免费第七章 常用网络协议配置.ppt

1、第七章通用网络协议配置同民，本章要求本章是整个企业网络建设的核心，要求学生掌握本章所涉及的全部知识点，内容包括：7.1网络地址转换技术7.2路由热备份7.3负载均衡7.4 DHCP 7.5 STP 7.6 QOS 7.7策略路由，7.1.1网络地址转换技术，网络地址转换是一种接入广域网的技术，它是一种将私有(保留)地址转换为合法IP地址的转换技术。它广泛应用于各种类型的互联网接入方式和网络。原因很简单。NAT不仅完美地解决了lP地址不足的问题，而且有效地避免了来自网络外部的攻击，隐藏和保护了网络内部的计算机。尽管网络地址转换可以在一些代理服务器的帮助下实现，但考虑到计算成本和网络性能，它通常在

2、路由器上实现。7.1.2网络地址转换的实现。网络地址转换可以静态或动态配置。静态NAT将内部本地地址映射到全局或公共地址。这种映射确保特定的内部本地地址总是与同一公共地址相关联。静态网络地址转换确保外部设备始终可以到达内部设备。例如，网络服务器和文件传输协议服务器对外开放。动态网络地址转换使用一个可用的互联网公共地址池，然后将地址池中的地址分配给内部本地地址。动态NAT将公共地址池中第一个可用的IP地址分配给内部设备。该主机在整个会话中使用分配的全局IP地址。当会话结束时，外部全局地址由地址池回收，供另一台主机使用。用于连接内部主机的地址是内部本地地址。分配给组织的公共地址称为内部全局地址。内

3、部全局地址有时用作边界路由器外部接口的地址。NAT路由器维护一个包含每个地址对列表的表，通过该表管理内部本地地址和内部全局地址之间的转换。7.1.3网络地址转换配置过程，当配置静态网络地址转换或动态网络地址转换时：列出所有需要固定外部地址的服务器。确定需要转换的内部主机。确定哪些接口发送内部通信。这些接口变成了内部接口。确定哪个接口向互联网发送流量。该接口成为外部接口。确定可用公共地址的范围。配置静态NAT 1。确定外部用户应该使用哪个公共IP地址来访问内部设备/服务器。对于静态网络地址转换，管理员倾向于在地址范围的开头或结尾使用地址。将内部(即私有)地址转换为公共地址。2.配置内部和外部接口

4、。7.1.4配置静态网络地址转换，7.1.5配置动态网络地址转换，以及配置动态网络地址转换1。确定可用的公共IP地址池。2.创建一个访问控制列表(ACL)来标识需要转换的主机。3.将接口指定为内部接口或外部接口。4.将访问列表与地址池相关联。配置动态网络地址转换时，使用标准访问控制列表非常重要。标准ACL用于指定需要转换的主机范围。这可以通过允许或拒绝声明来实现。一个ACL可以包含一个完整的网络、一个子网或仅一个特定的主机。ACL只能包含一行或多行允许和拒绝语句。7.1.6配置动态NAT和7.1.7配置PAT。动态网络地址转换的一种常见变体是端口地址转换，也称为网络地址转换过载。PAT动态地将

5、多个内部本地地址转换成一个公共地址。当源主机向目标主机发送消息时，IP地址和端口号一起用于跟踪每个会话。在PAT中，网关路由器将本地源地址和端口号转换为全局IP地址和大于1024的唯一端口号。路由器中的表格列出了转换为外部地址的内部IP地址和端口号组合。尽管每台主机转换为相同的全局IP地址，但与每个会话相关联的端口号是唯一的。由于有超过64，000个端口可用，路由器不太可能会用完地址。PAT功能可用于企业网络和家庭网络。PAT内置于集成路由器中，默认情况下是启用的。，7.1.8配置自动测试，配置自动测试和网络地址转换所需的基本步骤和命令是相同的。然而，PAT不是被转换成地址池，而是被转换成单个

6、地址。以下命令可以将内部地址转换为串行接口的IP地址：源列表1中的IP NAT接口串行0/0/0过载以下命令可以验证NAT和PAT的功能。显示ip nat转换此命令显示活动的转换。如果不使用转换，它将在一段时间后超时。静态网络地址转换条目将永久保留在表中。动态网络地址转换条目要求主机在位于网络外部的目标上执行一些操作。如果配置正确，简单的ping或跟踪命令将在NAT表中创建一个条目。显示ip nat统计信息此命令显示转换统计信息，包括使用的地址数量以及成功和失败的数量。该命令的输出包含指定内部地址、全局地址池和定义的地址范围的访问列表。7.1.9配置PAT，7.1.10验证NAT，7.2.1路

7、由热备份，HSRP是思科的专有协议。将多台路由器组成一个“热备份组”，形成一台虚拟路由器。该组中只有一台路由器处于活动状态，转发数据包。如果活动路由器出现故障，备用路由器将成为活动路由器。从网络中主机的角度来看，网关没有改变。HSRP路由器使用Hello数据包来监听彼此的存在。当路由器长时间没有收到Hello数据包时，就认为活动路由器出现了故障，备用路由器将成为活动路由器。HSRP协议使用优先级来决定哪台路由器成为活动路由器。如果路由器的优先级高于其他路由器，则该路由器将成为活动路由器。路由器的默认优先级是100。一个组中最多有一台活动路由器和一台备用路由器。7.2.2 HSRP、7.2.3

8、HSRP、路由器冗余、虚拟网关、主网关、备份网关、骨干网、7.2.4 HSRP组播报文，有三条组播报文由HSRP路由器发送。Hello: Hello消息通知其他路由器发送路由器的HSRP优先级和状态信息，默认情况下，HSRP路由器每隔3s发送一条Hello消息；当备用路由器成为活动路由器时，Coup:会发送一条Coup消息。当活动路由器即将关闭或具有更高优先级的路由器发送Hello消息时，辞职：主动发送辞职消息。7.2.5 HSRP状态，HSRP路由器有以下六种状态。最初： HSRP在HSRP开始时的状态。HSRP尚未运行，这通常是在配置更改或界面刚刚启动时进入的；Learn:路由器已获得虚拟

9、IP地址，但它既不是活动路由器，也不是备用路由器。它一直在监听从活动路由器和备用路由器发送的Hello消息。列表：路由器正在侦听Hello消息；在这种状态下，路由器定期发送Hello消息，并主动参与主动路由器或备用路由器的选举；待机：当活动路由器出现故障时，路由器准备接管数据传输功能；Active:路由器执行数据传输功能。HSRP配置步骤选择一个虚拟地址作为HSRP地址来确定主路由器，并将该路由器的优先级设置为至少101。配置主路由器的跟踪以配置备用路由器(与主路由器上的大致相同)，7.2.6。配置HSRP，备用组号IP虚拟IP，备用组号优先级备用组号抢占，备用组号跟踪接口号开销，7.2.7

10、VRRP，VRRP的工作原理与HSRP非常相似，但VRRP是一个国际标准，允许它在不同制造商的设备之间运行。VRRP虚拟网关的地址可以与接口上的地址相同，VRRP的接口只有三种状态：初始化、主和备份。在VRRP只有一个信息。7.2.8配置VRRP。VRRP的港口跟踪与HARP有些不同。在全局配置模式下在VRRP配置跟踪目标之前，有必要对其进行定义。这里定义的目标是100是f1/0接口。HSRP的配置步骤与HSRP基本相同。这里不再重复这些步骤。7.3.1负载均衡，可以实现HSRP和VRRP。Glbp(网关负载平衡协议)也是思科的专有协议，它不仅提供冗余网关功能，还提供网关之间的负载平衡。BLB

11、P也是一个由多个路由器组成的组，并作为一个虚拟网关出现。GLBP选择了AVG(虚拟网关)，它不负责转发数据。AVG给一个虚拟网关分配多达四个MAC地址，当计算机发出ARP请求时，它用不同的MAC地址作出响应，这样计算机就可以将数据发送到不同的路由器，从而实现负载平衡。在GLBP，AVF (AVF虚拟转发器)实际上负责转发数据，而GLBP将控制glbp组中的哪台路由器是具有哪个MAC地址的活动路由器。7 . 3 . 2 AVG AVG GLBP的选举与HRSP主动路由器的选举非常相似。优先级最高的路由器成为avg，其次是备份AVG，其余路由器处于监听状态。一个GLBP组只能有一个AVG和一个备份

12、AVG。主AVG失败了，备用的AVG在上面。路由器可以是AVG，也可以是AVF。AVF是一些苹果电脑的主动路由器，也就是说，如果一台电脑向这台电脑发送数据，它就会接收到。当一个媒体访问控制的主动路由器出现故障时，另一个AVF将成为该媒体访问控制的新的主动路由器，从而实现冗余功能。GLBP的负载平衡策略可以简单地根据不同的主机进行轮询，也可以根据路由器的重量进行平衡。默认值是轮询。7.3.4配置GLBP。默认情况下，GLBP的负载平衡策略是轮询，这可以通过使用界面下的命令“glbp 1负载平衡”来修改。有以下选项：根据不同主机的源媒体访问控制地址，主机相关的：平衡；轮询模式，即每次响应一个ARP

13、请求时，轮换一个地址；加权：是根据路由器的权重分配的，权重越高，分配的可能性越大。7.4.1配置DHCP，DHCP配置步骤，-启动DHCP服务，-关闭DHCP冲突日志，-定义地址池，-由DHCP服务器分配的网络和掩码，-域名，-默认网关，此地址应与连接到相应网络的路由器的以太网端口地址相同，-排除的地址段，-定义租用期，-TFTP服务器，-DNS服务器，-WI 7.4.2配置DHCP，7.4.3配置DHCP中继，-配置帮助地址，配置DHCP中继，路由器不能转发55的广播地址我们不可能在每个网段都安装这样的服务器，所以使用思科ios帮助地址功能是一个不错的选择。通过使用

14、帮助地址，路由器可以配置为接受对UDP服务的广播请求，然后通过单播将请求发送到特定的IP，或者通过定向广播发送到特定的网段，这称为中继。7.5.1深入到STP，交换环路会带来三个问题：广播风暴、同一帧的多份拷贝和不稳定的交换CAM表，STP可以解决。STP的基本思想是阻塞一些交换机接口，并建立一个没有环路的转发树。STP使用BPDU与其他交换机通信，以确定哪个交换机应该使用哪个接口。STP重新收敛需要很长时间，通常需要3050秒。为了减少这一时间，引入了上行链路和反向链路，RSTR从根本上改进了STP，形成了新的协议，从而减少了收敛时间。此外，PVST和MST协议是STP的改进。7.5.2深入

15、到STP，为了在网络中形成无环路拓扑，网络中的交换机应该经过以下三个步骤：a .选择根桥b .选择根端口c .在这些步骤中选择指定的端口，哪台交换机能够胜出取决于以下因素：最低根桥标识、最低根开销、最低发送方桥标识、最低发送方端口标识。7.5.3深入到STP，每台交换机都有一个唯一的端口。桥优先级是一个2字节的数字，交换机的默认优先级是3277媒体访问控制地址是交换机的媒体访问控制地址。网桥标识最低的交换机是根网桥。根桥上的接口都是转发数据包的指定端口。选择根桥后，其他交换机成为非根桥。每个非根桥都应该选择一条根路径到达根桥。STP使用路径开销来确定到达根桥的最佳路径，开销值最低的路径为根路径

16、，接口为根端口；如果成本值相同，则根端口根据选举顺序进行选举，根端口转发数据。交换机的其他接口也需要决定是指定端口还是阻塞端口，交换机将根据上述四个因素进一步竞争。指定端口用于转发数据，其他接口将被阻塞，因此网络将建立一个没有环路的转发树。7 . 5 . 4 PVST PVST:当网络上有多个虚拟局域网时，PVST将为每个VLAN建立一个STP树，其优点是可以独立控制哪些接口应该为每个VLAN转发数据，从而实现负载平衡。缺点是如果VLAN的数量很大，就会给交换机带来沉重的负担。思科交换机的默认模式是PVST。7.5.5 STP特性、Portfast、Uplinkfast、backbone fast:STP的收敛时间通常需要3050秒，因此有一些改进措施来减少收敛时间。Portfast的功能使以太网接口一有设备接入就进入转发状态，这非常适合于只有没有运行STP的计算机或其他设备连接到接口的情况。Uplikfast通常用于接入层交换机。当连接到主干交换机的主链路出现故障时，可以立即切换到备用链路，而无需30秒