Ⅰ - IP路由基础

1.什么是路由

• 当路由器或其他三层设备收到一个IP数据包时，会查看数据包的IP头部中的目的IP地址，并在路由表中进行查找，在匹配到最优的路由后，将数据报扔给该路由所指出接口或下一跳。

2.路由器的工作内容

• 建立并维护RIB（路由表，静态路由/路由协议）。
• 根据路由表转发数据。

3.IP路由表

• 初始情况下，路由器所知的网络，只有其直连所在网络。
• 直连网络在路由表中的标记为Direct。
• 直连网络出现在路由表中的前提，是该网络的接口物理机协议状态都是UP。
• 接口UP，协议DOWN的可能原因：
  • IP地址冲突，子网掩码设置错误。
  • 没有设置DCE时钟。
  • 没有设置对FR/PPP的封装。
  • Hello和Dead的更新时钟不同，两端路由器不同。

4.查看路由表

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[Router]display ip routing-table 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
         Destinations : 4        Routes : 4        

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

      127.0.0.0/8   Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
      127.0.0.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
127.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
255.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0

Destination/Mask：目的地址/掩码
Proto：协议
Pre：优先级
Cost：开销
Flags：标志位
NextHop：下一跳
Interface：出接口

5.路由条目的来源

Ⅰ - DNS（域名系统）

1.DNS域名系统

• DNS的基本作用是把域名转换为IP地址。

• DNS/DHCP服务器的IP地址必须设置为静态IP地址，WEB/FTP可以设置为动态IP地址。

• Linux系统中提供DNS服务的组件为bind，主配置文件为named.conf。

• 诊断域名系统基础结构的信息和查看DNS服务器的IP地址的命令是nslookup

2.DNS域名结构

3.DNS记录类型

4.DNS查询过程

Ⅰ - IP地址基础

1.TCP/IP参考模型

2.什么是IP地址

• 作为通信节点的唯一标识。

• 用于IP报文的寻址以及标记一个节点。

• IPv4的地址一共有32位，使用点分十进制表示。

• IPv6的地址一共有128位，用冒号分割的16进制组成。

例子（IPv4）：

例子（IPv6）：

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2001:3CA1:010F:001A:121B:0000:0000:0010

3.IP地址分类

Ⅰ - 传输介质

1.双绞线和光纤

• 双绞线：

  八根铜线每两根扭在一起，百兆用4根，千兆必须用8根，分为直通线/交叉线，屏蔽/非屏蔽双绞线。

• 光纤：

  利用光在玻璃或塑料纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。

  • 光传传导比电缆传导的损耗低很多，所以光纤适合用于长距离的信息传递。

  • 光纤特点：重量轻、体积小、传输距离远、容量大、抗电磁干扰。

2.光纤分类

• 单模光纤：

  • 纤芯尺寸一般为5~10um。

  • 光纤只允许一种模式在其中传播，单模光纤带宽极高，适合用于大容量、长距离的光纤通信，但是价格昂贵。

• 多模光纤：

  • 纤芯尺寸一般为50um、62.5um，允许多种模式光信号传播。

  • 多模光纤仅用于较小容量、短距离的光纤传输通信，价格低廉。

3.多模单模参数对比

Ⅰ - 通信指标

1.通信基础概念

• 通信的实质就是实现信息的有效传递，它不仅要将有用的信息进行无失真、高效率的传输，而且还要在传输的过程中减少或消除无用信息和有害信息。

• 数据和信号：

  数据是运送信息的实体，而信号则是数据的电器的或电磁的表现。无论数据或信号，既可以是模拟的也可以是数字的。所谓“模拟的”就是连续变化的，而“数字的”就表示取值仅允许为有限的几个离散数值。

• 信道：

  信道一般用来表示向某一个方向传送信息的媒体，从通信的双方信息交互的方式看，可以有三种方式：

  • 单工通信：

    只有一个方向的通信而没有反方向的交互，仅需要一条信道（如无线电广播、电视广播）。

  • 半双工通信：

    通信的双方都可以发送消息，但不能同时发送（如集线器）。

  • 全双工通信：
    通信的双方都可以同时发送和接收信息，通常需要两条信道，（如交换机）。

• 码元：

  数字通信中对数字信号的计量单位采用码元这个概念。一个码元指的是一个固定时常的数字信号波形，该时长称为码元宽度。

• 传输速率：

  • 码元传输速率：

    也叫码元速率、符号速率、波形速率等，他表示单位时间内数字通信系统所传输的码元个数（符号个数或脉冲个数），单位是波特（Baud）。

  • 数据传输速率：

    表示单位时间内数字通信系统传输的二进制码元个数，单位是bit/s

• 抖动：

  指在噪声因素的影响下，数字信号的有效瞬间相对于应生成理想时间位置的短时偏离，是数字通信系统中数字信号传输的一种不稳定现象。

2.网络传输指标

• 传输指标：对网络的效率和性能进行衡量。

• 带宽：

  指的是在一段特定的时间内网络所能传送的比特数，单位是bit/s。

• 时延：

  时延指的是一个报文或者分组从一个网络一端传到另一段所需的时间。

  • 发送时延 = 报文长度/信道带宽

  • 传播时延 = 信道长度/信道传播速率

  • 处理时延 = 数据在交换节点上为储存转发而进行一些必要的处理所花费的时间，有时可以忽略。

  • 总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延

  • RTT(Round-Trip Time，往返时延) 也是一个重要的性能指标，它表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认，总共经历的时延（参考Ping命令）。

• 时延带宽积：

  时延带宽积 = 传播时延 * 带宽，相当于第一个比特到达接收方之前，发送方最多发送的比特数。

• 误码率/误位率：

  指在一定统计时间内，数字信号在传输过程中发生错误的码元/位数与传输的总码元/总位数之比，一般网络要求误码率低于10^-6。

3.数据损害

• 传输损害：常见的损害有衰减、延迟变形、噪声。

• 衰减：

  在任何传输介质上的信号强度随着距离的变长而衰减。

• 延迟变形：

  延迟变形是有线传输介质独有的现象，它是由传播速率随着频率而变化所引起的，延迟变形对数字信号的影响最大。

• 噪声：

  因传输系统造成的各种失真，以及突然产生了不必要的信号而产生了噪声，噪声可分为以下四种。

  • 热噪声：是导体中电子的热震动引起的，它出现在所有的电子设备和传输介质中。

  • 内调制杂音：是当不同频率的信号同时通过一个传输介质时产生。

  • 串扰： 信号通路之间产生了不必要的耦合，例如双绞线之间因电耦合而产生的串扰，也有可能会在运载多个型号的同轴电缆中产生。

  • 脉冲噪声：因意外产生的电磁干扰，如打雷，主要影响的是数字信号。

Ⅱ - 数据编码

1.数字通信系统

• 数字通信系统完成信号的产生、变换、传递及接收。

• 信源编码：

  把语音、文字、图像等模拟信号转换为数字信号及模数转换。

• 信道编码：

  将数字信号转换成与调制方式和传输信道匹配的形式，从而降低传输误码率，提高传输的可靠性。

• 调制：

  根据信道媒质特性，对编码后的数字信号还要经调制后再送入信道中，如光纤信道中的光调制，无线信道中的调频、调相、调幅等。

• 解调、信道解码和信源解码分别是调制、信道编码和信源编码的逆过程。