CCNA课件 第十四章 广域网协议

1、第十四章,广域网,广域网简介,WAN是覆盖地理范围相对较为广阔的数据通信网络,它一般是利用公共载体(比如电信公司)提供的设备进行传输.WAN技术运行在OSI的最下2层。,广域网术语,1.客户前端设备(customer premises equipment,CPE) 2.分界点(demarcation point) 3.本地回路(local loop) 4.CO/pop 5.toll network,WAN 连接类型,WAN 可以使用许多不同的连接类型 1 租用线路： 租用线路典型地指点到点连接或专线连接。 2 电路交换 ：电路交换的最大优势就是成本低。在端到端连接之前不能传输数据。电路交换使用

2、拨号调制解调或ISDN，用于低带宽数据传输。 3 包交换 ：允许和其他公司共享带宽以节省资金。如果需要经常传输数据，则不要考虑这种类型，应当使用租用线路。,WAN 连接类型,电路交换,包交换,WAN支持的一些技术,1.帧中继(frame relay):一种包交换的技术,高性能,运行在OSI的最下2层即物理层和数据链路层.它其实是X.25技术的简化版本,省略了X.25技术的一些功能比如窗口技术和数据重发功能,这是因为帧中继工作在性能更好的WAN设备上;而且它比X.25有更好的传输效率,速度可以从64Kbps达到T3的45Mbps.它还提供带宽的动态分配和拥塞控制功能 2.异步传输模式(Async

3、hronous Transfer Mode,ATM):国际电信联盟电信标准委员会(ITU-T)制定的信元(cell)中继续标准.ATM使用固定长度的53字节长的信元方式进行传输,ATM网络的面向连接的,WAN支持的一些技术,3.数字用户线路(Digital subscriber line,DSL) 4.高级数据链路控制(High-Level Data-Link Control,HDLC):这个是由IBM创建的同步数据链路控制(Synchronous Data Link Control,SDLC)衍生而来的.工作在OSI参考模型的数据链路层.相比LAPB,HDLC成本较低.HDLC不会把多种网络

4、层的协议封装在同1个连接上.各个厂商的HDLC都有他自己鉴定网络层协议的方式,所以各个厂商的HDLC是不同的,私有化的,WAN支持的一些技术,5.点对点协议(Point-to-Point Protocol,PPP):1种工业标准(industry-standard)协议.因为各个厂商的HDLC私有,所以PPP可以用在不同厂商的设备之间的连接.PPP使用网络控制协议(Network Control Protocol,NCP)来验证上层的OSI参考模型的网络层协议。 6. PPPoE(Point to Point Protocol over Ethernet):将ppp帧封装在以太帧内，常用于AD

5、SL服务。 7.MPLS(MultiProtocol Label Switching)：为每个数据包提供一个标记，并使用该标记转发数据包。,ADSL,HDLC高级数据链路控制协议,HDLC 是流行的ISO 标准、面向位的数据链路层协议。它使用帧特性和效验和规定数据在同步串行数据链路上封装的方法。HDLC是一种用于租用线路的点到点协议。 在面向字节协议中，用整个字节对控制信息进行编码。HDLC不使用验证(authentication),HDLC,HDLC是Cisco同步串行连接中默认的封装格式.当然,Cisco的HDLC是私有的,即不能和其他厂商的HDLC相互通信.而且各个厂商的HDLC均是私有

6、的.来看看Cisco的HDLC和HDLC的帧的格式,如图:,点到点协议,PPP是OSI参考模型层2协议,可以使用在异步串行连接比如拨号(dial-up)或者同步串行连接比如ISDN上.它使用链路控制协议(Link Control Protocol,LCP)来建立和保持连接.PPP的主要目的是通过数据链路层点对点的传输OSI参考模型层3数据包.来看下PPP的协议栈,如图:,PPP,PPP的4个组件如上图.注意PPP的协议栈只定义在OSI参考模型的层1和层2.NCP用于建立和配置多种网络层协议.PPP允许采用多种网络层协议.PPP可以工作在任何DCE/DTE接口比如EIA/TIA-323-C(以前

7、为RS-232-C),ITU-T(原CCITT)V.35等.唯一要求是必须提供全双工线路,PPP 包含的主要组件,EIA/TIA-232-C 、V.24 、V.35V 和ISDN：串行通信的物理层国际标准。 LCP ：一种建立、配置、维护和结束点到点连接的方法。 NCP ：一种建立和配置不同网络层协议的方法。设计允许同时使用多个网络层协议。,链路控制协议配置选项,LCP提供不同的PPP封装选项包括:1.验证:用于验证呼叫方身份,包括PAP和CHAP2种方法2.压缩(compression):压缩数据,增加连接吞吐量.在接收方解压缩3.错误检测(error detection):使用Qualit

8、y和Magic Number来保证可靠数据可靠性4.多连接(multilink):从IOS版本11.1开始,Cisco的router就支持多连接.这个使得多个单独的物理路径看上去像1条3层逻辑路径5.PPP回叫信号(PPP callback):使用了callback以后,客户端连接远端并进行验证.验证完成后,远端将终止连接,然后重新初始化连接,PPP 会话建立,PPP连接的3个阶段:1.连接建立阶段：每个PPP 设备发送LCP 包来配置和测试连路2.验证阶段：如果配置了认证，在认证链路时可以使用CHAP 或P AP。认证发生在读取网络层协议信息之前。 3.网络层协议配置阶段在网络层数据包进行交

9、换前,LCP先打开连接,并协调和配置参数.LCP允许有1个可选的链路质量检测阶段,在这1阶段,通过检测链路来决定链路是否满足网络层协议的要求,这1阶段是可选的.LCP完成链路质量检测后,网络层协议通过NCP进行单独的配置,PPP 认证方法,PPP 链路可以使用两种认证方法： 1.密码验证协议(Password Authentication Protocol,PAP):PAP是2种验证方法中比较不安全的1种.密码使用明文(clear text)的方式发送.PAP只在初始化连接的时候执行.当PPP连接完成后,远端节点发回源router的用户名和密码直到验证被确认 2.挑战握手验证协议(Challe

10、nge Handshake Authentication Protocol,CHAP):用于初始化连接的时候,周期性对连接进行检查保证通信方没有改变被替换.当初始化连接的阶段完成后.本地router发送个挑战请求给远端设备.然后远端设备发送回1个用MD5方式加密的值给发送方.如果值不匹配,连接将立即被终止,在Cisco 路由器上配置PPP,Router#config t Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#int s0 Router(config-if)#encapsulatio

11、n ppp Router(config-if)#Z Router#,既然是配置PPP连接,那就要在2个接口上都进行定义封装格式为PPP,配置PPP 认证,将串行接口配置为支持PPP 封装后，可以使用PPP 在路由器之间配置认证。 Router#config t Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#hostname RouterA RouterA(config)#username RouterB password 12345 当使用hostname 命令时，要记住用户名是连接你本地

12、路由器的远程路由器的主机名。而且2端配置的密码必须一样.因为是明文密码,可以使用show running-config来查看密码;可以使用service password-encryption来加密密码 当设置了主机名、用户名和口令后，选择认证类型、CHAP和PAP： RouterA#config t Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. RouterA(config)#int s0 RouterA(config-if)#ppp authentication chap pap RouterA(config-if

13、)#Z RouterA#,验证PPP 封装,使用show interface命令来验证,如下:Noco#sh int s0Serial0 is up, line protocol is up(略)Encapsulation PPP, loopback not set, keepalive set (10 sec)LCP Open(略)使用debug ppp authentication命令来验证PPP的验证配置信息,Frame Relay,在过去十多年里,帧中继已经成为1种最流行的WAN服务了.它实际上是起源于X.25技术.但是之前我们说过,和X.25技术相比,它省略了窗口技术和数据重传功能.

14、帧中继对应OSI参考模型的最下2层;而X.25还提供有第三层即网络层的服务.因而,帧中继比X.25拥有更好的性能和传输效率。,Frame Relay,帧中继不提供纠错机制. 帧中继节点在检测到错误时只是丢弃数据包，而不发出任何通知。 帧中继在单个物理电路上提供多个逻辑连接。,帧中继,专线与帧中继,帧中继之前,帧中继之后,帧中继的一些术语,1.访问速率(access rate):每个帧中继接口可以传输的最大带宽 2.约定信息速率(committed information rate,CIR):正常情况下,帧中继网络传输数据的速率,它是在最小单位时间内的传输数据平均值,单位为bps 3.约定突发速

15、率(committed burst rate,CBR):表示帧中继网络可通过的数据最大的传输速率,单位是bps,帧中继封装类型,当在Cisco 路由器上配置帧中继时，需要在串行接口上将帧中继指定为一种封装。 RouterA(config)#int s0 RouterA(config-if)#encapsulation frame-relay ? ietf Use RFC1490/RFC2427 encapsulation 除非手的输入ietf，否则默认的封装是Cisco，而且连接两个Cisco 设备时使用Cisco 注意,帧中继连接设备的2端必须使用相同的封装类型,虚电路,两个 DTE 之间通

16、过帧中继网络实现的连接叫做虚电路 (VC)。 1.交换式虚电路(switched virtual circuit,SVC):是1种临时连接.它只在DTE设备之间需要跨越帧中继网络传输突发性数据的时候使用. 2.永久性虚电路(permanent virtual circuit,PVC):为了可以持续的传输数据,帧中继在DTE设备之间建立1条永久性的连接,这就是永久性虚电路.,DLCI,虚电路是以 DLCI 标识的。DLCI 值通常由帧中继服务提供商（例如电话公司）分配。 帧中继 DLCI 仅具有本地意义。 DLCI 0 到 15 和 1008 到 1023 留作特殊用途。 服务提供商分配的 DL

17、CI 范围通常为 16 到 1007。,帧中继地址映射,动态映射- 反转ARP 逆向地址解析协议 (IARP) 从第 2 层地址中获取其它站点的第 3 层地址。 静态映射- frame-relay map protocol protocol-address dlci broadcast ietf mand,帧中继地址映射,LMI 是一种 keepalive（保持连接）的机制，提供路由器 (DTE) 和帧中继交换机 (DCE) 之间的帧中继连接的状态信息。终端设备每 10 秒（或大概如此）轮询一次网络。 Cisco 路由器支持以下三种 LMI： Cisco Ansi q933a 配置命令如下：

18、frame-relay lmi-type cisco | ansi | q933a,LMI的三种状态,router的定义了封装类型为帧中继的接口从服务提供商的帧中继switch接收和更新虚电路的状态.3种不同的状态: 1.活跃(active)状态 2.非活跃(inactive)状态 3.删除(deleted)状态,FrameRelayCongestionControl,帧中继的帧中3种拥塞位和它们的含义:1.丢弃合格 (DiscardEligibility,DE):在网络发生拥塞状态后,首先将丢弃那些设置了DE位的帧2.向前显式拥塞通知(ForwardExplicitCongestionNot

19、ification,FECN):长度为1位.当它被设置为1的时候,说明帧在从源地址到目标地址的相反方向的传输线路上出现了拥塞3.向后显式拥塞通知(BackwardExplicitCongestionNotification,BECN):长度为1位.当它被设置为1的时候,说明帧在从源地址到目标地址的传输线路出现了拥塞,FrameRelayImplementationandMonitoring,假设你的物理接口只有1条PVC,而且分配给你的DLCI为101,看下router的配置,如下:RouterA(config)#ints0/0RouterA(config-if)#encapframe-relayRouterA(config-if)#ipaddress172.16.20.1255.255.255.0RouterA(config-if)#frame-relaylmi-typeansiRou