第 6 章广域网及其应用

第6章广域网及其应用 本章目标 了解WAN连接的类型 了解 了解PPP协议 了解 配置串行的HDLC协议 了解 配置PPP点到点连接和PPP身份验证 掌握 了解帧中继的基本理论 了解 配置帧中继地址的映射 掌握 配置帧中继的连接 掌握 了解ISDN的基本知识 了解 配置ISDN交换机类型 掌握 建立ISDNBRI的呼叫 掌握 建立ISDNDDR的呼叫 掌握 授课重点 配置PPP点到点连接和PPP身份验证配置帧中继的连接建立ISDNBRI的呼叫建立ISDNDDR的呼叫 授课方法 建议使用投影或分屏教室 先理论授课 后使用PacketTracer软件模拟 6 1WAN简介 广域网连接设备连接需求是根据用户的需求和花费而定的 6 1 1WAN连接类型 Layer1 6 1 2典型的WAN封装协议 Layer2 6 1 3WAN接入服务提供商 用户与网络接入示意图 6 2建立串行点到点连接 6 2 1HDLC帧结构 6 2 2配置HDLC封装 Router config if encapsulationhdlc 执行HDLC的封装HDLC是串行接口的默认的封装协议 HDLC 续 HDLC 是在同步数据链路控制封装协议发展而来的数据链路层协议 HDLC是CISCO串行线路的缺省封装协议 只允许CISCO专用设备的连接 与其他的供应商的设备不兼容 如果与没有运行CISOCIOS的设备连接应当使用PPP PPP协议作用 能够控制数据链路的建立 能够对广域网的IP地址进行分配和管理 允许同时采用多种网络层路由协议 能够配置和测试数据链路 能够有效进行错误检测 在80年代末 人们在串行线路协议 SLIP 基础上开发PPP协议来解决远程互联网连接的问题 6 3 PPP协议 续 链路的建立和控制在LCP层完成PPP协议的NCP层支持多协议封装 6 3 1PPP协议组成 6 3 2PPP身份验证 两个认证协议 PAP和CHAP 6 3 2PPP身份验证 PAP 密码用明文传递双方两次握手建立连接 6 3 2PPP身份验证 CHAP 用户名和口令不在网络上传输三次握手完成认证过程 单向CHAP验证 RemoteuserJohn RunPPP UseCHAP Response Acceptorreject Challenge Requestforchallenge Localuserdatabase Name johnPassword urbiz 单向CHAP认证 第一步拔号者发起CHAP呼叫 766 1 3640 1 Userdialsin pppauthenticationCHAPLCP协商CHAP认证方式和MD5算法 第二步向拔号者发送挑战信息 01 random 3640 1 id Userdialsin 766 1 3640 1 1 建立挑战数据包 随机数 认证名 2 将序列号保存在访问服务器中 3 向呼叫方发送挑战数据包 第三步拔号者处理挑战消息 MD5 hash 01 random 3640 1 id userpass3640 1pc1 Userdialsin 766 1 3640 1 拔号者处理CHAP挑战数据包 1 将序列号放入MD5散列生成器 2 将随机数放入MD5散列生成器 3 用访问服务器的认证名比较口令4 将密码放入MD5散列生成器 第四步拔号者向访问服务器发送挑战应答 01 02 random 3640 1 id id hash 766 1 userpass3640 1pc1 Userdialsin 766 1 3640 1 MD5 hash 发送应答包给访问服务器 第五步访问服务器检查拔号者发过来的应答数据包 01 02 random 3640 1 id id hash 766 1 userpass766 1pc1 userpass3640 1pc1 Userdialsin 766 1 3640 1 MD5 hash 第六步访问服务器向拔号者发送认证通过 失败的消息 01 02 03 random 3640 1 id id hash 766 1 id Welcomein userpass766 1pc1 userpass3640 1pc1 Userdialsin 766 1 3640 1 MD5 hash 6 3 3配置PPP 6 3 3配置PPP 续 Router config if encapsulationppp 启动PPP封装 6 3 3配置PPP 续 Router config hostnamename 给你的路由器指定一个主机名 Router config usernamenamepasswordpassword 指定一个认证路由器的用户名和密码 6 3 3配置PPP 续 Router config if pppauthentication chap chappap papchap pap 指定PAP或者CHAP认证 6 3 3配置CHAP实例 hostnameleftusernamerightpasswordsameone intserial0ipaddress10 0 1 1255 255 255 0encapsulationppppppauthenticationCHAP hostnamerightusernameleftpasswordsameone intserial0ipaddress10 0 1 2255 255 255 0encapsulationppppppauthenticationCHAP Leftrouter Rightrouter PSTN ISDN 6 3 4核实HDLC和PPP配置 Router showinterfaces0Serial0isup lineprotocolisupHardwareisHD64570Internetaddressis10 140 1 2 24MTU1500bytes BW1544Kbit DLY20000usec rely255 255 load1 255EncapsulationPPP loopbacknotset keepaliveset 10sec LCPOpenOpen IPCP CDPCPLastinput00 00 05 output00 00 05 outputhangneverLastclearingof showinterface countersneverQueueingstrategy fifoOutputqueue0 40 0drops inputqueue0 75 0drops5minuteinputrate0bits sec 0packets sec5minuteoutputrate0bits sec 0packets sec38021packetsinput 5656100bytes 0nobufferReceived23488broadcasts 0runts 0giants 0throttles0inputerrors 0CRC 0frame 0overrun 0ignored 0abort38097packetsoutput 2135697bytes 0underruns0outputerrors 0collisions 6045interfaceresets0outputbufferfailures 0outputbuffersswappedout482carriertransitionsDCD upDSR upDTR upRTS upCTS up 6 3 4核实HDLC和PPP配置 4d20h LINK 3 UPDOWN InterfaceSerial0 changedstatetoup4d20h Se0PPP Treatingconnectionasadedicatedline4d20h Se0PPP PhaseisAUTHENTICATING byboth4d20h Se0CHAP OCHALLENGEid2len28from left 4d20h Se0CHAP ICHALLENGEid3len28from right 4d20h Se0CHAP ORESPONSEid3len28from left 4d20h Se0CHAP IRESPONSEid2len28from right 4d20h Se0CHAP OSUCCESSid2len44d20h Se0CHAP ISUCCESSid3len44d20h dialerProtocolupforSe04d20h LINEPROTO 5 UPDOWN LineprotocolonInterfaceSerial0 changedstatetoup debugpppauthentication命令能够检验PPP验证的过程 Leftrouter Rightrouter ServiceProvider 作业 分组 根据实验机与学生数量确定实验小组利用以上所学知识完成 实验XHJC SY 004 16 文档中 实验名称为 PPP和CHAP认证的配置 中的相关练习 6 4帧中继 8 34 新华教育集团版权所有 6 4 1帧中继概念 帧中继 FrameRelay FR 技术是在OSI第二层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术 FrameRelay与OSI OSI参考模型 FrameRelay Physical Presentation Session Transport Network DataLink Application EIA TIA 232 EIA TIA 449 V 35 X 21 EIA TIA 530 FrameRelay IP IPX AppleTalk etc 6 4 2帧中继业务 帧中继网络提供的业务有两种 永久虚电路交换虚电路目前已建成的帧中继网络大多只提供永久虚电路业务 6 4 3帧中继的基本功能 帧中继在OSI第二层以简化的方式传送数据 仅完成物理层和链路层核心层的功能 智能化的终端设备把数据发送到链路层 并封装在LAPD帧结构中 实施以帧为单位的信息传送 网络不进行纠错 重发 流量控制等 帧不需要确认 就能够在每个交换机中直接通过 若网络检查出错误帧 直接将其丢弃 一些第二 三层的处理 如纠错 流量控制等 留给智能终端去处理 从而简化了节点机之间的处理过程 6 4 4帧中继承载业务的特点 全部控制平面的程序在逻辑上是分离的 第一层 物理层 的用户平面程序使用I 430 I 431建议 第二层 链路层 的用户平面程序使用Q 922建议的核心功能 能够对用户信息流量进行统计复用 并且可以保证在两个S或T参考点之间双向传送的业务数据单元的顺序 6 4 5帧中继的带宽管理 虚电路带宽控制网络容量配置 6 4 6帧中继的国际标准 ITU T标准ANSI标准帧中继论坛标准 6 4 7帧中继的寻址功能 帧中继术语 DTE 客户端设备 CPE 数据终端设备DCE 数据通信设备或数据电路端接设备虚电路 VC 通过为每一对DTE设备分配一个连接标识符 实现多个逻辑数据会话在同一条物理链路上进行多路复用 数字连接识别号 DLCI 用以识别在DTE和FR之间的逻辑虚拟电路 本地管理接口 LMI 是在DTE设备和FR之间的一种信令标准 它负责管理链路连接和保持设备间的状态 6 4 7帧中继的寻址功能 续 DLCI是从服务提供商那里得到的标识号映射网络地址到DLCI上 FrameRelay Cisco路由器支持的LMI标准 CiscoANSI DLCI 400 PVC Keepalive CSU DSU DLCI 500 PVC 10 1 1 1 x LMI500 Active400 Inactive FrameRelay和LMI类型 FrameRelayCloud 1 DLCI 100 DLCI 400 172 168 5 5 172 168 5 7 LMI类型 管理参数 CISco是其中的一种专用协议 另外还有ANSILMI类型 Q933ALMI类型 6 4 8拥塞控制 6 5配置帧中继 步骤 在接口上封装帧中继在全局方式下设置帧中继的静态映射 6 5在接口上封装帧中继 Router config if encapsulationframe relay 6 5设置帧中继的静态映射 Rel 11 2Router Rel 10 3Router interfaceSerial1ipaddress10 16 0 1255 255 255 0encapsulationframe relaybandwidth64 interfaceSerial1ipaddress10 16 0 2255 255 255 0encapsulationframe relaybandwidth64frame relaylmi typeansi HQ Branch 配置FrameRelay 6 6检验并排除帧中继连接故障 1 显示帧中继连接状态和连接信息showinterfaces0 02 显示LMI通信量统计数据showframe relaylmi3 显示帧中继连接和通信量的统计数据showframe relaypvc1004 显示帧中继连接映射的条目信息showframe relaymap5 排除帧中继故障debugframe relaylmi 查看FrameRelay信息 显示协议 DLCI 和LMI的相关信息 Router showinterfaces0Serial0isup lineprotocolisupHardwareisHD64570Internetaddressis10 140 1 2 24MTU1500bytes BW1544Kbit DLY20000usec rely255 255 load1 255EncapsulationFRAME RELAY loopbacknotset keepaliveset 10sec LMIenqsent19 LMIstatrecvd20 LMIupdrecvd0 DTELMIupLMIenqrecvd0 LMIstatsent0 LMIupdsent0LMIDLCI1023LMItypeisCISCOframerelayDTEFRSVCdisabled LAPFstatedownBroadcastqueue0 64 broadcastssent dropped8 0 interfacebroadcasts5Lastinput00 00 02 output00 00 02 outputhangneverLastclearingof showinterface countersneverQueueingstrategy fifoOutputqueue0 40 0drops inputqueue0 75 0drops 显示LMI信息 Router showframe relaylmiLMIStatisticsforinterfaceSerial0 FrameRelayDTE LMITYPE CISCOInvalidUnnumberedinfo0InvalidProtDisc0InvaliddummyCallRef0InvalidMsgType0InvalidStatusMessage0InvalidLockShift0InvalidInformationID0InvalidReportIELen0InvalidReportRequest0InvalidKeepIELen0NumStatusEnq Sent113100NumStatusmsgsRcvd113100NumUpdateStatusRcvd0NumStatusTimeouts0 查看FrameRelay信息 显示PVC数据通讯信息 查看FrameRelay信息 Router showframe relaypvc100PVCStatisticsforinterfaceSerial0 FrameRelayDTE DLCI 100 DLCIUSAGE LOCAL PVCSTATUS ACTIVE INTERFACE Serial0inputpkts28outputpkts10inbytes8398outbytes1198droppedpkts0inFECNpkts0inBECNpkts0outFECNpkts0outBECNpkts0inDEpkts0outDEpkts0outbcastpkts10outbcastbytes1198pvccreatetime00 03 46 lasttimepvcstatuschanged00 03 47 显示路由信息 Router showframe relaymapSerial0 up ip10 140 1 1dlci100 0 x64 0 x1840 dynamic broadcast statusdefined active 查看FrameRelay信息 显示LMI的调试信息 查看FrameRelay信息 Router debugFramelmiFrameRelayLMIdebuggingisonDisplayingallFrameRelayLMIdataRouter 1w2d Serial0 out StEnq myseq140 yourseen139 DTEup1w2d datagramstart 0 xE008EC datagramsize 131w2d FRencap 0 xFCF103091w2d 007501010103028C8B1w2d 1w2d Serial0 in Status myseq1401w2d RTIE1 length1 type11w2d KAIE3 length2 yourseq140 myseq1401w2d Serial0 out StEnq myseq141 yourseen140 DTEup1w2d datagramstart 0 xE008EC datagramsize 131w2d FRencap 0 xFCF103091w2d 007501010103028D8C1w2d 1w2d Serial0 in Status myseq1421w2d RTIE1 length1 type01w2d KAIE3 length2 yourseq142 myseq1421w2d PVCIE0 x7 length0 x6 dlci100 status0 x2 bw0 帧中继实例 FrameRelayCloud 2501 DLCI 200 DLCI 100 172 16 2 2 172 16 2 1 4000A 2503 S3 S1 S0 S0 实例 帧中继交换机CISCO4000 DCE frame relayswitchinginterfaceSerial1bandwidth64noipaddressencapsulationframe relayclockrate2000000frame relaylmi typeciscoframe relayintf typedceframe relayroute200interfaceSerial3100interfaceSerial3bandwidth64noipaddressencapsulationframe relaynoipmroute cacheclockrate2000000frame relaylmi typeciscoframe relayintf typedceframe relayroute100interfaceSerial1200 CISCO2503 DTE interfaceSerial0ipaddress172 16 2 1255 255 255 0encapsulationframe relayframe relayinterface dlci100frame relaylmi typeciscoframe relaymapip172 16 2 2100broadcast CISCO2501 DTE interfaceSerial0ipaddress172 16 2 2255 255 255 0encapsulationframe relayframe relayinterface dlci200frame relaylmi typeciscoframe relaymapip172 16 2 1200broadcast 6 7帧中继拓扑图的种类 帧中继 非广播 多点访问 6 8帧中继非广播多点访问 6 9用子接口解决帧中继NBMA可达性问题 6 10子接口的配置例子 6 10配置示例 续 A 10 17 0 1s0 2 B 配置点到点的子端口 实例 interfaceSerial0noipaddressencapsulationframe relay interfaceSerial0 2point to pointipaddress10 17 0 1255 255 255 0bandwidth64frame relayinterface dlci110 interfaceSerial0 3point to pointipaddress10 18 0 1255 255 255 0bandwidth64frame relayinterface dlci120 s0 310 18 0 1 C 10 17 0 2 10 18 0 2 DLCI 110 DLCI 120 配置点到点的子端口 DTE interfaceSerial0noipaddressencapsulationframe relayinterfaceSerial0 2point to pointipaddress10 17 0 1255 255 255 0bandwidth64frame relayinterface dlci110interfaceSerial0 3point to pointipaddress10 18 0 1255 255 255 0bandwidth64frame relayinterface dlci120 interfaceSerial2noipaddressencapsulationframe relay interfaceSerial2 2multipointipaddress10 17 0 1255 255 255 0bandwidth64frame relaymapip10 17 0 2120broadcastframe relaymapip10 17 0 3130broadcastframe relaymapip10 17 0 4140broadcast s2 1 10 17 0 2 24 s2 2 10 17 0 1 24 s2 1 10 17 0 4 24 s2 1 10 17 0 3 24 RTR1 B RTR3 RTR4 多点子端口配置举例 DLCI 120 DLCI 130 DLCI 140 多点子端口配置举例 interfaceSerial2noipaddressencapsulationframe relay interfaceSerial2 2multipointipaddress10 17 0 1255 255 255 0bandwidth64frame relaymapip10 17 0 2120broadcastframe relaymapip10 17 0 3130broadcastframe relaymapip10 17 0 4140broadcast 作业 分组 根据实验机与学生数量确定实验小组利用以上所学知识完成 实验XHJC SY 004 17 文档中 实验名称为 帧中继 中的相关练习 6 11ISDN技术简介 6 11 1优点分析 1 综合的通信业务2 传输质量高3 使用灵活方便4 上网速率可达128kbps 6 11 2缺点分析 1 速度相对于ADSL和LAN等接入方式来说 速度不够快 2 长时间在线费用会很高 3 设备费用并不便宜 6 11 3ISDN所用的标准 E系列标准I系列标准Q系列标准 6 11 4ISDN的功能组和参考点 ISDN的两种服务方式 补充 ISDN服务根据不同的信道数目分为 1 BRI BasiRateInterface 典型的ISDNBRI服务提供两个B信道和一个D信道 2B D 应用于小型企业或家庭 2 主速率接口 PRI PrimaryRateInterface 北美和日本 提供的ISDNPRI服务提供二十三个B信道和一个D信道 23B D 速率可达1 544Mbps 欧洲 提供的ISDNPRI服务提供三十个B信道和一个D信道 30B D 速率