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。
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:
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:
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
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:
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)
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
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。 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。