云计算寒假作业

计算机技术                                                                                                                                          抽象语言转化为电信号

抽象语言 --- 编码 --- 应用层

编码 --- 二进制 --- 表示层

二进制 --- 电信号 --- 介质访问控制层

处理或传递电信号 --- 物理层

对等网 :

1,延长传输距离                                                                                                                            2,增加节点数量 (集线器 --- HUB )

集线器问题:

1,地址 --- MAC地址 --- 48位 --- 物理地址 --- 介质访问控制层

2,冲突 --- CSMA/CD --- 载波侦听多路访问/冲突检测 --- 排队

3,延迟

4,安全

新需求: 1,完全解决冲突 --- 所有节点可以同时收发数据 2,无限延长传输距离 3,实现单播 --- 一对一的的通信

交换机 --- 二层设备:交换机的转发原理:数据来到交换机,交换机会先看数据中的源MAC地址,之后,将源 MAC地址和进入接口的对应关系记录在本地的MAC地址表中。之后,再看目标MAC地址, 根据目标MAC地址查看本地的MAC地址表,如果MAC地址表中存在记录,则直接按照记录 从对应接口发出,实现单播。但是,如果MAC地址表中没有记录,则需要泛洪(将数据从 除了进入接口以外剩余所有接口均发送一遍。)

路由器 --- 三层设备:

1,隔离广播域 --- 路由器的一个接口对应一个广播域

2,转发

网络位:如果网络位相同,则代表在同一个泛洪范围内;如果网络位不同,则代表在不同的泛 洪范围。 主机位:主机位用来区分同一个泛洪范围内的不同设备 子网掩码 --- 1代表网络位,0代表主机位 --- 由连续的1和连续的0组成,1在前,0在后

ARP地址解析协议:通过一种地址获取另一种地址

广播 :逼交换机泛洪

全F的mac地址:广播地址

广播域=泛洪范围

ARP的工作原理:ARP以广播的形式发送请求报文,广播域内所有设备均能收到请求报文, 所有收到ARP请求报文的设备会先记录请求报文中的源IP地址和源MAC地址的对应关系,记录在本地的ARP缓存表。之后,再看请求的IP地址,如果请求的不是自己本地的IP地址,则将 数据包丢弃;如果请求的IP地址是自己本地的IP地址,则将回复ARP应答报文。之后,如果需 要发送数据,则先查看ARP缓存表,如果缓存表中存在记录,则直接按照记录转发;如果ARP 缓存表中没记录,则再发送ARP请求报文。

IP地址

A,B,C --- 单播地址 --- 既可以作为源IP地址也可以作为目标IP地址

D --- 组播地址 --- 只能作为目标IP地址使用

E --- 保留地址

单播 :一对一 ,组播:一对多(同一个组播组),广播 --- 一对所有(同一个广播域)

A:0XXX XXXX ----- (0 - 127) 1 - 126(大型网络,子网掩码一般为255.0.0.0)

B:10XX XXXX ----- 128 - 191(中型网络,子网掩码一般为255.255.0.0)

C:110X XXXX ----- 192 - 223(小型网络,子网掩码一般为255.255.255.0)

D:1110 XXXX ----- 224 - 239

E:1111 XXXX ------ 240 - 255

特殊IP地址:

1,127.0.0.1-127.255.255.254:环回地址

2,255.255.255.255:受限广播地址,受路由器的限制,只能作为目标IP使用

3,主机位全1:直接广播地址,只能作为目标IP使用

4,主机位全0:代表一个网段,是网络号

5,0.0.0.0:1.代表没有地址 2.可以代表任意地址

6,169.254.0.0/16:自动私有地址或本地链路地址

VLSM(可变长子网掩码 )--- 子网划分

192.168.1.0/24

        192.168.1.0 0000000 --- 192.168.1.0/25 --- 192.168.1.1 -- 192.168.1.126

        192.168.1.1 0000000 --- 192.168.1.128/25 --- 192.168.1.129 -- 192.168.1.254

172.16.0.0/16 --- 划分8个网段 ---- 每个网段的可用IP的取值范围计算出来

172.16.000 00000.0:172.16.0.0/19--172.16.0.1--172.16.31.254

172.16.001 00000.0:172.16.32.0/19--172.16.32.1--172.16.63.254

172.16.010 00000.0:172.16.64.0/19--172.16.64.1--172.16.95.254

172.16.011 00000.0:172.16.96.0/19--172.16.96.1--172.16.127.254

172.16.100 00000.0:172.16.128.0/19--172.16.128.1--172.16.159.254

172.16.101 00000.0:172.16.160.0/19--172.16.160.1--172.16.191.254

172.16.110 00000.0:172.16.192.0/19--172.16.192.1--172.16.223.254

172.16.111 00000.0:172.16.224.0/19--172.16.224.1--172.16.255.254

CIDR(无类域间路由):汇总

                 “取相同,去不同”:二进制层面

192.168.0.0/24

192.168.1.0/24

192.168.2.0/24

192.168.3.0/24:超网(主机位变得比原来的IP类型所对应的多)

192.168.000000 00.00000000

192.168.000000 01.00000000

192.168.000000 10.00000000

192.168.000000 11.00000000

192.168.000000 00.00000000 --- 192.168.0.0/22

172.16.0.0/24

172.16.1.0/24

172.16.2.0/24

172.16.3.0/24

172.16.0.0/22:子网汇总(主机位还是没有超过原来IP类型所对应的主机位多)

OSI/RM:开放式系统互联参考模型(1979年:ISO国际标准化组织):

核心思想:

分层:属于同一层面的不同功能其目的和作用是相似或相近;不同层面的功能 之间具有明显的差异。每一层都在下一层所提供服务的基础上再提供增值服务。

分层的作用:1,更利于标准化 --- 分治

2,降低层次之间的关联性

3,更易于学习和理解

应用层

表示层

会话层--维持网络应用和网络服务器之间的会话联系

传输层--端到端的传输--应用到应用--端口号--用来区分和标识不同的应用的--16 位二进制构成--0 - 65535,其中0作为保留值,1 - 65535。其中,1 - 1023为知名端口号--SPORT,DPORT

网络层数据链路层--MAC(介质访问控制层)+LLC(逻辑链路控制层)

物理层

TCP/IP模型

TCP/IP协议簇

TCP/IP标准模型--四层:

应用层(应用层,表示层,会话层)

传输层

网络层

网络接口层(数据链路层,物理层)

TCP/IP对等模型--五层:

应用层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

PDU:协议数据单元:

OSI:

L1PDU

L2PDU

L3PDU

L4PDU

L5PDU

L6PDU

L7PDU

TCP/IP:

应用层 --- 报文

传输层 --- 段

网络层 --- 包

数据链路层 --- 帧

物理层 --- 比特流

封装和解封装

应用层 --- 应用层存在封装,只不过,应用层的封装内容取决于不同的应用协议。

应用层协议:
HTTP:超文本传输协议——获取网页信息-80(TCP 80)
HTTPS:HTTP+SSL(安全传输协议)/TLS——443(TCP 443)
FTP:文件传输协议——TCP 20 21
Tftp:简单文件传输协议——UDP 69
Telnet:远程登陆协议——TCP 23
SSH:Telnet+SSL——TCP 22
DHCP:动态主机配置协议——UDP 67 68
DNS:域名解析协议——TCP/UDP 53

传输层:端口号(TCP/UDP)

网络层:IP地址(IP协议)

数据链路层:MAC,基于以太网,是早期局域网的解决方案,依靠交换机组建的二层网络。

物理层

EtherNet构成:

preamble(代表这是一帧的开始,每两段preamble代表一帧)➡destination address(目标地址)➡source address(源地址)➡type(上一层用的协议)➡data(主要内容)➡fcs(验证传输过程是否出错)

以太网Ⅱ型帧:

FCS(帧校验序列):确保数据完整性的参数 --- CRC(循环冗余算法)

TCP(20字节头)和UDP(8字节头)

1,TCP是面向连接的协议,而UDP是无连接的协议;

2,TCP协议的传输是可靠的,而UDP协议的传输“尽力而为”;

3,TCP协议可以实现流控,而UDP不行;

4,TCP可以分段,而UDP不行;

 5,TCP消耗资源较大,传输效率较低;UDP耗费资源较小,速度快。

TCP和UDP的使用场景:

TCP协议更适用于对可靠性要求较高,但是对传输效率和资源占用要求较低的场景;

UDP更 适用于对传输效率要求较高,可靠性要求较低的场景(即时类通讯)。

面向连接:在正式传输数据之前,先适用预先的协议,建立点到点的链接。 TCP建立的连接实际建立了一个双向的会话连接,即通讯双方都可以向对方发送数据。

TCP的头部:云计算寒假作业_第1张图片

URG:当URG至1时,紧急指针被激活,紧急数据会往前提,紧急指针在紧急数据和一般数据之间

ACK:应答报文,当ACK至1时表示已收到上一个数据包

PSH:将存在缓存空间的数据推到程序上,优先处理

RST:当RST至1时,强制关闭连接

SYN:用于建立握手信号

FIN:用于关闭连接请求

伪头部校验:除了校验传输层头部和数据内容外,还会将网络层头部中的一部分内容一起进行校验(确保数据完整性,TCP头部长度最短20字节)

UDP头部:

云计算寒假作业_第2张图片

封装和解封装: 

1,TCP是面向链接的协议,而UDP是无连接的协议

        TCP的三次握手(TCP建立连接的过程)

        a➡syn=1,seq=x➡b

        b➡ack=1,syn=1➡a

        a➡ack=1➡b

        TCP的四次挥手(TCP会话的断开)

        a➡fin=1➡b

        b➡ack=1➡a

        b➡fin=1➡a

        a➡ack=1➡b

        TCP的三次挥手是一定的,四次挥手不一定,b回复ack和fin不放在一起是因为不确定b是否还有数据给a

2,TCP协议的传输是可靠的,而UDP协议的传输“尽力而为”;

        TCP的可靠性:确认,重传,排序,流控

3,TCP协议可以实现流控,而UDP不行;

4,TCP可以分段,而UDP不行;

5,TCP消耗资源较大,传输效率较低;UDP耗费资源较小,速度快。

IP协议:

云计算寒假作业_第3张图片

 TTL(生存时间):数据包每经过一个路由器的转发,其数值减1,当一个数据包的TTL值为 0时,路由器将不再转发而直接丢弃。

协议号:上层所适用的协议类型(TCP:6,UDP:7)

        IP的分片和TCP的分段:

MTU(最大传输单元):默认值1500字节

MSS(最大段长度):理论值1460字节,这个值需要进行协商,这个参数在TCP的SYN包携带,如果双方不一致,则将按照小的执行。

        ENSP操作

GE --- 代表接口支持千兆的转发速率

Ethernet --- 代表接口支持百兆的转发速率

VRP --- 通用路由平台云计算寒假作业_第4张图片

 :用户视图,< >,只能作查看类型的操作,不能配置

display ip interface brief:查看接口IP地址的摘要信息

system-view:进入系统视图的命令

[Huawei]:系统视图的标志,[ ]可以进行配置,但是只能进行一些全局类的配置

[Huawei]sysname (更改的名字)

[aa]interface GigabitEthernet 0/0/0:进入接口视图

[aa-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.1 24:接口配置IP地址

[aa-GigabitEthernet0/0/0]quit:退回到上一个视图中,可简写成q

[aa]

[aa-GigabitEthernet0/0/1]undo ip address 192.168.2.1 255.255.255.0:华为设备所有的删除操作都是在原命令前面加undo

        帮助系统

TAB:可以补全命令

?:可以展示以定义字母开头的所有命令。或者在命令完成后执行,可以将后面跟的参数进行提示

[R1-GigabitEthernet0/0/0]display this:查看当前视图的配置操作

display current-configuration:查看缓存中的数据

save:保存,将配置内容保存到闪存

display saved-configuration:查看闪存中的配置内容

        DNS(域名解析协议)

访问服务器的方法:

1,直接通过IP地址访问

2,通过域名访问

3,通过应用程序访问

        设备管理

带外管理:通过console线对设备进行管理控制,

                  通过miniUSB线对设备进行管理控制

带内管理:通过telnet对设备进行管理控制,

                  通过WEB对设备进行管理控制,

                  通过SNMP协议对设备进行管理控制

Telnet:远程登陆协议(TCP 23)

C/S架构:

登陆设备(电脑)承担的是客户端的角色,而被登陆设备(网络设备)承担的是服务器的角色

使用条件

1,登陆设备和被登录设备之间网络必须可达。 2,被登录设备得开启telnet服务才行

路由器配置telnet的方法:

1,进入到aaa的视图当中

[r1]aaa

[r1-aaa]

2,在aaa中创建登陆使用的用户名密码信息

[r1-aaa]local-user (用户名) privilege level (设定等级) password cipher (密码)

3,定义创建用户的服务类型

[r1-aaa]local-user (用户名) service-type telnet

4,创建VTY虚拟登陆端口

[r1]user-interface vty 0 4:同时开启5个虚拟的登陆端口,可以同一时间,5个人登陆管理设备

[r1-ui-vty0-4]

5,定义认证模式

[r1-ui-vty0-4]authentication-mode aaa:调用AAA平台来完成认证

登录路由器:

telnet 192.168.1.1

Press CTRL_] to quit telnet mode

Trying 192.168.1.1 ...

Connected to 192.168.1.1 ...

Login authentication

Username:(用户名)

Password:(密码)

        DHCP:动态主机配置协议,UDP 67 68

C/S架构(客户端/服务器”架构,服务器负责数据的管理,客户机负责完成与用户的交互任务):需要获取IP地址的设备扮演客户端的角色,而下发IP地址的设备需要扮演DHCP 服务器的角色

        首次获取IP地址

1,DHCP客户端 ➡DHCP服务器,广播(DHCP-Discover)

UDP:源端口号:68     目标端口号:67

IP:源IP:0.0.0.0    目标IP:255.255.255.255

以太网:

SMAC:自己     DMAC:全F

2,DHCP服务器➡DHCP客户端,广播/单播( DHCP - OFFER)

UDP     源端口号: 67     目标端口号:68

IP:源IP:DHCP服务器的IP地址     目标IP:需要分配的IP地址

以太网:

源MAC地址:DHCP服务器自己的MAC地址     目标MAC地址:客户端的MAC地址

3,DHCP客户端➡DHCP服务器,广播(DHCP - Request)

4,DHCP服务器➡DHCP客户端,单播/广播(DHCP - ACK)只有在收到服务器的 ACK之后,才算可以使用这个IP地址。

再次获取IP地址

1,DHCP客户端➡DHCP服务器,广播(DHCP - Request)请求之前使用的IP地址

2,DHCP服务器➡DHCP客户端,单播/广播(DHCP - ACK/DHCP - NAK )

租期:24h

T1:租期50%(12h),DHCP客户端➡DHCP服务器,单播(DHCP - Request)

T2:租期87.5%(21h ),DHCP客户端➡DHCP服务器,广播(DHCP - Request)

DHCP-release:客户端主动释放IP地址

DHCP服务器配置

1,开启DHCP服务

[r1]dhcp enable

Info: The operation may take a few seconds. Please wait for a moment.done.

2,创建地址池

[r1]ip pool aa

Info: It's successful to create an IP address pool.

[r1-ip-pool-aa]

3,配置地址池

[r1-ip-pool-aa]network 192.168.1.0 mask 24

[r1-ip-pool-aa]gateway-list 192.168.1.1(网关)

[r1-ip-pool-aa]dns-list 114.114.114.114(DNS服务器)

4,在接口选择全局配置

[r1-GigabitEthernet0/0/0]dhcp select global

路由器的转发原理:当一个数据包进入到路由器,路由器将基于目标IP地址查询本地的路由表。若表中存在记录,则将无条件按照路由表指示转发;如果路由表中没有记录,则路由器将直接丢弃该数据包。

display ip routing-table:查询设备的路由表

Destination/Mask:目标网段信息及掩码信息

Protocol:

类型

Direct :直连路由,对应的是直连网段(直接靠网线连接生成的网段),描述直连网段的路由条目我们称为直连路由。

直连路由是默认生成的,生成条件:

1,接口双UP(接口物理层面和协议层面均 UP,代表接口具备通信条件);

2,接口必须配置IP地址

NextHop(下一跳):数据到达目标网段下一个经过路由器入接口的IP地址。

Interface(出接口):到达目标网段从那个接口发出

骨干链路:路由器和路由器之间的链路,一般情况下,骨干链路不会加入其他设备

1,数广播域

2,划分网段

3,配IP地址:先网关,后PC

        获取未知网段的路由信息:

1,静态路由:由网络管理员手工填写的路由信息。

2,动态路由:所有路由器运行相同路由协议,之后,通过路由器之间的沟通,协商最终计算生成路由条目。

[r1]ip route-static 192.168.3.0 24 192.168.2.2:静态路由的配置

PRE(优先级)当多条路由到达相同网段时,则将优先选择优先级最高的一条,仅将优先级最高的路由条目加载到路由表中。

直连路由的默认优先级为0,静态路由的默认优先级为60。注意:优先级数值越大,优先级反而越低。

R代表需要递归查找

拓展配置

1,负载均衡:当路由器到达同一个目标,具有多条开销相似的路径时,可以让流量进行拆分后延多条路径同时传输,起到叠加带宽的效果。

2,环回接口:路由器的一个虚拟接口,一般用于虚拟实验,而不受设备的限制。

[r1]interface LoopBack ?

<0-1023> LoopBack interface number

[r1]interface LoopBack 0

[r1-LoopBack0]

[r1]ping -a (指定的源IP) (目标IP):指定源IP发送ping包

3,手工汇总:当路由器可以访问多个连续的子网时,若均通过相同的下一跳,可以将这些网段进行汇总操作,之后,仅需编辑到达汇总网段的静态路由即可。以达成减少路由条目,提高转发效率的目的。

4,路由黑洞:在汇总中,如果包含网络内实际不存在的网段时,可能造成流量的有去无回,浪费链路资源。

合理的子网划分和汇总则可以减少路由黑洞的产生。

5,缺省路由:华为体系中也叫默认路由。一旦路由黑洞和缺省路由相遇,将100%出现路由环路

缺省路由就是一条不限定目标的路由条目。缺省路由一定是路由表中所有路由条目都无法匹配时,才最后匹配。

[r1]ip route-static 0.0.0.0 0 (目标接口IP)

6,空接口路由:用来解决缺省和黑洞相遇出环的问题。在黑洞路由器上配置一条指向汇总网段的空接口路由。

        1,路由器的匹配原则:最长匹配原则(精准匹配原则),数据包如果匹配到多条路由条目,将按照掩码最长的来执行。

        2,NULL0(空接口):虚拟接口,如果一条路由条目,出接口为空接口,则如果匹配到这条路由条目,则将直接丢弃该数据包。

[r1]ip route-static 192.168.0.0 22 NULL 0

7,浮动静态路由:通过修改默认的优先级,实现静态路由的备份效果。

[r1]ip route-static 192.168.2.0 24 21.0.0.2 preference 61:手动修改静态路由的优先级

[r1]display ip routing-table protocol static:过滤静态路由

[r1-GigabitEthernet0/0/1]shutdown:手动关闭接口

1,静态路由:由网络管理员手工填写的路由信息。

        优点:

        1,选路由管理员选择,相对更好掌控;

        2,不用占用额外的资源

        3,更加安全

        缺点:

        1,配置量大

        2,静态路由无法根据网络拓扑结构的变化而自动收敛

2,动态路由:所有路由器运行相同路由协议,之后,通过路由器之间的沟通,协商最终计算 生成路由条目。

        缺点:

        1,通过单一算法计算出来的路径,可能会出现选路不佳的情况;

        2,会占用额外的链路资源,硬件资源。

        3,因为牵扯数据传递,所以可能出现安全问题

        优点:

        1,配置简单

        2,动态路由可以根据网络拓扑结构的变化而自动收敛

总结: 静态路由应用在规模较小的网络当中,动态路由可以应用在中大型网络中。

AS(自治系统):由单一组织或机构所管理的一些IP网络及其设备所构成的集合。

为了方便对AS进行管理便制作出了AS号(16二进制构成),共组成1 - 65534个可用的AS号,现在也有拓展版的AS号,32位二进制构成

AS的通信

AS内部:IGP(内部网关协议:RIP,OSPF,IS-IS,EIGRP等 )

AS之间:EGP(外部网关协议:BGP IGP)

还可以根据算法进行分类

距离矢量型协议(DV):RIP,使用贝尔曼.福特算法(Bellman-Ford),直接传递路由信息,即 “依据传闻的路由协议”

在RIP里面,将两台直接相连的设备,具备通信条件的设备称为邻居关系。

Destination/Mask     Proto     Pre     Cost     Flags     NextHop     Interface

在RIP中,传递一条路由条目,主要需要携带的参数是目标网段信息以及开销值(cost)

开销值是动态路由协议选路的重要依据,当动态路由协议计算出到达同一个目标网段存在多条路径时,将选择开销值最小的路径加表。 不同动态路由协议的开销值的评判标准可能不同,不同动态路由协议之间开销值没有可比性, 开销值仅用于同一种动态路由协议进行选路。

RIP的默认优先级是100,不同路由协议之间其默认的优先级不同,所以,可以通过比较优先级来进行路由加表。

RIP是以跳数作为开销值的评判标准的,但本身存在不合理性

RIP协议支持等开销负载均衡。

RIP的工作半径 :15跳,如果收到的路由的开销值等于16,则设备将认为该目标网段不可达。

数据包中需要携带的开销值 = 本地路由表中的开销值 + 1

贝尔曼.福特算法  

1,R2发送2.0/24网段的路由信息给R1,而R1的路由表中没有到达2.0网段的路由。R1将直接把2.0网段的路由信息刷新到本地的路由表中。

Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface 2.2.2.0/24 RIP 100 1 D 12.0.0.2 G 0/0/0

2,R2发送2.0/24网段的路由信息给R1,而R1的路由表中存在到达2.0网段的路由,并且下一 跳就是R2。R1将把最新发来的刷新到本地的路由表中

3,R2发送2.0/24网段的路由信息给R1,而R1的路由表中存在到达2.0网段的路由,本地路由表中的下一跳不是R2,则比较开销值,如果,本地的开销值大于R2发来的开销值,则将R2发来的路由刷新到本地的路由表中。

4,R2发送2.0/24网段的路由信息给R1,而R1的路由表中存在到达2.0网段的路由,本地路由表中的下一跳不是R2,则比较开销值,如果,本地的开销值小于R2发来的开销值,则不刷新。

RIP的版本:

RIPV1,RIPV2适用于IPV4

        RIPV1和RIPV2的区别:

        1,V1是有类别的路由协议,V2是无类别的路由协议。

        有类别:传递路由信息时,不携带子网掩码,会出现巨大的路由黑洞

        无类别:传递路由信息时,携带子网掩码

        2,V1不支持手工认证,V2是支持手工认证

        3,V1采用广播的形式发送信息,V2采用组播的形式发送信息。

RIPNG适用于IPV6
 

所有运行RIPV2的设备默认加入的组播组(224.0.0.9)

交换机泛洪:1,遇到广播帧;2,遇到组播帧;3,遇到未知单播帧

RIP协议传输层使用的是UDP协议,使用的端口号是520端口。

RIP的数据包:

RIP - REQUEST(请求报文)

RIP - Response(应答报文):真正携带路由信息的数据包(更新包)

在RIP收敛完成之后,RIP会依旧每隔30S发送一次Response报文,RIP的周期更新行为。

1,为了弥补RIP没有确认机制;

2,为了弥补RIP没有保活机制

RIP的周期更新:异步周期更新

RIP的计时器

1,周期更新计时器 :30S

2,失效计时器:180S

路由条目在刷新之后,将会启动一个180S的失效计时器。如果时间归0,则代表该路由信息失效。失效后,首先从全局路由表中删除,但是依然会将这条路由信息保存在缓存中,之后,周期更新时依然会携带。只是将这条路由信息的开销值改为16。(带毒传输,传递失效信息)

3,垃圾收集计时器:120S;

在失效计时器归0后开始计时,120s时间结束后,将彻底删除失效的路由条目。

防止路由器坏掉而在别的路由器里仍存有路由条目的方案

1,15跳的工作半径

2,触发更新:一旦拓扑结构发生变化,则第一时间将变更信息传递出去,而不去等待周期更新。

3,水平分割:从哪个接口学到的路由信息将不再从这个接口发出去。

4,毒性逆转:从哪个接口学来的路由信息,依然可以从这个接口发出去,只不过需要将开销值改为16.

因为水平分割和毒性逆转其做法相矛盾,所以,只能选择其中一个来执行。华为设备默认开启水平分割。如果水平分割和毒性逆转同时开启,华为设备将按照毒性逆转来执行。

RIP的配置

1,启动RIP进程

[r1]rip 1:进程号,具有本地意义,如果需要同时启动多个RIP进程时,需要使用不同的进程号进行区分

2,选择RIP版本

[r1-rip-1]version 2

3,宣告 RIP宣告的要求: 1,所有直连网段都必须宣告 2,必须按照主类进行宣告

宣告的作用:

1,激活接口:只有宣告的网段包含的接口会被激活,只有激活的接口可以收发RIP的数据。:

 2,发布路由:只有激活的接口所对应的直连网段的路由才能被发布

[r1-rip-1]network 1.0.0.0

拓展配置

1,RIPV2的手工认证

[r2-GigabitEthernet0/0/1]rip authentication-mode (认证方式) usual plain (密码)

2,RIPV2的手工汇总

[r1-GigabitEthernet0/0/0]rip summary-address (汇总后的网段) (子网掩码)

3,沉默接口

如果一个接口配置成为沉默接口,则将只接受,不发送RIP的数据包。

[r1-rip-1]silent-interface (想设为沉默接口的接口号)

4,加快收敛

减少计时器的时间

[r1-rip-1]timers rip (周期更新时间) (失效计时器) (垃圾收集计时器)

5,缺省路由

[r3-rip-1]default-route originate:可以指定配置设备作为缺省路由的源头,所有其他设备将自动生成一条指向该设备的缺省路由。但是该设备自身的缺省必须手工配置。

链路状态型协议(LS):OSPF。传递的是LSA(拓扑信息)(链路状态通告),使用SPF(最短路径优先算法)传递图形结构,再由路由器组成树形结构,因为树形结构不会出现环路

1,OSPF本身是链路状态型协议,所以,计算出的路径不会存在环路;并且使用带宽作为选路依据,所以,在选路的角度上优于RIP;

2,OSPF的计时器时间也短于RIP,所以,收敛速度会快于RIP;

3,因为OSPF协议传递的是LSA信息,所以,单个数据包的资源占用远大于RIP;但是,因为RIP存在30S一次的周期更新,而OSPF并没有如此高频率的周期更新,并且,OSPF协议存在许多针对资源占用的优化措施,所以,从整体的角度看,OSPF资源占用上应该小优于RIP。

OSPF(开放式最短路径优先协议)

OSPF也存在3个版本:

OSPFV1(实验室阶段就夭折了),OSPFV2适用于IPV4

OSPFV3适用于IPV6

RIPV2和OSPFV2的相同点:

1,OSPFV2和RIPV2一样,都是无类别的路由协议,都支持VLSM和CIDR;

2,OSPFV2和RIPV2一样,都是使用组播发送数据

RIPV2组播IP:224.0.0.9

OSPFV2组播IP:224.0.0.5和224.0.0.6

3,OSPFV2和RIPV2都支持等开销负载均衡

不同点: RIP协议只能适用于小型网络环境中,而OSPF协议可以应用在中大型网络环境中,因为OSPF协议可以实现结构化部署(区域划分)

区域划分的主要目的:

链路状态型协议的距离矢量特征:区域内部传递拓扑信息,区域之间传递路由信息。

如果一个OSPF网络只存在一个区域,这个网络称为单区域OSPF网络;

如果一个OSPF网络存在多个区域,这样的网络称为多区域OSPF网络。

区域边界路由器(ABR):同时属于多个区域,一个接口对应一个区域,必须有一个接口在区域0中,将区域内的拓扑信息收集计算成路由信息,之后进行传递。区域之间可以存在多个ABR设备,一个ABR设备可以处于多个区域。

区域划分的要求:

1,区域之间必须存在ABR设备;

2,区域划分必须按照星型拓扑结构进行划分,星型拓扑的中间区域就是骨干区域。

为了方便区分和标识不同的区域,所以,我们给每一个区域都定义一个区域ID,即area id,由32位二进制构成的,有两种表示方法

1,直接使用十进制进行表示;

2,使用点分十进制进行表示。( 骨干区域的区域ID定义为区域0。)

        1,OSPF的数据包

hello包:周期性的发现,建立和保活邻居关系。

hello包的发送周期,又称hello时间:10S(以太网)/30S

死亡时间(dead time):4倍的hello时间

RID:

作用:区分和标识不同的路由器,本质由32位二进制构成

1,格式统一;

2,全网唯一 RID的生成方式: 1,手工配置 2,自动生成(首先,设备将优先选择环回接口的IP地址作为RID,如果存在多个环回接口,则将选择所有环回接口中IP地址最大的作为RID;如果没有配置环回接口,则将使用设备的物理接口的IP地址作为RID,如果物理接口存在多个,则选择IP地址最大的作为RID)

DBD包(数据库描述报文):LSDB(链路状态数据库)由LSA得到-----“菜单”

LSR包(链路状态请求报文):基于DBD包,请求未知的LSA信息。-----“点菜”

LSU包(链路状态更新报文):真正携带LSA的数据包-----“上菜”

LSACK包(链路状态确认报文):确认包

OSPF协议具有周期更新机制,每隔30MIN发送一次。

         2,OSPF的状态机

Down:邻居会话的初始阶段,表明没有在邻居失效时间间隔内收到来自邻居路由器的Hello数据包

Init(初始化):收到对方的Hello报文中包含自己的RID,进入下一个状态

Two-way(双向通信):(条件匹配)若条件匹配成功则进入下一状态,否则只进行周期性的保活。(邻居关系确立)

Exstart(预启动状态):通过发送没有数据的DBD包来进行主从关系的选举,比较RID来进行选举,RID大的为主,为主可以优先进入后面的状态

Exchange(准交换状态):开始交换携带摘要信息的DBD报文进行LSDB数据库目录共享

Loading(加载状态):基于对端DBD报文使用LSR/LSU/LSACK交换未知的LSA信息

Full:(邻接关系确立)
        3,OSPF的工作过程

启动配置完成,ospf协议向本地所有运行协议的接口以组播的形式(224.0.0.5)发送 hello包;hello包中携带自己本地RID,以及本地已知的邻居的RID。之后,将收集到的邻居关系记录在一张表中(邻居表); 邻居关系建立完成后,进行条件匹配。失败则停留在邻居关系,仅hello包进行保活。匹配成功,则开始建立邻接关系。首先,使用未携带数据的DBD包进行主从关系选举。 之后,使用携带数据的DBD包共享目录信息,之后,基本DBD包,通过LSR/LSU/LSACK获取未知的LSA信息。将所有的LSA信息保存本地的LSDB数据库(数据库表); 最后,基于LSDB,使用SPF算法进行计算,得到未知网段的路由信息,将其加载到路由表。 收敛完成后,周期性的发送hello包进行保活,每30min一次周期更新。

结构突变:

1,突然新增一个网段:触发更新,第一时间将变更信息通过LSU包传递出去,需要ACK确认

2,突然断开一个网段:触发更新,第一时间将变更信息通过LSU包传递出去,需要ACK确认

3,无法联系:dead time(40s/120s)后删除关于该路由器的所有路由信息

        4,OSPF的基本配置

1,启动OSPF进程

[r1]ospf (进程号) router-id 1.1.1.1

[r1-ospf-1]:手工配置RID需要在进程启动时配置

2,创建区域

[r1-ospf-1]area 0

[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]

3,宣告 宣告的作用:

1,激活接口:只有宣告的网段包含的接口会被激活,只有激活的接口可以收发OSPF 的数据。 2,发布路由:只有激活的接口所对应的直连网段的路由才能被发布

[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0(反掩码:由连续的0和连续的1组成,0 对应位不可变,1对应位可变。)

[r1]display ospf peer:查看邻居表

[r1]display ospf peer brief:查看邻居关系简表

[r1]display ospf lsdb:查看数据库

[r1]display ospf lsdb router 2.2.2.2:展开一条LSA的方法

[r1]display ip routing-table protocol ospf :查看路由表

华为设备,OSPF协议的默认优先级为10

COST = 参考带宽 / 真实带宽,华为设备默认的参考带宽为100Mbps如果计算出来是一个小于1的小数,则直接按照1来算。如果是一个大于1的小数,只取整数部分。

[r1-ospf-1]bandwidth-reference (欲修改目标值):修改参考带宽(单位Mbps)

条件匹配

DR(指定路由器):和广播域内其他设备建立邻接关系

BDR(备份指定路由器 ):和广播域内其他设备建立邻接关系,称为DR设备的备份。

一个广播域内部,至少需要4台设备才能看到邻居关系,DR和BDR其实是接口的概念

条件匹配:在一个广播域中,若所有设备均为邻接关系,将出现大量的重复更新;故需要进行DR/BDR的选举,所有DRother(出了DR和BDR之外的其他路由器)之间,仅维持邻居关系即可。

DR/BDR的选举规则:

1,先比较优先级,优先级最大的为DR,次大的为BDR;优先级默认为1( 主要目的让人为修改)

[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority ?

INTEGER <0-255> Router priority value

注意:如果将一个接口的优先级设置为0,则代表这个接口将放弃DR/BDR的选举。

2,如果优先级相同,则比较RID。RID大的路由器所对应的接口为DR,次大的为BDR。 DR/BDR的选举是非抢占模式的(一旦角色选举出来,则将无法抢占),选举时间:40s/120s(等同于死亡时间)

reset ospf 1 process:重启OSPF进程

OSPF的拓展配置

1,OSPF的手工认证

[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode (认证算法)  cipher (认证码,两个接口需一致)

2,手工汇总:区域汇总在ABR设备上进行配置

[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]abr-summary (汇总后的IP) (子网掩码)

3,沉默接口:配置了沉默接口的接口,将只接受不发送路由信息

[r2-ospf-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/2

4,加快收敛:减少计时器的时间

[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer holle 5(修改hello时间的方法)

[r2-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer dead ?

INTEGER<1-235926000> Second(s)

注意:邻居双方的hello时间和死亡时间必须相同,否则将断开邻居关系

5,缺省路由

[r3-ospf-1]default-route-advertise

注意:这个命令要求边界设备自身得具有缺省路由才行

[r3-ospf-1]default-route-advertise always:在没有缺省的情况下,强制下发缺省

ACL(访问控制列表)

策略

ACL访问控制列表的作用:

1,访问控制:在路由器流量流入或流出的接口上,匹配流量,然后执行设定好的动作:permit(允许),deny(拒绝)。

2,抓取感兴趣流:ACL的另一个作用就是和其他服务结合使用。ACL只负责抓取流量,动作由其他服务来执行。

ACL列表的匹配规则:自上而下,逐一匹配。如果匹配到了,则执行对应的动作,则不再向下匹配。( 思科 --- ACL列表末尾默认包含一条拒绝所有的规则。 华为 --- ACL列表末尾没有包含任何规则。)

ACL列表的分类

基础ACL:仅关注数据包中的源IP地址(“只关注你是谁” )

高级ACL:不仅关注数据包中的源IP地址,还关注目标IP地址,以及协议和端口号(“不仅关注你是谁,还关注你去哪,干啥”)

二层ACL

用户自定义ACL列表

云计算寒假作业_第5张图片

需求一:要求PC1可以访问3.0网段,但是PC2不行。

基础ACL配置的位置原则:因为基础ACL只关注源IP地址,所以,可能会造成误伤,所以,建议基础ACL配置位置越靠近目标越好。

基础ACL配置:

1,创建ACL列表

[r2]acl ?

INTEGER<2000-2999> Basic access-list(add to current using rules) --- 基础ACL

INTEGER<3000-3999> Advanced access-list(add to current using rules) --- 高级ACL

INTEGER<4000-4999> Specify a L2 acl group --- 二层ACL

ipv6                 ACL IPv6

name              Specify a named ACL

number           Specify a numbered ACL

[r2]acl 2000

[r2-acl-basic-2000]

2,在ACL列表中添加规则

[r2-acl-basic-2000]rule deny source 192.168.1.3 0.0.0.0(通配符,0代表不可变,1代表可变,与反掩码不同,通配符0和1可穿插使用)

[r2-acl-basic-2000]rule permit source any:允许所有

[r2]display acl 2000:查看ACL列表

华为的规则默认以5为步调自动添加序号,目的为了方便插入规则

[r2-acl-basic-2000]undo rule 7:删除规则

3,在接口上调用ACL列表

[r2-GigabitEthernet0/0/1]traffic-filter outbound acl 2000

切记:一个接口的一个方向上只能调用一张ACL列表

需求二:要求PC1可以ping通PC3,但是不能ping通PC4。

高级ACL列表配置位置原则: 因为高级ACL列表可以进行精准的匹配,所以,位置应该放在尽可能靠近源的地方,可以节约链路资源。

[r1]acl name xuqiuer 3000:通过重命名的方法来创建高级ACL列表

[r1-acl-adv-xuqiuer]

[r1-acl-adv-xuqiuer]rule deny ip source 192.168.1.2 0.0.0.0 destination 192.168.3.3 0.0.0.0:高 级ACL列表规则

[r1-GigabitEthernet0/0/0]traffic-filter inbound acl name xuqiuer:通过调用名称来调用列表

需求三:要求R3可以ping通R2,但是不能telnetR2

[r1-acl-adv-xueqiuer]rule deny tcp source 192.168.1.10 0.0.0.0 destination 192.168.2.2 0.0.0.0 destination-port eq 23

VLAN

V(Virtual:虚拟)LAN(局域网):虚拟局域网,可以虚拟广播域

协议内容:交换机和路由器协同工作后,将原来的一个广播域逻辑上切分为多个

第一步:创建VLAN

display vlan:查看设备VLAN的配置信息

交换机在没有进行配置的时候,默认存在一个VLAN,其VID为1。

802.1Q标准对VID(VLAN ID:用来区分和标定不同的VLAN)进行设定 ,VID由12位二进制(0 - 4095)构成。因为0和4095这两个数字保留,真实的取值范围1 - 4094

[Huawei]vlan 2:创建VLAN

[Huawei]vlan batch 4 to 100:批量创建VLAN

Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.

[Huawei]undo vlan batch 4 to 100:批量删除

Warning: The configurations of the VLAN will be deleted. Continue?[Y/N]:y

第二步:将接口划入VLAN

VID配置映射到交换机的接口上,实现VLAN范围的划分:物理VLAN/一层VLAN

VID配置映射到数据帧中的MAC地址上,实现VLAN的划分:二层VLAN

VID可以配置映射到数据帧中类型字段上,实现VLAN的划分:三层VLAN

基于IP地址进行VLAN的划分,基于策略完成VLAN的划分。云计算寒假作业_第6张图片 802.1Q帧:在以太网Ⅱ型帧源MAC地址和类型字段之间,增加了4个字节的tag,其中包含12位的VID。(Tagged帧)

电脑只能识别普通的以太网Ⅱ型帧(Untagged帧)

根据以上特性,我们将交换机和电脑之间的链路称为Access链路(交换机侧的接口称为Access接口),这些链路中,只能通过Untagged帧,并且这些帧只能属于某一种特定的 VLAN;交换机和交换机之间的链路,我们称为Trunk干道(交换机侧的接口称为Trunk接口),这些链路允许通过tagged帧,并且这些帧可以属于多种VLAN。

第三步:配置Trunk干道

第二步配置:

[sw1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type access

[sw1-GigabitEthernet0/0/1]port default vlan 2

[sw1]port-group group-member GigabitEthernet 0/0/3 GigabitEthernet 0/0/4:创建接口组

[sw1-port-group]

[sw1-port-group]port link-type access

[sw1-GigabitEthernet0/0/3]port link-type access

[sw1-GigabitEthernet0/0/4]port link-type access

[sw1-port-group]port default vlan 3

[sw1-GigabitEthernet0/0/3]port default vlan 3

[sw1-GigabitEthernet0/0/4]port default vlan 3

第三步配置:

[sw1-GigabitEthernet0/0/5]port link-type trunk

[sw1-GigabitEthernet0/0/5]port trunk allow-pass vlan 2 to 3

[sw2-GigabitEthernet0/0/3]port trunk allow-pass vlan all:放通所有VLAN的流量

第四步:VLAN间路由

1,创建子接口:单臂路由

[r1]interface GigabitEthernet 0/0/0.?

<1-4096>GigabitEthernet interface subinterface number

[r1]interface GigabitEthernet 0/0/0.1

[r1-GigabitEthernet0/0/0.1]ip address 192.168.1.254 24

[r1-GigabitEthernet0/0/0.1]dot1q termination vid 2

[r1-GigabitEthernet0/0/0.1]arp broadcast enable

NAT:网络地址转换

在IP地址空间中,A,B,C三类地址中各有一部分地址,他们被称为私有IP地址(私网地址),其余的被称为公有IP地址(公网地址)

A:10.0.0.0 - 10.255.255.255:相当于1条A类网段

B:172.16.0.0 - 172.31.255.255:相当于16条B类网段

C:192.168.0.0 - 192.168.255.255:相当于256条C类网段

我们要求这些私网地址可以重复使用,仅需保证私网内部唯一即可,但是,不允许他们在互联网中使用 我们一般习惯性的将使用私网IP地址构成的网络称为私网,使用公网IP地址构成的网路称为 公网。

NAT:网络地址转换,他的基本任务就是实现私网地址和公网地址之间的一个转换。

静态NAT

一对一的NAT,静态NAT就是通过在边界路由器上维护一张静态地址映射表。静态地址映射表中记录的是私网IP地址和公网IP地址之间一一对应的关系。

[r2-GigabitEthernet0/0/2]nat static global 12.0.0.3 inside 192.168.1.2

1,必须在12.0.0.0/24网段

2,这个IP地址必须是花钱在运营商处买到的合法公网地址

[r2]display nat static:查看静态地址映射表

动态NAT

多对多的NAT,动态NAT就是通过在边界路由器上维护一张动态地址映射表。可以实现多对多的NAT转换,但是,在同一时刻,依然是一对一的过程。如果上网需求较大时,需要排对等待。

NAPT 端口映射

网络地址端口转换(PAT),一对多需要用到easy ip(基于接口的地址转换)

多对多

多对多的配置:

1,创建公网地址池

[r2]nat address-group 0 12.0.0.4 12.0.0.8

2,通过ACL列表抓取私网流量

[r2-acl-basic-2000]rule permit source 192.168.0.0 0.0.255.255

3,在接口上配置动态NAT

[r2-GigabitEthernet0/0/2]nat outbound 2000 address-group 0 no-pat

Easy ip

1,通过ACL列表抓取私网流量

[r2-acl-basic-2000]rule permit source 192.168.0.0 0.0.255.255

2,在接口上配置easy ip

[r2-GigabitEthernet0/0/2]nat outbound 2000

端口映射

[r2-GigabitEthernet0/0/2]nat server protocol tcp global current-interface 80 inside 192.168.1.10 80

[r2-GigabitEthernet0/0/2]nat server protocol tcp global current-interface 8080 inside 192.168.1.20 80

华为设备所有和NAT相关的配置都是在边界路由器的出接口上配置的。

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