ccnp BSCI知识总结

BSCI知识总结一般说来在规划网络的时候要考虑到一点,即可扩展性网络设计一般是把它设计为层次化的,一般分为以下三层:AccessLayer(访问层):用户接入到网络中的接入点DistributionLayer(分发层):该层是访问层用户访问网络资源的一个汇聚点CoreLayer(核心层):负责在各个分割的网络之间进行高速有效的数据传输如下图,就是三层模型的一个图例:网络层次划分：1.按功能,企业的不同部门来划分2.按地理位置来划分但是记得不管你按何种方式来设计你的网络,三层元素要考虑进去:1.核心层:需要大带宽,冗余连接2.访问层:用户接入到网络的接入点.地址的分发(比如DNCP),VLAN的设计,防火墙,ACL等都在这层考虑进去3.分发层:访问层设备的汇聚点看看核心层的两种设计,如下图:这样的一种设计是全互连(fullymeshed)的方式,优点是提供冗余连接,但是随着网络的扩展,成本会越来越高为了节约成本,就可以采用如上图的一种星形设计方式(hub-and-spoke),让其他设备都连接到相对独立的中心设备上去.这样做节省了一些开销,但是冗余度上比全互连的方式要差BenefitsofGoodNetworkDesign先来看看RFC1918定义的私有IP地址范围:A类:10.0.0.0到10.255.255.255B类:172.16.0.0到172.31.255.255C类:192.168.0.0到192.168.255.255在注意设计一个好的网络的IP地址规划的时候要注意以下几点:1.可扩展性(scalability)2.可预测性(predictability)3.灵活性(flexibility)BenefitsofanOptimizedIP-AddressingPlan层次化地址规划的好处:1.减少了路由表(routingtable)的条目(entry)2.可以有效的对地址进行分配可以使用路由汇总(routesummarization)来减少路由表的条目,路由汇总使得多个IP地址是集合看上去就像是一个IP地址从而减少在路由器中的条目.这样就可以减轻路由器的CPU和内存的负载,提供更为有效的路由服务,加快了网络收敛(convergence)的速度,简化了排错(troubleshooting)的过程来看下图:这个就是典型的规划不太合理的网络.假设有50个分部,每个分部有200个前缀为/24的子网,由于子网不连续,那么总共路由表的条目将达到10000条以上相比再看看下图:子网连续,可以做路由汇总,所以49个分部对外的路由只有1条,加上子网内部的路由条目200条,总共路由表就可以减少到249条HierarchicalAddressingUsingVariable-LengthSubnetMasks变长子网掩码(Variable-LengthSubnetMasks,VLSM)的出现是打破传统的以类(class)为标准的地址划分方法,是为了缓解IP地址紧缺而产生的先来看看前缀(prefix)的概念:假设给你个地址范围192.168.1.64到192.168.1.79.前3个8位位组(octet)是一样的,我们来看看组后个8位位组,写成2进制,如下:64:0100000065:0100000166:01000010……………..77:0100110178:0100111079:01001111注意它们的共通点:前4位是一样的,加上前3个8位位组的24位就等于28位,所以我们就可以认定这个网段的前缀是/28(即255.255.255.240).所以在这个例子里,主机位就只有4位来看下VLSM的应用,如下图:假如这个公司使用的是172.16.0.0/16的地址空间.给公司的分部A分配172.16.12.0/22到172.16.14.255/22的地址块.D需要2个VLAN,然后每个VLAN容纳200个用户.A,B和C连接3个以太网,分别用1个24口的交换机相连(不考虑级联等因素)先从需要最大用户的入手:要让1个子网容纳200个用户,即主机位应该保留为8位(254台主机,假如主机位是9位的话可以容纳510台主机,但是造成了地址空间的浪费).所以前缀为/24,从172.16.12.0/24开始分配起走.如下图:然后分配A,B和C的地址:A连接一个24口的交换机,即需要24个主机地址,那么主机位应该保留为5位(可以容纳30台主机),即前缀为/27(255.255.255.224),因为172.16.12.0/24和172.16.13.0/24已经被D全部占用,所以从172.16.14.0/27开始分配.如下图最后来给A和D,B和D,C和D之间分配IP地址.由于它们之间是点对点连接,所以主机位只保留2位,即前缀是/30就可以了.除掉掉2个VLAN和3个LAN占用了的地址,还剩下下面几个地址块:172.16.14.96/27172.16.14.128/27172.16.14.160/27172.16.14.192/27172.16.14.224/27我们从172.16.14.224/27来进行划分(一般选择最后1个地址块进行划分).如下图:RouteSummarizationandClasslessInterdomainRouring我们先来看下什么是路由汇总,如下图:4个前缀为/24的连续子网经过D汇总后成为172.16.12.0/22(转换成2进制可以看出前22位是一样的).所以在E的路由表中只有一条条目.再来看下无类域间路由(ClasslessInterdomainRouring,CIDR),它是为了缓解IP地址短缺,减小路由表的体积,打破传统的以类划分网络的一种技术,如下图:4个C类地址的子网经过D的路由汇总成一条192.16.12.0/22,注意这个192.16.12.0/22既不是A类也不是B类更不是C类,可以理解成超网(supernetting),即无类的概念UnderstandingIPVersion6IPv6是IPv4的增强版本,和IPv4相比,有很多优点包括:1.支持更大的地址空间2.IPv6的头部格式比IPv4的头部更为简化,IPv6的头部可以根据需要进行扩展(简单并不代表短,注意不要混淆)3.更高的安全性和能很好的和移动IP相互兼容4.能够平滑过渡IPv4到IPv6移动IP是IETF标准,使得移动设备在不中断现有连接的情况下进行迁移.这一特征是内建在IPv6中的,但是IPv4就不是.IPSec是IETF开发的标准,用于增强IP网络安全性,这一特性对IPv6是必须的IPv6Addressing如下图对于两种版本的IP进行比较:可以看出IPv4是32位长,4字节;IPv6是128位长,16字节;IPv4支持的地址最多达到42亿,IPv6支持的地址多达3.4乘以10的38次方.增加IP地址的位长即增加了IP包头部信息的大小IPv6的表示方法:1.X:X:X:X:X:X:X:X(每个X代表16位的16进制数字).不区分大小写2.排头的0可省略,比如09C0就可以写成9C0,0000可以写成03.连续为0的字段可以以::来代替,但是整个地址中::只能出现一次.比如FF01:0:0:0:0:0:0:1就可以简写成FF01::1来看几个简写的例子:0:0:0:0:0:0:0:0可以写成::0:0:0:0:0:0:0:0可以写成::1MulticastUseIPv4中的广播(broadcast)可以导致网络性能的下降甚至广播风暴(broadcaststorm).在IPv6中,就不存在广播这一概念了,取而代之的是组播(multicast)和任意播(anycast)组播的接受对象是一组成员,是个群体.任意播是多个设备共享一个地址.分配IPv6单播(unicast)地址给拥有相同功用的一些设备.发送方发送一个以任意播为目标地址的包,当路由器接受到这个包以后,就转发给具有这个地址的离它最近的设备.单播地址用来分配任意播地址.对于那些没有配备任意播的的地址就是单播地址;但是当一个单播地址分配给不止一个接口的时候,单播地址就成了任意播地址Autoconfiguration来看下IPv6的自动配置:当本地链路的路由器发送网络类型信息给所有节点的时候.支持IPv6的主机就把它自己64位的链路层地址附着在64位的前缀自动配置成128位长的地址,保证地址的唯一性.自动配置启用即插即用(PlugandPlay)IPv6RenumberingIPv6的重编号:路由器发送组播数据包,其中数据包中包含2个前缀,一个是拥有比较短的生存期的前缀,还有一个是新的拥有正常时间的前缀.通知网络上的节点用完旧的前缀后换成新的前缀,这样就能进行平滑的前缀过渡IPv4toIPv6Transitioning两种转换的方式:1.双栈(dualstack)2.IPv6到IPv4(6to4)的隧道(tunnel)还有一种是利用NAT来翻译46地址来看看双栈配置的例子,如下:Router#shrun(略)!interfaceEthernet0ipaddress192.168.99.1255.255.255.0ipv6address3ffe:b00:c18:1::3/127!(略)再来看看隧道技术,如下图所示:可以看出隧道技术是在双栈路由器上,将IPv6包封装在IPv4包中,然后经过IPv4网络传递到另外一端的双栈路由器上去,然后再由它解封装要注意的是对采用了隧道技术的网络进行排错的话比较复杂,要记住的是这只是一个过渡方案,不是最终的体系结构对隧道进行配置,需要满足以下2个条件:1.在连接网络的两端采用双栈路由器2.在双栈路由器的接口同时配置IPv4和IPv6的地址如下图所示:Module2NetworkAddressTranslationConfiguringIPNATwithAccessLists看看NAT的术语,如下:1.IPNATinside:属于内网部分内的需要翻译成外部地址的接口2.IPNAToutside:属于外网和路由器相连的接口或者是在它的路由表里没有运载的有IPNATinside地址空间的信息当包在下面的接口之间进行路由的话就需要NAT:1.IPNATinside接口到IPNAToutside接口2.IPNAToutside接口到IPNATinside接口当有包要从inside路由到outside的时候,你就需要在NAT表里建立条NAT条目.NAT条目把源IP地址从内部地址翻译为外部地址.当IPNAToutside接口响应这个包的时候,包的目标IP地址将和IPNAT表里的条目做比较.如果匹配的条目找到了,目标IP地址就被翻译成正确的内部地址,然后放到路由表里保证能够被路由到IPNATinside接口去;如果没有找到匹配的条目,包将被丢弃地址超载(addressoverloading)是种在Internet连接上很常见的现象.超载是使用NAT将多个内部地址映射到一个或一些唯一的地址上去.NAT使用TCP和UDP端口来跟踪不同的会话当路由器决定了从IPNATinside接口到IPNAToutside接口的路径的时候,要建立包括源IP地址和源TCP和UDP端口号的条目.每个设备被分配的有一个唯一的TCP或UDP的端口号来进行区分NAT表包含以下信息:1.协议:IP,TCP或UDP2.insidelocalIPaddress:port:等待NAT翻译的内部地址以及端口号3.insideglobalIPaddress:port:经过翻译了的地址.这些地址通常是全局的唯一地址4.outsideglobalIPaddress:port:ISP分配给外网的IP地址5.outsidelocalIPaddress:port:看上去像是处于内网的外网主机的地址IPNAT和访问列表ACL的结合使用的命令,如下:1.ipnat{inside|outside}:接口命令,标记IP设备接口为内部或者外部,只有标记了内部或外部的接口才需要翻译2.ipnatsourcelistpool:当