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雲計算網絡基礎第四天

浮動靜態路由 router作為dhcp服務 switch作為dhcp服務

設備初始化配置:

IOS

用戶模式

特權模式

switch > enable

switch # ?/ tab

switch #config terminal

switch(config)#hostname SW1

switch(config)#no ip domainlookup

switch(config)# line console 0

switch(config-line)# exec-timeout 0 0

switch(config-line)#exit

switch(config)# enable password cisco

switch(config)# enable secrect cisco1


switch(config)#interface vlan 1

switch(config-if)#no shutdown

switch(config-if)#ip address 192.168.1.1

255.255.255.0


PC -> 運行--> cmd ---->telnet 192.168.1.1

問題:

默認情況下無法登錄成功;

共識:

網絡設備的本地管理接口 - console 0 網絡設備遠程管理接口 - vty

---> 默認情況下,開啟了認證;


成功遠程訪問:

@ 配置遠程訪問密碼;

sw1(config)# line vty 0 4

sw1(config-line)# password

cisco123

@ 關閉遠程訪問的認證;

sw1(config)# line vty 0 4

sw1(config-line)# no login


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IP地址作用:

在一定範圍內,唯一的表示一個網絡設備;


IP地址結構:

網絡位 + 主機位 ,長度 32 bit ;

bit - 位 ;

Byte - 字節; 1Byte = 8bit


子網掩碼 :

與IP地址中的位一一對應,用於區分IP地址的結構;

子網掩碼中的1對應的位,稱之為網絡位;

子網掩碼中的0對應的位,稱之為主機位;


IP地址和子網掩碼的表示方式:

ip-address :101010101010000101010

mask : 111111111111100000000

點分十進制:

X.X.X.X (X 為 10 進制)

m.m.m.m or /n (例如:/24 )

二進制與十進制的相互轉換:

0000 0000 --> 0

1111 1111 --> 255

210.1.9.8 255.255.255.0

2的N次方:

0 7

X 除以 2 , 取余數 ; 從下向上寫;


16進制:

0 - 9 , a , b , c , d , e ,f


網卡地址(MAC地址):

運行--> CMD ---> ipconfig | ipconfig /all



特殊IP地址:

每一個網段中都存在 2 個特殊的IP地址:

網絡地址 - IP 地址中的主機位全為0 ;

廣播地址 - IP 地址中的主機位全為1;


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IP地址空間不足/浪費解決方案:


1、劃分公有地址和私有地址:

私有地址空間 -

A 0 -- 127 /8

10.0.0.0 --- 10.255.255.255 (8)

B 128 -- 191 /16

172.16.0.0 --- 172.31.255.255 (12)

2 的 20 次方;

C 192 -- 223 /24

192.168.0.0 --- 192.168.255.255 (16)

網段A : 192.168.1.0/24 --> 256 個 IP 地址;

可用IP - 254

網段B : 192.168.2.0/24 --> 256 個 IP 地址;

可用IP - 254

D 224 -- 239 (組播地址)

239.0.0.0 --- 239.255.255.255 (8)

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

子網劃分: (192.168.1.0 /24 , 總共可用地址 254 )


1、首先確定主機位;

2 的 N 次方 ,減 2 個特殊IP地址,必須大於等於28

所以 N 取值 5 ;

2、確定新的IP網段的網絡地址:

新的網段的網絡位 為 27 位 (32-5);

所以新的網段為:

192.168.1.0000 0000 /27

192.168.1.0 -- 192.168.1.31 /27

192.168.1.0010 0000 /27

192.168.1.0100 0000 /27

192.168.1.0110 0000 /27

192.168.1.1000 0000 /27

192.168.1.1010 0000 /27

192.168.1.1100 0000 /27

192.168.1.1110 0000 /27

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


前提:

規劃網絡之初,甲方給定一個 A 類網絡:10.10.1.0/20 ;

以給定的網段為基礎進行IP地址規劃;

要求:

為每棟樓宇分配一個網段(8棟樓)

每個網段70臺主機;

請寫出每個網段的IP地址範圍,以及網絡地址、廣播地址;

盡量減少每個網段中的IP地址浪費;

思路:

1、首先確定給定IP地址的網絡地址;

2、其次確定新的網絡地址中的主機位個數;

3、再次確定新的網絡地址中的網絡位;

3、再次確定新的網絡地址中的網絡



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交換:

相同網段之間互通,稱之為 交換;

路由:

不同網段之間互通,稱之為 路由 ;

實現:

路由設備;

- 路由器

- 多層交換機

本質:

通過一個“路由表”實現“不同網段之間的路由功能”;

查看路由表:

R1# show ip route ;


註意:

某些型號的多層交換機,默認沒有開啟路由功能;

SW# configuration terminal

SW(config)# ip routing // 開啟路由功能;

R1#show ip route

Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M -

mobile, B - BGP


在顯示的內容中,如果有“codes”,則說明開啟了路由功能;



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R1 :

192.168.12.1 -----> 192.168.23.2

192.168.23.3


原因:

沒有路由條目;

靜態路由:

R1(config)# ip route 192.168.23.0 255.255.255.0 gi0/0

or

R1(config)# ip route 192.168.23.0 255.255.255.0

192.168.12.2



R3(config)# ip route 192.168.12.0 255.255.255.0 192.168.23.2


建議:

在配置靜態路由時,使用第二種配置方式;減少 ARP 報文的發送



關閉3層端口的代理ARP:

R2(config)#interface gi0/1

R2(config-if)# no ip proxy-arp

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路由器的工作原理:

1、路由器僅僅關心數據中的 “ 目標IP 地址” ;

2、路由器提取 目標IP地址,與 路由表中的條目進行匹配:

如果匹配成功,則轉發;

如果匹配不成功,則丟棄;

匹配原則:

最長匹配原則。

匹配過程:

舉例 - R1 的 192.168.12.1 訪問目標 192.168.23.3

1、首先查看 R1 的 路由表 - show ip route

S 192.168.23.0 /24 [1/0] via 192.168.12.2

2、以上條目中,首先查看其中的子網掩碼長度 /24

表示該條目僅僅查看目標IP地址中前面24位;

如果目標IP地址中的前24位,

與路由條目中前面的24位,完全相同,

則表示匹配成功,轉發出去;

如果與路由條目前面的24位,不相同;

則表示匹配失敗,丟棄數據包;

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


1、配置每個設備的接口IP地址;


R1


Router(config)#hostname R1 // 更改設備名字;


R1(config)#no ip domain-lookup // 關閉域名查詢;


R1(config)#interface GigabitEthernet0/0 // 配置互聯接口;

R1(config-if)# no shutdown

R1(config-if)# ip address 192.168.12.1 255.255.255.0



~~~~~~~~~~~~~~

R1


Router(config)#hostname R2 // 更改設備名字;


R2(config)#no ip domain-lookup // 關閉域名查詢;


R2(config)#interface GigabitEthernet0/1 // 配置互聯接口 - R1

R2(config-if)# no shutdown

R2(config-if)# ip address 192.168.12.2 255.255.255.0



R2(config)#interface GigabitEthernet0/0 // 配置互聯接口 - R3

R2(config-if)# no shutdown

R2(config-if)# ip address 192.168.23.2 255.255.255.0



~~~~~~~~~~


Router(config)#hostname R3 // 更改設備名字;


R3(config)#no ip domain-lookup // 關閉域名查詢;


R3(config)#interface GigabitEthernet0/1 // 配置互聯接口;

R3(config-if)# no shutdown

R3(config-if)# ip address 192.168.23.3 255.255.255.0



2、在R1上創建 “靜態路由條目” ,去往目標地址;


R1(config)#ip route 192.168.23.0 255.255.255.0 192.168.12.2


3、在 R3 上創建去往 R1 的 靜態路由條目 ;

R3(config)#ip route 192.168.12.0 255.255.255.0 192.168.23.2



4、驗證與測試

R1# show ip route

R1# ping 192.168.23.3

ping 192.168.23.2



註意:

路由條目,下一跳必須可達,才能進入路由表。

下一跳可以是:

端口 - 必須為設備本身的端口;

IP地址 - 必須是對端設備的互聯端口的IP地址;


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


路由屬性:


管理距離(Admin Distance) :

表示路由條目的穩定性;取值範圍 0 -- 255 ;

值越小表示越穩定;

當值達到255時,不會放入路由表;

每種類型的路由,都有一個默認的管理距離;

比如 , 直連路由管理距離 為 0 ;

靜態路由管理距離 為 1 ;


度量值(metric):

表示路由器去往該目標網段的距離;

越小越好;

對於直連和靜態路由,metric 都為0 ,且不可以更改



註意:

當去往同一個網絡具有多個條目時,會進行路由屬性的比較,

選擇一個最優的,放入路由表:

1、首先比較 AD , 越小越好;

2、如果AD相同,則比較Metric , 越小越好;

3、如果都相同,則同時放入路由表,形成”負載均衡“;


出口鏈路備份配置:

    浮動靜態路由 - 

         即調整出口靜態路由的管理距離為非默認值;

R2(config)# ip route 192.200.1.1 255.255.255.255

192.178.12.1 // 主鏈路;

R2(config)# ip route 192.200.1.1 255.255.255.255

192.178.23.3 9 //備份鏈路的路由 AD 調整為 9 ;



測試步驟:

1、配置完成之後,查看 R2 路由表,僅有主鏈路路由進入;

2、關閉R2上連接 R1 的端口(模擬主鏈路故障),此時備份鏈路

對應的路由(管理距離為9)進入路由表;

3、開啟R2上連接 R1 的端口(模擬主鏈路故障修復), 此時備份

鏈路所對應的路由”跳出“路由表,主鏈路路由進入;

IP地址浪費解決方案:

公有地址/私有地址;

子網劃分

優點

缺點

IPv6 - 128bit ;

ARP

MAC :物理地址,全球範圍內,唯一的指定一個物理設備;

確定通信設備/終端, 一定要 IP 地址與 MAC 地址結合;


即,必須形成IP地址與MAC地址的對應關系,如下:

IP --- MAC

對應關系的形成方式:

手動 -

自動 - ARP

分類 - ARP

代理ARP

ARP病毒

無故ARP

R1 ----- R2 ---- R3

R1 : ping 192.168.23.3

源IP - 192.168.12.1

目標IP - 192.168.23.3

問題: 不通 ;

定位:路由;

定義:什麽是路由?如何實現?

不同網段之間的設備互通,稱之為路由;

通過 具有路由功能的設備來實現:

路由器

多層交換機

本質:

路由表;

路由器的工作過程:

僅僅關註數據包的”目標IP地址“

然後將其與路由表中的路由條目進行”匹配“

匹配成功,則轉發;

不成功,則丟棄;


條目匹配舉例:

數據包 - 192.168.12.1 ----> 192.168.23.3

查看路由表 --- R1# show ip route

C 192.168.12.0 /24 is directly gi0/0

手動添加去往目標IP地址所需要的路由:

R1(config)# ip route 192.168.23.0 255.255.255.0

192.168.12.2

R1# show ip route

S 192.168.23.0 /24 [1/0] via , 192.168.12.2

C 192.168.12.0 /24 is directly gi0/0

路由 與 ARP 關系:

1、首先通過路由,確定數據轉發方向;

2、其次獲得具體目標IP對應的物理地址;即 ARP ;


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Router 作為 DHCP 服務器:


1、配置 Router 地址:

Router(config)#hostname GateWay

GateWay(config)#interface gi0/0

GateWay(config-if)# no shutdown

GateWay(config-if)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.0


2、啟動 DHCP 服務 :

  GateWay(config)# service dhcp


3、配置 DHCP 地址池:

GateWay(config)# ip dhcp pool CCIE

GateWay(dhcp-config)# network 192.168.1.0 255.255.255.0

GateWay(dhcp-config)# default-router 192.168.1.254

GateWay(dhcp-config)# dns-server 8.8.8.8

4、配置 DHCP 客戶端 :

點擊 - ”DHCP“ ;


5、驗證命令:

在服務器端的驗證命令:

GateWay# show ip dhcp binding

GateWay# show running-config

在客戶端的驗證:

運行--> cmd ---> ipconfig /all



6、特殊地址處理:

內網有業務服務器,編址如下:

web - 192.168.1.20 /24

email - 192.168.1.75 /24

FTP - 192.168.1.88 /24

OA - 192.168.1.166 /24

DHCP 地址排除:

GateWay(config)# ip dhcp excluded-address 192.168.1.1 192.168.1.10


註意:

low 地址與 high 地址不同,則表示一段連續的IP;

如果相同,則表示”排除一個地址“;

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Switch 作為 DHCP 服務器:


1、配置交換機的IP地址;

Switch(config)# interface vlan 1

Switch(config-if)# no shutdown

Switch(config-if)# ip address 192.168.1.250 255.255.255.0

2、啟動 DHCP 服務 :

Switch(config)# service dhcp

3、配置 DHCP 的排除地址:

Switch(config)# ip dhcp excluded-address 192.168.1.1

192.168.1.20

4、配置 DHCP 地址池 :

  Switch(config)# ip dhcp pool CCNP

Switch(dhcp-config)# network 192.168.1.0 255.255.255.0

Switch(dhcp-config)# default-router 192.168.1.1

Switch(dhcp-config)# dns-server 8.8.8.8

5、配置 DHCP 客戶端 ;

6、驗證:

Switch#show ip interface brief // 查看交換機接口IP地址配置;

Switch#show running-config //查看 DHCP 的相關配置命令;

Switch#show ip dhcp binding //查看DHCP服務器分配成功的IP地址

在 PC 上 :

ipconfig /all // 在 PC 的命令行中查看自動獲取的IP地址

ping x.x.x.x // 在 PC1 上 測試與 PC2 的 連通性;



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需求:

確保醫院中的財務部、門診部、藥房 ,屬於不同的網段;

每個部門的主機,自動獲取IP地址;

網段分別為:

財務部 - 192.168.1.0 / 24 ;

192.168.1.254 (網關)

8.8.8.8 (DNS-server)

門診部 - 192.168.2.0 / 24 ;

192.168.2.254 (網關)

7.7.7.7 (DNS-server)

藥房 - 192.168.3.0 / 24 ;

192.168.3.254 (網關)

9.9.9.9 (DNS-server)

確保部門內部和部門之間的主機都可以互相 Ping 通 ;


路由器配置命令:

Router(config)#interface gi0/0 // 財務部網關接口;

Router(config-if)# no shutdown

Router(config-if)# ip address 192.168.1.254 255.255.255.0

Router(config-if)#description GW-CaiWu


Router(config)#interface gi0/0 // 門診部網關接口;

Router(config-if)# no shutdown

Router(config-if)# ip address 192.168.2.254 255.255.255.0

Router(config-if)#description GW-MenZhen


Router(config)#interface gi0/0 // 藥房網關接口;

Router(config-if)# no shutdown

Router(config-if)# ip address 192.168.3.254 255.255.255.0

Router(config-if)#description GW-YaoFang



該項目出於成本控制方面的考慮,建議節省3臺服務器,將

交換機作為 DHCP server :


SW1(config)#interface vlan 1

SW1(config-if)#no shutdown

SW1(config-if)#ip address 192.168.1.250 255.255.255.0


SW1(config)# ip dhcp pool CaiWu

SW1(dhcp-config)# network 192.168.1.0 255.255.255.0

SW1(dhcp-config)# default-router 192.168.1.254

SW1(dhcp-config)# dns-server 8.8.8.8

SW1(dhcp-config)# exit

SW1(config)# service dhcp



SW2(config)#interface vlan 1

SW2(config-if)#no shutdown

SW2(config-if)#ip address 192.168.2.250 255.255.255.0


SW2(config)# ip dhcp pool MenZhen

SW2(dhcp-config)# network 192.168.2.0 255.255.255.0

SW2(dhcp-config)# default-router 192.168.2.254

SW2(dhcp-config)# dns-server 7.7.7.7

SW2(dhcp-config)# exit

SW2(config)# service dhcp



SW3(config)#interface vlan 1

SW3(config-if)#no shutdown

SW3(config-if)#ip address 192.168.3.250 255.255.255.0


SW3(config)# ip dhcp pool MenZhen

SW3(dhcp-config)# network 192.168.3.0 255.255.255.0

SW3(dhcp-config)# default-router 192.168.3.254

SW3(dhcp-config)# dns-server 9.9.9.9

SW3(dhcp-config)# exit

SW3(config)# service dhcp



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DHCP Relay 配置:(僅在門診樓與藥房的網關端口進行配置)

將路由器 配置為 DHCP relay , 需要在每個部門的

網關端口上進行配置 -

Router(config)# interface gi0/2

Router(config-if)# description GW-YaoFang

Router(config-if)# ip helper-address 192.168.1.250

// 此時該網關端口接收到 DHCP discover

報文以後,會將廣播報文,以單播的方式

發送到該 DHCP 服務器 - 192.168.1.250 ;

並且源地址為 192.168.3.254 ,

目標地址為 192.168.1.250 ,

Router(config)# service dhcp // 作為DHCP中繼,必須要開啟DHCP;

註意:

當 DHCP 服務器上具有多個 DHCP 地址池時,

服務器是通過 DHCP 報文 中的源IP地址來進行地址池區分的;

在 DHCP relay 環境中,本質上就是根據每個部門的網關IP地址

來決定的;

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在 DHCP 服務器 上,配置三個網關的 DHCP 地址池;

同時,在 DHCP 服務器上配置 ”網關IP“地址 :

確保 DHCP 服務器能夠回應其他部門/網段的

DHCP 客戶端發送的 DHCP 報文;


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浮動靜態路由回顧:

作用 -

實現鏈路備份;

當主鏈路活動的時候,針對主鏈路的路由,進入路由表;

主鏈路故障以後,

備份鏈路針對的路由(管理距離大於1的),進入路由表;

主鏈路修復以後,管理距離為 1 的路由,會再次進入路由

表,之前針對備份鏈路的路由,被排擠出路由表。

因為,在路由表中,針對一個目標網絡,只能是存在

一個最好的,比較原則:

首先比較 AD ,值越小越好;

如果AD相同,則比較 Metric,值越小越好;

此處的備份鏈路的路由,是通過調整 AD 值來實現的;

浮動路由/備份路由 的 配置命令:

Router(config)# ip route 192.168.50.0 255.255.255.0

192.168.23.3 200

驗證命令

show ip route

show ip route 192.168.50.0

該命令查看的是一個具體的路由條目的詳細信息:

例如:

R1#show ip route 192.168.50.0

Routing entry for 192.168.50.0/24

Known via "static", distance 1, metric 0

Routing Descriptor Blocks:

* 192.168.12.2

Route metric is 0, traffic share count is 1


雲計算網絡基礎第四天