更好地理解和应用路由协议与交换技术,使他们能够学以致用、学有所用。

第5章OSPF路由协议
本章**介绍OSPF的工作流程,根据不同的网络类型介绍单区域OSPF的配置,根据不同的区域类型介绍多区域OSPF的配置等。
5.1OSPF的基本概念
OSPF(Open Shortest Path First,开放*短路径优先)是一种典型的链路状态路由协议,启用OSPF协议的路由器彼此交换并保存整个网络的链路信息,从而掌握全网的拓扑结构,再通过SPF(*短路径优先)算法计算出到达每一个网络的*佳路由。
OSPF作为一种内部网关协议(Interior Gateway Protocol),其网关和路由器都在同一个自治系统内部,用于在同一个自治域(AS)中的路由器之间发布路由信息。运行OSPF的每一台路由器中都维护一个描述自治系统拓扑结构的统一的数据库(链路状态数据库),该数据库由每一个路由器的链路状态信息(该路由器可用的接口信息、邻居信息等)、路由器相连的网络状态信息(该网络所连接的路由器)、外部状态信息(该自治系统的外部路由信息)等组成。所有的路由器并行运行着同样的算法(SPF),根据该路由器的链路状态数据库(拓扑结构),构造出以它自己为根节点的*短路径树,该*短路径树的叶子节点是自治系统内部的其他路由器。当到达同一目的路由器存在多条相同代价的路由时,OSPF能够在多条路由上分配流量,实现负载均衡。
OSPF不同于距离矢量协议(RIP),有如下特性:
 支持大型网络,路由收敛快,占用网络资源少。
 无路由环路。
 支持VLSM和CIDR。
 支持等价路由。
 支持区域划分,构成结构化的网络,提供路由分级管理。
1. 路由器ID
(1) 通过routerid命令指定的路由器ID*优先:Router(config-router)# router-id 1.1.1.1(2) 选择具有*高IP地址的环回接口:Router(config)# int loopback 0
Router(config)# ip addr 10.1.1.1 255.255.255.255(3) 再选择具有*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路由协议路由协议与交换技术(第2版)〖3〗2. 邻居
启用OSPF的**步是建立毗邻关系。路由器A从自己的端口向外多播发送Hello报文,通告自己的路由器ID等,所有与路由器A物理上直连且同样运行OSPF协议的路由器称为邻居路由器。如果邻居路由器B收到这个Hello报文,就将这个报文内路由器A的ID信息加入到自己的Hello报文内。当路由器A的某端口收到从邻居路由器B发送的含有自身ID信息的Hello报文后,A、B两台路由器就处于Twoway状态,从而建立了邻居关系。
3. 邻接
两台路由器建立了邻居关系后,再根据该端口所在的网络类型来确定这两台路由器是否需要交换链路状态信息,此时两台路由器处于Full状态,需要交换链路状态信息时称建立了邻接(adjacency)关系。
4. 链路状态
与链路的工作状态(是正常工作还是发生故障)相关的信息称为链路状态(LinkState)。
OSPF路由器收集其所在网络区域上各路由器的连接状态信息,即链路状态信息,生成链路状态数据库(LinkState Database,LSDB)。路由器掌握了该区域上所有路由器的链路状态信息,也就等于掌握了该区域的网络拓扑状况。
5. 链路状态公告和链路状态数据库
OSPF路由器之间使用链路状态通告(LinkState Advertisement,LSA)来交换各自的链路状态信息,并把获得的信息存储在链路状态数据库中。
根据路由器的类型不同,定义了7种类型的LSA。LSA中包括的信息有路由器ID、邻居路由器ID、链路的带宽、路由条目、掩码等信息。
路由器LSA(第1类LSA)由区域内所有路由器产生,并且只能在本区域内泛洪。这些*基本的LSA列出了路由器所有的链路和接口、链路状态及代价。
6. 链路开销
OSPF路由协议通过计算链路的带宽来计算*佳路径的选择。每条链路根据带宽不同具有不同的度量值,这个度量值在OSPF路由协议中称为链路开销。其计算公式是108/带宽(单位是b/s)。通常,环回接口的链路开销是1,10Mb/s以太网的链路开销是10,16Mb/s令牌环网的链路开销是6,FDDI或快速以太网的链路开销是1,2Mb/s的串行链路的链路开销是48。
两台路由器之间链路开销之和的*小值为*佳链路。
7. 邻居表、拓扑表和路由表
OSPF路由协议维护3张表: 邻居表、拓扑表和路由表。*基础的就是邻居表。
路由器通过发送Hello包将与其物理直连且同样运行OSPF路由协议的路由器作为邻居放在邻居表中。
当路由器建立了邻居表之后,运行OSPF路由协议的路由器会互相通告自己所了解的网络拓扑,从而建立拓扑表。在一个区域内,一旦收敛,所有的路由器就具有相同的拓扑表。
当完整的拓扑表建立起来后,路由器便会按照链路带宽的不同,使用SPF算法从拓扑表中找出*佳路由,放在路由表中。
8. 指定路由器
在接口所连接的各邻居路由器中具有*高优先级的路由器作为指定路由器(Designative Router,DR)。端口的优先权值为0~255,在优先级相同的情况下,选ID值*高的路由器作为DR。
9. 备份指定路由器
在各邻居路由器中选择具有次高优先级的路由器作为备份指定路由器(Backup Designative Router,BDR)。优先级相同时比较路由器ID。

目录
第1章交换机与路由器基础1
1.1交换机和路由器概述1
1.1.1交换机和路由器的组成1
1.1.2交换机和路由器的启动过程2
1.1.3交换机或路由器的配置方法4
1.1.4交换机或路由器的配置模式5
1.2二层交换机与虚拟局域网8
1.2.1交换机的工作机制8
1.2.2交换机的交换方式10
1.2.3VLAN的工作机制 11
1.2.4VLAN的划分方法 13
1.2.5同一VLAN不同交换机之间的数据转发15
1.2.6用单臂路由实现不同VLAN之间的数据转发 16
1.3三层交换机18
1.3.1三层交换机的工作机制 19
1.3.2用三层交换机实现不同VLAN之间的数据转发21
1.4交换机的端口类型23
1.4.1交换机端口分类23
1.4.2二层端口分类23
1.4.3三层端口分类23
1.4.4Access端口23
1.4.5Trunk端口24
1.4.6Trunk端口与Access端口之间的转换25
1.4.7交换机虚拟端口25
1.4.8路由端口26
1.5路由器基础知识26
1.5.1路由器的工作原理26〖3〗1.5.2路由表 29
1.5.3路由决策原则30
1.6本章命令汇总31
习题与实验33

第2章静态路由36
2.1IP路由选择协议36
2.2静态路由38
2.2.1直连路由38
2.2.2ip route命令39
2.2.3默认路由40
2.2.4无类路由40
2.3静态路由应用举例40
2.3.1ip route配置举例40
2.3.2默认路由的配置举例43
2.4本章命令汇总 45
习题与实验45

第3章多层交换网络48
3.1Trunk链路48
3.2以太网链路聚合49
3.2.1PAgP50
3.2.2LACP51
3.2.3聚合链路的配置步骤52
3.2.4聚合链路应用举例53
3.3VTP56
3.3.1VTP基础 56
3.3.2VTP的配置 57
3.4交换机的端口**性60
3.4.1端口**概述60
3.4.2端口**应用举例62〖3〗3.5多层交换结构65
3.5.1交换机、路由器之间的互连65
3.5.2多层交换结构配置举例68
3.6本章命令汇总74
习题与实验75

第4章RIP路由协议81
4.1RIP理论基础81
4.1.1RIP综述81
4.1.2RIP的工作过程 82
4.1.3路由环路83
4.1.4RIP中的计时器85
4.2RIP的配置86
4.2.1RIP的配置步骤和常用命令86
4.2.2RIP基本配置实例88
4.3本章命令汇总97
习题与实验98

第5章OSPF路由协议101
5.1OSPF的基本概念101
5.2OSPF的工作过程 104
5.2.1建立路由器的邻居关系105
5.2.2选举DR和BDR106
5.2.3链路状态数据库的同步106
5.2.4路由表的产生108
5.2.5维护路由信息108
5.2.6OSPF运行状态和协议包109
5.3OSPF中的计时器112
5.4单区域OSPF的配置 113
5.4.1单区域OSPF的基本配置114
5.4.2广播多路访问链路上DR和BDR的选举118〖3〗5.5多区域OSPF的配置123
5.5.1多区域OSPF概述123
5.5.2多区域OSPF的基本配置127
5.6本章命令汇总 131
习题与实验133

第6章EIGRP路由协议135
6.1EIGRP概述135
6.1.1EIGRP的基本概念135
6.1.2EIGRP的工作过程137
6.1.3DUAL算法 138
6.1.4EIGRP度量值的计算方法 141
6.2EIGRP的基本配置141
6.3EIGRP的汇总和认证146
6.4本章命令汇总 149
习题与实验149

第7章多种路由协议重分布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在多路由协议中选择*佳路由155
7.2路由重分布举例158
7.3本章命令汇总163
习题与实验163

第8章广域网协议165
8.1广域网概述165
8.1.1广域网基础165
8.1.2广域网连接类型 167
8.1.3HDLC协议168〖3〗8.2PPP协议169
8.2.1PPP协议概述169
8.2.2PPP协议配置案例171
8.2.3PPPoE 协议概述173
8.3MPLS176
8.3.1什么是MPLS176
8.3.2MPLS的标签结构177
8.3.3MPLS中的路由器177
8.3.4MPLS中的3张表178
8.3.5MPLS的架构层次178
8.3.6标签分发协议179
8.3.7MPLS的工作过程183
8.3.8MPLS配置举例185
8.4帧中继192
8.4.1帧中继协议概述192
8.4.2帧中继配置案例195
8.5本章命令汇总 198
习题与实验199

第9章NAT202
9.1NAT概述202
9.1.1NAT的基本概念202
9.1.2NAT的分类203
9.2NAT的配置205
9.2.1NAT的配置步骤205
9.2.2NAT的配置案例206
9.2.3园区网NAT综合配置案例210
9.3本章命令汇总213
习题与实验214〖3〗第10章ACL218
10.1ACL概述218
10.1.1什么是ACL 218
10.1.2ACL的访问顺序 219
10.1.3ACL的分类 221
10.2ACL的基本配置举例227
10.2.1标准ACL配置举例227
10.2.2扩展ACL配置举例230
10.3本章命令汇总233
习题与实验233

第11章BGP协议238
11.1BGP概述238
11.1.1BGP术语238
11.1.2BGP消息类型239
11.1.3BGP的3张表239
11.1.4与BGP邻居关系建立有关的状态239
11.1.5BGP的属性240
11.1.6BGP的路由决策241
11.2BGP的基本配置241
11.3本章命令汇总248
习题与实验249

第12章生成树协议与冗余网关协议252
12.1生成树协议概述252
12.2生成树协议的发展252
12.3基本的生成树协议——STP255
12.3.1STP的基本术语255
12.3.2SPT中的选择原则256
12.3.3STP端口的状态258
12.3.4STP的重新计算258〖3〗12.3.5生成树的配置命令汇总259
12.4PVST260
12.4.1PVST的配置命令260
12.4.2PVST的配置举例261
12.5MSTP的配置264
12.5.1MSTP配置命令详解264
12.5.2MSTP的应用说明266
12.5.3MSTP的配置举例267
12.6三层冗余网关协议272
12.6.1HSRP272
12.6.2VRRP274
12.6.3单VLAN的VRRP应用275
12.6.4多VLAN的VRRP应用278
12.6.5冗余技术的综合使用案例MSTP+VRRP279
12.7本章命令汇总281
习题与实验282

第13章VPN285
13.1VPN概述285
13.2IPSec286
13.2.1IPSec简介286
13.2.2IPSec的工作模式287
13.2.3IPSec的工作过程288
13.2.4IPSec配置步骤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与IPSec的组合297〖3〗13.5.2GRE配置步骤298
13.5.3GRE over IPSec配置案例299
13.6DMVPN301
13.6.1DMVPN的发展阶段301
13.6.2DMVPN高可用性解决方案302
13.6.3NHRP的工作过程 304
13.6.4NHRP和 mGRE的配置步骤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简介 313
13.8.2BGP/MPLS VPN的工作过程 314
13.8.3BGP/MPLS VPN配置案例315
13.9本章命令汇总320
习题与实验321

参考文献323