免費(fèi)第七章 常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議配置.ppt

1、第七章通用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議配置同民，本章要求本章是整個(gè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的核心，要求學(xué)生掌握本章所涉及的全部知識(shí)點(diǎn)，內(nèi)容包括：7.1網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)7.2路由熱備份7.3負(fù)載均衡7.4 DHCP 7.5 STP 7.6 QOS 7.7策略路由，7.1.1網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換是一種接入廣域網(wǎng)的技術(shù)，它是一種將私有(保留)地址轉(zhuǎn)換為合法IP地址的轉(zhuǎn)換技術(shù)。它廣泛應(yīng)用于各種類型的互聯(lián)網(wǎng)接入方式和網(wǎng)絡(luò)。原因很簡(jiǎn)單。NAT不僅完美地解決了lP地址不足的問(wèn)題，而且有效地避免了來(lái)自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊，隱藏和保護(hù)了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)。盡管網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換可以在一些代理服務(wù)器的幫助下實(shí)現(xiàn)，但考慮到計(jì)算成本和網(wǎng)絡(luò)性能，它通常在

2、路由器上實(shí)現(xiàn)。7.1.2網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換可以靜態(tài)或動(dòng)態(tài)配置。靜態(tài)NAT將內(nèi)部本地地址映射到全局或公共地址。這種映射確保特定的內(nèi)部本地地址總是與同一公共地址相關(guān)聯(lián)。靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換確保外部設(shè)備始終可以到達(dá)內(nèi)部設(shè)備。例如，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和文件傳輸協(xié)議服務(wù)器對(duì)外開放。動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換使用一個(gè)可用的互聯(lián)網(wǎng)公共地址池，然后將地址池中的地址分配給內(nèi)部本地地址。動(dòng)態(tài)NAT將公共地址池中第一個(gè)可用的IP地址分配給內(nèi)部設(shè)備。該主機(jī)在整個(gè)會(huì)話中使用分配的全局IP地址。當(dāng)會(huì)話結(jié)束時(shí)，外部全局地址由地址池回收，供另一臺(tái)主機(jī)使用。用于連接內(nèi)部主機(jī)的地址是內(nèi)部本地地址。分配給組織的公共地址稱為內(nèi)部全局地址。內(nèi)

3、部全局地址有時(shí)用作邊界路由器外部接口的地址。NAT路由器維護(hù)一個(gè)包含每個(gè)地址對(duì)列表的表，通過(guò)該表管理內(nèi)部本地地址和內(nèi)部全局地址之間的轉(zhuǎn)換。7.1.3網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換配置過(guò)程，當(dāng)配置靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換或動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換時(shí)：列出所有需要固定外部地址的服務(wù)器。確定需要轉(zhuǎn)換的內(nèi)部主機(jī)。確定哪些接口發(fā)送內(nèi)部通信。這些接口變成了內(nèi)部接口。確定哪個(gè)接口向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送流量。該接口成為外部接口。確定可用公共地址的范圍。配置靜態(tài)NAT 1。確定外部用戶應(yīng)該使用哪個(gè)公共IP地址來(lái)訪問(wèn)內(nèi)部設(shè)備/服務(wù)器。對(duì)于靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換，管理員傾向于在地址范圍的開頭或結(jié)尾使用地址。將內(nèi)部(即私有)地址轉(zhuǎn)換為公共地址。2.配置內(nèi)部和外部接口

4、。7.1.4配置靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換，7.1.5配置動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換，以及配置動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換1。確定可用的公共IP地址池。2.創(chuàng)建一個(gè)訪問(wèn)控制列表(ACL)來(lái)標(biāo)識(shí)需要轉(zhuǎn)換的主機(jī)。3.將接口指定為內(nèi)部接口或外部接口。4.將訪問(wèn)列表與地址池相關(guān)聯(lián)。配置動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換時(shí)，使用標(biāo)準(zhǔn)訪問(wèn)控制列表非常重要。標(biāo)準(zhǔn)ACL用于指定需要轉(zhuǎn)換的主機(jī)范圍。這可以通過(guò)允許或拒絕聲明來(lái)實(shí)現(xiàn)。一個(gè)ACL可以包含一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)、一個(gè)子網(wǎng)或僅一個(gè)特定的主機(jī)。ACL只能包含一行或多行允許和拒絕語(yǔ)句。7.1.6配置動(dòng)態(tài)NAT和7.1.7配置PAT。動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的一種常見(jiàn)變體是端口地址轉(zhuǎn)換，也稱為網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換過(guò)載。PAT動(dòng)態(tài)地將

5、多個(gè)內(nèi)部本地地址轉(zhuǎn)換成一個(gè)公共地址。當(dāng)源主機(jī)向目標(biāo)主機(jī)發(fā)送消息時(shí)，IP地址和端口號(hào)一起用于跟蹤每個(gè)會(huì)話。在PAT中，網(wǎng)關(guān)路由器將本地源地址和端口號(hào)轉(zhuǎn)換為全局IP地址和大于1024的唯一端口號(hào)。路由器中的表格列出了轉(zhuǎn)換為外部地址的內(nèi)部IP地址和端口號(hào)組合。盡管每臺(tái)主機(jī)轉(zhuǎn)換為相同的全局IP地址，但與每個(gè)會(huì)話相關(guān)聯(lián)的端口號(hào)是唯一的。由于有超過(guò)64，000個(gè)端口可用，路由器不太可能會(huì)用完地址。PAT功能可用于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和家庭網(wǎng)絡(luò)。PAT內(nèi)置于集成路由器中，默認(rèn)情況下是啟用的。，7.1.8配置自動(dòng)測(cè)試，配置自動(dòng)測(cè)試和網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換所需的基本步驟和命令是相同的。然而，PAT不是被轉(zhuǎn)換成地址池，而是被轉(zhuǎn)換成單個(gè)

6、地址。以下命令可以將內(nèi)部地址轉(zhuǎn)換為串行接口的IP地址：源列表1中的IP NAT接口串行0/0/0過(guò)載以下命令可以驗(yàn)證NAT和PAT的功能。顯示ip nat轉(zhuǎn)換此命令顯示活動(dòng)的轉(zhuǎn)換。如果不使用轉(zhuǎn)換，它將在一段時(shí)間后超時(shí)。靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換條目將永久保留在表中。動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換條目要求主機(jī)在位于網(wǎng)絡(luò)外部的目標(biāo)上執(zhí)行一些操作。如果配置正確，簡(jiǎn)單的ping或跟蹤命令將在NAT表中創(chuàng)建一個(gè)條目。顯示ip nat統(tǒng)計(jì)信息此命令顯示轉(zhuǎn)換統(tǒng)計(jì)信息，包括使用的地址數(shù)量以及成功和失敗的數(shù)量。該命令的輸出包含指定內(nèi)部地址、全局地址池和定義的地址范圍的訪問(wèn)列表。7.1.9配置PAT，7.1.10驗(yàn)證NAT，7.2.1路

7、由熱備份，HSRP是思科的專有協(xié)議。將多臺(tái)路由器組成一個(gè)“熱備份組”，形成一臺(tái)虛擬路由器。該組中只有一臺(tái)路由器處于活動(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。如果活動(dòng)路由器出現(xiàn)故障，備用路由器將成為活動(dòng)路由器。從網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)的角度來(lái)看，網(wǎng)關(guān)沒(méi)有改變。HSRP路由器使用Hello數(shù)據(jù)包來(lái)監(jiān)聽彼此的存在。當(dāng)路由器長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有收到Hello數(shù)據(jù)包時(shí)，就認(rèn)為活動(dòng)路由器出現(xiàn)了故障，備用路由器將成為活動(dòng)路由器。HSRP協(xié)議使用優(yōu)先級(jí)來(lái)決定哪臺(tái)路由器成為活動(dòng)路由器。如果路由器的優(yōu)先級(jí)高于其他路由器，則該路由器將成為活動(dòng)路由器。路由器的默認(rèn)優(yōu)先級(jí)是100。一個(gè)組中最多有一臺(tái)活動(dòng)路由器和一臺(tái)備用路由器。7.2.2 HSRP、7.2.3

8、HSRP、路由器冗余、虛擬網(wǎng)關(guān)、主網(wǎng)關(guān)、備份網(wǎng)關(guān)、骨干網(wǎng)、7.2.4 HSRP組播報(bào)文，有三條組播報(bào)文由HSRP路由器發(fā)送。Hello: Hello消息通知其他路由器發(fā)送路由器的HSRP優(yōu)先級(jí)和狀態(tài)信息，默認(rèn)情況下，HSRP路由器每隔3s發(fā)送一條Hello消息；當(dāng)備用路由器成為活動(dòng)路由器時(shí)，Coup:會(huì)發(fā)送一條Coup消息。當(dāng)活動(dòng)路由器即將關(guān)閉或具有更高優(yōu)先級(jí)的路由器發(fā)送Hello消息時(shí)，辭職：主動(dòng)發(fā)送辭職消息。7.2.5 HSRP狀態(tài)，HSRP路由器有以下六種狀態(tài)。最初： HSRP在HSRP開始時(shí)的狀態(tài)。HSRP尚未運(yùn)行，這通常是在配置更改或界面剛剛啟動(dòng)時(shí)進(jìn)入的；Learn:路由器已獲得虛擬

9、IP地址，但它既不是活動(dòng)路由器，也不是備用路由器。它一直在監(jiān)聽從活動(dòng)路由器和備用路由器發(fā)送的Hello消息。列表：路由器正在偵聽Hello消息；在這種狀態(tài)下，路由器定期發(fā)送Hello消息，并主動(dòng)參與主動(dòng)路由器或備用路由器的選舉；待機(jī)：當(dāng)活動(dòng)路由器出現(xiàn)故障時(shí)，路由器準(zhǔn)備接管數(shù)據(jù)傳輸功能；Active:路由器執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸功能。HSRP配置步驟選擇一個(gè)虛擬地址作為HSRP地址來(lái)確定主路由器，并將該路由器的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為至少101。配置主路由器的跟蹤以配置備用路由器(與主路由器上的大致相同)，7.2.6。配置HSRP，備用組號(hào)IP虛擬IP，備用組號(hào)優(yōu)先級(jí)備用組號(hào)搶占，備用組號(hào)跟蹤接口號(hào)開銷，7.2.7

10、VRRP，VRRP的工作原理與HSRP非常相似，但VRRP是一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，允許它在不同制造商的設(shè)備之間運(yùn)行。VRRP虛擬網(wǎng)關(guān)的地址可以與接口上的地址相同，VRRP的接口只有三種狀態(tài)：初始化、主和備份。在VRRP只有一個(gè)信息。7.2.8配置VRRP。VRRP的港口跟蹤與HARP有些不同。在全局配置模式下在VRRP配置跟蹤目標(biāo)之前，有必要對(duì)其進(jìn)行定義。這里定義的目標(biāo)是100是f1/0接口。HSRP的配置步驟與HSRP基本相同。這里不再重復(fù)這些步驟。7.3.1負(fù)載均衡，可以實(shí)現(xiàn)HSRP和VRRP。Glbp(網(wǎng)關(guān)負(fù)載平衡協(xié)議)也是思科的專有協(xié)議，它不僅提供冗余網(wǎng)關(guān)功能，還提供網(wǎng)關(guān)之間的負(fù)載平衡。BLB

11、P也是一個(gè)由多個(gè)路由器組成的組，并作為一個(gè)虛擬網(wǎng)關(guān)出現(xiàn)。GLBP選擇了AVG(虛擬網(wǎng)關(guān))，它不負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。AVG給一個(gè)虛擬網(wǎng)關(guān)分配多達(dá)四個(gè)MAC地址，當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)出ARP請(qǐng)求時(shí)，它用不同的MAC地址作出響應(yīng)，這樣計(jì)算機(jī)就可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到不同的路由器，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡。在GLBP，AVF (AVF虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器)實(shí)際上負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，而GLBP將控制glbp組中的哪臺(tái)路由器是具有哪個(gè)MAC地址的活動(dòng)路由器。7 . 3 . 2 AVG AVG GLBP的選舉與HRSP主動(dòng)路由器的選舉非常相似。優(yōu)先級(jí)最高的路由器成為avg，其次是備份AVG，其余路由器處于監(jiān)聽狀態(tài)。一個(gè)GLBP組只能有一個(gè)AVG和一個(gè)備份

12、AVG。主AVG失敗了，備用的AVG在上面。路由器可以是AVG，也可以是AVF。AVF是一些蘋果電腦的主動(dòng)路由器，也就是說(shuō)，如果一臺(tái)電腦向這臺(tái)電腦發(fā)送數(shù)據(jù)，它就會(huì)接收到。當(dāng)一個(gè)媒體訪問(wèn)控制的主動(dòng)路由器出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)AVF將成為該媒體訪問(wèn)控制的新的主動(dòng)路由器，從而實(shí)現(xiàn)冗余功能。GLBP的負(fù)載平衡策略可以簡(jiǎn)單地根據(jù)不同的主機(jī)進(jìn)行輪詢，也可以根據(jù)路由器的重量進(jìn)行平衡。默認(rèn)值是輪詢。7.3.4配置GLBP。默認(rèn)情況下，GLBP的負(fù)載平衡策略是輪詢，這可以通過(guò)使用界面下的命令“glbp 1負(fù)載平衡”來(lái)修改。有以下選項(xiàng)：根據(jù)不同主機(jī)的源媒體訪問(wèn)控制地址，主機(jī)相關(guān)的：平衡；輪詢模式，即每次響應(yīng)一個(gè)ARP

13、請(qǐng)求時(shí)，輪換一個(gè)地址；加權(quán)：是根據(jù)路由器的權(quán)重分配的，權(quán)重越高，分配的可能性越大。7.4.1配置DHCP，DHCP配置步驟，-啟動(dòng)DHCP服務(wù)，-關(guān)閉DHCP沖突日志，-定義地址池，-由DHCP服務(wù)器分配的網(wǎng)絡(luò)和掩碼，-域名，-默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，此地址應(yīng)與連接到相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的路由器的以太網(wǎng)端口地址相同，-排除的地址段，-定義租用期，-TFTP服務(wù)器，-DNS服務(wù)器，-WI 7.4.2配置DHCP，7.4.3配置DHCP中繼，-配置幫助地址，配置DHCP中繼，路由器不能轉(zhuǎn)發(fā)55的廣播地址我們不可能在每個(gè)網(wǎng)段都安裝這樣的服務(wù)器，所以使用思科ios幫助地址功能是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。通過(guò)使用

14、幫助地址，路由器可以配置為接受對(duì)UDP服務(wù)的廣播請(qǐng)求，然后通過(guò)單播將請(qǐng)求發(fā)送到特定的IP，或者通過(guò)定向廣播發(fā)送到特定的網(wǎng)段，這稱為中繼。7.5.1深入到STP，交換環(huán)路會(huì)帶來(lái)三個(gè)問(wèn)題：廣播風(fēng)暴、同一幀的多份拷貝和不穩(wěn)定的交換CAM表，STP可以解決。STP的基本思想是阻塞一些交換機(jī)接口，并建立一個(gè)沒(méi)有環(huán)路的轉(zhuǎn)發(fā)樹。STP使用BPDU與其他交換機(jī)通信，以確定哪個(gè)交換機(jī)應(yīng)該使用哪個(gè)接口。STP重新收斂需要很長(zhǎng)時(shí)間，通常需要3050秒。為了減少這一時(shí)間，引入了上行鏈路和反向鏈路，RSTR從根本上改進(jìn)了STP，形成了新的協(xié)議，從而減少了收斂時(shí)間。此外，PVST和MST協(xié)議是STP的改進(jìn)。7.5.2深入

15、到STP，為了在網(wǎng)絡(luò)中形成無(wú)環(huán)路拓?fù)?，網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)應(yīng)該經(jīng)過(guò)以下三個(gè)步驟：a .選擇根橋b .選擇根端口c .在這些步驟中選擇指定的端口，哪臺(tái)交換機(jī)能夠勝出取決于以下因素：最低根橋標(biāo)識(shí)、最低根開銷、最低發(fā)送方橋標(biāo)識(shí)、最低發(fā)送方端口標(biāo)識(shí)。7.5.3深入到STP，每臺(tái)交換機(jī)都有一個(gè)唯一的端口。橋優(yōu)先級(jí)是一個(gè)2字節(jié)的數(shù)字，交換機(jī)的默認(rèn)優(yōu)先級(jí)是3277媒體訪問(wèn)控制地址是交換機(jī)的媒體訪問(wèn)控制地址。網(wǎng)橋標(biāo)識(shí)最低的交換機(jī)是根網(wǎng)橋。根橋上的接口都是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的指定端口。選擇根橋后，其他交換機(jī)成為非根橋。每個(gè)非根橋都應(yīng)該選擇一條根路徑到達(dá)根橋。STP使用路徑開銷來(lái)確定到達(dá)根橋的最佳路徑，開銷值最低的路徑為根路徑

16、，接口為根端口；如果成本值相同，則根端口根據(jù)選舉順序進(jìn)行選舉，根端口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。交換機(jī)的其他接口也需要決定是指定端口還是阻塞端口，交換機(jī)將根據(jù)上述四個(gè)因素進(jìn)一步競(jìng)爭(zhēng)。指定端口用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，其他接口將被阻塞，因此網(wǎng)絡(luò)將建立一個(gè)沒(méi)有環(huán)路的轉(zhuǎn)發(fā)樹。7 . 5 . 4 PVST PVST:當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上有多個(gè)虛擬局域網(wǎng)時(shí)，PVST將為每個(gè)VLAN建立一個(gè)STP樹，其優(yōu)點(diǎn)是可以獨(dú)立控制哪些接口應(yīng)該為每個(gè)VLAN轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡。缺點(diǎn)是如果VLAN的數(shù)量很大，就會(huì)給交換機(jī)帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)。思科交換機(jī)的默認(rèn)模式是PVST。7.5.5 STP特性、Portfast、Uplinkfast、backbone fast:STP的收斂時(shí)間通常需要3050秒，因此有一些改進(jìn)措施來(lái)減少收斂時(shí)間。Portfast的功能使以太網(wǎng)接口一有設(shè)備接入就進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，這非常適合于只有沒(méi)有運(yùn)行STP的計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備連接到接口的情況。Uplikfast通常用于接入層交換機(jī)。當(dāng)連接到主干交換機(jī)的主鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，可以立即切換到備用鏈路，而無(wú)需30秒