CCNA 1 and 2 Companion Guide, Revised (Cisco Networking Academy Program) part 2 pptx

xi
Ethernet in the Campus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .206
Ethernet Media and Connector Requirement. . . . . . . . . . . . .208
Connection Media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .210
UTP Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .212
LAN Connection Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .216
Repeaters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
Hubs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .217
Bridges. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .218
Switches. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .221
Wireless Networking Media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .222
Host LAN Connectivity: NICs and Interfaces . . . . . . . . . . . . 225
Workstation and Server Relationships. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .226
Peer-to-Peer Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Client/Server Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
Cabling the WAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
WAN Physical Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .232
WAN Serial Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .232
Routers and Serial Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .234
Routers and ISDN BRI Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
Routers and DSL Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
Routers and Cable Connections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Setting Up Console Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
Check Your Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .247
Chapter 5 Ethernet Fundamentals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
History and Evolution of Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Introduction to Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
IEEE Ethernet Naming Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
IEEE 802.3/Ethernet and the OSI Model . . . . . . . . . . . . . . . .255

MAC Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .258
Framing in General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
Ethernet Frame Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
Ethernet Frame Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .264
Ethernet Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
Media Access Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
Ethernet MAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .268
Simplex, Half-Duplex, and Full-Duplex Operation . . . . . . . . 271

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Ethernet Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .272
Interframe Spacing and Backoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .275
Error Handling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .277
Types of Collisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .279
Ethernet Errors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .282
Ethernet Autonegotiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .285
Link Establishment and Full/Half Duplex . . . . . . . . . . . . . . .288
Collision Domains and Broadcast Domains. . . . . . . . . . . . . . . .290
Directly Connected Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .290
Indirectly Connected Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .291
Collisions and Collision Domains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .292
Segmentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .295
Layer 2 Broadcasts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .297
Broadcast Domains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .300
Introduction to Data Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .300
Network Segment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .302
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .304
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .306
Check Your Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .309

Chapter 6 Ethernet Technologies and Ethernet Switching . . . . . . . . . . . . .315
10-Mbps and 100-Mbps Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .315
10-Mbps Versions of Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .316
10BASE5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .320
10BASE2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .321
10BASE-T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .322
10BASE-T Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .326
100BASE-TX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .329
100BASE-FX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .332
Fast Ethernet Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .334
Gigabit, 10-Gb, and Future Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .337
1000-Mbps Versions of Ethernet (Gigabit). . . . . . . . . . . . . . .337
1000BASE-T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .339
1000BASE-SX and 1000BASE-LX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .342
Gigabit Ethernet Architecture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .345
10-Gbps Versions of Ethernet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .347
10GbE Media, Connections, and Architecture . . . . . . . . . . . .350
The Future of Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .354
Ethernet Switching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .355

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Layer 2 Bridging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .356
Layer 2 Switching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .357
Microsegmentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
Full-Duplex Transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .360
Latency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
Switch Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .361
Introduction to the Spanning Tree Protocol . . . . . . . . . . . . . .362
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366

Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368
Check Your Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .370
Chapter 7 TCP/IP Protocol Suite and IP Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
Introduction to TCP/IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375
Application Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .377
Transport Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .378
Internet Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
Network Access Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
Comparing the OSI Reference Model Layers
and the TCP/IP Reference Model Layers . . . . . . . . . . . . . . . 382
Internet Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
IP Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .386
32-Bit Dotted-Decimal IP Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
Decimal and Binary Conversion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .389
IPv4 Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
IP Address Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .394
Reserved IP Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .398
Public and Private Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .400
Introduction to Subnetting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
IPv4 Versus IPv6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .404
IP Address Assignment, Acquisition, and Hierarchy . . . . . . . . . 407
Obtaining an Internet Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
Static Assignment of an IP Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
Address Resolution Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
RARP IP Address Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
Bootstrap Protocol (BOOTP) IP Address Assignment . . . . . . 414
Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
IP Address Assignment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
Problems in Address Resolution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .417
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419

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Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .421
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .422
Chapter 8 Routing Fundamentals and Subnets. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .427
Routed, Routable, and Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . .427
Routing Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .430
Routing Versus Switching. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .432
Routed Versus Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .435
Path Determination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .437
Routing Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .440
Routing Algorithms and Metrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .441
Interior and Exterior Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . .443
Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .444
IP as a Routed Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .448
Packet Propagation and Switching Within a Router . . . . . . . .449
Connectionless Versus Connection-Oriented
Network Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .451
Anatomy of an IP Packet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .453
The Mechanics of Subnetting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .455
Introduction to and Reasons for Subnetting . . . . . . . . . . . . . .455
Establishing the Subnet Mask Address . . . . . . . . . . . . . . . . . .458
Creating a Subnet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .460
Calculating the Resident Subnetwork Through ANDing . . . .463
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .465
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .467
Check Your Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470
Chapter 9 TCP/IP Transport and Application Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . .477
Understanding the TCP/IP Transport Layer . . . . . . . . . . . . . . . .478

Flow Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .479
Session Establishment, Maintenance, and Termination
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .480
Three-Way Handshake. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .482
Windowing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .483
Acknowledgment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .484
TCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .486
UDP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .487
TCP and UDP Port Numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .488
TCP/IP Application Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .491

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Introduction to the Application Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . .491
DNS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .494
FTP and TFTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .495
HTTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .496
SMTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .497
SNMP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498
Telnet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .499
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501
Check Your Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .502
Part II CCNA 2: Routers and Routing Basics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509
Chapter 10 WANs and Routers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511
WAN Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511
WAN Devices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515
WAN Standards. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .515
WAN Connection Options. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .519
WAN Routers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .529

Router Internal Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .529
Router External Connections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535
Management Port Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535
The Function of a Router in a WAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . .536
Lab WAN Simulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545
Check Your Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .546
Chapter 11 Router Fundamentals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553
Router Boot Sequence and Setup Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . .553
Router Startup Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554
System Configuration Dialog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .555
Setting Up Global Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556
Router LED Indicators. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .559
Initial Router Boot-Up Output. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .560
Establishing a HyperTerminal Session. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .562
Logging into the Router . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .565
Keyboard Help . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .566
Router Help Functions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .569

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Cisco IOS Software Editing Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . .571
Router Command History. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .572
Cisco IOS Software Fundamentals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .574
Operation of Cisco IOS Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .574
Cisco IOS Software Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .575
The show version Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .577
Router User Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .577
Router User Interface and Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .578

Troubleshooting Cisco IOS Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .579
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .581
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .582
Check Your Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .582
Chapter 12 Router Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .587
Command-Line Interface Command Modes . . . . . . . . . . . . . . .587
User Command List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .587
Privileged Mode Command List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .589
Router Configuration Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .592
Router Startup Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .594
Configuring a Router Name . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .595
Configuring and Protecting Router Passwords. . . . . . . . . . . . . .596
Examining the show Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .597
Configuring a Serial Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .600
Configuring an Ethernet Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .601
Executing Changes to the Router . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .602
Finishing the Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .603
Importance of Configuration Standards . . . . . . . . . . . . . . . . .603
Providing Interface Descriptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .604
Configuring Interface Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .604
Login Banners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .605
Configuring a Message of the Day . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .606
Host Name Resolution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .606
Configuration Backup and Documentation . . . . . . . . . . . . . .607
Password Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .609
Overview of Password Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .609
Password Recovery Technique 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .610
Password Recovery Technique 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .611

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Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615
Check Your Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .615
Chapter 13 Learning About Neighboring and Remote Devices. . . . . . . . . . 621
Introduction to CDP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621
Obtaining Information with CDP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622
Showing CDP Neighbors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .623
Implementating, Monitoring, and Maintaining
CDP Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .625
Creating a Network Map of the Environment . . . . . . . . . . . .627
Disabling and Troubleshooting CDP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 627
Getting Information About Remote Devices . . . . . . . . . . . . . . .629
Telnet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .629
Alternative Connectivity Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 640
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641
Check Your Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .641
Chapter 14 Managing Cisco IOS Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645
Stages of the Router Power-On/Boot Sequence . . . . . . . . . . . . . 645
Locating and Loading Cisco IOS Software . . . . . . . . . . . . . . . .646
Using the boot system Command. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .647
Configuration Register Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649
Displaying the Currently Running Cisco IOS Software
Version. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650
Managing Cisco IOS Software Images . . . . . . . . . . . . . . . . . . .651
Cisco IOS Software Naming Conventions . . . . . . . . . . . . . . .654
Managing Configuration File Using TFTP . . . . . . . . . . . . . . .656
Managing Configuration Files with HyperTerminal. . . . . . . .658
Managing Cisco IOS Software Images with TFTP . . . . . . . . .660

Managing Cisco IOS Software Images with ROMmon . . . . .662
Verifying the File System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .667
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 669
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 670
Check Your Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .670

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xviii
Chapter 15 Routing and Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .675
Routing Basics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .675
How Routers Route Packets from Source to Destination . . . .676
Network and Host Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .677
Path Selection and Packet Switching. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .678
Routed Protocols Versus Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . .678
Network Layer Protocol Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . .679
Multiprotocol Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .680
Static Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .681
Static Versus Dynamic Routes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .681
The Purpose of a Static Route . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .681
Static Route Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .681
Configuring Static Routes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .684
How a Default Route Is Used. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .687
Configuring Default Route Forwarding . . . . . . . . . . . . . . . . .687
Verifying Static Route Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . .689
Troubleshooting Static Route Configuration . . . . . . . . . . . . .689
Dynamic Routing Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .690
Routing Protocol Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .691
Purpose of a Routing Protocol and Autonomous Systems . . .692
Dynamic Routing Operations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .693
How Distances on Network Paths Are Determined by

Various Metrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .693
Identifying the Classes of Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . . .694
Distance Vector Routing Protocol Features . . . . . . . . . . . . . .695
Link-State Routing Basics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .697
Hybrid Routing Protocol Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .701
Configuring a Router to Use Routing Protocols. . . . . . . . . . . . .701
Autonomous Systems and IGP vs. EGP . . . . . . . . . . . . . . . . . . .703
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .704
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .705
Check Your Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .706
Chapter 16 Distance Vector Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .711
Initial Router Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .711
Distance Vector Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .712
Maintaining Routing Information Through Distance
Vector Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .712

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Load Balancing Across Multiple Paths. . . . . . . . . . . . . . . . . . 713
How Routing Loops Occur in Distance Vector . . . . . . . . . . .714
Defining a Maximum to Prevent Count to Infinity. . . . . . . . . 715
Eliminating Routing Loops Through Split Horizon . . . . . . . .716
Route Poisoning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .717
Avoiding Routing Loops with Triggered Updates. . . . . . . . . .718
Preventing Routing Loops with Hold-Down Timers . . . . . . .719
Preventing Routing Updates Through an Interface. . . . . . . . .720
Examining the Routing Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .721
The show ip route Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .721
Determining the Gateway of Last Resort . . . . . . . . . . . . . . . . 722
Determining Route Source to Route Destination . . . . . . . . . .723

Determining Layer 2 and Layer 3 Addresses from the Source to the
Destination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .723
Determining Route Administrative Distance . . . . . . . . . . . . . 724
Determining Route Metric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725
Determining Route Next Hop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .726
Determining Last Route Updates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726
Observing Multiple Paths to Destination . . . . . . . . . . . . . . . .729
RIP Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 729
Enabling RIP on an IP Network. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .730
Using the ip classless Command. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .731
Common RIP Configuration Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732
Verifying RIP Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .735
Troubleshooting RIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .738
Load Balancing with RIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .740
Integrating Static Routes with RIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 741
IGRP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744
IGRP Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .744
IGRP Metrics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745
Interior, System, and Exterior IGRP Routes. . . . . . . . . . . . . .746
IGRP Stability Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 747
Configuring IGRP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748
Verifying the IGRP Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .749
Troubleshooting IGRP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .751
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755
Check Your Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .756

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Chapter 17 TCP/IP Error and Control Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .761

Functionality and Role of IP in Error Control . . . . . . . . . . . . . .761
ICMP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .762
ICMP Message Delivery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .762
Error Reporting and Error Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . .763
Unreachable Networks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .764
Using ping to Test Destination Reachability . . . . . . . . . . . . . .765
Detecting Excessively Long Routes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .769
ICMP Message Format: Echo Messages . . . . . . . . . . . . . . . . .769
ICMP Message Format: Destination Unreachable Message . .771
Miscellaneous Error Reporting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .773
TCP/IP Suite Control Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .773
ICMP Redirect/Change Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .773
Clock Synchronization and Transit Time Estimation . . . . . . .775
Information Requests and Reply Message Formats . . . . . . . .776
Address Mask Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .777
Router-Discovery Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .778
Router-Solicitation Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .780
Congestion and Flow-Control Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . .780
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .781
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .782
Check Your Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .782
Chapter 18 Basic Router Troubleshooting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .787
Introduction to Network Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .787
Structured Approach to Troubleshooting . . . . . . . . . . . . . . . .788
Testing by OSI Layers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .790
Troubleshooting Layer 1 Using Indicators . . . . . . . . . . . . . . .791
Troubleshooting Layer 2 Using the show interface
Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .792
Troubleshooting Layer 3 Using ping. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .793
Troubleshooting Layer 3 Issues Using traceroute . . . . . . . . . .795

Troubleshooting Layer 7 Using Telnet . . . . . . . . . . . . . . . . . .797
Troubleshooting Router Issues Using the show interface
and show interfaces Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .798
Troubleshooting Routing Issues Using the show cdp
neighbors Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .801
Troubleshooting Routing Issues Using show ip route and
show ip protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .803

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