路由交换 第六章.pptx
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1、M E D I C A L P R E S E N T A T I O N路由交换 技 术汇报人:千图网第六章构建园区网络CONTENT目录网 络 设 备 的 互 连 技 术1网 络 地 址 转 换(N A T)2端 口 地 址 转 换(P A T)技 术3P O S 接 口、链 路 汇 聚 和V R R P 的 技 术 原 理 和 应 用 配 置4本章要点本章首先介绍网络设备的互连技术;然后介绍网络地址转换(NAT)和端口地址转换(PAT)技术,并通过一个三层架构的园区网络来综合运用这些相关技术;最后介绍POS接口、链路汇聚和VRRP的技术原理和应用。6.1设备互联路由器之间的连接可以通过端
2、口配置IP地址实现,此时要求两端的地址必须在同一网段。1.路由器之间的连接2.三层交换机之间的连接三层交换机之间的连接既可以通过IP地址实现,也可以通过VLAN来实现。需要注意的是,有些厂家的三层交换机端口下不允许配IP地址,只能通过VLAN来连接。6.1设备互联二层交换机与二层交换机的连接、二层交换机与三层交换机的连接只能通过VLAN来实现,因为一般情况下,二层交换机的端口下不允许配置IP地址。3.含二层交换机的连接4.三层交换机与路由器的连接三层交换机与路由器的连接可以通过IP地址来实现,也可以通过VLAN实现。如果三层交换机的端口下不允许配置IP地址,则此时在三层交换机端口下使用VLAN
3、,在路由器端口下配置一个与该VLAN在同一段的IP地址即可。(1)路由器管理地址的选择对于路由器来说,可以选择路由器上任意一个端口的地址作为该路由器的管理地址,只要该端口处于up状态就可以了。(2)三层交换机管理地址的选择如果三层交换机的某些端口配置了IP地址,可以像路由器一样选择这些端口中的任意一个的地址作为该交换机的管理地址。如果三层交换机的所有端口都没有配置IP地址,则只能使用VLAN作为管理地址。5.设备的管理地址(3)使用Loopback接口可以在三层设备上开启Loopback接口,为其配置IP地址,用Loopback接口的地址作为该设备的管理地址。其主要优点是它不会处于down状态
4、,也就是说,只要设备处于开机状态它就不会down掉。(4)二层交换机管理地址的选择对于二层交换机来说,只能使用VLAN地址。5.设备的管理地址例6.1现在假设园区局域网有两台路由器R1和R2,有三台三层交换机,分别是S1、S2和S3,S4、S5、S6和S7是二层交换机,现在需要将它们连接起来,保证设备之间是连通的,网络拓扑如图所示。各设备的配置如下R2的主要配置:R2(config)#iproute202.201.100.0255.255.255.252202.201.100.1R2的主要配置:R1(config)#interloopback1/loopback接口R1(config-if)#
5、ipadd10.1.1.1255.255.255.255/可以使用单一地址R1(config-if)#exitR1(config)#routerospf1R1(config-router)#network172.16.1.00.0.0.3area0R1(config-router)#network10.1.1.10.0.0.0area0R1(config-router)#default-informationoriginate/引入默认路由R1(config)#iproute0.0.0.00.0.0.0202.201.100.2/出去的方向为默认路由S1的配置:Switch(config)#h
6、ostS1S1(config)#vlan2S1(config-vlan)#exitS1(config)#vlan3S1(config-vlan)#exitS1(config)#vlan4S1(config-vlan)#exitS1(config)#iproutingS1(config)#interfaceFastEthernet0/1S1(config-if)#switchportaccessvlan3S1(config-if)#exitS1(config)#interfaceFastEthernet0/2S1(config-if)#switchportaccessvlan4S1(config
7、-if)#exitS1(config)#interfaceFastEthernet0/24S1(config-if)#switchportaccessvlan2S1(config-if)#exitS1(config)#interfaceVlan2S1(config-if)#ipaddress172.16.1.2255.255.255.252S1(config-if)#exitS1(config)#interfaceVlan3S1(config-if)#ipaddress172.16.1.5255.255.255.252S1(config-if)#exitS1(config)#interface
8、Vlan4S1(config-if)#ipaddress172.16.1.9255.255.255.252S1(config-if)#exitS1(config)#interfaceloopback1S1(config-if)#ipadd10.2.2.2255.255.255.255S1(config-if)#exitS1(config)#routerospf1S1(config-router)#network172.16.1.00.0.0.3area0S1(config-router)#network172.16.1.40.0.0.3area0S1(config-router)#networ
9、k172.16.1.80.0.0.3area0S1(config-router)#network10.2.2.20.0.0.0area0S1(config-router)#exitS2的配置:Switch(config)#hostS2S2(config)#vlan3S2(config)#exitS2(config)#iproutingS2(config)#interfaceFastEthernet0/1S2(config-if)#switchporttrunkencapsulationdot1q/封装802.1q协议S2(config-if)#switchportmodetrunkS2(con
10、fig-if)#exitS2(config)#interfaceFastEthernet0/2S2(config-if)#switchporttrunkencapsulationdot1q/封装802.1q协议S2(config-if)#switchportmodetrunkS2(config-if)#exitS2(config)#interfaceFastEthernet0/24S2(config-if)#switchportaccessvlan3S2(config-if)#exitS2(config)#interfaceVlan1S2(config)#noshutS2(config-if)
11、#ipaddress172.16.2.254255.255.255.0S2(config-if)#exitS2(config)#interfaceVlan3S2(config-if)#ipaddress172.16.1.6255.255.255.252S2(config-if)#exitS2(config)#interfaceloopback1/环回接口作为管理地址S2(config-if)#ipadd10.3.3.3255.255.255.255/环回地址可以用单一地址S2(config-if)#exitS2(config)#routerospf1S2(config-router)#netw
12、ork172.16.1.40.0.0.3area0S2(config-router)#network172.16.2.00.0.0.255area0S2(config-router)#network10.3.3.30.0.0.0area0S2(config-router)#exitS4的配置:Switch(config)#hostS4S4(config)#interfaceFastEthernet0/24S4(config-if)#switchportmodetrunkS4(config-if)#exitS4(config)#interfaceVlan1S4(config)#noshutS4(
13、config-if)#ipaddress172.16.2.1255.255.255.0S4(config-if)#exitS4(config)#ipdefault-gateway172.16.2.254其他设备的配置类似。6.2网络地址转换(NAT)和端口地址转换(PAT)NAT(NetworkAddressTranslation),即网络地址转换。当内部计算机要与外部网络进行通信时,具有NAT功能的设备(如路由器)负责将其内部的IP地址转换为合法的外部公网IP地址(向ISP申请的IP地址)进行通信,这一过程称为网络地址转换。1.NAT简介6.2.1网络地址转换6.2.1网络地址转换(1)一个
14、企业网络如果不想让外部用户知道自己的网络内部结构,可以通过NAT将内部网络与外部Internet隔离开,这样外部用户就不知道通过NAT设置后的内部IP地址,从而实现对外屏蔽内部网络结构的目的。(2)一个企业申请的合法InternetIP地址很少,而内部网络需要访问外网的用户又很多。可以通过地址转换功能实现多个用户同时公用一个合法IP地址与外部Internet进行通信。在实际应用中,第二种情况更为常见。2.NAT的应用场合6.2.1网络地址转换设置NAT功能的路由器至少要有一个内部(inside)端口和一个外部(outside)端口。内部端口连接的网络用户使用的是私有IP地址,外部端口配置公网地
15、址。3.设置NAT所需路由器的硬件配置和软件配置6.2.1网络地址转换A、B、C三类IP地址中分别留出了一部分网段作为“私有地址”供各个局域网自己分配使用,分别如下:10.0.0.010.255.255.255(A类)172.16.0.0172.31.255.255(B类)192.168.0.0192.168.255.255(C类)4.公有地址和私有地址6.2.1网络地址转换网络地址转换主要有静态地址转换、动态地址转换和端口地址转换(PAT)三类。5.网络地址转换的类型6.2.2静态地址转换静态地址转换将内部私有地址与公网地址进行一对一的转换,并且需要指定与哪一个合法的公网地址进行转换。1静态
16、地址转换简介2静态地址转换的配置命令(1)ipnatinsidesourcestatic内部私有地址公网地址(2)在内部接口上配置:ipnatinside(3)在外部接口上配置:ipnat(1)路由器首先从数据包中提取出源地址(192.168.1.2),检查地址转换表,如果表中存在192.168.1.2对应的记录,继续往下执行。否则,该主机不可以访问外网,丢弃该数据包。(2)路由器用地址192.168.1.2对应的NAT记录中的公网地址替换数据包中的源地址,经过转换后,数据包的源地址变为210.153.120.21,然后转发该数据包。(3)主机223.202.100.5收到数据包后,会发送响应
17、包,其中的目标地址为210.153.120.21。(4)当路由器接收到从Internet返回的数据包时,在地址转换表中查找地址210.153.120.21对应的记录,得到与之对应的内部私有地址192.168.1.2。路由器将该数据包中的目标地址修改为192.168.1.2,并向内部进行转发。6.2.2静态地址转换3静态地址转换的执行过程(5)主机192.168.1.2接收应答包,完成本次通信。6.2.2静态地址转换3静态地址转换的执行过程静态地址转换示意图6.2.3动态地址转换动态地址转换也是将私有地址与公网地址进行一对一的转换,但是这种转换并不事先确定某个私有地址与哪一个公有地址进行转换,而
18、是当需要的时候从公网地址池中动态地选择一个未使用的公网地址对私有地址进行转换。1动态地址转换简介2动态地址转换的配置命令(1)ipnatpool地址池名称起始公网地址结束公网地址netmask掩码(2)access-list编号permit内部网段反向掩码(3)ipnatinsidesourcelist编号pool地址池名称(4)在内部接口上配置:ipnatinside(5)在外部接口上配置:ipnatoutside6.2.3动态地址转换初始状态下路由器的地址转换表是空的,只有一个公网地址池,其中有若干公网地址,当内部网络的某个用户要访问公网主机时,路由器从地址池中动态地为该用户分配一个未使用
19、的公网地址,并临时建立该用户的私有地址和分配给它的公网地址之间的对应记录。路由器对该用户数据包地址的修改与上节介绍的静态地址转换的修改方式相同。当内网主机与公网主机的通信连接结束以后,路由器要删除临时建立的该用户的私有地址与公网地址的对应记录,并回收分配给该主机的公网地址,以便下一个内网用户访问公网时可以使用该公网地址。3动态地址转换的执行过程6.2.4端口地址转换(PAT)无论是静态NAT,还是动态NAT,公有IP地址和私有IP地址之间都是一一对应的关系,即一个公有IP地址对应一个私有IP地址,要转换多少个私有IP地址就需要多少个公有IP地址。如果私有IP地址多于公有IP地址,那么即使通过动
20、态NAT方式,也会使一部分主机无法访问公网。为解决这一问题,可以利用NAT超载,即PAT技术。PAT(PortAddressTranslation)即端口地址转换,也称为NAT超载(overload)。它以不同的协议端口号来区分内部用户的对外连接,从而实现将多个内部私有地址映射到一个公网地址上。实现PAT的理论基础就是借用TCP/UDP端口号,为每一个内部用户的每一个对外连接分配一个端口号,利用不同的端口号区分不同的连接。1PAT简介6.2.4动态地址端口地址转换(PAT)2PAT配置命令格式PAT配置命令格式如下:(1)配置ACLaccess-list编号permit内部网段反向掩码(2)i
21、pnatpool名称起始公网地址结束公网地址netmask掩码(3)将端口或者地址池与ACL关联并执行超载ipnatinsidesourcelist编号interface对外接口overload或者:ipnatinsidesourcelist编号pool地址池overload/该命令在cisco模拟器中无效/如果使用“interface对外接口”的形式,第二步可以省略(4)配置静态PAT,发布对外业务(如果没有对外发布的业务,本条可省略)ipnatinsidesourcestatictcp私有地址80公网地址80/发布web服务器ipnatinsidesourcestatictcp私有地址21
22、公网地址21/发布FTP服务器(5)在内部接口上配置:ipnatinside(6)在外部接口上配置:ipnatoutside动态PAT使用(源IP地址,源端口号,公网地址(替换地址),替换端口号)的一个四元组的结构来实现地址转换,转换过程如图所示。动态PAT示意图3PAT的执行过程路由器从数据包中提取出源地址192.168.1.1、源端口号2008、目的地址223.202.100.5和目的端口号80,选择一个大于1024的未被使用的端口号(如1567)作为替换端口号,连同路由器的出口地址220.200.200.1,填写地址转换表。路由器用220.200.200.1替换数据包中的源地址,用156
23、7替换数据包中的源端口号2008,经过替换后,转发该数据包。主机223.202.100.5收到数据包后,发送响应包,包中的源地址为223.202.100.5,源端口号为80,目的地址为220.200.200.1,目的端口号为1567。当路由器接收到返回数据包时,从中提取出目的IP地址220.200.200.1和目的端口号1567,以此为联合关键字查找地址转换表,得到替换前的源IP地址192.168.1.1和源端口号2008。路由器将该数据包中的目标地址修改为192.168.1.1,目的端口号修改为2008,并向内部进行转发。主机192.168.1.1接收应答包,完成本次通信。(2)静态PAT当
24、局域网只有一个公网IP地址时,由于该IP地址已经作为路由器的出口地址,因此不能再把它分配给服务器单独使用,该服务器只能配置私有地址。但由于私有地址在Internet上是不可被访问的,因此,需要使用静态PAT方式。静态PAT的命令格式如下:这里的源端口号和目的端口号一般是相同的,且为周知端口,如Web服务器端口号为80。这里配置的公网地址是局域网路由器的出口地址,外部用户使用这个地址来访问内部服务器。ipnatinsidesourcestatictcp/udp私有地址源端口号公网地址目的端口号6.3公网地址可变的PAT配置如果局域网出口路由器是从ISP拨号获取公网IP地址,也可以做PAT。例6.
25、2假设局域网出口路由器采用拨号的方式从ISP动态地获取公网IP地址,在出口路由器上配置PAT,实现内部用户对外连接的地址转换,网络拓扑图如图所示。本实验在GNS3环境下完成。拓扑图中,R2用来模拟ISP,在R2中提供PPPoE拨号接入服务;R1模拟内部局域网,R1通过拨号的方式从R2获取公网IP地址。6.3公网地址可变的PAT配置图6-4 动态公网地址做PAT配置的网络拓扑图路由器R2的配置如下:Router(config)#hostR2R2(config)#iplocalpoolpppoe_pool_1200.100.100.1200.100.100.200R2(config)#interf
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- 路由交换 第六章 路由 交换 第六
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