网络拓扑寻址与实验
上篇
上篇可以单独花一天时间理解。
三张表汇总
IP-MAC的映射表
路由表与转发表对比
路由表
RIB不是用来进行IP包转发的，也不会被宣告到网络中。
参考 静态路由详解
- 只使用下一跳地址时，NextHop:下一跳 IP 地址，且 Flags 为 RD
- 只使用出接口地址时，NextHop：出接口IP地址，且Flags 为 D
- 同时使用下一跳，出接口时，NextHop：下一跳IP 地址，且Flags为D
转发表
- 在路由表基础之上，生成转发表。
- FIB 表，目的是为了加快数据包的查找速度，避免每次都需要访问完整的路由表。
IP路由表管理命令 - S1720, S2700, S5700, S6720 V200R011C10 命令参考 - 华为
数据包流出过程
+-------------------------------------------------------------+
| 源主机 (Host A) |
| 1. 生成网络层数据包 (IP 数据包) --> 数据链路层封装 (Ethernet) |
| - IP 层: 源 IP 地址 = 192.168.1.2, 目标 IP 地址 = 192.168.2.3 |
| - Ethernet 层: 源 MAC 地址, 目标 MAC 地址是路由器的接口 MAC 地址 |
| - VLAN 标签: VLAN ID = 10 |
+-------------------------------------------------------------+
|
| 2. 数据包通过网络链路发送到交换机
v
+-------------------------------------------------------------+
| 交换机 (Switch) |
| 3. 交换机根据 VLAN 标签转发数据包 |
| - 交换机查看 VLAN 标签，决定将数据包转发到 VLAN 10 的端口 |
| - 交换机根据 MAC 地址表和 VLAN 标签进行转发 |
+-------------------------------------------------------------+
|
| 4. 交换机将数据包转发到路由器或其他设备
v
+-------------------------------------------------------------+
| 路由器 (Router) |
| 5. 路由器接收到带有 VLAN 标签的数据包 |
| - 数据链路层解封装 (Ethernet Frame + VLAN 标签) |
| - 根据目标 IP 地址和路由表，决定将数据包转发到下一跳 |
| - Ethernet 层: 目标 MAC 地址 = 下一跳路由器的 MAC 地址 |
| - 通过 VLAN 接口转发数据包 |
+-------------------------------------------------------------+
|
| 6. 数据包通过网络链路发送到目标路由器或目标主机
v
+-------------------------------------------------------------+
| 目标路由器 (Router) |
| 7. 数据链路层解封装 (Ethernet Frame + VLAN 标签) --> 网络层转发决策 |
| - 目标 IP 地址是 192.168.2.3，目标主机 IP 地址 |
| - 确定数据包最终转发到目标主机 |
+-------------------------------------------------------------+
|
| 8. 数据包通过局域网发送到目标主机
v
+-------------------------------------------------------------+
| 目标主机 (Host B) |
| 9. 接收网络层数据包 (IP 数据包) --> 网络层解封装 |
| - IP 层: 目标 IP 地址匹配，最终交付给目标应用层 |
+-------------------------------------------------------------+
板卡·具体机器内部的数据包转出
加上逻辑框架好对模块功能分类，这部分内容知识相当于修交换机硬件了。
27张图详解网络设备转发流程：路由器、交换机、防火墙是如何处理数据报文的？-腾讯云开发者社区-腾讯云
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静态实验拓扑
静态拓扑参考：https://blog.csdn.net/qq_57340195/article/details/118095137
即使按照如图配置添加路由器接口网关、添加主机IP，PC1依旧无法 ping 通PC2。
两台路由设备加入对端静态路由条目才能ping通。
[R1]
ip route-static 192.168.20.0 24 192.168.1.2
[R2]
ip route-static 192.168.10.0 24 192.168.1.1
Error: The next-hop address is invalid. 一般是对端、需要转发的目的IP、转发方向没分清楚。
网关
- 网关是指两个网络之间的连接点，如果两个网络采用不同的协议，那么网关就是实现协议转换的设备。
- 网关的主要作用是将不同类型的网络互相连接，以便在它们之间进行数据交换。
- 网关通常位于两个不同网络之间，常见的例子是路由器、交换机等。
下一跳
- 下一跳只是一个用于数据包路由的参数，下一跳通常是由路由器动态计算得出，以便最终到达目的地。
- 下一跳是在数据包传输的过程中动态计算得出的参数，它不确定的位置可能是在路由器、交换机或其他设备。
动态实验拓扑
DHCP原理参考：DHCP的原理与配置（结合案例分析） - 笑洋仟 - 博客园
可靠性方面，类似TCP/IP四次挥手，DHCP也是四步，类比招聘入职：
- Discover 客户端发送广播寻找DHCP服务器
- Offer，DHCP服务器回 offer 信息
- Request 客户端发送确认请求
- ACK，DHCP确认
拓扑及配置思路参考：DHCP中继原理和配置（含常见配置配置误区）-CSDN博客
配置步骤：
DHCP服务器
- 启用DHCP
- 配置地址池
- 设置网段、网关、DNS等
- 在出口上配置IP，选择DHCP全局模式
- 静态路由指定下行口（中继）地址
DHCP中继
注意：因为常规在接口上配置IP只能是唯一的，因此使用vlan虚拟接口，将网关分别部署在各个不同接口。
- 进入vlan虚拟接口
- 配置DHCP地址池网关的IP地址
- 开启DHCP中继模式
- 中继设置成DHCP服务器的IP地址
- 在接口上设置访问模式，并应用vlan
[R4]
dhcp enable
ip pool dhcp_test
gateway-list 192.168.20.254
network 192.168.20.0 mask 255.255.255.0
dns-list 1.1.1.1 8.8.8.8
interface GigabitEthernet0/0/0
ip address 192.168.10.254 255.255.255.0
dhcp select global
[LSW1]
vlan batch 10 20
interface Vlanif10
ip address 192.168.10.253 255.255.255.0
dhcp select relay
dhcp relay server-ip 192.168.10.254
interface Vlanif20
ip address 192.168.20.254 255.255.255.0
dhcp select relay
dhcp relay server-ip 192.168.10.254
interface GigabitEthernet0/0/1
port link-type access
port default vlan 10
interface GigabitEthernet0/0/2
port link-type access
port default vlan 20
interface GigabitEthernet0/0/3
port link-type access
port default vlan 20
参考
计算机网络学习笔记第四章（网络层）超详细整理_计算机网络第四章网络层知识点总结csdn-CSDN博客
源主机经过交换机或者路由到目的主机的过程详解_两台主机经过路由器的工作原理是什么-CSDN博客
通过wireshark抓包理解交换机、路由器工作原理_路由器交换机抓包-CSDN博客