1. AS (Autonomous System)
由于互联网规模庞大，所以网络会被分为许多 自治系统（AS-Autonomous system）。
| 所属类型 | ASN | 名称 | IPv4 数量 | IPv6数量 |
|---|---|---|---|---|
| 运营商ISP | AS3356 | LEVEL3 - Level 3 Parent, LLC, US | 29,798,832 | 73,301,954,048 |
| 互联网企业 | AS15169 | GOOGLE-Google LLC,US | 14,223,104 | 103,096,123,392 |
| 互联网企业 | AS8075 | AS8075 Microsoft Corporation，LLC,US | 55,327,7448 | 9,223,372,036,854,775,808 |
在长度为16bit的AS号表示方式中：64512-65534为私有AS号，1-64511为公有AS号。在长度为32bit的AS号表示方式中：4200000000-4294967294为私有AS号。
2. DHCP Protocol
DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol， 动态主机配置协议。是一个局域网络协议，用途：
- 内部网络或者网络服务供应商自动分配IP给用户
- 提供内部网络管理员作为对所有电脑中央管理的手段
当一个机器启动时，没有IP，会发送 DHCP Discover message. DHCP Server 收到 Discover message， 为机器分配一个永久的IP。
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2.1 DHCP 三种分配方式
- 自动分配:
管理员在server上建立地址池进行分配
- 手工分配
由 管理员为少数特定客户端（如WWW服务器等） 静态绑定固定的IP地址，通过DHCP将配置的固定IP地址发给客户端
- 动态分配
DHCP给主机指定一个有时间限制的IP地址，到达使用期限后或主机明确表示放弃这个地址时，客户端需要重新申请地址; 如果客户端没有重新申请，则这个地址将可能被其它的主机使用; 绝大多数客户端得到的都是这种 动态分配的地址(可以解决IP地址不够用的困扰)
2.2 DHCP Relay (中继)
如果DHCP服务器与客户端不在同一个网络，就需要中继 (Relay) 代理。
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大型企业网络中会有很多vlan，不可能为每个vlan设置DHCP服务器，同时 vlan 间通信是靠高层的、三层交换机路由器防火墙，通讯的实质即拆分子接口然后分配给各个vlan端口，但是路由设备在处理物理网络流量的时候，是不允许广播包通过，所以 DHCP Relay实质就是把 DHCP 广播包转化为单播包再进行传输。
3. 路由协议 (Routing Protocol)
由于互联网规模庞大，所以网络会被分为许多 自治系统（AS-Autonomous system）。AS内部的路由器全部运行在同样的路由算法，AS之间是互联的，所以每个AS中一个或多个路由器用于不同AS之间的通信，这些路由器称为 网关路由器，用于将AS之外的目的地址转发分组。
所以路由选择协议可以划分为两大类：内部网关协议和外部网关协议。
AS之间的路由选择也叫做 域间路由选择，AS内部的路由选择叫做 域内路由选择。
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内部网关协议 IGP(interior gateway protocol)，常见的有 RIP、OSPF 协议
外部网关协议 EGP(external gateway protocol)，常见的有BGP、IS-IS协议
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3.1 RIP (Routing Information Protocol)
RIP 路由信息协议，是一种分布式的基于距离向量的动态路由选择协议，使用“跳数”（最大15）来衡量到达目标地址的路由距离，最大的优点是简单。
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R2 路由转发表
| 类型 | 网络 | 端口 | 下一跳IP | 度量 |
|---|---|---|---|---|
| C | 10.0.0.0/8 | G0/0 | -- | 0 |
| L | 10.0.0.2/32 | G0/0 | -- | 0 |
| C | 20.0.0.0/8 | G0/1 | -- | 0 |
| L | 20.0.0.2/32 | G0/1 | -- | 0 |
| R | 30.0.0.0/8 | G0/1 | 20.0.0.1 | 1 |
| R | 30.0.0.0/8 | G0/0 | 10.0.0.1 | 1 |
| R | 192.168.0.0/24 | G0/1 | 20.0.0.1 | 1 |
| R | 192.168.1.0/24 | G0/0 | 10.0.0.1 | 1 |
RIP的距离称为跳数，RIP允许一条路径最多只能包含15个路由器，距离大于等于16即为不可达，所以适用于中小型网络。
由于RIP仅和相邻路由器狡猾信息，并且按照固定的时间间隔交换信息，如果某个路由器出现故障，相邻的路由器会把距离更新为16（不可达），但需要经过固定的时间间隔才能把更新信息传递给其他相邻的路由器并依次传递，即坏消息传递速度慢。
3.2 OSPF Protocol
3.3 BGP Protocol
3.4 OSPF+BGP 网络模型
上面两个章节分别介绍 OSPF 和 BGP，从路由协议的树可以看出，OSPF和BGP分别是内部和外部网关协议，是不是觉得AS内部采用OSPF，AS间用BGP? 但是你是否听过 BGP 还有 IBGP 和 EBGP？
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IBGP是AS内部的路由协议，用于AS内部路由信息传递，通过TCP连接建立邻居关系，在AS内部传递外部路由信息和内部路由信息。
在实际的网络中，OSPF和IBGP通常结合使用，以实现最优的网络路由。
OSPF是链路状态协议，在设备间传递的是多种链路状态信息，因此做路由控制就不太方便，网络规模增大，OSPF支持会相对吃力
BGP侧重于路由的传递和控制，有丰富的属性来控制路由，直接传递的是路由信息，对于大规模网络也能很好支持，但BGP依赖于TCP，即网络先连通，才能建立BGP
从上面可以看到两个协议的有点，OSPF适合路由学习，BGP适合路由控制。
OSPF+BGP，OSPF做 Underlay 协议进行路由学习，打通底层网络，BGP通过loopback接口建立邻居，作为 Overlay 协议传递路由。
合理配置OSPF和IBGP，可以实现网络快速收敛、优化路由选择、减少网络拓扑复杂度、提高网络的可靠性和性能。
3.5 IS-IS Protocol
3.6 ICMP（Internet Control Message Protocol）
4 Subnet 子网
既然Layer 2 可以通过switch实现设备互连，何必通过IP划分子网呢？
看过之前 [Cloud Networking] Layer 2 协议 文章，可以知道 Layer 2的协议需要通过广播来发现对方，假如一个二层网络包含了大量的客户机，那么就会产生广播风暴，假如把网络划分成不同的网段，每个网段内的客户及数量进行限制，那么引起的广播风暴比较良性，对网络的影响就会较小。
再有一个原因，工作在三层的是路由器 Router，它比交换机更聪明，能够支持更多的网络配置，例如Router的某个接口上，只允许访问80端口（HTTP），其他都过滤掉。
因此，我们对网络进行划分，将网络划分为不同的子网，每个子网内部处于同一个网段，比如 10.0.0.0/24，子网通过 Router 连接其他的子网。
4 VLAN (Virtual Local Area Network) 虚拟局域网
如图所示，2个switch分别连了2台电脑，A和C都是Vlan10, B和D都是Vlan20，如果想要A和C通信，B和D通信，且不同vlan的电脑不能通信，那么就要用到 Vlan，两个switch之间的link叫做 Trunck。
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一个Trunk可以连接 Switch，也可以链接 Switch 和 Router，默认情况，一个trunk既可以处理switch 所有 vlan 的vlan流量，也可以配置为只允许传递某一个vlan的流量。
下面再来认识一下Vlan用到的端口：
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-
Trunk/Tagged Port: Trunk 和 普通物理连线并无区别，但是一条trunck两端的接口需要经过特殊的配置。两端接口再Cisco设备上被称为 trunk port，其他vendor的设备上则叫做 tagged port，图中红色圈。Trunk/Tagged Port 用于给数据包添加 Vlan Tag。
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Access/Untagged Port: 橙色圈是客户机连到switch上的端口，叫做 Access Port，这里应该有4个，圈一个示例一下。Access Port用来发送和接受没有 Vlan Tag 的数据包。也就是说，Access/Untagged Port只能用于一个Vlan。
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- A向 switch 1 发送数据包 Ethernet Frame
- Trunk / Tagged Port 发送前会添加Tag信息，其中 VLAN Identifier标识属于哪个Vlan的流量
- Frame经过Trunk到达switch 2，switch 2解析Tag之后，丢掉Tag发送到指定的 Access Port发给客户机C
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