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编辑推荐
Cisco外部路由协议和高级IP路由主题的权V著作 网络巨擘Jeff Doyle的全新力作 CCIE备考人员的案头bi备 网络运维人员不可或缺的参考书
本书内容:
回顾域间路由的核心概念以及外部路由协议的演进过程;
掌握BGP当前的操作组件;
高效配置和排错BGP;
控制路径属性和选择,定义更好的路由;
充分使用NLRI和路由策略;
提供负载平衡和改进的网络可扩展性;
借助于MP-BGP将BGP扩展到多协议环境中;
部署、配置、管理、排错和扩展IP组播路由;
实施协议无关组播(PIM):密集模式、稀疏模式和BiDir模式;
在IPv4-IPv4(NAT44)和IPv6-IPv4(NAT64)环境中操作、配置和排错NAT;
避免可能会影响网络性能的策略错误和其他错误。
本书第1版因其可读性、广度和深度而得到了读者盛赞,本书第2版会帮助读者深入理解现代外部路由协议并在Cisco路由器上实施相关协议。
zi深网络巨擘Jeff Doyle为每一位网络从业人员提供了至关重要的知识,帮助他们更好地管理路由器,以支持网络规模的增长和网络变更。本书提供了大量的配置和排错内容,以及新的案例研究、示例、练习和解决方案。
本书涵盖的路由和交换技术也是所有Cisco CCIE认证路径的基础,对于追求CCIE这一精英证书的所有人来说,本书凭借其专业级内容和适用于CCIE的架构成为他们宝贵的学习资料。
尽管本书案例针对的是Cisco IOS平台,但是本书中阐述的概念是所有的现代网络和路由平台的基础。因此,本书是网络设计师、管理员和工程师的实用参考图书。
内容简介
《TCP/IP路由技术(第2卷)(第2版)》是有关Cisco外部路由协议和高级IP路由主题的**指南,是Cisco路由与交换领域实属罕见的经典著作。本书在上一版的基础上进行了全面更新,其可读性、广度和深度相较于上一版有了相当大的改进。
《TCP/IP路由技术(第2卷)(第2版)》主要分为11章,其内容包括域间路由概念、BGP简介、BGP和NLRI、BGP和路由策略、扩展BGP、多协议BGP、IP组播路由简介、协议无关组播、扩展IP组播路由、IPv4到IPv4的网络地址转换(NAT44)、IPv6到IPv4的网络地址转换(NAT64)等。为了方便读者深入掌握各章所学知识,本书提供了大量的案例分析材料,涵盖了协议配置、故障检测和排除等方面。每章在结束时都提供大量的复习题、配置练习和排错练习,以加强读者对所学知识的理解与记忆。
《TCP/IP路由技术(第2卷)(第2版)》除了适合众多备考的准CCIE以及需要通过再认证的CCIE阅读,还非常适合从事大型IP网络规划、设计和实施工作的工程技术人员及网络管理员参考。
作者简介
Jeff Doyle(CCIE #1919)是Fishtech实验室的研发副总裁,主要研究方向是IP路由协议、SDN/NFV、数据中心架构、MPLS以及IPv6技术。Jeff设计或协助设计完成的大规模IP服务提供商网络以及企业网络遍及六大洲的26个国家,曾经协助日本、中国以及韩国开展IPv6的早期部署,为这些国家的服务提供商、政府机构、军队供应商、设备制造商以及大型企业提供IPv6*佳部署方案的咨询服务。目前主要为大型企业提供数据中心基础设施、SDN以及SD-WAN等领域的演进咨询服务。
Jeff是CCIE Professional Development: Routing TCP/IP, Volumes I and II、OSPF and IS-IS: Choosing an IGP for Large-Scale Networks的作者,是Software Defined Networking: Anatomy of OpenFlow一书的合作者,同时还是 Juniper Networks Routers: The Complete Reference的编辑及特约作者。此外,Jeff还为福布斯以及Network World博客及Network Computing博客写作文章。Jeff是洛基山IPv6任务组的奠基人之一(是IPv6论坛会士),并负责ISOC(互联网协会)科罗拉多分会的执行委员会工作。
Jeff和他的妻子Sara以及一只名叫Max的牧羊犬(狗狗世界的阿甘)住在科罗拉多州的威斯敏斯特。Jeff和Sara的生活非常美满,长期与四个成年子女及一大群孙子孙女们居住在方圆几英里的范围之内。
目录
第1章 域间路由概念 1
1.1 早期域间路由协议:EGP 1
1.1.1 EGP起源 1
1.1.2 EGP操作 3
1.1.3 EGP的不足 11
1.2 BGP的出现 12
1.3 BGP基础 12
1.4 自治系统类型 15
1.5 EBGP与IBGP 16
1.6 多归属 22
1.6.1 转接AS多归属 22
1.6.2 末梢AS多归属 23
1.6.3 多归属与路由策略 27
1.6.4 多归属面临的问题:
负载共享与负载均衡 27
1.6.5 多归属面临的问题:
流量控制 28
1.6.6 多归属面临的问题:
PA地址 30
1.7 CIDR 31
1.7.1 汇总概述 31
1.7.2 无类别路由 32
1.7.3 汇总:好处、坏处及
不对称流量 36
1.7.4 CIDR:延缓B类地址
空间的耗尽速度 38
1.7.5 CIDR:降低路由表爆
炸的风险 38
1.7.6 管理和分配IPv4地址块 41
1.7.7 CIDR面临的问题:
多归属与PA地址 43
1.7.8 CIDR面临的问题:
地址可携带性 44
1.7.9 CIDR面临的问题:PI地址 45
1.7.10 CIDR面临的问题:
流量工程 45
1.7.11 CIDR的问题解决之道 47
1.7.12 IPv6时代的到来 50
1.7.13 再论Internet路由表爆炸 50
1.8 展望 52
1.9 复习题 52
第2章 BGP简介 53
2.1 谁需要BGP 53
2.1.1 连接非信任域 53
2.1.2 连接多个外部邻居 54
2.1.3 设置路由策略 58
2.1.4 BGP的危害 61
2.2 BGP操作 62
2.2.1 BGP消息类型 63
2.2.2 BGP有限状态机 64
2.2.3 路径属性 67
2.2.4 BGP决策进程 74
2.2.5 BGP消息格式 76
2.2.6 Open消息 77
2.2.7 Update消息 78
2.2.8 Keepalive消息 80
2.2.9 Notification消息 80
2.3 BGP对等关系的配置及故障
检测与排除 81
2.3.1 案例研究:EBGP
对等会话 81
2.3.2 案例研究:基于IPv6的
EBGP对等会话 84
2.3.3 案例研究:IBGP对等会话 87
2.3.4 案例研究:直连检查与
EBGP多跳 93
2.3.5 案例研究:管理和保护
BGP连接 99
2.4 展望 103
2.5 复习题 104
2.6 配置练习题 104
2.7 故障检测与排除练习题 105
第3章 BGP与NLRI 111
3.1 在BGP中配置NLRI以及
检测与排除NLRI故障 111
3.1.1 利用network语句
注入前缀 111
3.1.2 利用network mask
语句注入前缀 114
3.1.3 利用重分发注入前缀 115
3.2 NLRI与IBGP 119
3.2.1 在IBGP拓扑结构中
管理前缀 120
3.2.2 IBGP与IGP同步 128
3.3 将BGP NLRI宣告到
本地AS中 129
3.3.1 将BGP NLRI重分
发到IGP中 130
3.3.2 案例研究:利用IBGP将
NLRI重分发到末梢AS中 130
3.3.3 利用静态路由将NLR I宣
告到末梢AS中 137
3.3.4 将默认路由宣告给
邻接AS 139
3.4 利用BGP宣告聚合路由 140
3.4.1 案例研究:利用静态
路由进行聚合 141
3.4.2 利用aggregate-address
语句进行聚合 142
3.4.3 ATOMIC_AGGREGATE与
AGGREGATOR属性 146
3.4.4 聚合时使用AS_SET 149
3.5 展望 154
3.6 复习题 155
3.7 配置练习题 155
3.8 故障检测与排除练习题 158
第4章 BGP与路由策略 167
4.1 策略与BGP数据库 168
4.2 IOS BGP实现 175
4.2.1 InQ与OutQ 175
4.2.2 IOS BGP进程 177
4.2.3 NHT、Event以及
Open进程 180
4.2.4 表版本 182
4.3 管理策略变更 188
4.3.1 清除BGP会话 188
4.3.2 软重配 189
4.3.3 路由刷新 192
4.4 路由过滤技术 196
4.4.1 通过NLRI过滤路由 196
4.4.2 案例研究:使用分发列表 197
4.4.3 使用扩展ACL的路由
过滤器 205
4.4.4 案例研究:使用前缀列表 206
4.4.5 使用AS_PATH过滤路由 213
4.4.6 正则表达式 213
4.4.7 案例研究:使用AS_PATH
过滤器 217
4.4.8 案例研究:利用路由映射
设置策略 220
4.4.9 过滤器处理 225
4.5 影响BGP决策进程 226
4.5.1 案例研究:管理权重 227
4.5.2 案例研究:使用LOCAL_
PREF属性 234
4.5.3 案例研究:使用MULTI_
EXIT_DISC属性 240
4.5.4 案例研究:附加AS_PATH 256
4.5.5 案例研究:管理距离与
后门路由 260
4.6 控制复杂的路由映射 265
4.6.1 continue子句 266
4.6.2 策略列表 268
4.7 展望 270
4.8 复习题 270
4.9 配置练习题 271
4.10 故障检测及排除练习题 274
第5章 扩展BGP 281
5.1 扩展配置 282
5.1.1 对等体组 282
5.1.2 对等体模板 289
5.1.3 COMMUNITY属性 297
5.2 扩展BGP功能 334
5.2.1 路由翻动抑制 334
5.2.2 ORF 339
5.2.3 NHT 346
5.2.4 快速外部切换 355
5.2.5 BFD 357
5.2.6 BGP PIC 365
5.2.7 GR 376
5.2.8 最大前缀 377
5.2.9 调节BGP CPU 386
5.2.10 调节BGP内存 388
5.2.11 BGP传输优化 393
5.3 扩展BGP网络 398
5.3.1 私有AS号 398
5.3.2 4字节AS号 402
5.3.3 IBGP与N平方问题 402
5.3.4 联盟 403
5.3.5 路由反射器 414
5.4 展望 424
5.5 复习题 425
5.6 配置练习题 426
5.7 故障检测及排除练习题 428
第6章 多协议BGP 430
6.1 BGP的多协议扩展 430
6.2 MBGP支持IPv6地址簇 432
6.3 配置IPv6 MBGP 433
6.3.1 IPv4 TCP会话上的
IPv4和IPv6前缀 434
6.3.2 将IPv4 BGP配置更
新为地址簇格式 440
6.3.3 IPv6 TCP会话上的
IPv4和IPv6 442
6.3.4 双栈MBGP连接 449
6.3.5 多跳双栈MBGP连接 453
6.3.6 IPv4和IPv6混合会话 454
6.3.7 多协议IBGP 457
6.3.8 案例研究:多协议
策略配置 465
6.4 展望 491
6.5 复习题 491
6.6 配置练习题 492
6.7 故障检测及排除练习题 494
第7章 IP多播路由简介 496
7.1 IP多播需求 498
7.1.1 IPv4多播地址 499
7.1.2 IPv6多播地址 502
7.1.3 组成员概念 504
7.1.4 IGMP 508
7.1.5 MLD 517
7.1.6 IGMP/MLD Snooping 520
7.1.7 CGMP 522
7.2 多播路由的问题 525
7.2.1 多播转发 526
7.2.2 多播路由 527
7.2.3 稀疏与密集拓扑结构 528
7.2.4 隐式加入与显式加入 529
7.2.5 有源树与共享树 530
7.2.6 SSM 531
7.2.7 多播定界 532
7.3 展望 535
7.4 推荐读物 535
7.5 复习题 535
7.6 配置练习题 536
第8章 PIM 538
8.1 PIM简介 538
8.2 PIM-DM操作 539
8.2.1 PIM-DM基础 539
8.2.2 剪除覆盖 544
8.2.3 单播路由变化 545
8.2.4 PIM-DM指派路由器 545
8.2.5 PIM转发路由器选举 546
8.3 PIM-SM操作 548
8.3.1 PIM-SM基础 549
8.3.2 发现RP 549
8.3.3 PIM-SM与共享树 554
8.3.4 源注册 556
8.3.5 PIM-SM与最短路径树 561
8.3.6 PIMv2消息格式 565
8.4 IP多播路由的配置 572
8.4.1 案例研究:配置PIM-DM 573
8.4.2 案例研究:配置PIM-SM 579
8.4.3 案例研究:多播负载均衡 598
8.5 IP多播路由的故障检测
与排除 603
8.5.1 使用mrinfo 604
8.5.2 使用mtrace和mstat 606
8.6 展望 609
8.7 推荐读物 609
8.8 复习题 610
8.9 配置练习题 610
8.10 故障检测与排除练习题 612
第9章 扩展IP多播路由 615
9.1 多播定界 615
9.2 案例研究:多播穿越
非多播域 618
9.3 连接DVMP网络 620
9.4 AS间多播 622
9.4.1 MBGP 624
9.4.2 MSDP操作 625
9.4.3 MSDP消息格式 627
9.5 案例研究:配置MBGP 630
9.6 案例研究:配置MSDP 634
9.7 案例研究:MDSP网状
多播组 638
9.8 案例研究:任播RP 640
9.9 案例研究:MSDP默认
对等体 644
9.10 展望 646
9.11 复习题 646
9.12 配置练习题 647
第10章 NAT44 650
10.1 NAT44操作 650
10.1.1 NAT的基本概念 651
10.1.2 NAT与节约IP地址 652
10.1.3 NAT与ISP迁移 654
10.1.4 NAT与多归属自治系统 655
10.1.5 PAT 657
10.1.6 NAT与TCP负载分发 658
10.1.7 NAT与虚拟服务器 659
10.2 NAT问题 660
10.2.1 报头检验 660
10.2.2 分段 660
10.2.3 加密 661
10.2.4 安全 661
10.2.5 协议相关问题 661
10.3 配置NAT44 668
10.3.1 案例研究:静态NAT 668
10.3.2 NAT44与DNS 673
10.3.3 案例研究:动态NAT 674
10.3.4 案例研究:网络融合 678
10.3.5 案例研究:通过NAT
多归属到ISP 682
10.3.6 案例研究:PAT 686
10.3.7 案例研究:TCP负载
均衡 687
10.3.8 案例研究:服务分发 689
10.4 NAT44的故障检测与排除 690
10.5 展望 692
10.6 复习题 692
10.7 配置练习题 692
10.8 故障检测与排除练习题 694
第11章 NAT64 696
11.1 SIIT 697
11.1.1 IPv4/IPv6报头转换 699
11.1.2 ICMP/ICMPv6转换 700
11.1.3 分段与PMTU 703
11.1.4 上层报头转换 704
11.2 NAT-PT 704
11.2.1 NAT-PT操作 705
11.2.2 配置NAT-PT 707
11.2.3 为什么要废止NAT-PT 720
11.3 无状态NAT64 721
11.3.1 无状态NAT64操作 722
11.3.2 配置无状态NAT64 724
11.3.3 无状态NAT64的局限性 726
11.4 有状态NAT64 726
11.4.1 有状态NAT64操作 726
11.4.2 配置有状态NAT64 728
11.4.3 有状态NAT64的局限性 730
11.5 展望 730
11.6 复习题 730
11.7 配置练习题 731
附录A 复习题答案 733
《深入理解TCP/IP:网络协议栈的实践指南》 卷二:路由协议与网络设备详解 在当今互联互通的世界里,数据包的每一次精准传输,都离不开复杂而精妙的路由机制。从广域网的骨干到企业内部的局域网,路由协议扮演着决定性的角色,它们如同交通指挥官,为海量信息指引通往目的地的最佳路径。本书《深入理解TCP/IP:网络协议栈的实践指南》(卷二:路由协议与网络设备详解)正是为了揭示这幕后英雄的运作原理而精心打造,旨在为网络工程师、系统管理员、以及对网络技术有深入追求的读者提供一份详实、权威且高度实用的技术参考。 本书不同于市面上多数仅停留在概念介绍的教材,而是以“实践”为核心,将理论知识与实际应用紧密结合。我们深知,理解路由不仅仅是记忆几个协议名称和配置命令,更重要的是洞察其背后的设计哲学、工作流程以及在不同网络环境下的适用性。因此,本书在内容编排上,力求循序渐进,由浅入深,确保读者能够真正掌握路由技术的精髓。 核心内容概览: 第一部分:路由基础与内部网关协议(IGP) 在深入探讨具体路由协议之前,本书首先会建立坚实的理论基础。我们会从最基础的网络层概念入手,详细解析IP地址规划、子网划分、NAT(网络地址转换)技术在路由中的作用,以及各种私有IP地址和公共IP地址的边界问题。接着,将重点介绍路由器的基本工作原理,包括路由表(Routing Table)的结构、路由信息的生成、更新和维护过程。在这里,我们会区分静态路由和动态路由的根本差异,并阐述为何在复杂网络中动态路由是不可或缺的。 随后,我们将全面而深入地剖析各类内部网关协议(IGP)。 RIP(Routing Information Protocol):虽然在现代大型网络中已不常用,但RIP是理解距离矢量路由协议的绝佳入门。我们将详细讲解RIP的版本(v1和v2)差异,其度量值(跳数)、路由更新机制、以及可能遇到的路由环路(Routing Loop)问题及其解决策略。我们会通过实际案例,演示RIP的配置和故障排查。 OSPF(Open Shortest Path First):作为目前最广泛应用的链路状态路由协议之一,OSPF的重要性不言而喻。本书将投入大量篇幅,深入讲解OSPF的五种报文类型(Hello, DBD, LSR, LSU, LSAack)、区域(Area)划分、DR/BDR(Designated Router/Backup Designated Router)选举机制、LSA(Link State Advertisement)的生成与泛洪过程。我们将细致分析不同类型的LSA(Type 1-7),以及它们在构建SPF(Shortest Path First)树中的作用。此外,本书还将涵盖OSPF的各种高级特性,如多区域(Multi-Area OSPF)、虚拟链路(Virtual Link)、路由聚合(Route Summarization)、BGP与OSPF的互联互通等。大量的配置示例和拓扑图将帮助读者直观理解OSPF的复杂概念。 IS-IS(Intermediate System to Intermediate System):IS-IS在大型ISP和企业网络中同样扮演着重要角色。本书会详细介绍IS-IS的协议架构,其与OSPF在概念上的相似性与区别,例如其使用TLVs(Type-Length-Value)的报文结构、以及在支持IP协议之外,它还可以作为CLNS(Connectionless Network Service)的路由协议。我们将深入探讨IS-IS的区域类型、Level 1/Level 2路由、以及在大型网络中的部署优势。 EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol):思科专有的增强型内部网关路由协议EIGRP,以其快速收敛和良好的扩展性而闻名。本书将详细解析EIGRP的DUAL(Diffusing Update Algorithm)算法,度量值(带宽、延迟、负载、可靠性、MTU)的计算方式,以及Feasible Successor、Reported Distance、Feasible Distance等核心概念。我们将通过丰富的实验配置,演示EIGRP在思科设备上的部署,并探讨其与OSPF的融合部署场景。 第二部分:外部网关协议(EGP)与互联网路由 当数据包需要跨越不同的自治系统(AS,Autonomous System)时,外部网关协议(EGP)便闪亮登场。本书将重点聚焦于当前互联网路由的基石——BGP(Border Gateway Protocol)。 BGP基础概念:我们将从BGP的定义、其在互联网中的地位、以及AS(自治系统)的概念入手。详细讲解BGP的四种报文类型(Open, Update, Notification, Keepalive)以及状态机。 BGP的路径属性:BGP路由选择的精髓在于其丰富的路径属性。本书将逐一深入剖析这些属性,包括AS_PATH, NEXT_HOP, ORIGIN, LOCAL_PREF, MED(Multi-Exit Discriminator), COMMUNITY等,并详细解释它们在BGP路由决策过程中的优先级和作用。我们将通过大量实例,展示如何通过调整这些属性来实现精细化的路由策略,例如路径吸引(Path Attraction)和路径过滤(Path Filtering)。 BGP的类型与部署:我们将区分iBGP(Internal BGP)和eBGP(External BGP)的部署场景和运行机制。重点讲解eBGP在ISP之间的对等互联(Peering)以及iBGP在AS内部的路由传播。本书还将深入探讨BGP路由反射器(Route Reflector)、联盟(Confederation)等用于解决iBGP全互联(Full Mesh)问题的技术。 BGP路由策略与安全:理解BGP不仅仅是学会配置,更重要的是掌握其策略控制能力。我们将讲解路由策略的实现,包括前缀列表(Prefix List)、访问控制列表(ACL)、路由映射(Route Map)等工具的应用。同时,本书还将讨论BGP的安全问题,如路由劫持(Route Hijacking)和BGP安全扩展(BGPsec)的初步概念,帮助读者构建更健壮的网络。 MPLS(Multiprotocol Label Switching)与BGP:在现代骨干网络中,MPLS与BGP常常协同工作。我们将初步介绍MPLS的基本原理,标签交换(Label Switching)的概念,以及MPLS VPNs(Virtual Private Networks)是如何构建在BGP路由基础之上的。 第三部分:路由设备的深入实践与故障排查 理论知识的掌握离不开实际操作。本书的第三部分将聚焦于主流网络设备商的路由器设备,以实际配置和故障排查为核心。 主流厂商路由设备介绍:我们将简要介绍思科(Cisco)、华为(Huawei)、Juniper等主流厂商的路由器产品线及其操作系统(IOS, VRP, Junos)的特点。 命令行的实践:本书将提供大量详实的命令行配置示例,覆盖上述所有重要路由协议的配置过程。例如,如何配置OSPF的接口、区域、认证,如何配置BGP的邻居关系、路由策略等。 路由表的分析与理解:深入讲解如何阅读和分析各种路由表的输出,如何识别直连路由、静态路由、直连路由、以及由各种动态路由协议学习到的路由。 路由故障排查:网络故障的排查是网络工程师日常工作的重要组成部分。本书将系统地介绍排查路由问题的思路和方法,包括: 基础连通性排查:Ping、Traceroute等基础工具的应用。 路由信息验证:如何通过show ip route、show ip ospf neighbor、show ip bgp summary等命令来验证路由的正确性。 包抓取与分析:使用Wireshark等工具,捕获路由协议报文,分析其内容,定位问题根源。 常见路由问题场景分析:如路由黑洞(Route Blackhole)、路由环路、路由不收敛、路由策略失效等问题的诊断与解决。 本书特色: 理论与实践并重:每一项理论知识点都辅以实际操作的配置命令和详细的实验步骤。 图文并茂:大量精美的拓扑图、流程图和命令输出截图,帮助读者更直观地理解复杂概念。 深入剖析:不回避技术细节,力求让读者理解“为什么”这样设计,而不仅仅是“如何”配置。 注重故障排查:提供一套系统化的故障排查方法论,帮助读者快速定位和解决实际网络问题。 内容全面:覆盖了当前主流的内部和外部路由协议,以及相关的网络技术。 《深入理解TCP/IP:网络协议栈的实践指南》(卷二:路由协议与网络设备详解)将是您在网络技术领域不断精进的忠实伙伴。无论您是网络初学者,还是经验丰富的网络工程师,本书都将为您提供宝贵的知识和实践指导,助您驾驭日益复杂的网络世界。