# 路由器技术 NAT

# 路由器技术 NAT(地址转换)

  • 网络地址翻译 ,解决 IP 短缺,路由器内部和外部地址进行转换
  • 静态地址转换 :静态 NAT(一对一)
  • 动态地址转换 :动态 NAT(多对少)
    • 内外多对少转换,用于内部局域网较多用户访问外部网络
  • 网络地址端口转换 :NAPT(多对一)
    • 内外多对一转换,使用外部一个 IP,多个端口号对应内部 IP,也称 IP 伪装,可以隐藏内部主机

# 静态 NAT

  • 内外一对一转换, 用于 Web 服务器ftp 服务器固定 IP 的主机服务器

# 动态 NAT

  • 内外多对少转换,用于内部局域网较多用户访问外部网络
  • 外部需要地址池(Pool)

# 路由器技术 VLSM 和 CIDR

# 路由器技术 VLSM

  • 可变长子网掩码
  • 在有类的 IP 地址的基础上,从他们的主机号部分解除相应的位数来做网络号,也就是增加网络号的位数,即子网划分
  • 各类网络可以用来再划分子网的位数为:
    • A 类有 24 位可以借
    • B 类有 16 位可以借
    • C 类有 8 位可以借
  • VLSM 是把标准网络分割成更小的子网的技术,而 CIDR 是把几个标准的网络合并为一个大网络的技术

# 路由器技术 CIDR

  • 无类域间路由,解决路由缩放问题,采用 / 比特位,无类不区分 A、B、C 类,称为 CIDR 地址块,即路由汇聚

# 路由器技术 QoS

  • 网络访问质量。将网络数据流分成不同的等级,提供不同的服务

  • 集成服务 (IntServ) 和区分服务 (DiffServ) 两种标准

    qos

# QoS 集成服务

  • 分为三种

    • 保证质量的服务
    • 控制负载的服务
    • 尽力而为的服务(目前因特网提供的服务)
  • Best-Effort service (尽力而为服务模型)

  • Integrated service (综合服务模型,简称 Int-Serv

  • Differentiated service (区分服务模型,简称 Diff-Serv

  1. Best-Effort 服务模型
  • Best-Effort 是一个单一的服务模型,也是最简单的服务模型。对 Best-Effort 服务模型,网络尽最大的可能性来发送报文。但对时延、可靠性等性能不提供任何保证。Best-Effort 服务模型是网络的缺省服务模型,通过 FIFO 队列来实现。它适用于绝大多数网络应用,如 FTP、E-Mail 等。
  1. Int-Serv 服务模型(集成服务)
  • Int-Serv 是一个综合服务模型,它可以满足多种 QoS 需求。该模型使用资源预留协议(RSVP),RSVP 运行在从源端到目的端的每个设备上,可以监视每个流,以防止其消耗资源过多。这种体系能够明确区分并保证每一个业务流的服务质量,为网络提供最细粒度化的服务质量区分。比如我用 VOIP,需要 12k 的带宽和 100ms 以内的延迟,集成服务模型就会将其归到事先设定的一种服务等级中。
    但是,Inter-Serv 模型对设备的要求很高,当网络中的数据流数量很大时,设备的存储和处理能力会遇到很大的压力。Inter-Serv 模型可扩展性很差,难以在 Internet 核心网络实施。这种为单一数据流进行带宽预留的解决思路在 Internet 上想要实现很难,所以该模型在 1994 年推出以后就没有使用过。
  1. Diff-Serv 服务模型
  • Diff-Serv 是一个多服务模型,由一系列技术组成,它可以满足不同的 QoS 需求。与 Int-Serv 不同,它不需要通知网络为每个业务预留资源。

  • 区分服务代码点 DSCP,利用 IP 包头的服务类型字段 ToS

  • 不再使用资源预约,而是区分不同的业务流

  • 分为三种:

    • 尽力服务 BE
    • 优质服务 AF
    • 加上服务 EF
  • 逐跳行为 PHB:

    • 逐级跳的转发方式,每个 PHB 对于一种转发方式

    phb

# 路由器技术 MPLS

  • MPLS,多协议标签交换,属于 2.5 层,一般认为是第三层交换,硬件交换、速度快
  • 一次路由,多次交换
  • 用标签交换代替赋值的路由运算

# MPLS 工作原理

  • 标记边缘路由器 LER,标记交换路由器 LSR

    mpls

# MPLS 转发等价类(FEC)

  • 把等价的通信流汇聚转发,标记具有局部性
  • 提供 QoS、粒度控制、负载均衡

# 路由器技术组播

# IP 组播

  • 有一个源向一个组主机发送信息,D 类地址(一个 IP 地址代表一个主机,称为单播地址)

# IP 组播用途

  • 用于视频点播、网络电视、视频会议和 点到多点 的业务

# 组播地址分类

  • 保留组播
    • 224.0.0.0-224.0.0.255 ,用于路由协议,如 224.0.0.1 代表所有主机, 224.0.0.2 代表所有路由器
  • 用户组播
    • 224.0.1.0-238.255.255.255 ,全球范围分配,类似公网 IP
  • 本地组播
    • 239.0.0.0-239.255.255.255 。本地子网分配,类似私网 IP

# 常考 IP 组播地址

  • 224.0.0.1
    • 所有主机的地址
  • 224.0.0.2
    • 所有组播路由器的地址
  • 224.0.0.5
    • 所有 OSPF 路由器
  • 224.0.0.6
    • OSPF DR/BDR
  • 224.0.0.9
    • RIPv2 路由器
  • 224.0.0.10
    • EIGRP 路由器
  • 224.0.0.12
    • DHCP 服务器 / 中继代理
  • 224.0.0.13
    • 所有 pim 路由器

# IP 组播地址与 MAC 地址

ipzb

# IP 组播协议

# 概念

  • IGMP 因特网组管理协议,管理主机加入或离开组播组
  • IGMP 封装在 IP 中,协议号为 2

# IGMPv3 报文分类

  • IGMPv3 报文分类:
    • 成员资格询问报文:
      • 组播路由器发出,询问是否有主机加入组播
    • 成员资格报告报文
      • 主机加入组播组
    • 组记录报文
      • 记录组播的状态和信息

# IP 组播路由协议

  • 用来建立组播树,是实现组播传输的关键技术

  • 分为 源分发树和共享分发树

    zblyxy

# 名词解释

  • PIM:协议无关组播
  • PIM-DM:密集模式 PIM
  • DVMRP:距离矢量组播路由协议
  • MOSPF:组播开放式最短路径优先
  • CBT:基于核心的树
  • PIM-SM:稀疏模式 PIM

# PIM-DM

  • IP 组播路由协议:PIM-DM:密集模
    式 PIM。
  • 用于组播成员集中,且较多,如局域网。
  • 采取 “泛洪扩散 - 修剪丢弃 "维护组播分发树。使用 “推" 的机制, 先给你,可以不要。
  • 关键技术是利用反向通路,使用自己找回来的路径。
  • 使用源分发树:以组播源为根节点构造到所有组播组成员的生成树,通常也称为最短路径树(SPT)

# PIM-SM

  • IP 组播路由协议:PIM-SM:稀疏模式 PIM,用于组播成员少,且稀疏分布,如
    广域网。
  • 采用选择性的建立和维护分布树。只有发送请求的才会收到数据。使用 “拉” 的机制, 你要了,才会给你。
  • 使用共享分发树:确定一个汇聚点。先发给汇聚点,再有汇聚点发给其他路由器

# 练习例题

  1. NAT 技术解决了 IPv4 地址短缺的问题,假设内网的地址数是 m,而外网的地址数 n,则这种技术叫做

    • 动态地址翻译
    • 静态地址翻译
    • 地址伪装
    • 地址变换
  2. 续第一题,若M>NM>Nm,且 n=1,则这种技术叫做

    • 动态地址翻译
    • 静态地址翻译
    • 地址伪装
    • 地址变换
  3. 一个组播包括 4 个成员,当组播服务发送信息是需要发出 () 个分组

    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
  4. 可以用于表示地址块 220.17.0.0-220.17.7.0 的网络地址为

    • 220.17.0.0/20
    • 220.17.0.0/21
    • 220.17.0.0/16
    • 220.17.0.0/24
  5. 续第四题,这个地址块可以分配 () 个主机地址?

    • 2032
    • 2048
    • 2000
    • 2056
  6. 把网络 10.1.0.0/16 进一步划分子网 10.1.0.0/18,则原网络被划分为 () 子网

    • 2
    • 3
    • 4
    • 6
    • /16 到 / 18 相差 2 位,即22=42^2=4
  7. IP 地址 202.117.18.254/22 是 () 地址?

    • 网络地址
    • 全局广播地址
    • 定向广播地址
    • 主机地址
  8. 如果指定子网掩码为 255.255.254.0,则 () 地址可以被赋予一个主机

    • 112.10.4.0
    • 186.55.3.0
    • 117.30.3.255
    • 17.34.36.0