网络互连：网桥·路由器·交换机和互连协议

译者序

前言

第1章 网络基本概念 1

1.1 网络分层模型 1

1.2 服务模型 5

1.3 网络的重要特性 7

1.4 可靠的数据传输协议 9

第2章 数据链路层 14

2.1 一般的LAN 14

2.1.1 什么是局域网 14

2.1.2 轮转 15

2.2 IEEE 802 LAN 16

2.3 名字. 地址与路由 17

2.4 局域网地址 18

2.5 组播地址与单播地址 19

2.6 广播地址 20

2.7 复用字段 20

2.8 位序 23

2.9 逻辑链路控制 24

2.10 802.3中的问题 25

2.11 802.5中的问题 27

2.12 包的突发性 28

2.13 需要网桥的理由 28

2.14 点对点链路 29

第3章 透明网桥 32

3.1 纯网桥 32

3.2 学习式网桥 33

3.3 生成树算法 41

3.3.1 配置消息 42

3.3.2 计算根ID以及到根网桥的费用 44

3.3.3 选择生成树的端口 44

3.3.4 一个例子 45

3.4 生成树算法的改进 45

3.4.1 故障 46

3.4.2 避免临时循环 47

3.4.3 站点缓冲区超时值 49

3.4.4 网络范围的参数 50

3.4.5 端口ID 51

3.4.6 分配端口号 52

3.4.7 性能问题 53

3.4.8 单向连通 53

3.4.9 可设参数 54

3.5 网桥报文格式 55

3.5.1 配置信息格式 55

3.5.2 拓扑变化通告信息的格式 56

3.6 其他的网桥问题 57

3.6.1 多连接的站点 57

3.6.2 配置过滤器 58

3.6.3 网桥的不完全透明 60

3.7 远程网桥 62

第4章 源路由网桥 68

4.1 纯源路由 68

4.1.1 路由信息报头 68

4.1.2 网桥编号 69

4.1.3 网桥算法 72

4.2 SR-TB网桥 74

4.2.1 从TB端口发出的包 74

4.2.2 从SR端口发出的包 75

4.2.3 环 76

4.3 SRT网桥 77

4.4 端系统算法 78

4.4.1 什么时候寻找路由 78

4.4.2 怎样发现一个路由 79

4.4.3 通过目的端发现路由 83

4.4.4 路由选择 83

4.5 源路由与透明网桥 83

4.5.1 带宽费用 83

4.5.2 配置难易度 84

4.5.3 普遍性 84

4.5.4 网桥的费用和性能 85

4.6 改善源路由网桥的方法 85

4.6.1 源路由网桥的自动配置 85

4.6.2 使指数级的开销固定 86

第5章 集线器. 交换机. 虚拟局域网与

快速以太网 90

5.1 集线器 90

5.1.1 学习式HUB和安全性 91

5.1.2 存储-转发和生成树 91

5.1.3 混合L1和L2的交换机 92

5.1.4 产品与标准, L1与L2 93

5.2 快速LAN 93

5.3 虚拟局域网 95

5.3.1 为什么需要虚拟局域网 96

5.3.2 映射端口到虚拟局域网 97

5.3.3 举例：虚拟局域网使用独立路由器

转发 97

5.3.4 举例：虚拟局域网使用交换机作为

路由器转发 98

5.3.5 动态绑定链路到虚拟局域网 99

5.3.6 动态虚拟局域网绑定, 交换机-

交换机 101

第6章 网络接口：服务模型 104

6.1 什么是网络层 104

6.2 网络服务类型 104

6.2.1 性能保证 105

6.2.2 服务模型选择举例 105

6.2.3 混合策略 106

6.2.4 无连接与面向连接 107

第7章 面向连接的网络：X.25和ATM 110

7.1 一般的面向连接的网络 110

7.2 X.25：可靠的面向连接服务 111

7.2.1 基本思想 112

7.2.2 虚电路号 113

7.2.3 呼叫建立 113

7.2.4 数据转发 114

7.2.5 流控制 117

7.2.6 功能 119

7.2.7 呼叫释放 119

7.2.8 中断 120

7.3 在网络内部实现X.25 120

7.3.1 电路方法 120

7.3.2 基于数据报的可靠连接方法 121

7.3.3 比较 121

7.4 异步传输模式 121

7.4.1 信元大小 122

7.4.2 虚电路和虚路径 122

7.4.3 ATM服务种类 124

7.4.4 ATM信元头部格式 124

7.4.5 连接的建立与释放 125

7.4.6 ATM适应层 126

第8章 一般的无连接的服务 129

8.1 数据传输 129

8.2 地址 129

8.3 跳计数 129

8.4 服务类型信息 130

8.4.1 优先级 130

8.4.2 带宽预留和服务保证 131

8.4.3 特别的路由计算 131

8.5 网络反馈 132

8.6 分段和重组 132

8.7 最大包的发现 133

第9章 网络层地址 135

9.1 有固定边界的分层地址 135

9.2 有活动边界的分层地址 136

9.3 自有地址和租用地址 137

9.4 地址类型 138

9.5 IP 138

9.5.1 IP地址规定 140

9.5.2 IP地址文字表示 141

9.6 IPX 141

9.6.1 采用唯一ID的保密性问题 142

9.6.2 对IPX恶意的中伤 142

9.6.3 IPX地址管理 142

9.6.4 内部IPX网络号 143

9.7 IPX+ 144

9.8 IPv6 145

9.8.1 IPv6版本编号由来 146

9.8.2 IPv6地址的书写表示 146

9.8.3 IPv6前缀的书写表示 146

9.8.4 EUI-64 147

9.8.5 IPv6中用的EUI-64类型 148

9.8.6 IPv6地址约定 148

9.8.7 从IPv4到IPv6的转换 149

9.9 CLNP网络层地址 149

9.9.1 自动配置 151

9.9.2 内嵌的DTE地址 151

9.10 AppleTalk网络层地址 152

9.11 DECnet Phase 3和Phase 4 153

9.11.1 位的来由 153

9.11.2 DECnet Phase 4地址 153

9.11.3 从DECnet 地址到以太网地址的

映射 153

9.12 NAT/NAPT 154

第10章 无连接数据包格式 156

10.1 无连接网络层的几个部分 156

10.2 数据包 156

10.3 包格式汇总以便参阅 157

10.3.1 IP 157

10.3.2 IPX 157

10.3.3 IPX+ 158

10.3.4 AppleTalk 159

10.3.5 IPv6 160

10.3.6 DECnet 160

10.3.7 CLNP 161

10.4 数据包格式的技术特征与比较 162

10.4.1 目的地址 162

10.4.2 源地址 163

10.4.3 目标与源套接字 163

10.4.4 报头长度 163

10.4.5 包长度 163

10.4.6 报头校验和 164

10.4.7 允许分段 164

10.4.8 包标识 165

10.4.9 分段偏移 165

10.4.10 预分段长度 166

10.4.11 多分段 166

10.4.12 寿命 166

10.4.13 版本号 168

10.4.14 填充 168

10.4.15 协议 168

10.4.16 类型 169

10.4.17 错误报告要求 169

10.4.18 拥塞反馈：源抑制与DEC位 170

10.4.19 服务类型 171

10.4.20 选项 173

10.5 源路由 176

10.5.1 松源路由和紧源路由 177

10.5.2 用一个外出的链路地址重写源

路由 178

10.5.3 用外出的链路地址重写一个目的

地址 178

10.5.4 有源路由选项的安全漏洞 178

10.6 IPX帧格式的大秘诀 179

10.6.1 IPX的四种帧格式 179

10.6.2 多重IPX帧格式的处理 180

10.7 给端节点的出错报告和其他网络

反馈 181

10.7.1 CLNP错误报文 181

10.7.2 ICMP：IP错误报文 182

10.7.3 IPv6错误报文 185

第11章 邻机问候和自动配置 188

11.1 经由点到点链路相连的端节点 188

11.2 经由LAN相连的端节点 189

11.2.1 ES-IS：CLNP的解决方案 190

11.2.2 IP的解决方案 192

11.2.3 IPX的解决方案 197

11.2.4 DECnet的解决方案 198

11.2.5 AppleTalk的解决方案 198

11.2.6 IPv6的解决方案 200

11.2.7 回顾和比较 200

11.2.8 比较 201

11.3 通过非广播的多路访问媒体相连的

端节点 202

11.3.1 不同的解决方案 202

11.3.2 在协议Y的网络中提供组播 203

11.3.3 LAN仿真 205

11.3.4 传统的IP及ARP over ATM 206

11.3.5 去除额外的跳 207

11.4 查找 208

11.4.1 一般性的查找服务 208

11.4.2 AppleTalk的方案 209

11.4.3 NetWare的服务通告协议 210

第12章 路由选择算法概念 212

12.1 距离向量路由 212

12.2 链路状态路由 217

12.2.1 与邻机会话 218

12.2.2 构建一个LSP 218

12.2.3 给所有路由器散播LSP 218

12.2.4 计算路由 224

12.3 链路状态和距离向量路由的比较 225

12.3.1 内存 225

12.3.2 带宽耗费 227

12.3.3 计算量 227

12.3.4 对计算成本的说明 228

12.3.5 健壮性 228

12.3.6 功能性 229

12.3.7 收敛速度 229

12.4 负载分割 230

12.5 链路代价 231

12.6 迁移路由算法 233

12.6.1 运行两个算法 233

12.6.2 人工逐个节点切换 233

12.6.3 转换 234

12.7 LAN 234

12.7.1 把LAN当成一个节点 234

12.7.2 散布路由信息 236

12.8 服务类型 237

12.8.1 处理指令 237

12.8.2 多种度量 237

12.8.3 基于策略的路由和约束 239

12.8.4 静态路由 240

12.8.5 过滤器 240

12.8.6 源路由 240

12.8.7 路由域特有的策略 240

12.8.8 服务类别特有的策略 241

12.9 划分修复：第1层子网划分 242

第13章 快速包转发 245

13.1 使用附加报头 245

13.2 地址前缀匹配 246

13.3 使用Trie算法的最长前缀匹配 247

13.3.1 倒塌一个无分支的长路径 248

13.3.2 以存储空间换取查找时间 248

13.3.3 前缀长度的二分查找 251

13.3.4 利用特殊硬件实现并行性 252

13.4 二分查找 255

13.4.1 前缀排序 255

13.4.2 给用1填充的前缀增加前缀长度 255

13.4.3 排除重复的填充前缀 256

13.4.4 k-ary查找 257

13.4.5 做一次查询 257

第14章 特定的路由协议 259

14.1 域内路由协议简史 259

14.2 RIP 260

14.3 RTMP. IPX-RIP和DECnet 262

14.4 IS-IS. OSPF. NLSP和PNNI 263

14.4.1 层次结构 263

14.4.2 区域地址 268

14.4.3 LAN与指定路由器 269

14.4.4 LAN上LSP的可靠传播 270

14.4.5 参数同步 272

14.4.6 每个包的目的地数目 273

14.4.7 LSP数据库过载 273

14.4.8 认证 274

14.4.9 IS-IS细节 275

14.4.10 OSPF 288

14.4.11 PNNI细节 300

14.5 域间路由协议 301

14.5.1 静态路由 301

14.5.2 EGP 302

14.5.3 BGP 307

第15章 广域网组播 317

15.1 简介 317

15.1.1 第2层组播 317

15.1.2 第3层组播的原因 317

15.1.3 需要考虑的方面 318

15.1.4 （非IP中的）多跳组播 319

15.2 IP中的组播 319

15.2.1 集中式的组播与分散式的组播 320

15.2.2 可以不用第3层组播吗 321

15.2.3 映射NL组播到DL组播 321

15.2.4 IGMP协议 322

15.2.5 IGMP探听 323

15.2.6 反向路径转发 323

15.2.7 距离向量组播路由协议 324

15.2.8 组播OSPF 325

15.2.9 基于核心的树 327

15.2.10 PIM-DM 328

15.2.11 PIM-SM 328

15.2.12 BGMP/MASC 329

15.2.13 组播源分布协议 330

15.2.14 简化组播 330

第16章 防破坏的路由 337

16.1 问题 337

16.2 需要了解的密码系统知识 337

16.3 方法概述 339

16.3.1 强健扩散 339

16.3.2 强健路由 340

16.4 方法的详细描述 340

16.4.1 再谈强健扩散 340

16.4.2 强健的包路由器 343

16.4.3 其他的动态数据库 343

16.5 小结 345

16.6 其他参考资料 345

第17章 路由. 桥接, 还是交换：

是问题吗 347

17.1 交换机 347

17.2 网桥与路由器 347

17.3 网桥的扩展 349

17.3.1 不只是使用生成树 349

17.3.2 分段网桥 349

17.3.3 IGMP探听 349

17.4 路由器的扩展 350

17.4.1 更快的路由器 350

17.4.2 多协议路由器 350

17.4.3 单协议主干 351

17.4.4 Brouter 352

第18章 协议设计中的诀窍 353

18.1 简单性. 灵活性与最优性 353

18.2 了解需要解决的问题 354

18.3 开销与升级 354

18.4 超出能力时的操作 355

18.5 紧凑ID与对象标识符 355

18.6 最普遍或最重要情况的最优化 356

18.7 向前兼容 357

18.7.1 足够大的字段 357

18.7.2 层的独立性 357

18.7.3 保留字段 358

18.7.4 单个版本号字段 358

18.7.5 分割版本号字段 358

18.7.6 选项 359

18.8 迁移：路由算法与编址 359

18.9 参数 360

18.9.1 避免参数 361

18.9.2 合法的参数设置 361

18.10 使多协议操作成为可能 362

18.11 在第3层与第2层上运行 363

18.12 健壮性 364

18.13 决定性与稳定性 365

18.14 实现正确性的性能要求 365

18.15 结束语 366

术语 367