STP/RSTP 协议理解
拟制
Prepared by 沈岭 Date 日期 2004-11-03 评审人 Reviewed by
Date 日期 yyyy-mm-dd 批准 Approved by
Date 日期
yyyy-mm-dd
华为三康技术有限公司
Huawei-3Com Technologies Co., Ltd.
版权所有 侵权必究 All rights reserved
修订记录Revision Record
目录
1 S TP 生成树协议 (7)
1.1STP的主要作用 (7)
1.2STP的基本原理： (7)
1.3STP端口的角色和状态 (8)
1.4端口状态： (9)
1.5STP算法 (9)
1.5.1问题1 (12)
1.5.2问题2 (13)
1.6STP的计时器： (13)
1.7STP拓扑结构改变 (14)
1.8问题讨论 (16)
1.8.1问题3的答案： (16)
1.8.2附加题： (16)
2 RSTP 快速生成树协议 (19)
2.1RSTP的改进 (19)
2.2P/A协商 (22)
2.3拓扑结构变化 (23)
2.3.1问题1： (24)
2.3.2问题2： (25)
2.3.3问题3 (25)
2.3.4问题4： (25)
2.3.5附加题 (26)
2.4RSTP新增特性 (26)
2.4.1BPDU Guard (26)
2.4.2Root Guard (27)
2.4.3Root Primary/Secondary (27)
2.4.4Loop Guard (27)
2.4.5STP Mcheck (28)
2.4.6STP TC-protection (28)
推荐资料： (29)
参考资料： (29)
图表目录
图1 BPDU的报文格式 (7)
图2 STP算法拓扑图 (10)
图3 另一种可能的拓扑图................................................................................... 错误！未定义书签。图4 更复杂的一种情况.. (13)
图5 Flag字段 (14)
图6 TCN的发送和BPDU的泛洪 (15)
图7 RSTP各端口角色 (19)
图8 RSTP/STP BPDU的区别 (21)
图9 RSTP的Flags字段 (21)
图10 P/A协商机制 (23)
图11 RSTP的TC泛洪 (24)
图12 RSTP的拓扑变化 (24)
前言
众所周知，生成树协议是Lanswitching中最复杂的协议，协议的复杂度不仅表现在有
STP/RSTP/MSTP等各种类型的生成树，以及各种参数和优化方案，更体现在算法、配置信息的交互比较和拓扑结构的变化上。
根据学习过程中所做的一些实验，本文提供了对算法较详细的描述以及关于各种拓扑结构变化的讨论，相信会让大家STP/RSTP模块的理解能提供较大的帮助。
STP/RSTP 协议理解
1 STP 生成树协议
1.1 STP的主要作用
消除环路：通过阻断冗余链路来消除网络中可能存在的路径回环。
链路备份：当前活动路径发生故障时，激活冗余备份链路，恢复网络连通性。
1.2 STP的基本原理：
通过在交换机之间传递一种特殊的协议报文——BPDU（在IEEE 802.1D中这种协议报文被称为“配置消息”）来确定网络的拓扑结构。配置消息中包含了足够的信息来保证交换机完成生成树计算。（注：此BPDU被称为配置BPDU，另外STP还有TCN BPDU。）
图1BPDU的报文格式
注意看BPDU数据报文的最后8个字段，分别是：
根桥ID：由树根的优先级（0-65535，默认32768）和MAC地址组合而成；
到树根的最短路径开销(实际由PortPathCost叠加而成)，有两个标准——dot1d-1998，默认值为100和dot1t，默认值为200000；
指定桥的ID：由指定交换机的优先级和MAC地址组合而成；
指定端口的ID：由指定端口的优先级（0-256，默认128）和端口编号组成；
配置消息的生存期：MessageAge；
配置消息的最大生存期：MaxAge；
配置消息发送的周期：HelloTime；
端口状态迁移的延时：ForwardDelay。
启动了STP的交换机互相之间通过发送配置BPDU来完成根桥，指定桥的选举，各端口状态的选择和整个网络拓扑结构的确定。比较的关键部分在于这八个字段中的前四个字段，即：根桥ID、路径开销、指定桥ID和指定端口的ID。其实还有一个接收端口的ID，用于本地比较（当交换机的2个端口都收到相同的BPDU时——比如上连一个stp disable的交换机或hub）。比较的原则：从上到下、从左到右数值小者优先。
STP协议使用的所有BPDU都是组播报文，目的MAC是01-80-c2-00-00-00。
1.3 STP端口的角色和状态
STP拓扑结构的建立微观上说是一个全网交换机互相交互的过程，各台交换机相互之间不停的发送配置BPDU，发送和接受BPDU的是各switch的Ports，BPDU不单在不同交换机的端口之间比较，也在交换机的内部作比较，如果发现比自己“优”的BPDU，就进行报文的更新，如果发现对方传来的BPDU不如自己的，则丢弃报文，直到再收不到比自己更优的BPDU为止。当网络中所有的交换机都处于这种状态的时候我们可以认为拓扑结构已经建立，但根端口和指定端口还得经过2个Forward Delay Time才能进入转发状态。所以STP拓扑结构的建立实际上可以理解为端口角色的建立，所有端口都为指定端口的交换机被选为根桥，其余的为指定桥。
这里要提到5个概念：根桥，指定桥，根端口，指定端口，Block端口。
根桥就是“网桥ID”最优的桥，当STP的拓扑结构稳定之后由根桥负责每2秒（Hello Time）向树中所有的网桥发送配置BPDU报文，其他网桥接收并转发。
根端口即去往根桥路径最近的端口，这个最近的衡量是靠Root Path Cost来判定的。有关Path Cost的计算，是每当一个端口收到一个BPDU后，会在该BPDU所指示的Path Cost上加上该端口的Port
Path Cost（这是可以人为配置的）。比较累计Root Path Cost最小的端口就是根端口，如果有两条开销相同的路径，那么就选择桥BID较小的。
指定桥就是对下游来说向它转发BPDU报文的桥，一个LAN上除了根桥以外的所有网桥都是指定桥。为什么这么说呢？根据定义而来，指定桥上必定有指定端口（即使是网络边缘的网桥也有——连接到主机的端口），而指定端口就是用来转发BPDU报文的。这里要注意的是拓扑稳定后Root Port 是不发送BPDU报文的，虽然它的状态是Forwarding，它只接收BPDU。
指定端口：即在一个LAN里面负责转发BPDU的端口，根桥和指定桥上都有它，但根端口只在指定桥上有，同样block端口也只存在于指定桥上。
Block端口：即被对方的指定端口抑制的端口，Block端口不转发任何报文，但他接收BPDU，监听网络变化。
根端口、指定端口、Block端口即为STP网桥端口的三个角色。
1.4 端口状态：
如图所示，一共有5种端口状态：
表1STP的五种端口状态
前三个状态之间的转换各需要经过一个Forwarding Delay Time（15s），这也是可以人为配置的。关于几个计时器将在后面的内容加以介绍。
1.5 STP算法
现在重点讲一下STP算法的实现，纯理论的讲算法过于枯燥，这儿以三台全互连的交换机为例描述一下实现过程。（注：关于状态机的标准实现可以参考IEEE.802.1D，这里只用容易理解的语言描述整个过程，可能有细节说法上不太规范，但更方便理解。）
AP2 AP1
BP1
BP2
CP1 CP2
A
B C
6
图2STP算法拓扑图
为了描述方便，这里指比较BPDU的前四项：根桥ID（以以太网交换机的优先级表示），根路径开销，指定交换机ID（以以太网交换机的优先级表示），指定端口ID（以端口号表示）。
假设SWA,SWB,SWC的桥优先级分别为0，1，2。各链路开销为2，3，6。这里要特别说明一点：Root Path Cost不是一个可配置项，即它是由交换机根据Port Path Cost比较而累积得出的，Port Path Cost才是一个可配置的选项。图中的链路开销可理解为2端端口的Port Path Cost，只不过它们恰好相同而已。
（1）初始状态
各台交换机的各个端口在初始时会生成以自己为根的配置消息，根路径开销为0，指定交换机ID 为自身交换机ID，指定端口为本端口。
Switch A：
端口AP1配置消息：{0，0，0，AP1}
端口AP2配置消息：{0，0，0，AP2}
Switch B：
端口BP1配置消息：{1，0，1，BP1}
端口BP2配置消息：{1，0，1，BP2}
Switch C：
端口CP2配置消息：{2，0，2，CP2}
端口CP1配置消息：{2，0，2，CP1}
（2）选出最优配置消息
各台交换机都向外发送自己的配置消息。相互进行比较，如果收到比自己更优的BPDU则进行BPDU 的更新，把对方的BPDU信息缓存下来，并不再发送BPDU。
（3）确定根桥，确定根端口，确定其余端口为指定端口还是Block端口。
例子中各台交换机的比较过程如下：
Switch A：
端口AP1收到Switch B的配置消息，Switch A发现本端口的配置消息优先级优于接收到的配置消息的优先级，就把接收到的配置消息丢弃。端口AP2的配置消息处理过程与端口AP1类似。Switch A 发现自己各个端口的配置消息中树根和指定交换机都是自己，则认为自己是树根，各个端口的配置消息都不作任何修改，以后周期性的向外发送配置消息。此时两个端口的配置消息如下：端口AP1配置消息：{0，0，0，AP1}。
端口AP2配置消息：{0，0，0，AP2}。
Switch B：
端口BP1收到来自Switch A的配置消息，经过比较后Switch B发现接收到的配置消息的优先级比端口BP1的配置消息的优先级优，于是更新端口BP1的配置消息。
端口BP2收到来自Switch C的配置消息，Switch B发现该端口的配置消息优先级优于接收到的配置消息的优先级，就把接收到的配置消息丢弃。
则此时各个端口的配置消息如下：端口BP1配置消息：{0，0，0，AP1}，端口BP2配置消息：{1，0，1，BP2}。
确定根端口：Switch B对各个端口的配置消息进行比较，（这是一个计算的过程，将各个端口的配置BPDU读取并加上Port Path Cost然后进行比较，其他的字段值不改变。为何要这么做？想想根端口的概念，根端口也就是到根桥最近的端口，交换机如何确定那个端口到根桥最近？自然要把各端口的BPDU加上他们的Poot Path Cost来比较）选出端口BP1的配置消息为最优配置消息，然后将端口BP1定为根端口。BP1配置消息不作改变：{0，0，0，AP1}。
确定指定端口：每一个非根端口都会做如下比较：将根端口保存的BPDU加上根端口的Port Path Cost并把BID修改为本桥PID修改为本端口后和本端口的BPDU比较，如果比本端口的BPDU更优，则本端口被选为指定端口，（如果本端口的更优，那么本端口被选为Blocking端口）并且原BPDU被刷新，下一次向外发送更优的BPDU。（为何要这么做？想想指定端口的概念，指定端口用来转发到达根桥的信息，当然要加上根端口到根桥的距离，并且指定端口发送的BPDU肯定要比对端的要优，
那么如果对端发过来的BPDU被刷新，这个端口肯定是指定端口）。端口BP2配置消息中，树根ID 更新为最优配置消息中的树根ID，根路径开销更新为2，指定交换机ID更新为本交换机ID，指定端口ID更新为本端口ID，配置消息变为：{0，2，1，BP2}。
Switch C：
端口CP2先会收到来自Switch B端口BP2更新前的配置消息{1，0，1，BP2}，Switch C触发更新过程，更新后的配置消息如下：{1，0，1，BP2}。
端口CP1收到来自Switch A的配置消息{0，0，0，AP2}后Switch C也触发更新过程，更新后的配置消息如下：{0，0，0，AP2}。
经过比较，端口CP1的配置消息被选为最优的配置消息，端口CP1就被定为根端口；而端口CP2就会被选为指定端口，并发送更新后的BPDU：{0，6，2，CP2}
接着端口CP2会收到Switch B更新后的配置消息{0，2，1，BP2}，由于收到的配置消息比原配置消息优，则Switch C触发更新过程，更新后的配置消息为：{0，2，1，BP2}。
同时端口CP1收到来自Switch A配置消息，比较后Switch C不会触发更新过程，配置消息仍然为：{0，0，0，AP2}。
经过内部比较，( CP1{0，6，0，AP2},CP2{0，5，1，BP2} )端口CP2的配置消息被选为最优的配置消息，端口CP2就被选为根端口，而端口CP1就被阻塞，状态稳定后，不接收从Switch A转发的数据，直到新的情况触发生成树的计算，比如从Switch A到Switch C的链路down掉，或者端口收到更优的配置消息。
1.5.1问题1
如果Root Port一直保存根桥发来的最优的BPDU，那么如果从另一个端口学到更优的路径，它怎么能接受那个实际上应该是更优的BPDU呢？（此时根端口的路径开销是０）
答：
交换机内部进行比较来确定端口角色的时候是要加上端口的Port Path Cost的，所以根端口虽然储存了最优的配置信息，但加上端口路径开销以后就没有别人的“优”了。这时根端口的骄色就要拱手相让，交换机存储的根桥信息也要重新更新。
1.5.2 问题2
现在给出一个更复杂的结构，你能正确判断拓扑结构和各端口的状态吗？各端口的Port Path Cost 如图所示：
AP2
AP1
BP1BP2
CP1
CP2
A
B
C
11
3图3 更复杂的一种情况
1.6 STP 的计时器：
一共有3个，简单讲一下。
1. Hello Timer ：根桥发送 BPDU 之间的时间间隔。也是网络初始化的时候，每个网桥发送各
自的BPDU 的时间间隔。注意，当网络拓扑稳定之后，该计时器的修改只有在根桥修改才有效。根桥会在之后发出的BPDU 中填充适当的字段以向其他非根桥传递该计时器修改信息。 2. Forwarding Timer ：指一个端口Listening 和Learning 的各自时间，默认为15秒，为了保
证BPDU 在全网中的转发，所以作如此设定。这个值是可以配置的，由于Forwarding Timer 的限制，一般建议网络的直径应小于7。
3. Max Age ：存储BPDU 最长的时间，超过这个时间端口接收不到BPDU ，就会采取相应的措施。
这个时间默认为20秒。
这里还要提到Timer Factor 和 Message age 两个参数，关于计时器的详细作用可以参考tech 上的其他文档，这里不多做讨论了。
这三个时间在拓扑稳定后都是由根桥发出的，由根桥在全网统一计时器，在根桥修改才有效，
time factor 因子是可以在本地配置的。另外还有一个TCN的Hello Time也是在本地配置的，下面将会提到。
1.7 STP拓扑结构改变
还记得STP的2个BPDU包吗？除了配置BPDU以外，还有个TCN BPDU(Topology Change Notification BPDU)。TCN BPDU的结构很简单，只有Conguration BPDU的前3个字段，也就是Protocol、Version、Type，其余的字段均为填充字节，可以说这是一个不带桥信息的BPDU。TCN的发送按照本地配置的Hello Time，不同于配置BPDU的2s的Hello Time。
STP中网桥怎么会认为拓扑结构发生改变了呢？根据以下２个原则：
1)原来处于转发状态的端口down了（处于Blocking状态——非disable状态）；
2)一个端口转移到了Forwarding状态，并且网桥有一个指定端口。
对于拓扑结构改变可以作如下理解：这里的拓扑结构不是指物理上的拓扑变化，而是指树的结构的变化，比如A,B,C三台交换机互联，原本的结构是A(R),B,C——A，C之间不通，后来变为A(R),C,B ——A，B之间不通。这就叫做拓扑结构的改变。同样如果A，B之间又加了一条链路，但是新加的链路被阻断了——即不影响原来数据流量的转发，则认为拓扑结构没有发生变化。只要２个原则中的任何一种情况发生，则认为是拓扑结构发生了变化，检测到拓扑结构变化的交换机会从自己的根端口向上发送TCN，上行的指定端口接收到发来的TCN以后，会以本身的配置BPDU（此时将Flag
字段中的TCA置1，Flag中一共有2个有效比特位，一个是TC，一个是TCA，关于Flag的描述见图1-3）回送一个确认。并通过它的根端口继续向上发TCN，一直到达根桥为止。发送TCN的交换机收到确认以后将不再发送TCN，如果上行指定端口没有发回确认，则下行的根端口会不断发送TCN。
图4Flag字段
当根桥受到TCN以后由根桥向全网泛洪TC位置1的配置BPDU，所有的交换机都会转发这个报文直到整个网络都知道拓扑结构发生了改变。根桥发送这个BPDU的时间是20s+15s=35s，
MaxAge+ForwardingTime的时间。
图5TCN的发送和TC的泛洪
根桥发送这个BPDU的实质是为了加快MAC地址表的老化——一般情况下MAC地址表要300s才能老化，而已经知道拓扑结构发生变化的情况下还要等上数分钟才能通过其他链路转发数据，这会在一段时间内造成报文的无法转发，最糟糕的就是刚好要等5分钟。
图6拓扑变化导致A一段时间内无法ping通B
图6中，B的mac地址学习在1端口，当拓扑变化后，2端口所在链路变成Forwarding，1被阻断，但是B的MAC地址还是学习在端口1，如果B不发送任何数据报文来刷新MAC表，那么A只有等到B 的MAC地址老化后才能重新访问到B。
TC正是通知各交换机将MAC地址老化时间更新为ForwardingTime=15s。交换机收到TC15s以后开始删除MAC地址表并重新学习，正好完成状态的迁移。
1.8 问题讨论
1.8.1问题3的答案：
最后的稳定状态是A是根桥，BP2为Blocking状态。BC间链路不通。
解释一下：判断拓扑结构变化时有个一简单的方法，以此图为例。
{RootBridgeID : RootPathCost : DesignatedBridgeID : DesignatedPortID : BridgePortID}
以上这5个值优先级的比较我们可以纵向的来看，放在一个宏观的环境下，毫无疑问，根桥肯定是马上比较出来的，因为这是最先比较的。接下来比较RootPathCost，B到A有2条路径RootPathCost 都为4（这里需要说明的是，各端口配置的PortPathCost表示通过此端口到根桥的开销，所以B到A的开销分别有2个，一个是通过BP1的4，另一个是通过BP2,CP1的3+1=4，根桥上端口的PortPathCost是没有意义的，不会参与路径开销的计算），既然路径开销相同那就继续往下比，比指定桥ID，很明显BP1接收到的BPDU是A传来的，BP2接受到的，于是B选择AB路径。C就不用多说了，肯定是选AC（1<4+1）。这时拓扑结构就出来了，BC被阻断，那么到底是哪个端口被认为是Blocking端口呢，嘿嘿，自然要比较两者的BPDU。第一次BPDU比较后BP2和CP2均为Designated Port，它们会继续发送并比较BPDU，显然BP2被抑制了，所以最后BP2被阻断。（实际情况中不大可能出现链路同时通，同时开始比较BPDU的情况，上面提出如此假设是为了更好地说明端口瞬间状态变化的情况，一般情况下，都没有这么复杂）
1.8.2附加题：
如何迅速判断一个复杂网络的拓扑结构呢？教各位一个宏观看世界的方法。（图中数字表示链路的开销和交换机优先级）
图7如何快速判断一个复杂网络的拓扑
1．确定根桥
根据优先级，交换机0被选举为整个LAN的根桥。
2．从优先级次高的交换机逐一比较，确定那条链路到根桥最近，确定根端口对于交换机1来说，0－1之间的链路是到根桥0最近的，交换机1上到根桥最近的端口就是根端口。对交换机2来说，0－2之间的链路是到根桥最近的，交换机2上到根桥最近的端口就是根端口。
3．阻断无用链路
对交换机2已经认为从0－2链路可以最快的到达根桥，那么它就不会认为通过2－1－0到达根桥的这条路径是更优的，所以对交换机2来说，这条无用链路应该被阻断。再看交换机3，3－2－0和3－1－0的路径是相同的，对于BPDU来说，比较的第三个字段是BID，也就是说交换机3会选择一个更优的指定桥，所以3－1－0的路径是更优的，3－2链路会被阻断。交换机4认为4－3－1－0路径是最优的，那么它就会阻断通过另2个候选指定桥到达根桥的链路——4－1－0，4－2－0。最后的拓扑如下：
图8最后的拓扑
2 RSTP 快速生成树协议
讲了这么多STP ，我们来说说RSTP 。为什么要引入RSTP ，自然是因为STP 存在很多的不足。现在主流的交换机都基本不用STP 了，我司的设备默认的也是RSTP ，当然为了和用户使用的旧的STP 特性的交换机互连，我们支持兼容模式的STP ，但实现起来更像RSTP ，和传统的STP 是有区别的。STP 和RSTP 的互操作会在以后讲到。先说一说RSTP 所作的相应改进。
2.1 RSTP 的改进
STP 最主要的缺点就是收敛速度慢，任何端口都非要等2个ForwardingTime 以后才能进入转发状态，这在某些情况下非常没有必要，并且STP 对拓扑结构的改变也没有很快速的响应机制，加快MAC 地址表老化以后还是通过计时器来做最后的收敛，过于被动。
RSTP 针对这些情况作了如下修改。
首先，RSTP 的端口角色相对原来STP 的Root Port ，Designated Port ，Blocking Port 增加了Alternate Port 、Backup Port 和Edge Port （包括在Designated Port 中），取消了Blocking Port 的概念。Root Port 和Designated Port 的稳定状态为Forwarding ，Alternate Port 和Backup Port 的稳定状态为Discarding 。
总的端口状态也从原来的五种减少到了3种Learning 、Forwarding 、Discarding （原Disable 、Blocking 、Listening 状态）。而且RSTP 的BPDU 不再是由根桥统一发送，每个网桥都会发送自己的BPDU ，和后面的TC 一样，有助于加速网络的收敛。
接下来说说两个新增的端口角色，Alternate Port 和Backup Port 。
A
B
C
B A
D
D
R
D
STP Disable
R
E
图9 RSTP 各端口角色
如图所示，Alternate和Backup端口的位置如上，可作这样的理解，Alternate Port是被对端的更优的BPDU抑制的端口，同时它作为根端口的备份，当C的根端口down掉以后它可以提供另一条到根的路径。Backup Port可以理解为被本机的其他端口抑制的BPDU，（注意：此时B下连的是一个STP Disable的交换机，可以理解为网桥）作为本机指定端口的备份。Edge Port指和终端相连的端口，由于不会再产生回路所以加快了端口状态的迁移——当一个端口被配置为Edge Port以后如果连通它能马上就进入转发状态，这个时间是毫秒级的，非常快速。但要是以后它又受到了BPDU，表明可能产生了环路，此时端口角色会发生变化，不再作为Edge Port，转入一般的正常状态，这个端口是需要本地配置的。
RSTP最大的特点是对STP的状态迁移速度进行了优化，一共体现在3个方面。
1.刚才提到的边缘端口，能迅速进入快速转发状态。
2.Alternate Port的快速迁移，当根端口由Forwarding变成了其他状态，它的备份Alternate端口
就会迅速起来替代根端口工作，进入Forwarding状态，并且不需要发布任何配置消息。这个速度也是非常快的，以毫秒计算。（值得一提的是，除了根端口失效以外，如果Alternate Port 收到更高级的BPDU——刷新桥优先级向量，也会迅速转到Forwarding状态，并成为根端
口。）
3.协商机制，这是RSTP运用最广的提速机制，使用在点对点链路上，所谓的点对点链路由端
口之间协商决定，必须为全双工，（如果半双工需连接在共享链路）或者是汇聚端口的主端口。这时一边的处于discarding状态的Designated端口会向对方发出协商，如果对方发出确认，协商通过，那么2边的端口都会迅速迁移到Forwarding状态。理论上来说一次协商的时间为2个Hello Time，也就是4秒。但我司的交换机也把这个4秒给省了，以毫秒计算。思科设备似乎有一定的延时，但没有4秒那么长。
说一下另一个重要区别吧——就是BPDU包的区别。
前面讲的STP的BPDU包的格式还记得吗？RSTP的BPDU和STP的也差不了多少，主要是在协议版本号，BPDU类型和Flags字段有所不同，对于运行在STP模式下的交换机来说，收到版本号为02的BPDU就会丢弃，所以RSTP必须提供兼容STP运行的STP兼容模式，才能很好的和运行STP的网络进行互连。
1 ICMP Internet Control Message [RFC792] 2 IGMP Internet Group Management [RFC1112] 3 GGP Gateway-to-Gateway [RFC823] 4 IP IP in IP (encapsulation) [RFC2003] 5 ST Stream [RFC1190,RFC1819] 6 TCP Transmission Control [RFC793] 7 CBT CBT [Ballardie] 8 EGP Exterior Gateway Protocol [RFC888,DLM1] 9 IGP any private interior gateway [IANA] (used by Cisco for their IGRP) 10 BBN-RCC-MON BBN RCC Monitoring [SGC] 11 NVP-II Network V oice Protocol [RFC741,SC3] 12 PUP PUP [PUP,XEROX] 13 ARGUS ARGUS [RWS4] 14 EMCON EMCON [BN7] 15 XNET Cross Net Debugger [IEN158,JFH2] 16 CHAOS Chaos [NC3] 17 UDP User Datagram [RFC768,JBP] 18 MUX Multiplexing [IEN90,JBP] 19 DCN-MEAS DCN Measurement Subsystems [DLM1] 20 HMP Host Monitoring [RFC869,RH6] 21 PRM Packet Radio Measurement [ZSU] 22 XNS-IDP XEROX NS IDP [ETHERNET,XEROX] 23 TRUNK-1 Trunk-1 [BWB6] 24 TRUNK-2 Trunk-2 [BWB6] 25 LEAF-1 Leaf-1 [BWB6] 26 LEAF-2 Leaf-2 [BWB6] 27 RDP Reliable Data Protocol [RFC908,RH6] 28 IRTP Internet Reliable Transaction [RFC938,TXM] 29 ISO-TP4 ISO Transport Protocol Class 4 [RFC905,RC77] 30 NETBLT Bulk Data Transfer Protocol [RFC969,DDC1] 31 MFE-NSP MFE Network Services Protocol [MFENET,BCH2] 32 MERIT-INP MERIT Internodal Protocol [HWB] 33 DCCP Datagram Congestion Control Protocol [RFC-ietf-dccp-spec-11.txt] 34 3PC Third Party Connect Protocol [SAF3] 35 IDPR Inter-Domain Policy Routing Protocol [MXS1] 36 XTP XTP [GXC] 37 DDP Datagram Delivery Protocol [WXC] 38 IDPR-CMTP IDPR Control Message Transport Proto [MXS1] 39 TP++ TP++ Transport Protocol [DXF] 40 IL IL Transport Protocol [Presotto] 41 IPv6 Ipv6 [Deering] 42 SDRP Source Demand Routing Protocol [DXE1] 43 IPv6-Route Routing Header for IPv6 [Deering]
一、概述 OSI（Open System Interconnection）开放系统互连的七层协议体系结构：概念清楚，理论比较完整，但既复杂又不用。 TCP／IP 四层体系结构：简单，易于使用。 五层原理体系结构：综合OSI 和TCP／IP 的优点，为了学术学习。 二、详述 网络协议设计者不应当设计一个单一、巨大的协议来为所有形式的通信规定完整的细节，而应把通信问题划分成多个小问题，然后为每一个小问题设计一个单独的协议。这样做使得每个协议的设计、分析、时限和测试比较容易。协议划分的一个主要原则是确保目标系统有效且效率高。为了提高效率，每个协议只应该注意没有被其他协议处理过的那部分通信问题；为了主协议的实现更加有效，协议之间应该能够共享特定的数据结构；同时这些协议的组合应该能处理所有可能的硬件错误以及其它异常情况。为了保证这些协议工作的协同性，应当将协议设计和开发成完整的、协作的协议系列（即协议族），而不是孤立地开发每个协议。 在网络历史的早期，国际标准化组织（ISO）和国际电报电话咨询委员会（CCITT）共同出版了开放系统互联的七层参考模型。一台计算机操作系统中的
网络过程包括从应用请求（在协议栈的顶部）到网络介质（底部），OSI参考模型把功能分成七个分立的层次。图1表示了OSI分层模型。 图1OSI七层参考模型 OSI模型的七层分别进行以下的操作： 第一层物理层 第一层负责最后将信息编码成电流脉冲或其它信号用于网上传输。它由计算机和网络介质之间的实际界面组成，可定义电气信号、符号、线的状态和时钟要求、数据编码和数据传输用的连接器。如最常用的RS-232规范、10BASE-T的曼彻斯特编码以及RJ-45就属于第一层。所有比物理层高的层都通过事先定义好的接口而与它通话。如以太网的附属单元接口（AUI），一个DB-15连接器可被用来连接层一和层二。 第二层数据链路层 数据链路层通过物理网络链路提供可靠的数据传输。不同的数据链路层定义了不同的网络和协议特征，其中包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。物理编址（相对应的是网络编址）定义了设备在数据链路层的编址方式；网络拓扑结构定义了设备的物理连接方式，如总线拓扑结构和环拓扑结构；错误校验向发生传输错误的上层协议告警；数据帧序列重新整理并传输除序列以外的帧；流控可能延缓数据的传输，以使接收设备不会因为在某一时刻接收到超过其处理能力的信息流而崩溃。数据链路层实际上由两个独立的部分组成，介质存取控制（Media Access Control,MAC）和逻辑链路控制层（Logical Link
Protocol Introduction MIPI Development Team 2010-9-2
What is MIPI? v MIPI stands for M obile I ndustry P rocessor I nterface §MIPI Alliance is a collaboration of mobile industry leaders. §Objective to promote open standards for interfaces to mobile application processors. §Intends to speed deployment of new services to mobile users by establishing Spec. v Board Members in MIPI Alliance §Intel, Motorola, Nokia, NXP,Samsung, ST, TI
What is MIPI? v MIPI Alliance Specification for display §DCS (D isplay C ommand S et) ?DCS is a standardized command set intended for command mode display modules. §DBI, DPI (D isplay B us I nterface, D isplay P ixel I nterface)?DBI：Parallel interfaces to display modules having display controllers and frame buffers. ?DPI：Parallel interfaces to display modules without on-panel display controller or frame buffer. §DSI, CSI (D isplay S erial I nterface, C amera S erial I nterface)?DSI specifies a high-speed serial interface between a host processor and display module. ?CSI specifies a high-speed serial interface between a host processor and camera module. §D-PHY ?D-PHY provides the physical layer definition for DSI and CSI.
为了提高OSPF、ISIS、BGP协议的快速收敛，需要做哪几方面的设置？ 一、为了提高OSPF协议的快速收敛，需要做哪几方面的设置？ 1、配置OSPF GR，保障在设备发生主备切换的时候转发不中断； 2、配置bfd for ospf，将链路的状态快速通知给OSPF模块； 3、在点对点的广播网络中，将接口的网络类型设置为P2P，减少OSPF Peer建立的时间； 4、调整OSPF各种定时器，加快协议的收敛速度，主要的几个定时器是：lsa-originate-interval、lsa-arrival-interval、spf-schedule-interval在需要使用OSPF的网络中，推荐的几个定时器的取值参考： spf-schedule-interval intelligent-timer 200 50 50 lsa-originate-interval intelligent-timer 100 50 50 lsa-arrival-interval intelligent-timer 100 50 50 二、为了提高ISIS协议的快速收敛，需要做哪几方面的设置？ 1、配置ISIS GR，保障在设备发生主备切换的时候转发不中断； 2、配置bfd for ISIS，将链路的状态快速通知给ISIS模块； 3、在点对点的广播网络中，将接口的网络类型设置为P2P，减少ISIS Peer建立的时间； 4、调整ISIS各种定时器，加快协议的收敛速度，主要的几个定时器是：lsp-generation 、flash-flood 、spf 参考值： timer lsp-generation 1 50 50 level-2 flash-flood 15 level-2 timer spf 1 50 50 三、为了提高BGP协议的快速收敛，需要做哪几方面的设置？ 1、配置BGP GR，保障在设备发生主备切换的时候转发不中断； 2、配置bfd for BGP，将链路的状态快速通知给BGP模块； 3、使能BGP Auto FRR，使BGP 的两个邻居切换或者两个下一跳切换达到亚秒级的收敛速度
一、填空题：（每空4分） 1.IS-IS的IS是___intermediate___________的缩写。 2.IS-IS最早是为_CLNS（connectless network service 无连接网络服务）设计的动 态路由协议，是一种基于_链路状态算法___的IGP（内部网关）路由协议。 3.ISIS支持的网络类型有___P-2-P网络__，__广播网络__，_IS-IS协议不能真正支 持NBMA网络，可以将NBMA链路配置成子接口来支持_。 4.IS-IS的LSP的生存时间为1200秒 5.ISI S协议中的DIS相当于OSPF中的DR, SysID相当于OSPF中的router ID。 二、多选题：（每题5分） 1.LSP标识由那些部分组成___ABD______？ A)系统标识System ID B)伪节点ID C)LSP序列号 D)LSP编号 2.一个IS-IS路由器想和其它区域的路由器形成邻居关系，它可以是_BC____ A) L1路由器 B) L2路由器 C) L1/L2路由器 D) 类型没有限制 3.IS-IS的PDU有如下ABD_____几种类型？ A)HELLO B)LSP C)LSP ACK D)CSNP
4.下列说法正确的是：ABCD A、区域之间通过L2(L1/L2)路由器相连接 B、一个路由器目前最多有3个Area ID(IOS和VRP的实现) C、一个路由器必须整个属于某个区域，而不能象OSPF那样是同一台路由器上不同的接口 可以属于不同的区域 D、对于Level-1路由器来说，只有属于同一区域才可以建立邻居，对于Level-2路由器则没 有此同一区域限制。 简答题：（每题20分） 1.ISIS协议中DIS的选取规则? 1)DIS由LAN IIH报文选举，具备最高优先级的路由器会被当选。如果所有路由器 优先级相同，则最高MAC地址者当选 2)Level-1和Level-2的DIS是分别选举的，选举结果可能不是同一个DIS 3)DIS发送Hello数据包的时间间隔是普通路由器的1/3，这样可以保证DIS失 效可以被快速检测到 4)与OSPF不同，它的选举是抢占式，可预见的；IS-IS中不存在备份DIS，当一个 DIS不能工作时，直接选举另一个 5)同一网段的所有路由器形成邻接关系（OSPF中DR-other之间是不形成邻接关系 的） 2. 简述IS-IS协议与OSPF协议不同点？ IS-IS最初是为ISO的标准协议，为CLNS（connectless network service 无连接网络服务）设计的，后来增加了对IP的支持；而OSPF一开始就是IETF为IP网络设计的；由于IS-IS历史上是为CLNS路由而制定的，发展比较缓慢，对于IP的支持很多地方需要改进，虽然已经提出了draft，但大部分还没有形成RFC，CNLP（connectless network protocol 无连接网络协议）和IP双环境使用的优势并不明显，是一个不是很成熟的协议； OSPF是专门为IP设计的，更适合IP的路由，发展成熟，标准化程度高，支持厂商多，使用多缺点暴露多，改进也多。 IS-IS协议直接在链路层上运行，报文直接封装在链路层报文中，支持CLNS、IP 等多种协议；OSPF报文封装在IP中，只支持IP协议； IS-IS协议中整个路由器只能全部属于一个区域，区域边界位于两个路由器之间，路由器的LSDB按Level来维护；而OSPF按接口来，一个路由器可以属于多个区域，为每个区域维护一个LSDB数据库； OSPF通过特殊的区域ID Area0区来定义骨干区，而IS-IS是通过连续的L2路由器来组成骨干区； IS-IS的采用的Hello协议比较简单，OSPF比较复杂；而且IS-IS检查比较宽松，邻居之间的Hello和Dead等间隔不一定必须一样，不象OSPF要求必须一致才能形成邻居关系； IS-IS的LSP生存时间是从15分钟(可配置)往下计算到0来清除旧的LSP，而OSPF
网络七层模型各层的协议 在互联网中实际使用的是 TCP/IP 参考模型。实际存在的协议主要包括在：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。各协议也分别对应这 5 个层次而已。 要找出 7 个层次所对应的各协议，恐怕会话层和表示层的协议难找到啊。。 应用层 DHCP动态主机分配协议) ?DNS (域名解析) ?FTP ( File Transfer Protocol )文件传输协议 ? Gopher(英文原义：The In ternet Gopher Protocol 中文释义：(RFC-1436)网际Gopher 协议) ?HTTP ( Hypertext Transfer Protocol )超文本传输协议 ?IMAP4 (In ternet Message Access Protocol 4)即 In ternet 信息访问协议的第 4 版本 IRC ( Internet Relay Chat )网络聊天协议 ?NNTP ( Network News Tran sport Protocol ) RFC-977)网络新闻传输协议 XMPP 可扩展消息处理现场协议 POP3 (Post Office Protocol 3) 即邮局协议的第 3个版本 SIP 信令控制协议 SMTP ( Simple Mail Transfer Protocol )即简单邮件传输协议 SNMP (Simple Network Management Protocol, 简单网络管理协议 ) SSH ( Secure Shell )安全外壳协议 TELNET 远程登录协议 ?RPC (Remote Procedure Call Protocol ) ( RFC-1831)远程过程调用协议 RTCP ( RTP Control Protocol ) RTP 控制协议 RTSP ( Real Time Streaming Protocol )实时流传输协议 TLS ( Transport Layer Security Protocol )安全传输层协议 SDP( Session Description Protocol )会话描述协议 SOAP ( Simple Object Access Protocol )简单对象访问协议 GTP 通用数据传输平台 ?STUN ( Simple Traversal of UDP over NATs , NAT 的 UDP简单穿越)是一种网络协 议 NTP ( Network Time Protocol )网络校时协议 传输层 TCP( Transmission Control Protocol )传输控制协议 UDP (User Datagram Protocol )用户数据报协议 DCCP ( Datagram Congestion Control Protocol )数据报拥塞控制协议 ?SCTP (STREAM CONTROL TRANSMISSION PROTOC流控制传输协议 ?RTP(Real-time Tran sport Protocol 或简写 RTF)实时传送协议 RSVP ( Resource ReSer Vation Protocol )资源预留协议 PPTP ( Point to Point Tunneling Protocol )点对点隧道协议 网络层
编号：_______________本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载 网络七层模型各层的协议 甲方：___________________ 乙方：___________________ 日期：___________________
在互联网中实际使用的是TCP/IP参考模型。实际存在的协议主要包括在：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。各协议也分别对应这5个层次而已。 要找出7个层次所对应的各协议，恐怕会话层和表示层的协议难找到啊。。 应用层 DHCP(动态主机分配协议) ?DNS (域名解析) ?FTP ( File Transfer Protocol )文件传输协议 Gopher (英文原义：The Internet Gopher Protocol 中文释义：(RFC-1436 )网际Gopher 协议) ?HTTP ( Hypertext Transfer Protocol )超文本传输协议 ?IMAP4 (Internet Message Access Protocol 4) 即Internet 信息访问协议的第4 版本?IRC (Internet Relay Chat )网络聊天协议 ?NNTP ( Network News Transport Protocol ) RFC-977 )网络新闻传输协议 ?XMPP可扩展消息处理现场协议 ?POP3 (Post Office Protocol 3) 即邮局协议的第3个版本 ?SIP信令控制协议 ?SMTP (Simple Mail Transfer Protocol )即简单邮件传输协议 ?SNMP (Simple Network Management Protocol,简单网络管理协议) ?SSH (Secure Shell )安全外壳协议
ISIS是一个分级的链接状态路由协议，基于DECnet PhaseV 路由算法。ISIS可以在不同的子网上操作，包括广播型的LAN、WAN和点到点链路。ISIS是一个链接状态协议，实际上与OSPF非常相似，它也使用Hello协议寻找毗邻节点，使用一个传播协议发送链接信息。ISIS消息使用序列号，但它只是一个简单的加法计数器。当计数器计到最大值时，一个ISIS路由器没有别的选择，只能伪造一个错误触发对所有旧信息的刷新。然而，因为序列号有3 2 比特长，使得到达最大值之前有很大的序列号空间，所以这不是什么问题。但是，至少存在两个技术问题：ISIS使用一个小的度量值（6 比特），严重限制了能与它进行转换的信息；而且链接状态也只有8 比特长，路由器能通告的记录只有256个。一个非技术问题是ISIS受OSI 约束，使得与OSPF相比它的发展比较缓慢。这个限制的原因是由于SPF的要求；但现在的Wide-metric 使这个范围变成24位的扩展解决了这个问题。 一个非技术问题是ISIS受OSI约束，使得以前与OSPF相比它的发展比较缓慢。但现在的ISIS在非OSI即RFC方面（Integrated）ISIS有了很多的扩展使得他的发展比OSPF更容易实现对新的要求的支持如IPV6或者TE而且更简单易实现 一个路由器是intermediate system(IS)，一个主机就是end system(ES)，在一个主机和路由器之间运行的协议叫ES-IS，路由器与路由器之间运行的协议是IS-IS 一个subnetwork属下的接口叫：subnetwork point of attachment(SNPA)，它只是一个概念上的东西，实际上它是一个subnetwork提供的服务点，由SPNA定义的，不是实际的物理界面，SNPA的概念特性对应于子网的概念特性。 PDU：就是一个OSI层上的一个节点到它的另一端(peer)的对应层上的节点，所以一个帧也叫做Date Link PDU(DLPDU)，也因此一个网络层的packet也叫做network PDU(NPDU)，这个date unit功能类拟于OSPF的LSA，我们称它为Link State PDU(LSP)，与LSA不同的是它封装在OSPF报头之后，然后才到IP 数据包。 an LSP is itself a packet. ===================== ISIS AREAS ===================== ISIS和OSPF一样建立一个双层分级结构拓扑，但和OSPF不同的是ISIS划分area是连接中，也就是说两台路由器中间来划分area L1_Router---------|----------L2_Router 以上的竖线就是ISIS划分的area的地方，而OSPF则不是，它是在一个路由器当中划分的，一个路由器中只要有两个接口接到不同的area，这个路由器就叫做ABR area0-------ABR_Router------area1 ISIS中对路由器的称呼又和OSPF又所不同，它只有三类，一个是完全在一个area内的，OSPF叫内部路由器，ISIS叫L1，而OSPF的ABR在ISIS中叫做L1/L2，还有一类是backbone里的路由器，全都叫做L2，这样，L1/L2路由器就会维护两个line state datebase，而与ABR不同的是，L1/L2路由器不通告L2的路由给L1，因此所有的L1路由器永远不会知道area外的路由，这种情况和OSPF的tutally stubby area
一、什么是ＯＳＩ OSI参考模型（OSI/RM）的全称是开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM），它是由国际标准化组织ISO提出的一个网络系统互连模型。 二、OSI七层协议（OSI模型）都是那些 从低到上：物（物理层）、数（数据链路层）、网（网络层）、传（传输层）、会（会话层）、表（表示层）、应（应用层） １、物理层 O S I 模型的第一层，该层包括物理连网媒介，如电缆连线连接器。物理层的协议产生并检测电压以便发送和接收携带数据的信号。比如电脑上的网卡，它就提供了物理连网的基础，也就是说提供了一个物理层。尽管物理层不提供纠错服务，但它能够设定数据传输速率并监测数据出错率。网络物理问题，如电线断开，将影响物理层。 ２、数据链路层 O S I 模型的第二层，它控制网络层与物理层之间的通信。 它的主要功能是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递。为了保证传输，从网络层接收到的数据被分割成特定的可被物理层传输的帧。帧是用来移动数据的结构包，它不仅包括原始数据，还包括发送方和接收方的网络地址以及纠错和控制信息。其中的地址确定了帧将发送到何处，而纠错和控制信息则确保帧无差错到达。 数据链路层的功能独立于网络和它的节点和所采用的物理层类型。有一些连接设备，如交换机，由于它们要对帧解码并使用帧信息将数据发送到正确的接收方，所以它们是工作在数据链路层的。 ３、网络层 O S I 模型的第三层，其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方。 网络层通过综合考虑发送优先权、网络拥塞程度、服务质量以及可选路由的花费来决定从一个网络中节点A 到另一个网络中节点B 的最佳路径。由于网络
OSI七层模型协议 谈到网络不能不谈OSI参考模型，OSI参考模型（OSI/RM）的全称是开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM），它是由国际标准化组织ISO 提出的一个网络系统互连模型。虽然OSI参考模型的实际应用意义不是很大，但其的确对于理解网络协议内部的运作很有帮助，也为我们学习网络协议提供了一个很好的参考...... 第一层：物理层: 物理层规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。该层为上层协议提供了一个传输数据的物理媒体。只是说明标准 在这一层，数据的单位称为比特（bit）。 属于物理层定义的典型规范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45、fddi 令牌环网等。 第二层：数据链路层802.2、802.3ATM、HDLC、FRAME RELAY 数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。 在这一层，数据的单位称为帧（frame）。 数据链路层协议的代表包括：ARP、RARP、SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。 第三层：网络层IP、IPX、APPLETALK、ICMP 网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。在这一层，数据的单位称为数据包（packet）。加密解密是在网络层完成的. 网络层协议的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等。 第四层：传输层TCP、UDP、SPX 传输层是第一个端到端，即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。 在这一层，数据的单位称为数据段（segment）。 传输层协议的代表包括：TCP、UDP、SPX等。 第五层：会话层RPC、SQL、NFS 、X WINDOWS、ASP 会话层管理主机之间的会话进程，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。 第六层：表示层ASCII、PICT、TIFF、JPEG、MIDI、MPEG 表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。 第七层：应用层HTTP,FTP,SNMP等 应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。 应用层协议的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层 HTTP 、FTP 、Telnet 、SMTP 、POP3、IMAP SMTP:简单传输协议 POP3:邮局协议版本3 IMAP:Internet 消息访问协议 DNS DHCP 、BOOTP 、TFTP 、RADIUS 、 SNMP 、NTP 、HTTP-S 、SLP 、SSL SOCK S LDAP 轻量级目录 访问协议 SS7 7号信令系统 DSMCC(MPEG) 数字存储媒体命令和控制 TCP UDP TALI 传送适配层协议 IP DVMRP 距离向量多播选路协议 Mobile IP 传输控制协议（可靠 面向连接） 用户数据报协议（不可靠 无连接） BGP RARP ARP IGMP ESP AH NARP IGMP:多播的Internet 组管 理协议 BGP:边界网关协议 ARP:地址解析协议 RARP:反向地址解析协议 ESP:安全加载封装 AH:认证协议头 NARP:NBMA 地址解析协议 ICMP IGMP RIP 、RIPNG 、HSRP RSVP X.25 OSPF 、IS-IS 、 VRRP 、EGP 、IDRP 、IGRP 、EIGRP ICMP:Internet 控制报文协议 IGMP:因特网组管理协议 RSVP:资源预留协议 RIP:距离向量路由协议 RIPng:IPV6下的RIP 协议 HSRP:热备份路由协议 OSPF:开放最短路优先 IS-IS:中间系统到中间系统路由协议 VRRP:虚拟路由冗余协议 EGP:外部网关路由协议 IDRP:域间路由协议 IGRP:动态距离向量路由协议 EIGRP:增强动态距离向量路由协议 L2F:第二层转发协议 PPTP:点对点隧道协议 L2TP:VPN 第二层通道协议 SLIP CSLIP L2F 、PPTP 、L2TP 、ATMP 串行线路IP 压缩的SLIP IEEE 802.2 IEEE 802.1 IEEE 802.3 CSMA/CD 协议 带冲突检测的载波监听多路访问技术 IEEE 802.2 CMSA/CA 协议 IEEE 802.5 令牌环网（已淘汰） IEEE 802.5 FDDI 网 （已淘汰） IEEE 802.1D 冗余链路STP IEEE 802.1W 快速STP IEEE 802.1Q VLAN IEEE 802.1X 认证系统 IEEE 802.1p QOS 流量优先级 IEEE 802.1g 远程网桥 LLC 逻辑控制 MPLS 多协议标签交换 ATM LACP 链路汇聚控制协议 802.3ad PPP 、PPPoE 点对点、以太网上的点对点 SDLC 同步数据 链路控制 ITU-T G.703 ITU-T H.323 ITU-T M.3010 ITU-T X.25 ITU-T X.61 ITU-T Y.1231 ITU-T 国际电 信联盟远程通信标准化组织 802.3a (10BASE-T2 淘汰) 802.3b (10Broad36 淘汰) 802.3e (10BASE-5 淘汰) 802.3i (10BASE-T) IEEE 802.3u 100BASE-TX (双绞线) 100BASE-T4 (淘汰) 100BASE-FX (光纤) RADIUS:远程用户拨号谁系统 NTP:网络时间协议 HTTP-S:HTTP 安全协议 SSL:加密套接字协议层 IEEE 802.3z 1000BASE-LX (光纤,5000m) 1000BASE-SX (光纤,550m) 1000BASE-CX (双绞线,25m) 802.3ab 1000BASE-T (双绞线) 802.3ae 10GBASE-SR (光纤) 10GBASE-SW (光纤) 10GBASE-LX4 (光纤) 10GBASE-LR (单模 10km) 10GBASE-LW (单模 10km) 802.3ak 10GBASE-CX4 (同轴 15m) 802.3an 10GBASE-T (双绞线 100m) 802.11a (5GHz,未应用) 802.11b (2.4GHz,11Mb/s) 802.11g (2.4GHz,54Mb/s) 802.11n (2.4GHz 、5GHz,300-600Mb/s 802.11ae (5GHz,500Mb/s-1Gb/s IEEE 802.15 (蓝牙技术) IEEE 802.16 (固定宽带无线,LMDS) IEEE 802.17 (RPR 弹性分组环) DS1/DS3带宽倍数4/7/6 E1/E3 带宽倍数 4/4/4 SONET/SDH PSTN ISDN FR X.25 窄带接入 ADSL HFC PLC 宽带接入 SDH DWDM 传输网 LMDS GPRS 3G DBS VAST 无线/卫星
OSPF与ISIS协议
目录 1.OSPF路由协议 (1) 1.1基本概念和术语 (1) 1.2协议操作 (2) 2.ISIS路由协议 (3) 2.1ISIS路由协议介绍 (3) 2.2IS-IS 路由协议相关概念 (3) 2.3IS-IS路由协议适用的链路类型 (4) 2.4IS-IS 路由协议结构 (4) 2.5IS-IS路由协议使用的报文 (4) 3.IS-IS与OSPF的比较 (5) 3.1相同点 (5) 3.2不同点 (6)
1. OSPF路由协议 OSPF是一种典型的链路状态路由协议。采用OSPF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，独立计算路由。因为RIP路由协议不能服务于大型网络，所以，IETF的IGP工作组特别开发出链路状态协议——OSPF。目前广为使用的是OSPF第二版，最新标准为RFC2328。 OSPF作为一种内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP），用于在同一个自治域（AS）中的路由器之间发布路由信息。区别于距离矢量协议(RIP)，OSPF具有支持大型网络、路由收敛快、占用网络资源少等优点，在目前应用的路由协议中占有相当重要的地位。 1.1 基本概念和术语 1. 链路状态 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（Link-State），生成链路状态数据库(Link-State Database)。路由器掌握了该区域上所有路由器的链路状态信息，也就等于了解了整个网络的拓扑状况。OSPF路由器利用“最短路径优先算法(Shortest Path First, SPF)”，独立地计算出到达任意目的地的路由。 2. 区域 OSPF协议引入“分层路由”的概念，将网络分割成一个“主干”连接的一组相互独立的部分，这些相互独立的部分被称为“区域” (Area)，“主干”的部分称为“主干区域”。每个区域就如同一个独立的网络，该区域的OSPF路由器只保存该区域的链路状态。每个路由器的链路状态数据库都可以保持合理的大小，路由计算的时间、报文数量都不会过大。 3. OSPF网络类型 根据路由器所连接的物理网络不同，OSPF将网络划分为四种类型：广播多路访问型（Broadcast MultiAccess）、非广播多路访问型（None Broadcast MultiAccess，NBMA）、点到点型（Point-to-Point）、点到多点型（Point-to-MultiPoint）。 广播多路访问型网络如：Ethernet、Token Ring、FDDI。NBMA型网络如：Frame Relay、X.25、SMDS。Point-to-Point型网络如：PPP、HDLC。 4. 指派路由器（DR）和备份指派路由器（BDR） 在多路访问网络上可能存在多个路由器，为了避免路由器之间建立完全相邻关系而引起的大量开销，OSPF要求在区域中选举一个DR。每个路由器都与之建立完全相邻关系。DR 负责收集所有的链路状态信息，并发布给其他路由器。选举DR的同时也选举出一个BDR，在DR失效的时候，BDR担负起DR的职责。 点对点型网络不需要DR，因为只存在两个节点，彼此间完全相邻。协议组成OSPF 协议由Hello协议、交换协议、扩散协议组成。本文仅介绍Hello协议，其他两个协议可参考RFC2328中的具体描述。
OSI模型结构总共分为七层，从最低层到高层分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层以及应用层。 1、物理层 原始比特流的传输，电子信号传输和硬件接口。如果想用几个字来记住数据链路层，想想：信号、介质。 2、数据链路层 数据链路层负责信息可靠地在物理链路上传输，和这层相关的有物理地址、网络拓扑结构、网络存取、错误通报、数据包顺序、流量控制。如果想用几个字来记住数据链路层，想想：数据帧和介质存取控制。 3、网络层 网络层是复杂的一层，它负责提供连通性和路径的选择。如果想用几个字来记住网络层，想想：路径选择、路由、编址。 4、传输层 传输层把要传输出去的信息分成细的分段，把收到的分段整合成原信息。常规数据递送－面向连接或无连接。包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务。如果想用几个字来记住传输层，想想：服务质量，可靠性。 5、会话层 如其名，会话层负责建立、管理、结束两部计算机间的通信会话，会话层给表示层提供服务。它亦负责同步两部机的表示层和管理它们的信息交换。如果想用几个字来记住会话层，想想：对话，交谈。 6、表示层 表示层首先要确定来自应用层的信息传输出去到达目标系统可被读取明白，如果需要的话，表示层会在几种通用数据格式间转换，如你想用几个字形容表示层，则想：一种通用格式。 7、应用层 应用层是最接近用户的一层，它给用户应用软件提供了网络服务。它与其它六层的不同是它不提供服务给另一层，只提供服务给七层外的软件。应用层的应用例子：数据表处理软件、文字处理软件、银行终端软件，应用层预先与可以与它通信的目标软件建立联系，并且确定了程序去处理错误处理和信息完整性，如果你想很快记住应用层，想想浏览器或ICQ。 三、OSI七层的功能及各层的协议和数据格式 OSI Layers 功能协议、数据格式或设备 Application 为应用程序提供通信服务FTP，WWW browsers 例：Word processor Telnet、NFS、SMTP gateways、mail等Presentation 主要作用是定义数据格式TIFF,GIF,JPEG 如：二进制或ASCII传输ASCII,MPEG,MIDI HIML Session 定义怎样开始，控制和结束RPC,SQL,NFS, 会话conversations如ATM机NetBIOS names 的事务处理双向传输AppleTalk ASP Transport 第四层包括选择是否提供TCP,UDP,SPX 错误恢复的协议 如TCP→分民packet→
ISIS路由选择协议研究与应用 摘要：本文在全面介绍了ISIS路由选择协议理论。第一章主要介绍路由和路由协议的概念以及分类、网络的发展状况以及主要的路由选择协议；在第二章中，接受ISIS协议中一些重要概念；第三章对该协议以及工作原理进行总体上的概况；最后一章对全文做了简要的总结，并对将来路由协议的发展以及它和其它业务的结合、对于各种网络的支持进行了展望。 关键词：ISIS；链路状态路由协议；快速收敛 0引言 近年来，随着计算机应用的发展，网络已经进入千家万户，与此同时网络的发展也日新月异。目前的网络主要向着大型化、多样化、复杂化、拓扑动态化四个方向发展。人们越来越意识到需要用坚固而灵活的IP路由选择协议来支撑不断扩张的网络，继Internet在网络世界中占据主要地位之后，陆续出现了很多IP路由选择协议，但是只有3种路由选择协议经受住了时间的考验并且被广泛部署。集成ISIS作为一个域内动态路由选择协议也是其中之一，另外两个路由选择协议是来自域间动态路由选择协议的BGP以及和ISIS同属于域内动态路由选择协议，并且是集成ISIS的竞争对手的
OSPF。ISIS报文中采用一种三元组的形式来携带不同的信息，这种方式非常有利于ISIS对于新的应用的扩展，这使得ISIS 在现代通信中的应用越来越广泛。 1路由和路由协议 路由是把信息从源穿过网络传递到目的地的行为，在路上，至少遇到一个中间节点。路由通常与桥接来对比，在粗心的人看来，它们似乎完成的是同样的事。它们的主要区别在于桥接发生在OSI参考协议的第二层（链接层），而路由发生在第三层（网络层）。这一区别使二者在传递信息的过程中使用不同的信息，从而以不同的方式来完成其任务。 路由协议是指通过在路由器之间共享路由信息来支持 可路由协议。路由信息在相邻路由器之间传递，确保所有路由器知道到其它路由器的路径。总之，路由协议创建了路由表，描述了网络拓扑结构；路由协议与路由协同工作，执行路由选择和数据包转发功能。 2 ISIS路由协议分析 ISIS路由协议即Integrated IS-IS协议，其前身是OSI体系结构的IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）路由协议，最新的版本定义在ISO DP 10589中（对应的Internet 标准是RFC 1142）。由于TCP/IP与OSI并存于当前的网络环境中，而两种体系结构中所定义的协议和标准往往是不能互通的，这对网络互联无疑是个限制。这种情况在北美等互联
一、填空题：（每空4分） 1. IS-IS的IS是___intermediate___________的缩写。 2.IS-IS最早是为_CLNS（connectless network service 无连接网络服务）设计的 动态路由协议，是一种基于_链路状态算法___的IGP（内部网关）路由协议。 3.ISIS支持的网络类型有___P-2-P网络__，__广播网络__，_IS-IS协议不能真正 支持NBMA网络，可以将NBMA链路配置成子接口来支持_。 4.IS-IS的LSP的生存时间为 1200秒 5.ISIS协议中的DIS相当于OSPF中的 DR, SysID相当于OSPF中的 router ID。 二、多选题：（每题5分） 1.LSP标识由那些部分组成___ABD______？ A)系统标识System ID B)伪节点ID C)LSP序列号 D)LSP编号 2.一个IS-IS路由器想和其它区域的路由器形成邻居关系，它可以是_BC____ A) L1路由器 B) L2路由器 C) L1/L2路由器 D) 类型没有限制 3.IS-IS的PDU有如下ABD_____几种类型？ A)HELLO B)LSP C)LSP ACK D)CSNP
4.下列说法正确的是：ABCD A、区域之间通过L2(L1/L2)路由器相连接 B、一个路由器目前最多有3个Area ID(IOS和VRP的实现) C、一个路由器必须整个属于某个区域，而不能象OSPF那样是同一台路由器上不同的接口可 以属于不同的区域 D、对于Level-1路由器来说，只有属于同一区域才可以建立邻居，对于Level-2路由器则没 有此同一区域限制。 简答题：（每题20分） 1.ISIS协议中DIS的选取规则? 1)DIS由LAN IIH报文选举，具备最高优先级的路由器会被当选。如果所有路由器 优先级相同，则最高MAC地址者当选 2)Level-1和Level-2的DIS是分别选举的，选举结果可能不是同一个DIS 3)DIS发送Hello数据包的时间间隔是普通路由器的1/3，这样可以保证DIS失 效可以被快速检测到 4)与OSPF不同，它的选举是抢占式，可预见的；IS-IS中不存在备份DIS，当一个 DIS不能工作时，直接选举另一个 5)同一网段的所有路由器形成邻接关系（OSPF中DR-other之间是不形成邻接关系 的） 2. 简述IS-IS协议与OSPF协议不同点？ IS-IS最初是为ISO的标准协议，为CLNS（connectless network service 无连接网络服务）设计的，后来增加了对IP的支持；而OSPF一开始就是IETF为IP网络设计的；由于IS-IS历史上是为CLNS路由而制定的，发展比较缓慢，对于IP的支持很多地方需要改进，虽然已经提出了draft，但大部分还没有形成RFC，CNLP（connectless network protocol 无连接网络协议）和IP双环境使用的优势并不明显，是一个不是很成熟的协议； OSPF是专门为IP设计的，更适合IP的路由，发展成熟，标准化程度高，支持厂商多，使用多缺点暴露多，改进也多。 IS-IS协议直接在链路层上运行，报文直接封装在链路层报文中，支持CLNS、IP 等多种协议；OSPF报文封装在IP中，只支持IP协议； IS-IS协议中整个路由器只能全部属于一个区域，区域边界位于两个路由器之间，路由器的LSDB按Level来维护；而OSPF按接口来，一个路由器可以属于多个区域，为每个区域维护一个LSDB数据库； OSPF通过特殊的区域ID Area0区来定义骨干区，而IS-IS是通过连续的L2路由器来组成骨干区； IS-IS的采用的Hello协议比较简单，OSPF比较复杂；而且IS-IS检查比较宽松，邻居之间的Hello和Dead等间隔不一定必须一样，不象OSPF要求必须一致才能形成邻居关系； IS-IS的LSP生存时间是从15分钟(可配置)往下计算到0来清除旧的LSP，而OSPF 是从0往最大值涨到60分钟(周期不可配置)来清除更新旧的LSA的；