第1篇:认识网络设备——交换机、路由器、防火墙长什么样
新入职的数通工程师,到了机房看到一排排设备,可能第一反应是"这些东西分别干什么用的?长得差不多怎么区分?"
网络基础概念、TCP/IP、ARP、VLAN、生成树等入门知识
新入职的数通工程师,到了机房看到一排排设备,可能第一反应是"这些东西分别干什么用的?长得差不多怎么区分?"
做网线(打水晶头)是数通工程师的**入门第一课**,也是最基础的手上功夫。不管你是去机房连设备,还是去现场做项目,很多时候网线要现做现用。
一台设备(电脑、服务器、手机、摄像头)要接入网络,**第一件事就是配 IP 地址**。
Ping 是网络工程师最常用的命令,没有之一。
交换机是网络中最常见的设备,但你真的理解它是如何工作的吗?
网络通信最底层的问题是:
前两篇文章我们学了 MAC 地址表和 ARP,现在把它们串起来——用一条完整的通信链路,看清楚**同一 VLAN 内两台 PC 之间的一次 Ping,数据到底是怎么走的**。
上一篇文章我们学会了同一 VLAN 内两台 PC 的通信过程。那问题来了:
前面我们讲了跨 VLAN 通信需要三层接口。但在早期的网络中,大部分交换机是纯二层的,不支持三层功能。那怎么实现跨 VLAN 通信呢?
前文提到,单臂路由有链路瓶颈和单点故障的问题。那有没有更好的方案?
从这一篇开始,我们要进入真正的**设备操作**环节了。
第 11 篇我们学了三种端口类型的配置,但很多新工程师还是搞不清楚一个核心问题:
前面两篇我们学了 Access(终端直连)和 Trunk(设备间互联)。华为交换机还有第三种端口类型——**Hybrid(混合端口)**。
在计算机网络的教材里,**冲突域**和**广播域**是两个绕不开的基础概念。很多新工程师觉得抽象,但这两个概念恰恰解释了:
在前面的文章中,我们学过交换机的工作原理——未知单播和广播会**泛洪**到所有端口。这篇要讲的是一个非常严重的网络故障:**环路导致广播风暴,全网瘫痪**。
上一篇文章我们看到了环路有多可怕——广播风暴让全网瘫痪。那怎么既保留冗余链路(万一一条断了还有备胎),又避免环路呢?
上一篇文章我们学了 STP 的选举过程,选举出端口角色后,端口进入什么状态?能不能直接转发数据?
前两篇我们学了 STP(802.1D),它有一个致命缺陷——**收敛太慢**。
STP 和 RSTP 能消除环路,但它们有一个共同的副作用:
前面的文章我们学了 STP/RSTP/MSTP的工作原理。理论很丰满,但现实很骨感——**现网中 STP 相关的故障是最常见的网络事故之一**。
随着网络带宽需求的增长,单条链路往往不够用了。比如服务器和交换机之间需要 2G 带宽,但没有 2G 端口,怎么办?
上一篇文章我们学了 Eth-Trunk 的两种模式,其中 **LACP 模式**是现网推荐方案。但 LACP 到底是怎么协商的?主动端和被动端有什么区别?系统优先级和端口优先级怎么影响链路选择?
排查网络故障时,最有效的手段之一就是**抓包分析**。但在交换机环境中,你不能随便把抓包软件装到交换机上,也不能直接拔线插到 PC 上抓包。
单台交换机如果坏了,接在这台交换机上的所有终端都会断网。有没有办法让**多台交换机像一台一样工作**,一台坏了其他自动接管?
上一篇文章介绍了堆叠的基本概念。这篇深入 **iStack 堆叠建立的全过程**:两台交换机插上堆叠线缆后,内部发生了什么?Master 和 Standby 是怎么选出来的?成员端口号怎么变化?
堆叠虽然提高了可靠性,但也引入了一个新问题——**堆叠分裂(Split)**。
前面 26 篇文章讲的都是**二层交换**——交换机靠 MAC 地址表转发帧,只能在同一个广播域内通信。
理解了路由表之后,我们来看看最简单、最基础的两种路由:**直连路由**和**静态路由**。
路由表中的 `0.0.0.0/0` 是一个特殊的路由条目,叫**默认路由**。
静态路由简单可靠,但有一个致命缺陷:**链路断了,静态路由不会自动切换**。
前面的文章我们学了路由表、静态路由、浮动静态路由。但如果路由表配置不当,可能会出现一个很危险的情况——**路由环路(Routing Loop)**。
普通的路由转发方式是:数据包到达路由器 → 查路由表 → 按最长匹配发送。**所有符合条件的流量都走同一个路径。**
到目前为止我们学了静态路由和策略路由。静态路由在小网络中很好用,但如果是拥有几十台、几百台路由器的网络呢?
动态路由协议中,IGP 内部又分为两类:**距离矢量(Distance Vector)** 和 **链路状态(Link State)**。
RIP(Routing Information Protocol)是最早的动态路由协议之一,属于**距离矢量协议**。
RIP 最大的硬伤是**最大跳数只有 15**。一旦网络路径超过 15 跳,RIP 就会认为目的地不可达。
路由表中可能同时存在**多条去往同一目的地的路由**,它们可能来自不同的路由协议(OSPF、静态、RIP、BGP),来自不同邻居,或者走的是不同的路径。
路由器收到一个数据包后,用目的 IP 去查路由表。如果路由表中有多条路由都能匹配这个 IP,路由器**选哪条**?
你可以把 ACL 想象成"门禁系统":
ACL 由多条规则(Rule)组成,数据包到达后会**从上到下逐条匹配**——一旦匹配某条规则,就执行对应的 permit/deny 动作,**不再继续匹配后续规则**。
前两篇我们学了 ACL 的语法和匹配顺序,这篇用**三个实战案例**,手把手教你用 ACL 解决实际的网络需求。
IPv4 地址严重不足,而企业内部大量使用私有 IP 地址(10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16)。私有 IP 不能在公网上路由,因此需要**NAT(N...
上一篇文章我们学了 PAT(多对 1 NAT)。在实际企业网络中,最常用的是 **Easy-IP**——它是华为设备上 NAT 的特有实现方式,核心就是**直接使用出接口的公网 IP 做 PAT...
Easy-IP 解决了"内网上外网"的问题。但反过来——**外网用户怎么访问内网的服务器?**
NAT 解决了 IP 地址不足的问题,但也引入了一些麻烦——**有些应用协议在 NAT 环境下工作不正常**。
第 3 篇文章我们简单介绍过 DHCP 的 DORA 四步交互。这篇深入 **DHCP 协议的完整工作流程**,包括报文格式、IP 地址冲突检测、续租机制等细节。
DHCP 使用广播(Discover/Request)进行交互,而**广播不能跨 VLAN 传播**。这意味着:
网络工程师日常工作中,经常需要:
网络设备部署后,工程师不可能每次都跑到机房接 Console 线去管理。**远程管理**是必不可少的——在办公室就能登录交换机、路由器做配置和排障。
前面几十篇文章都是通过网络远程管理设备(SSH/Telnet),但有一种情况你必须用 **Console 线** 直连设备: