网络层(路由器):路由原理(静态路由+默认路由)+单臂路由与三层交换+DHCP+子网划分+VRRP+ACL

1.路由 : 数据从一个网络发送到另一个网络

              ---不同的网络通信叫路由

2.核心工作表 -- 路由表 ----指引路由器如何工作

               ----多个路由条目--- 形成路由表

              目标网段/掩码  ----- 下一跳  ---出接口

3.display ip routing-table  //查看路由表

路由表 ---- 路由条目  ---来源

                                        -----直连路由

                                        -----非直连路由

                                                    ---静态路由

                                                    ---动态路由

直连路由----接口配置IP地址

            ----接口状态up

4. 静态路由 ------- 节省设备资源

                  ------- 手工配置  单向

                  ------- 容易出故障 、 配置复杂

配置格式:ip route-static      192.168.3.0  24      192.168.1.2

                                               目标网段    掩码        下一跳

5.默认路由 --- 是一种特殊的静态路由

                --- 目标网段时0.0.0.0 0.0.0.0 表示匹配所有网络

                --- 一般应用在末梢网络,企业的边界

                --- 当路由表里存在更明细的路由条目时,先匹配明细路由

                      没有任何明细路由的时候,就匹配默认路由

删除路由:

undo ip route-static 192.168.3.0 24 192.168.45.5

配置默认路由:

ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.45.5

6.路由器转发数据包的过程 ----- 查询路由表的过程

7.路由器转发数据包的封装过程  -----  区分网络层的地址和数据链路层的地址的过程

*两台末梢网络的直连路由如果都设置了默认路由,一旦IP输错就会造成回环。



单臂路由+三层交换机

大的广播区域

            ----浪费资源

                  降低网络速率

                  增加网络延迟

                  降低网络安全性

    ---解决办法:分割广播区域

                --vlan--

                --新问题:不同的vlan不能相互通信

                --单臂路由

1.单臂路由配置:

单臂路由数据流向图

--pc配置IP/掩码/网关

--交换机配置

      --创建VLAN

      --与PC连接接口配置接口类型access, 将端口加入vlan

      --与路由器连接接口配置接口类型trunk, 配置允许

--路由器配置     

单臂路由配置图

 路由器的物理接口可以划分成多个逻辑接口,每个子接口对应一个vlan网关

      --开启dot.1q 和识别vlanID

      --配置IP地址及vlan网关地址

      --开启接口arp功能

------

interface g0/0/0.1     //创建子接口

ip adddress 192.168.1.254 24

dot.1q termination vid 10       //开启dot.1q 用来识别vlan ID

arp broadcast enable             //开启接口的ARP功能,实现获取目标ip的MAC地址

------

interface g0/0/0.2         //创建子接口

ip address 192.168.2.254 24

dot.1q termination vid 20    //开启dot.1q 用来识别vlan ID

arp broadcast enable          //开启接口的ARP功能,实现获取目标ip的MAC地址

--测试:不同的vlan主机通过路由子接口实现互通

2.单臂路由的缺陷:

                  ----物理接口不灵活,子接口基于物理接口,物理接口down,子接口全down

                  ----物理接口带宽不一定,不一定满足所有子接口带宽需求

解决方案:三层交换  ,  解决路由器接口少的问题,交换机接口多

三层交换 = 两层交换 + 三层转发

三层交换机,用svi来替代路由器接口,每一个vlan都有自己的三层虚接口svi

三层交换机配置图

三层交换配置:

vlan batch 100 200  //创建vlan

interface g0/0/1      //配置与交换机相连的Pc相连的接口类型access

port link-type access

port default vlan 100

interface g0/0/2

port link-type access

port default vlan 200

---------------------------------

interface Vlanif 100  //配置VLAN对应的三层接口  Vlanif (vlan接口) 相当于网关的虚拟接口

ip address 192.168.1.254 24

interface Vlanif 200

ip address 192.168.2.254 24

dis ip int brief            //查看三层接口的IP信息

dis ip routing-table    //查看IP路由表

-----------实验:三层+两层

vlan batch 100 200   

interface Vlanif 200                          //创建三层虚接口并配置 IP地址

ip address 192.168.2.254 24           //对应vlan的网关地址

interface Vlanif 100

ip address 192.168.1.254 24           //对应vlan的网关地址

interface g0/0/1                               //配置与二层交换机的接口链路类型

-------------------------

port link-type trunk

port trunk allow-pass vlan 100 200

vlan batch 100 200

interface g0/0/3                        //配置与三层交换机相连的接口

port link-type trunk

port trunk allow-pass vlan 100 200

-------------------------

interface g0/0/1                        //配置与PC相连的接口

port link-type access

port default vlan 100

interface g0/0/2

port link-type access

port default vlan 200

------路由器+三层+二层

路由器:

--配置接口地址

--配置静态路由

三层交换机:

--与路由器相连的配置vlan虚接口

interface Vlanif 1

ip address 192.168.17.2 24

--配置静态路由


三层交换机与其他网段通信

在三层交换机上和路由器上配置对应的静态路由即可,或者配置一个默认路由一个静态路由


DHCP

1.dhcp 动态主机配置协议(解决问题)

            ---手工配置复杂、工作量大、容易出错

            ---动态分配主机上网参数

            ---快速适应网络的变化

2.DHCP的角色

  --DHCP服务器  ---为客户端分配上网参数的

  --DHCP客户端  ---从服务器上获取上网参数的 PC、手机、平板

  --DHCP中继    ---客户端和服务器不在一个网段的时候,需要中继做转换


DHCP中继

3.DHCP工作原理

  -首次  接入具有DHCP服务器的网络

          --发现阶段  -- 广播-- discover报文

          --提供阶段  -- 单播-- offer报文

          --选择阶段  -- 广播-- request报文

          --确认阶段  -- 单播-- ACK报文 


DHCP工作原理

4.更新租期:

    1/2 租期  ---  单播  --- request

    7/8租期  ---  广播  ---  request

5.DHCP基于全局的配置


DHCP服务规划

配置思路:

1.全局开启DHCP功能

2.配置IP地址池

    网段

    网关

    DNS

    租期

3.在于客户端相连的接口开启DHCP功能

4.测试验证

ipconfig

ping

-------------------------------


全局DHCP实验图

dhcp enable                                    //开启全局dhcp

ip pool p1                                        //创建地址池并命名

network 192.168.1.0 mask 24        //配置分配的网段及掩码

gateway-list 192.168.1.254            //配置分配的网关地址

dns-list 8.8.8.8                                //配置dns服务器地址

lease day 3                                      //配置租期


interface g0/0/0

ip address 192.168.1.254 24          //配置与客户端相连的接口ip及网关

dhcp select global                          //配置为dhcp客户端分配上网参数的方式

---------------------------------------

6.基于接口的DHCP


基于接口的DHCP



基于接口的DHCP实验图

dhcp enable                                      //开启全局dhcp

interface g0/0/0

ip address 192.168.1.254 24              //配置接口ip相当于分配了网段及网关

dhcp select interface                         

dhcp server dns-list 4.4.4.4              //配置dns服务器地址

dhcp server lease day 0  hour 6

dhcp server excluded-ip-address 192.168.1.66 192.168.1.253  //配置保留ip


7.DHCP中继配置

dhcp中继实验图

配置静态路由保证线路连通:

ip route-static 192.168.1.0 24 10.10.10.2

配置DHCP服务器:

dhcp enable               

ip pool p1.0

network 192.168.1.0 mask 24

gateway-list 192.168.1.254

dns-list 8.8.8.8

lease day 6

excluded-ip-address 192.168.1.166

interface g0/0/0

ip address 10.10.10.1 24

dhcp select golbal    //接口下开启全局DHCP功能

配置DHCP中继:

dhcp enable

interface g0/0/1            //接口选择dhcp对应分配的网段的接口

dhcp select relay

dhcp relay server-ip 10.10.10.1    //指向DHCP服务器的ip地址

-------------------------------------------------综合实验----------------------------------------

综合实验

8.三层交换机配置dhcp


三层交换DHCP实验图

vlan batch 10 20

port-group group-member g0/0/ g0/0/2

port link-type trunk

port trunk allow-pass vlan all

interface Vlanif 10

ip address 192.168.1.254 24

interface Vlanif 20

ip address 192.168.2.254 24

dhcp enable

ip pool v10

network 192.168.1.0 mask 24

gateway-list 192.168.1.254

dns-list 4.4.4.4

lease day 1

interface Vlanif 10

dhcp select global


子网划分

1.综合布线六个子系统:

  --工作区子系统

  --水平子系统

  --管理子系统

  --垂直子系统

  --设备间子系统

  --建筑群子系统


布线使用的材料:

  线槽: 金属  塑料

  桥架: 将多个线槽或者线缆 整理起来

  配线架: 交换机-----配线架------信息插座------上网终端

2.子网划分

        原因:ipv4地址匮乏,2^32  -----私有地址

                                                    -----子网划分

                                                    -----IPV6

子网划分的方法:将大的网段划分成多个小的网段

                              ---向主机位借位充当网络位

192.168.1.0/24

  192        .      168        .        1    .      0 

11111111 . 11111111    . 1111111.00000000  /24 

--从主机位接2位充当网络位 ---意味着网络位由24--变成26  即掩码变成26、

                                                  (借的两个位置,可以填充0/1任意组合)

11111111 .  11111111  .  11111111 .11 000000 /26

划分成:

192.168.1.0/26          主机范围:0-63 可用1-62

192.168.1.64/26        主机范围:64-127 可用65-126

192.168.1.128/26      主机范围:128-191 可用129-190

192.168.1.192/26      主机范围:192-255 可用193-254

子网数 = 2^n          n指的从主机位借的位数

子网的有效主机数 = 2^m-2      m表示子网的主机位位数


变长子网划分




1.VRRP协议(虚拟路由器冗余协议)

              --v2仅适用于ipv4网络

              --v3适用于ipv4和ipv6


           --  作用:在真实网关之间,实现一个虚拟网关,实现多个真是网关之间的冗余备份,

                        及数据转发的负载均衡。

           -- 应用场景:存在多个网关,做冗余备份时,增强网络中网关的健壮性

           -- 原理:主网关会一直周期性的发送比较报文周期1s最大间隔3s,一旦备份网关没有收到报文,

            则认定设备出现故障,从而进行设备角色的切换。如果原先的主网关故障恢复后,

            备份网关会继续备份(抢占模式,Preempt)。

              报文发送方式:组播发送,组播地址:224.0.0.18,协议号:112

  VRRP组成员:

              --主路由(Master)

              --备份路由(Backup)

              --虚拟路由器(Virtual)

2.vrrp的配置(所有的路由都要配置相同的,只有优先级不同,主网关优先级数值最大,如果优先级相同,比较接口IP地址,数值越大越好):


vrrp实验图

R1(MASTER):

interface g0/0/0

ip add 192.168.10.251 24          //实际接口的ip地址

 //配置VRRP虚拟路由时在网关中配置的,网关是接口层的所以应该进入对应的接口去配置VRRP

interface g0/0/0                               

vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.250    //配置虚拟路由ip地址

vrrp vrid 10 priority 200                      //配置路由的优先级,默认是100

-----

R2(BACKUP):

interface g0/0/0

ip add 192.168.10.251 24

 //配置VRRP虚拟路由时在网关中配置的,网关是接口层的所以应该进入对应的接口去配置VRRP

interface g0/0/0                                   

vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.250

-------

验证命令:

diplay vlan     //查看vlan以及与接口的对应关系

display vrrp    //查看vrrp的状态,以及优先级

display ip interface brief    //查看接口IP地址

3.VRRP常见故障:多个Master

原则:

            常见原因:1.多个真实网关之间不通

                            2.两边配置的vrid不同

                            3.两边配置的virtrual-ip 不同

                            4.两边vrrp 认证不成功(vrrp vrid 10 authentication-mode md5 hahaha)

virtua MAC 的最后两位是vrid的值====0000.5e00.01xx,其中xx为vrrp组号(vrid)

4.VRRP端口跟踪:

            上行端口不可用时,VRRP优先级降低,主路由可以根据路线情况自动调整,一旦VRRP协议发现跟踪的端口状态为down,就会自动降低自己报文中的优先级。将备份网关升为主网关,仅仅需要在主网关上设置track就行,不用再所有网关上配置。

          命令:  vrrp vrid 10 track interface g0/0/1 reduced 150

总结一句话:

          配置VRRP的黄金法则 - 两边端口的VRRP命令,必须完全相同

                                              (除了优先级不同,master数值最大)


vrrp内部链路故障


vrrp外部链路故障

5.VRRP负载均衡(实验)

vrrp负载均衡试验图

6.浮动路由(优先级默认值60,越小越好)

浮动路由
浮动路由实验图
浮动路由配置

相当于做路由备份(数值越大,优先级越低)

ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.12.2    //默认优先级为60

ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.90.2

ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.90.2 preference 100//修改优先级为100作为浮动路由


ACL - 访问控制列表

1.ACL 访问控制列表,是应用在路由器接口的指令列表(规则)

                  ---读取第三层、四层报文头信息(TCP/UDP/IP)

                  ---根据预先定义好的规则对报文进行过滤

作用:匹配数据包,实现数据包的控制(过滤和放行)

2.ACL类型: 

                    基本ACL:编号范围(2000-2999) 参数:源IP地址

                    高级ACL:编号范围(3000-3999)  参数:源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、协议

---ACL可以有多个条目,每个条目按rule 值由小到大过滤,最后都没过滤,就默认通过


3.华为基本ACL       

                         -基于源IP地址过滤数据包

                         -列表号是2000-2999

需求描述:

-禁止PC1网络访问服务器server1

-允许其他所有得访问流量

------------------------------


ACL实验图

实验配置思路:

1.创建ACL

    acl 2000

    rule 10 deny source 192.168.1.1 0.0.0.0

2.调用ACL

    r1:interface g0/0/1

        traffic-filter inbound acl 2000  //错误示范

3.验证与测试

    display acl all  (查看设备上得所有acl)

    pc1:ping 192.168.100.1(不通)

    此时,PC1ping不通Server1同时也ping不通PC2,做法不正确,应该在出接口上过滤。

正确做法:

interface g0/0/0

traffic-filter outbound acl 2000

调用原则:

基本ACL强烈建议调用在距离目标设备近得接口上,高级ACL越远越好,可以更好的节省带宽不占资源。

4.华为高级ACL

            ---基于源ip地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号、协议过滤数据包

            ---列表号:3000-3999

实验需求:

-允许client1访问server1的WEB服务80端口

-允许client1访问网络192.168.2.0/24

-禁止client1访问其他网络

ACL实验图2

配置思路:

1.确保网络互通

2.创建高级ACL

  acl 3000

  rule 10 permit tcp source 192.168.1.1 0                           

                      destination 192.168.3.1 0

                      destination-port eq 80

  rule 20 permit ip source 192.168.1.1 0

                      destination 192.168.2.0 0.0.0.255

  rule 30 deny ip source 192.168.1.1 0 destination any

3.调用高级ACL

  r1的g0/0/0接口,入方向:

  interface g0/0/0

  traffic-filter inbound acl 3000

4.测试与验证

  client1可以获取server1的网页

  client1可以ping通2.0/24的主机:

  client1无法ping通其他的网段主机

-----------------------------------------------

拓扑

vrrp的配置案例

需求:

通过配置acl,实现vrrp报文过滤

结果:

在r1和r2上查看vrrp状态,都是master

1.在哪里配置acl

2.在哪个接口配置acl

3.在那个方向配置acl

4.配置啥acl

5.调用acl

6.验证

display acl all

display vrrp

配置:

必须在备份网关上配置,并且入向acl

acl 3000

rule 10 deny 112 source 192.168.10.1 0.0.0.0 destination 224.0.0.18 0.0.0.0

interface g0/0/0

traffic-filter inbound acl 3000

总结:

1.vrrp运行稳定之后只有主网关会发送报文

2.acl不会对设备本身发起的流量起作用,所以在备份网关的入接口做ACL,让备份网关不收主网关发送报文,等待超时过后,备份网关就成了master 网关了。

----------------------------------------------

ACL和traffic-filter结合在一起使用的时候隐含“允许所有”,其他的都“拒绝所有”

ACL的配置思路:

1.确定配置设备

2.确定配置接口

3.确定数据方向

4.创建ACL

5.调用ACL

6.验证与测试

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