WAN广域网技术
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- 逸玦 巫
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1 学习沉淀成长分享 WAN 红茶三杯 ( 朱 SIR) 微博 : Latest update:
2 课程目标 广域网基础 PPP FrameRelay
3 广域网基础 什么是广域网 广域网链路类型 常见的广域网封装
4 WAN 简介 为什么需要 WAN? 分区或分支机构的员工需要与总部通信并共享数据 组织经常需要与其它组织远距离共享信息 经常出差的员工需要访问公司网络信息
5 广域网链路类型 专线 电路交换 分组交换 VPN
6 广域网链路类型 专线 如 DDN E1 CE1 等 点到点的专有连接 ( 安全 高传输质量 ) 支持多种物理介质与物理接口标准 稳定可靠, 配置与维护简单 适合长时间的业务流量需求 ; 价格相对较高
7 广域网链路类型 分组交换 ( 包交换 ) 分组交换设备根据数据帧的二层地址来进行路径的选择 PVC 永久虚电路在交换开始时就已经建立了路由 SVC 交换虚电路根据需要建立 常见业务如 x.25 FrameRelay DCE or Frame Relay switch
8 广域网链路类型 电话交换 定义 : 由 SP 为企业远程网络节点间通信提供的临时数据传输通道, 其操作特性类似电话拨号技术 常见的如 ISDN,ADSL 逻辑连接持久有效, 按需拨号 传输介质主要为电话线, 也可以为光纤 带宽主要为 56Kbps,64Kbps,128Kbps,2Mbps 稳定性较差, 配置与维护较复杂
9 OSI WAN 操作主要集中在第 1 层和第 2 层上 物理层 (OSI 第 1 层 ) 协议描述连接通信服务提供商提供的服务所需的电气 机械 操作和功能特性 数据链路层 (OSI 第 2 层 ) 协议定义如何封装传向远程位置的数据以及最终数据帧的传输机制 Application Presentation Session Transport Layer Network Layer Data Link Physical WAN services Frame Relay, ATM, HDLC Electrical, mechanical, operational connections
10 WAN 物理层 WAN 物理层协议描述连接 WAN 服务所需的电气 机械 操作和功能特性 WAN 物理层还描述 DTE 和 DCE 之间的接口
11 WAN 常见封装协议 专用线路 PPP HDLC 电路交换 Telephone Company FrameRelay 分组交换 Service Provider
12 HDLC HDLC HDLC Flag Address Control Data FCS Flag 只支持单协议环境 Cisco HDLC CISCO HDLC 支持多协议 Flag Address Control Proprietary Data FCS Flag
13 配置 HDLC 封装 RouterX(config-if)# encapsulation hdlc 启用 HDLC 封装 ; HDLC 是同步串口的缺省封装格式 ;
14 PPP PPP 简介 PPP 的组件 PAP 及 CHAP 认证 PPP 配置
15 PPP 简介 PPP 协议是目前使用最广泛的广域网协议, 这是因为它具有以下特性 能够控制数据链路的建立 ; 能够对 IP 地址进行分配和使用 ; 允许同时采用多种网络层协议 ; 能够配置和测试数据链路 ; 能够进行错误检测 ; 提供身份验证 有协商选项, 能够对网络层的地址和数据压缩等进行协商
16 PPP 简介 PPP 支持多网络层协议
17 PPP 的层次结构 3 Upper-Layer Protocols ( 如 IP, IPX, AppleTalk) 2 Network Control Protocol (NCP) ( 不同的网络层协议有不同的 NCP) Link Control Protocol (LCP) 1 Physical Layer ( 如 EIA/TIA-232, V.24, V.35, ISDN)
18 PPP 会话的建立 1. 链路的建立和配置协商通信的发起方发送 LCP frame 来配置和检测数据链路 In this phase each PPP device sends LCP frames to configure and test the data link. LCP frames contain a configuration option field that allows devices to negotiate the use of options such as the maximum transmission unit (MTU), compression of certain PPP fields, and the link-authentication protocol. If a configuration option is not included in an LCP packet, the default value for that configuration option is assumed. Before any network layer packets can be exchanged, LCP must first open the connection and negotiate the configuration parameters. This phase is complete when a configuration acknowledgment frame has been sent and received. 2. 链路质量检测, 认证阶段 ( 可选 ) 判断链路的质量是否能携带网络层信息 如果使用身份验证的话, 那么验证过程发生在这步 3. 网络层协议的配置协商通信的发起方发送 NCP frame, 用以选择和配置网络层协议 配置完毕, 通信双方可以发送各自的网络层协议数据分组
19 PAP 认证 ( 单向 ) Remote Router Core Router Hostname:abc Password:ccietea LCP( 链路建立, 确定验证方式为 PAP) Username:abc Password:ccietea PAP abc ; ccietea PAP Accept 2 次握手 密码以明文的形式直接发送
20 CHAP 认证 ( 单向 ) Remote Router Core Router Hostname:abc Password:ccietea LCP( 链路建立, 确定验证方式为 CHAP) Username:abc Password:ccietea CHAP Challenge Code(1) Name(Core) ID(1) random(*****) ID random ccietea ID random ccietea HASH CHAP Response Code(2) Name(abc) ID(1) Value(*****) HASH MD5 value MD5 value 进行比对 CHAP Success Code(3) ID(1)
21 配置 PPP 和 PPP 认证 Router(config-if)# encapsulation ppp 为接口封装 PPP Router(config)# hostname name ( 可选 ) 指定路由器的名字 Router(config)# username name password password ( 可选 ) 标示远端路由的用户名和密码 Router(config-if)# ppp authentication {chap chap pap pap chap pap} ( 可选 ) 启用 PAP 或者 CHAP 认证, 配置在认证服务端
22 示例 1-ppp 封装 Remote Router Serial0/0 Serial0/0 Core Router hostname remote interface serial0/0 encapsulation ppp ip address hostname Core interface serial0/0 encapsulation ppp ip address
23 示例 2-pap 单向认证 Remote Router Serial0/0 Serial0/0 Core Router hostname remote interface serial0/0 encapsulation ppp ip address ppp pap sent-username remote password ccietea hostname Core username remote password ccietea interface serial0/0 encapsulation ppp ip address ppp authentication pap
24 示例 2-pap 单向认证 (cont.) Serial0/0 is up, line protocol is up Hardware is M4T Internet address is /24 MTU 1500 bytes, BW 1544 Kbit, DLY usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation PPP, LCP Open Open: IPCP, CDPCP, crc 16, loopback not set Keepalive set (10 sec) Restart-Delay is 0 secs Last input 00:00:53, output 00:00:01, output hang never Last clearing of "show interface" counters 11:09:00 Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0 Queueing strategy: weighted fair
25 示例 3-chap 单向认证 Remote Router Serial0/0 Serial0/0 Core Router hostname remote interface serial0/0 encapsulation ppp ip address ppp chap hostname remote ppp chap password ccietea hostname Core username remote password ccietea interface serial0/0 encapsulation ppp ip address ppp authentication chap
26 示例 4-chap 双向认证 R1 R2 Serial0/0 Serial0/0 hostname R1 username R2 password ccietea interface serial0/0 encapsulation ppp ip address ppp authentication chap hostname R2 username R1 password ccietea interface serial0/0 encapsulation ppp ip address ppp authentication chap
27 验证 PPP Router#debug ppp authentication Router#debug ppp negotiation
28 Frame Relay 帧中继简介 VC LMI DLCI 的概念 帧中继映射 Inverse-ARP 的操作 帧中继配置
29 帧中继简介 DCE or Frame Relay switch Frame Relay works here 使用虚电路进行连接 ; 提供面向对象的服务
30 帧中继简介 二级行 二级行 WAN WAN Without FR With FR
31 帧中继简介 应用非常广泛的 WAN 协议 定义在公共数据网络上发送数据的过程 面向连接的数据链路技术 速率 :56K 2M DCE or Frame Relay switch Frame Relay works here
32 帧中继术语 VC A Serial VC B FrameRelay C 虚电路 (VC): 通过帧中继网络实现的逻辑连接叫做虚电路 (VC) 利用虚电路, 帧中继允许多个用户共享带宽, 而无需使用多条专用物理线路, 虚电路是以 DLCI 标识的
33 帧中继术语 DLCI A Serial VC B FrameRelay C DLCI (Data Link Connection Identifier) 数据链路连接标识 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 DLCI 范围通常为 16 到 1007
34 帧中继术语 LMI LMI 102 Active 103 Active Keepalive A Serial VC B FrameRelay C LMI( 本地管理接口 ) 是一种信令标准, 用于管理链路连接及 keepalive 的机制 终端路由器 (DTE) 和帧中继交换机 (DCE) 之间的帧中继设备每 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
35 帧中继术语 LMI (cont.) LMI 102 Active 103 Inactive Keepalive A Serial VC B FrameRelay C 路由器从帧中继交换机的帧封装接口接受 LMI 信息, 并将虚链路状态更新为下列 3 种状态之一 : Active state 正常状态 Inactive state 远程路由器没有工作 Deleted state 接口没有收到交换机的任何 LMI 信息, 可能是映射问题或者线路问题
36 帧中继拓扑 全互联 Full-Mesh 部分互联 Partial-Mesh 星形结构 Hub-and-spoke
37 帧中继地址映射 Frame Relay DLCI(102) IP A 帧中继映射条目, 可以通过手工配置或 Inverse ARP 自动发现 B FrameRelay C
38 反向 ARP 和 LMI 的操作 DLCI Frame Relay DLCI Status Inquiry Status Inquiry LOCAL DLCI 102 = Active LOCAL DLCI 201 = Active Hello I am Frame Relay Map DLCI 201 Active
39 反向 ARP 和 LMI 的操作 (cont.) DLCI Frame Relay DLCI Hello I am Frame Relay Map DLCI 102 Active Keepalive Keepalive
40 帧中继的配置 R S0/ /24 R2 S0/ /24 Frame Relay Switch( 可用路由器模拟 ) 的配置 : frame-relay switching interface Serial0/1 no ip address encapsulation frame-relay clock rate frame-relay intf-type dce frame-relay route 102 interface Serial0/2 201 frame-relay route 103 interface Serial0/3 301 ( 未完 ) S0/ S0/2 S0/3 Frame Relay switch S0/ /24 interface Serial0/2 no ip address encapsulation frame-relay clock rate frame-relay intf-type dce frame-relay route 201 interface Serial0/1 102! interface Serial0/3 no ip address encapsulation frame-relay clock rate frame-relay intf-type dce frame-relay route 301 interface Serial0/1 103 R3
41 帧中继的配置 (cont.) R S0/ /24 S0/1 R1 的配置 : R2 S0/ / S0/2 S0/3 Frame Relay switch interface Serial0/0 ip address encapsulation frame-relay no frame-relay inverse-arp // 关闭 inverse-arp frame-relay map ip broadcast // 手工配置帧中继映射 frame-relay map ip broadcast S0/ /24 R3 Broadcast 关键字为可选, 加上此关键字, 则该条 PVC 将具有 广播 的支持能力, 当然, 所谓的帧中继环境下的广播, 指的是向所有的 PVC 都发送一份数据的拷贝, 实现类似广播的操作
42 帧中继的配置 (cont.) R S0/ /24 S0/1 R2 的配置 : R2 interface Serial0/0 ip address encapsulation frame-relay no frame-relay inverse-arp frame-relay map ip broadcast S0/ / S0/2 S0/3 Frame Relay switch S0/ /24 R3
43 帧中继的配置 (cont.) R S0/ /24 S0/1 R3 的配置 : R2 interface Serial0/0 ip address encapsulation frame-relay no frame-relay inverse-arp frame-relay map ip broadcast S0/ / S0/2 S0/3 Frame Relay switch S0/ /24 R3
44 帧中继的配置验证 R S0/ /24 S0/1 R1#show interfaces serial 0/0 Serial0/0 is up, line protocol is up Hardware is M4T Internet address is /24 MTU 1500 bytes, BW 1544 Kbit, DLY usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation FRAME-RELAY, crc 16, loopback not set Keepalive set (10 sec) Restart-Delay is 0 secs R2 S0/ / S0/2 S0/3 Frame Relay switch LMI enq sent 182, LMI stat recvd 183, LMI upd recvd 0, DTE LMI up LMI enq recvd 0, LMI stat sent 0, LMI upd sent 0 LMI DLCI 1023 LMI type is CISCO frame relay DTE FR SVC disabled, LAPF state down Broadcast queue 0/64, broadcasts sent/dropped 0/0, interface broadcasts 0 S0/ /24 R3
45 帧中继的配置验证 R S0/ /24 R2 S0/ /24 S0/ S0/2 S0/3 Frame Relay switch S0/ /24 R3 R1#show frame-relay map Serial0/0 (up): ip dlci 102(0x66,0x1860), static, broadcast, CISCO, status defined, active Serial0/0 (up): ip dlci 103(0x67,0x1870), static, broadcast, CISCO, status defined, active
46 帧中继的配置问题 R S0/ /24 R2 S0/ /24 S0/ S0/2 S0/3 Frame Relay switch S0/ /24 R3 完成上述配置后,R1 与 R2 之间,R1 与 R3 之间的通信就没有问题了 R2 与 R3 之间如何通信呢? R1 R2 R3 都无法 ping 通自己本地的接口, 为何?
47 帧中继环境中的动态路由协议问题 1 R R Frame Relay Cloud R3 问题 1: 帧中继是典型的 NBMA 网络, 也就是非广播多路访问网络, 并不支 持广播, 然而包括 RIP EIGRP OSPF 等在内的路由协议都需要组播或广 播的支持, 那么在帧中继环境下运行上述动态路由协议, 会否有问题?
48 帧中继环境中的动态路由协议问题 1 R R Frame Relay Cloud R3 帧中继虽不支持广播, 但是可以 模拟 广播的操作, 做法即是通过向所有 PVC 发送一份数据的拷贝 在建立 PVC 的时候, 通过 invers-arp 自动建立的映射, 默认就开启上述特性 ; 如果是手工配置映射, 则必须加上 broadcast 关键字
49 帧中继环境中的动态路由协议问题 1 R R Frame Relay Cloud R3 如果帧中继链路无法通过上述方法实现广播的支持能力, 那么可以借助动态 路由协议自身的特性来实现邻居建立或路由信息的交互, 例如单播更新等 此模块内容请见相应的专题课件
50 帧中继环境中的动态路由协议问题 2 R R Frame Relay Cloud R3 问题 2: 在 hub&spoke 拓扑环境中 ( 如上图 ), 距离矢量路由协议的运作会 遇到一个问题,R1 使用一个接口承载两条 PVC, 当 R1R2R3 运行距离矢量路 由协议时, 由于存在水平分割机制,R2,R3 将无法学习到对方的路由
51 帧中继环境中的动态路由协议问题 2 R R Frame Relay Cloud R3 解决办法 1: 可在 R1 的接口上关闭水平分割 解决办法 2: 使用 P2P 子接口建立 PVC
52 配置帧中继子接口 点到点 子端口看作是点到点的专线 ; 每一个点到点连接的子接口要求由自己的子网 ; 适用于星型拓扑结构 ; 点到多点 点子接口应用在 NBMA 网络, 因此它们无法解决水平分割所带来的问题 ; 由于使用的是单独的子网可以保存地址空间 ; 适用于 Partial-Mesh 和 Full-Mesh 拓扑结构中 ;
53 配置帧中继 P2P 子接口 S0/0 被划分成两个子接口后, 分别与 R2 R3 建立 PVC 并运行动态路由协议, 那么前面提到的水平分割问题就可以迎刃而解 S0/ /24 S0/ /24 R S0/1 R1 的配置如下 : interface Serial0/0 no ip address encapsulation frame-relay! interface Serial0/0.12 point-to-point ip address frame-relay interface-dlci 102! interface Serial0/0.13 point-to-point ip address frame-relay interface-dlci 103 R2 S0/ / S0/2 S0/3 Frame Relay switch S0/ /24 R3
54 配置帧中继 P2MP 子接口 S0/ /24 R1 R1 的配置如下 : interface Serial0/0 no ip address encapsulation frame-relay! interface Serial0/0.123 multipoint ip address frame-relay map ip broadcast frame-relay map ip broadcast R2 S0/ /24 S0/ S0/2 S0/3 Frame Relay switch S0/ /24 R3
55 其他验证及查看命令 router# show frame-relay map 查看帧中继的映射条目 router# show frame-relay lmi [type number] 显示 LMI 的统计信息 router# show frame-relay pvc [type number [dlci]] 显示 PVC 的统计信息 router# debug frame-relay lmi router# clear frame-relay-inarp
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第3章
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9 Internet 10 Internet
1 2 3 4 5 6 Internet 7 8 9 Internet 10 Internet 11 12 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.1 1.1.1 20 50 20 60 ARPANET ARPANET Internet 20 70 ISO International Organization for Standardization TCP/IP 20 90 Internet
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1 9 3 1 9 4 / 7.1 / 1 9 5 7.2 % netstat -rn Routing tables Destination Gateway Flags Refcnt Use Interface 127.0.0.1 127.0.0.1 UH 1 132 lo0 172.16.12.0 172.16.12.2 U 26 49041 le0 1 9 6 / % ping -s almond
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1...1-1 1.1...1-1 1.2...1-2 1.2.1...1-2 1.2.2 LAN WAN...1-6 1.2.3...1-15 1.3 OSI...1-17 1.3.1 OSI...1-17 1.3.2...1-22 1.3.3...1-24 1.3.4...1-28 1.3.5...1-34 1.3.6...1-39 1.4...1-40 1 1.1 ISO OSI OSI 1-1
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ADSL Modem 1 MODEM 56K MODEM 128K ISDN INTERNET ADSL Modem VOD ADSL ADSL 2 1.1 ADSL 1.2 1.3 KM300A 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 KM300A 2.6 web 2.7 1.1ADSL 1.2 1.3 2.1 ADSL 2.2 ADSL 3 ADSL KM300A ADSL KM300A DIY
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9 VPN VPN Novell BorderManager Windows NT PPTP V P N L A V P N V N P I n t e r n e t V P N 9.1 V P N Windows 98 Windows PPTP VPN Novell BorderManager T M I P s e c Wi n d o w s I n t e r n e t I S P I
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RI P R I P - 2 RIP -1 R I P - 2 DV RIP -1 RIP-2 16... RIP-2 RIP-2 RIP -1 R I P - 2 RIP-2 RIP-2 RIP-2 V L S M disc ontiguous addr ess sp ace C I D R Cla ssless In ter -Dom ain Routing 121 1 2 2 IP RIP-2
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xxvii 簡 介 本 書 涵 蓋 相 當 廣 泛 的 網 路 主 題, 示 範 Cisco 路 由 器 的 設 定 方 式, 並 解 說 如 何 判 斷 設 定 的 功 能 是 否 生 效 因 此 本 書 很 適 合 作 為 IP 路 由 與 IP 路 由 協 定 的 參 考 用 書 不 過, 因 本 書 屬 於 Cisco Press 專 業 認 證 手 冊 系 列 叢 書 之 一, 故 協 助
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C01-202 1 2 - (Masquerade) (Replay) (Message Modification) (Denial of Service) - ( ) (Eavesdropping) (Traffic Analysis) 8 1 2 7 3 6 5 4 3 - TCP SYN (SYN flood) Smurf Ping of Death LAND Attack Teardrop