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编辑于2021-06-02 09:42:15H3CSE高性能园区网
VLAN原理
VLAN的技术原理
见H3CNE
VLAN的划分方式
见H3CNE
Hybrid端口类型
接收
未携带tag的帧会打上缺省VLAN的tag
发送
untagged列表中的VLAN,剥离tag转发
tagged列表中的VLAN,保留tag转发
其他VLAN不予放行
VLAN信息的传播
MVRP协议
定义
多VLAN注册协议
用于交换机之间动态学习VLAN信息
注意点
MVRP会沿MSTP树单向传播到整个二层网络中
只能用于传播VLAN信息本身,无法传播端口的VLAN信息
只有在创建某VLAN的交换机上,才能对该VLAN进行删除操作,无法对动态学习的VLAN进行删除
需要手动配置放行TRUNK端口学习到的VLAN
MVRP端口模式
Normal模式
可传递和动态学习所有VLAN
端口MVRP默认模式是Normal模式
Fixed模式
只传递VLAN1和静态VLAN,不动态学习VLAN
Forbidden模式
只传递VLAN1
相关命令
[h3c]mvrp global enable
全局开启MVRP
[h3c-GigabitEthernet1/0/1]mvrp enable
端口开启MVRP
[h3c-GigabitEthernet1/0/1]mvrp registration 'fixed/forbidden/normal'
配置端口MVRP模式
VLAN扩展技术
Private VLAN
定义
私有VLAN
用于解决大规模园区网中,VLAN数量不够用的问题
原理
Primary VLAN连接上行设备
Secondary VLAN连接下行终端
上行接口为Hybrid类型,缺省VLAN为Primary VLAN,放行Primary VLAN和所有Secondary VLAN剥离tag通过
下行接口为Hybrid类型,缺省VLAN为本地Secondary VLAN,放行Primary VLAN和本地Secondary VLAN剥离tag 通过
对上行设备来说,Secondary VLAN不可见
MAC地址同步技术
各Secondary VLAN学习的MAC地址自动同步到Primary VLAN
Primary VLAN学习的MAC地址会自动同步到各Secondary VLAN
Secondary Vlan之间的互通
借助上层设备的三层接口开启本地代理ARP实现
借助本地交换机Primary Vlan的三层接口开启本地代理ARP实现 需要交换机开启L3域功能
Super VLAN
定义
超级VLAN
用于实现多个VLAN公用同一个IP网段,节省IP地址资源
原理
Super VLAN只建立三层接口,不包含物理接口,不允许吧物理口以access加入到super vlan ,也不允许trunk口放行super vlan
Super VLAN包含若干Sub VLAN,为Sub VLAN提供三层转发服务
Sub VLAN连接终端,保留各自独立广播域
所有Sub VLAN通过Super VLAN的三层接口与外部通讯
Sub VLAN间的三层互通通过代理ARP实现
相关命令
[h3c-vlan10]private-vlan primary
当前VLAN配置为Primary VLAN
[h3c-vlan10]private-vlan secondary 'vlan-id'
配置Secondary VLAN
[h3c-GigabitEthernet1/0/1]port private-vlan 'vlan-id' promiscuous
配置当前接口为上行接口
[h3c-GigabitEthernet1/0/1]port private-vlan host
配置当前接口为下行接口
[h3c-vlan10]supervlan
配置当前VLAN为Super VLAN
[h3c-vlan10]subvlan 'vlan-id'
配置Sub VLAN
VLAN路由
精确匹配转发
原理
对数据包进行一次路由查表后,生成具体目的地址的转发表项
后续报文直接根据此表项进行精确匹配转发
缺点
对每个目的IP生成转发表项,表项规模庞大
最长匹配转发
原理
基于硬件的最长匹配的三层交换技术
所有报文的转发都通过硬件快速匹配完成转发
注意事项
使用VLAN三层接口进行路由转发时,各三层交换机的接口仍为二层接口
把交换机之间的互联接口配置为Access类型加入互联VLAN
STP
开销计算标准
802.1d
802.1t
Legacy
H3C私有计算标准
如果涉及到跨厂商的交换机对接STP,需要修改计算标准一致
BPDU组播地址
配置BPDU只由根桥周期性发出,其他交换机只是转发配置BPDU
非根网桥只会从根端口收到配置BPDU,只会从指定端口转发配置BPDU
根网桥上的所有端口一定都是指定端口,除非用一个物理段环接根桥
Pprt ID 格式
优先级+端口索引号
优先级0-240,必须是16的倍数,默认128
拓扑变更处理
1.交换机检测到拓扑结构变更
交换机有端口转变为Forwarding状态,且该交换机至少包含一个指定端口
交换机上有端口从Forwarding或Learning状态转变为Blocking
2.交换机向根桥发起TCN BPDU
3.沿途的非根网桥收到TCN BPDU后,会继续向根桥转发。且在转发根桥的下一轮配置BPDU中,把TCA置位
4.根桥收到TCN BPDU后,在下一轮配置BPDU中,把TC位置位
5.所有交换机收到TC置位的BPDU后,MAC地址表老化时间缩短到15秒
RSTP
定义
快速生成树协议
与STP基本思想一致,可兼容STP运行
与STP的区别
减少了端口状态
Discarding
不发送BPDU,不学习MAC地址,不转发数据
Learning
发送BPDU,学习MAC地址,不转发数据
Forwarding
发送BPDU,学习MAC地址,转发数据
增加了端口角色
根端口
指定端口
Alternate端口
替代端口
根端口的备份
Backup端口
备份端口
指定端口的备份
BPDU格式的不同
BPDU Type为2
Protocol Version ID 为2
使用了Flags字段的全部8位
增加了Version1 Length字段
BPDU处理方式的不同
每台交换机自行从指定端口发送RST BPDU
RST BPDU老化时间为3个连续的Hello time
阻塞状态的端口可以立即对收到的低优先级RST BPDU做出回应
RSTP收敛速度更快
RSTP的快速收敛机制
边缘端口机制
边缘端口通电后,可以直接进入转发状态,不进行STP运算
边缘端口UP/DOWN,不会触发拓扑状态变更
边缘端口收到BPDU,会转变为非边缘端口
根端口的快速切换
根端口故障后,如果新的根端口对端的指定端口处于转发状态,则新的根端口立即进入转发状态
指定端口的快速切换
P/A机制
1.SW1新增链路或故障链路恢复,指定端口要进入转发状态之前,向对端SW2发送Proposal报文
2.SW2收到Proposal报文后,立即进行同步操作
同步是指阻塞除边缘端口以外的所有端口
为了防止临时环路
3.同步完成后,向对端SW1发送Agreement报文
4.收到Agreement报文后,SW1的指定端口进入转发状态
5.SW2上被同步阻塞的端口继续进行P/A流程,直至整个网络收敛
RSTP的拓扑改变处理机制
处理机制
只有非边缘端口转变为Forwarding,才产生拓扑改变
拓扑变更后,向所有其他指定端口和根端口发送TC置位BPDU
收到TC置位BPDU,清除其他所有端口学习的MAC地址
注意
由于每台交换机都可以主动发起RST BPDU,所以取消了TCN机制
网络直径
任意两台终端之间连接时通过的交换机数目的最大值。
修改网络直径可以使交换机自动产生适当的Max Age和Forward Delay时间
RSTP和STP的兼容
RSTP端口连续3次收到STP的BPDU,该端口自动切换模式为STP
切换到STP模式的端口丧失所有快速收敛特性
STP交换机移除后,由RSTP模式切换为STP模式的端口仍运行在STP模式,可配置为主动回切
MSTP
STP/RSTP的缺陷
所有VLAN共享一颗生成树
阻塞链路被完全浪费,无法实现不同VLAN在多链路上负载分担
MSTP定义
多生成树协议
基于实例计算出多颗生成树,实例间实现负载分担
MSTP基本概念
MST域
定义
拥有相同MST配置标识的交换机构成的集合
划分区域可加快收敛速度和方便管理
相同域的必要条件
域名一致
修订级别一致
实例和VLAN的映射关系一致
IST
内部生成树
每个MST域独立计算的内部生成树实例
实例0
默认所有VLAN都映射在实例0
CST
公共生成树
用来互联MST域的单生成树(把每个MST域作为一台交换机,计算出的生成树实例)
CIST
公共内部生成树
CST+每个域的内部IST
CIST域根
每个IST的根网桥
CIST总根
整个CIST的根网桥
Master端口
CST的根端口
单域MSTP中不可能存在Master端口
多域MSTP中,根域不可能存在Master端口,其他域只有一个
MSTP配置要点
MST配置完成或修改MST配置后,一定要激活配置才能生效
MSTP兼容性
配置端口识别/发送MSTP报文格式
Auto 自动识别
dot1s 标准格式
Legacy 与非标准格式兼容的格式
摘要侦听
其他厂商设备可能使用私有密钥计算配置摘要
开启摘要侦听使设备不在对比配置摘要,但会导致只要域名和修订级别一致,VLAN映射关系不一致也能属于同一域
可全局开启,也可接口开启
配置No Agreement Check特性
P/A机制的问题
MSTP收到P/A位都置位的BPDU才会回复A位置位的BPDU
一个RSTP端口连接一个MSTP端口,RSTP的指定端口快速切换时只会发出P位BPDU,导致MSTP不会回应A位BPDU
RSTP的指定端口仍然需要等待30秒才能开始转发数据
配置No Agreement Check特性后,MSTP不再检查Propsal报文中的A位是否置位
相关命令
[h3c]stp-region-configuration
进入MST域配置模式
[h3c-mst-region]region-name 'name'
配置MST域名
[h3c-mst-region]revision-level 'level'
配置修订级别
[h3c-mst-region]instance 'instance-id' vlan 'vlan-list'
配置实例和VLAN映射关系
[h3c-mst-region]active region-configuration
激活MST配置
[h3c]stp instance 'instance-id' root 'primary/secondary'
配置交换机为实例的主备根
[h3c]display region-configuration
查看MST域配置
STP保护机制
BPDU保护
技术背景
当边缘端口收到BPDU后,将转换成非边缘端口,重新参与生成树计算
使用PC伪造BPDU报文恶意攻击,将导致STP频繁重计算
解决方案
开启BPDU保护后,边缘端口收到BPDU,则MSTP会关闭该端口
根桥保护
技术背景
合法根网桥收到优先级更高的BPDU,将失去根网桥角色,并引起STP重计算
解决方案
设置根桥保护的端口,一旦收到优先级更高的BPDU,则立即将端口设置为Listening状态,不在转发报文
环路保护
技术背景
环形链路拥塞,导致没有及时收到BPDU报文,从而重新计算STP,开启阻塞端口,形成逻辑环路
解决方案
配置环路保护的端口,当接收不到对端交换机的BPDU时,如端口参数了STP计算,则该端口进入Discarding状态
TC保护
技术背景
使用PC伪造TC-BPDU发送,将导致交换机频繁清除MAC地址表,导致网络不稳定
解决方案
设置交换机在收到TC-BPDU的10秒内,MAC地址表删除的最大次数
相关命令
[h3c]stp bpdu-protection
配置BPDU保护
[h3c-GigabitEthernet0/0]stp root-protection
配置根桥保护
[h3c-GigabitEthernet0/0]stp loop-protection
配置环路保护
[h3c]stp tc-protection
配置TC保护
高可能性技术概述
可靠性标准
可靠性=MTBF/(MTBF+MTTR)
MTBF
平均无故障时间
MTTR
故障平均修复时间
可靠性99.999%以上,每年故障时间不超过5分钟
可靠性99.9999%以上,每年故障时间不超过30秒
高可靠性技术分类
链路备份技术
链路聚合
RRPP
Smart-Link
设备备份技术
设备自身备份技术
VRRP
堆叠技术
IRF
链路聚合
链路聚合原理
操作Key
用于选择链路聚合成员端口的配置信息
由参考端口的第二类配置生成
第二类配置与操作Key一致,端口才能被选中
参考端口
用来选择聚合成员端口的标准端口
端口属性类配置
包括速率、双工模式、链路状态(UP/DOWN)这三项配置,速率和双工模式会参与参考端口选举,链路状态会影响成员端口是否被选中
端口的第一类配置
不参与操作Key计算的配置信息
MVRP、MSTP等
端口的第二类配置
参与操作Key计算的配置信息
Vlan配置、端口类型、QinQ、Mac地址学习配置
链路聚合模式
静态聚合
端口不与对端设备交互信息
参考端口选举规则
高速全双工>高速半双工>低速全双工>低速半双工
端口ID小的优先
动态聚合
端口使用LACP协议与对端交互信息
参考端口选举规则
设备ID小的优先
设备ID=LACP优先级+MAC地址
LACP优先级默认为32768
聚合端口ID小的优先
端口ID=端口优先级+端口编号
端口优先级默认为32768
相关命令
[h3c-Bridge-Aggregation1]link-aggregation mode dynamic
配置链路聚合模式为动态模式
[h3c]lacp system-priority 'priority'
配置LACP优先级
[h3c-GigabitEthernet]link-aggregation port-priority 'priority'
配置端口优先级
[h3c-Bridge-Aggregation1]link-aggregation selected-port maxium 'number'
配置最大可用接口数量
Smat-link
定义
一种针对双上行组网的解决方案,实现了高效可靠的链路冗余备份和故障快速切换
H3C和华为私有协议
优势
故障切换速度可达厘秒级
原理
运行机制
双上行的两个端口组成一个Smart-link组,配置为主端口和副端口
主端口链路故障,立即切换为副端口转发数据
保护VLAN
Smart-link组允许转发的VLAN
以MST实例的形式进行映射
控制VLAN
FLUSH报文转发的VLAN
FLUSH报文
技术背景
链路发生故障切换时,上行交换机学习的MAC地址仍然对应原接口
需要通过流量来刷新正确的MAC地址记录
刷新期间,流量会中断
解决方案
链路发生故障切换时,Smart-link从新的链路上发送Flush报文
收到Flush报文的交换机,会在接收报文的端口重新学习MAC地址记录
Smart-link角色抢占模式
默认主端口故障恢复后,不会发生角色抢占
可通过配置使主端口自动抢占角色
注意
Smart-link、STP、RRPP同时只能运行一种
配置Smart-link时,需要在相关接口上关闭STP特性
Monitor-link
定义
用于把上行链路的存活状态同步到下行链路
使Smart-link可以感知到跨设备的链路故障
原理
上行端口
连接上层设备的端口
下行端口
连接Smart-link的端口
当所有上行端口Down,自动关闭下行端口
任意一个上行端口Up,自动开启下行端口
相关命令
[h3c]smart-link group 'group-id'
创建Smart-link组
[h3c-smlk-group1]protected-vlan reference-instance 'instance-list'
配置保护VLAN
[h3c-smlk-group1]flush enable control-vlan 'vlan-id'
配置控制VLAN
[h3c-smlk-group1]port 'port-name' 'primary/secondary'
Smart-link视图下配置端口角色
[h3c-GigabitEthernet1/0/1]port smart-link group 'group-id' 'primary/secondary'
接口视图下配置端口角色
[h3c-smlk-group1]preemption mode role
开启角色抢占
[h3c-GigabitEthernet1/0/1]smart-link flush enable control-vlan 'vlan-id'
上行交换机配置控制VLAN
[h3c]monitor-link group 'group-id'
创建Monitor-link组
[h3c-mtlk-group1]port 'port-name' 'uplink/downlink'
配置端口角色
RRPP
定义
快速环网保护协议
应用于以太环网的链路层协议
H3C、华为私有协议
RRPP与STP、Smart-link冲突
相关概念
RRPP域
共同运行同一个RRPP协议的网络范围
主环
主要环结构
主环和子环的健康状态检测都在主环上进行
子环
和主环相连的其他环结构
节点
定义
运行RRPP的交换机
分类
主节点
负责环网的健康状态检测
传输节点
除主节点外的其他节点
边缘节点
子环上和主环相交的节点
辅助边缘节点
子环上和主环相交的另一个节点
端口角色
主端口
主节点上的主端口周期性发起Hello报文,默认处于转发状态
传输节点上的主端口接收或发送Hello报文,处于转发状态
副端口
主节点上的副端口通过接收Hello报文来判断环网健康状态,默认处于阻塞状态
传输节点上的副端口接收或发送Hello报文,处于转发状态
边缘端口
边缘节点和辅助边缘节点上连接子环一侧的端口
公共端口
边缘节点和辅助边缘节点上连接主环一侧的端口
工作机制
Polling机制
主节点的主端口周期性发送Hello报文
传输节点转发该报文
如副端口能够周期性接收到Hello报文,判断为环网正常,超出周期未收到,则判断环网故障
检测到环网故障,主节点立即开启副端口
链路状态变化通知机制
环网故障后,故障所在节点立即向主节点发起Link-down报文
主节点收到Link-down报文后,立即开启副端口
子环状态检测机制
子环主节点的主端口周期性发送Hello报文
Hello报文分别沿主环链路和主环与子环相交的链路转发
只有两条链路同时故障,才会导致子环主节点的副端口无法收到Hello报文,判断为子环故障
子环故障后,子环主节点立即开启副端口
该机制会导致多子环环境产生环路
主环上子环协议报文通道状态检测机制
正常情况下,边缘节点周期性沿主环链路和主环与子环相交的链路发送Edge-hello报文,该报文会被辅助边缘节点接收
当两条链路同时故障,辅助边缘节点无法收到Edge-hello报文,立即沿子环链路发送Major-fault报文
边缘节点收到Major-fault报文后,立即阻塞所有边缘端口
阻塞完成后,子环主节点开启副端口
该机制会造成部分设备成为孤岛设备
环组
如果有多个子环,每个子环都会在边缘和辅助边缘节点通过收发Edge-hello、Major-fauit等报文来进行状态检测,增加设备性能负担
可以在边缘和复杂边缘节点上把多个子环加入到一个环组
边缘即节点上只有子环ID最小的才能发送Edge-hello报文
辅助边缘节点上任意子环收到Edge-hello报文,都会通知其他子环
拓扑状态变化
环网健康时,处于Complete状态
链路故障
传输节点链路故障,主节点收到Link-down报文后,切换至Faied状态,并放开副端口;主节点发送Common-Flush-FDB报文刷新其他交换机表项
如果Link-down报文未被主节点收到,主节点的副端口无法收到Hello报文,同样会切换至Failed状态,并进行后续操作
链路恢复
当传输节点链路恢复,传输节点状态切换至Preforwardfing状态,阻塞刚刚恢复的端口
主节点的副端口收到Hello报文,状态切换至Complete,阻塞副端口
主节点从主端口发送Complete-Flush-FDB报文
传输节点收到Complete-Flush—FDB报文后,状态切换到Link-Up状态,放开临时阻塞的端口,并刷新表项
传输节点中Preforwarding状态下,一定时间内接受不到主节点的Complete-Flush-FDB报文,也可以自动放开阻塞端口
相关命令
[h3c]rrpp domain 'domain-id'
创建RRPP域
[h3c-rrpp-domain1]control-vlan 'vlan-id'
配置控制VLAN
控制VLAN不能提前创建
[h3c-rrpp-domain1]protected-vlan reference-instance 'instance-list'
配置保护VLAN
[h3c-rrpp-domain1]ring 'ring-id' node-mode master primary-port 'port-name' secondary-port 'port-name' level 'level'
配置主节点
[h3c-rrpp-domain1]ring 'ring-id' node-mode transit primary-port 'port-name' secondary-port 'port-name' level 'level'
配置传输节点
[h3c-rrpp-domain1]ring 'ring-id' node-mode edge edge-port 'port-name'
配置边缘节点
[h3c-rrpp-domain1]ring 'ring-id' node-mode assistant-edge edge-port 'port-name'
配置辅助边缘节点
[h3c-rrpp-domain1]ring 'ring-id' enable
使能RRPP环
[h3c]rrpp enable
使能RRPP
VRRP
技术背景
终端设备只能配置一个网关
多网关冗余环境下,用户只能自行更改配置来实现故障切换
定义
虚拟路由器冗余协议
将多个网关设备加入到备份组中,形成一台虚拟网关
工作原理
VRRP协议报文使用组播发送,组播地址224.0.0.18
一个VRRP备份组会选举出一个主网关和若干备份网关
VRRP选举规则
1.优先级大的优先
优先级默认都是100
可配置的范围0-254
备份组中,某个网关设备真实IP与虚拟IP一致,则该网关优先级自动变为255,成为主网关
2.IP地址大的优先
VRRP角色切换条件
当前的主网关设备故障,导致备份网关无法接收到心跳报文
备份组中出现优先级更高的网关设备 VRRP默认工作在抢占模式
VRRP接口监视
技术背景
如果网关设备的上行链路故障,而网关本身正常,不会导致角色切换,但发往本网关的数据已经无法连通外部网络
解决方案
VRRP监视上行接口状态,当上行接口Down,主动降低本网关优先级,以触发角色抢占
相关命令
[h3c-vlan-interface10]vrrp vrid 'vrid' virtual-ip 'ip-address'
配置VRRP虚拟IP地址
[h3c-vlan-interface10]vrrp vrid 'vrid' priority 'priority'
配置VRRP优先级
[h3c]track 'tracker-id' interface 'port-name'
配置接口监视
[h3c-vlan-interface10]vrrp vrid 'vrid' track 'tracker-id' reduced 'priority'
VRRP中调用接口监视
IRF
定义
智能弹性架构
H3C的堆叠技术
通过把多台交换机虚拟成一台逻辑设备来提高可靠性和性能
优势
大幅简化配置管理
提高整体设备性能
设备扩展简便
大幅提高设备可靠性
消除逻辑环路,不需要运行任何防环机制
工作流程
1.建立物理连接
2.通过向所有逻辑堆叠口发送Hello报文来收集堆叠组的拓扑信息
3.选举Master设备
选举失败的设备会自动重启,重启完成后成为Slave设备
4.进入到IRF的维护阶段
Master设备选举规则
1.优先级大的优先
优先级默认为1
2.系统运行时间长的优先
3.MAC地址小的优先
IRF堆叠协议热备份
堆叠组内的所有交换机会自动同步配置文件,但是成员交换机允许过程中产生缓存表项并不包含在配置文件中
热备份机制会自动吧运行过程中的缓存表项进行同步,比如邻居表、协议路由表、ARP表等。
IRF形成的必要条件
1.堆叠口中的物理接口必须使万兆以上的接口
2.一台设备上最多有2个堆叠口
3.一台设备的1号堆叠口必须连接到另一台设备的2号堆叠口
4.一台设备上的2号堆叠口对应的物理口的ID必须大于1号堆叠口对应的物理口的ID
5.所有堆叠的物理设备的操作系统必须一致
配置步骤
1.更改设备编号
2.保存配置,手动重启更改了设备ID的交换机
3.手动Shutdown要加入到堆叠口中的物理口
4.创建虚拟堆叠口,并加入相应的物理口
5.手动开启物理口
6.保存配置
7.激活IRF配置
相关命令
[h3c]irf-port 'member-id/port-id'
创建IRF堆叠口
[h3c-irf-port1/1]port group interface 'port-id'
物理口加入到堆叠口
[h3c]irf member 'member-id' renumber 'new-member-id'
更改IRF设备ID
[h3c]irf-port-configuration active
激活IRF配置
组播概述
定义
点到多点的通讯模式
组播关注的问题
如何标识接收者 组播地址
组播数据如何转发 组播分发树
组播转发路径如何建立 组播路由
终端设备如何加入/离开组播组 IGMP
组播组成员信息如何维护 IGMP
解决方案
组播地址
标识组播接收者
组播分发树
定义组播数据转发方式
组播路由协议
建立组播转发路径
IGMP
定义终端设备加入/离开组播组
维护组播组成员信息
组播地址
地址范围
224.X.X.X-239.X.X.X
地址分类
本地协议预留地址
224.0.0.0-224.0.1.255
用户组播地址
224.0.2.0-238.255.255.255
本地管理地址
239.0.0.0-239.255.255.255
组播MAC地址
01-00-5E-XX-XX-XX
因为组播IP地址第5-9位不映射到组播MAC地址,所以某些组播IP对应的组播MAC会有重复 通过组播IP来判断是否是本机所需要的组播报文
组播模型
ASM
任意信源组播
不区分组播源,所有组播源共享同一个组播信息表
SSM
指定信源组播
区分组播源,每个组播源维护独立的组播信息表
IGMP协议
定义
组播组管理协议
功能
管理主机加入和离开组播组
维护本地组播组信息表
IGMPv1
主机加入
1.路由器向开启了IGMP的端口发送查询报文,询问该接口下有没有组播接收者
2.收到查询报文的主机,如果希望接收某个组的组播,则向路由器回复report报文,把希望加入的组播组地址通告给路由器;如果不希望接收任何组播,则不回复
3.收到report报文后,路由器就会在本地建立组播组信息表,记录该组的(*、G)表项,后续将会转发该组组播
主机离开
默默离开
当路由器在后续的查询报文中没有收到某个组的Report报文时,路由器将会把该组的(*、G)表项删除,不再转发该组组播
查询器选举
一个网段中只能有一个路由器负责处理组播,该路由器就是查询器
IGMPv1没有查询器选举机制,只能依靠上层组播路由协议选举
成员报告抑制机制
主机以组播224.0.0.1的地址发送report报文,该报文也会发送至其他主机
收到该report报文的主机会启动计时器(10秒);在该计时器时间内,如果本机也希望加入该组播组,不会重复发送report报文
主机希望加入某个组播组,不用等到路由器发送查询报文,会直接向路由器发送Report报文
IGMPv2
主机加入
路由器会周期性向开启了IGMP的接口发送普遍查询报文
其他和IGMPv1一致
主机离开
1.主机主动向路由器发送Leave报文,通告希望离开的组播组地址
2.路由器收到leave报文后,会发送指定组查询报文,询问该网段内是否还有主机希望接收该组的组播
3.如网段内还有该组接收者,则该接收者会向路由器回复membership-report报文,通告路由器本机还希望接收该组播;如果不希望接收该组播,则不回复
4.如接收到membership-report报文,则不对组播组信息表做任何操作;如没有接收到任何报文,则删除该组播组信息
查询器选举
自动选举
IP地址小的优先
成员报告抑制机制
与IGMPv1一致
IGMPv3
主机上维护的组播信息
组地址 过滤模式 源列表
主机通过发送membership-report报文向路由器通告本机当前组播信息状态、过滤模式变化、源列表变化
路由器维护的组播信息
组状态
(组地址、组定时器、过滤模式、源列表)
源列表
(源地址、源定时器)
主机加入
1.路由器发送普遍查询报文
2.收到普遍查询报文的主机,如果希望加入某个组播组,就会发送membership-report报文;报文格式会包含组地址、源过滤模式、源列表
3.路由器收到report报文后,会根据报文的汇总信息,生成相应的组播信息表项
主机离开
离开某个组播源
1.主动向路由器发送membership-report报文、报文会包含希望变更的组播组地址、离开的源地址
2.路由器收到该报文后,会发送指定组查询报文,询问是否还有其他主机希望继续接受该组播源在该组播地址发送的组播
3.如果未收到回复,路由器则在组状态中删除该组播源;如果收到,则不做任何操作
离开某个组播组
1.主动向路由器发送membership-report报文;报文包含希望离开的组播组和TO_IN(NULL)消息
2.路由器收到该报文,会发送指定组查询报文,询问是否还有其他主机希望继续接收该组播
3.如果未收到回复,路由器则删除该组播组的信息记录;如果收到,则不做任何操作
取消成员报告抑制机制
IGMP Snooping
用于在交换机上建立二层组播信息
二层交换机在不使能IGMP Snooping的情况下,默认把组播报文当做广播处理
工作原理
开启IGMP Snooping后,交换机会把收到普遍查询报文的接口设置为路由器接口
交换机只会把从路由器接口收到的组播报文转发至成员端口;从非路由器端口收到的组播报文丢弃
交换机从某个端口收到IGMP Report报文后,就自动吧该端口加入到组播转发表的成员端口
交换机只会把Report报文从路由器端口转发,所以其他主机不会收到Report报文,不会触发成员报告抑制机制
组播VLAN
路由器只在组播VLAN内复制数据,减轻路由器负担,节省网络带宽资源
二层交换机在该组播Vlan的所有子Vlan中复制组播报文
相关命令
[h3c]igmp
进入IGMP视图
[h3c]igmp version 'version'
配置IGMP版本
[h3c-GigabitEthernet0/0]igmp enable
接口开启IGMP
组播转发机制
组播分发树
定义
组播数据在网络中的转发路径
由组播路由协议建立
分类
SPT
最短路径树
为每个组播源分别建立一条到达接收者的最短路径
可保证组播转发低延迟
需要维护的路径数量太多
RPT
共享树
建立一条所有组播源到所有接收者的共享路径
只需要维护少量的组播路径
无法保证每个组播源到接收者是最优路径
RPF机制
定义
逆向路径转发
工作机制
组播数据包到达路由器后,执行RPF检查
如果数据包是在到达组播源的最优路径上到达,则RPF检查成功,数据包被转发
如果RPF检查失败,则丢弃数据包
RPF检查基于单播路由表,如果单播路由存在等价路由,则RPF选择吓一跳IP地址大的
组播路由协议
概述
用于建立和维护组播路由
常见组播路由协议
DVMRP
RIP组播版本
要求单播使用RIP
MOSPF
OSPF组播版本
要求单播使用OSPFv2
PIM
协议无关组播
对单播路由来源无要求
PIM-DM
定义
PIM密集模式
假定网络中组播接收者较多,且分部于大部分设备上,采用推的方式分发组播数据
适用于小规模组播网络
邻居发现机制
PIM路由器之间周期性发送Hello报文来发现、建立和维护邻居关系
如网段中IGMP版本是v1,则Hello报文可以选举查询器
运行机制
扩散
1.组播源发起组播,沿途路由器以广播方式,把组播包进行扩散
2.沿途路由器创建(S,G)表项
S为组播源
G为组播组地址
一个(S,G)表项包含一个入接口和若干出接口
入接口是通过RPF检测的接收组播的接口
路由器会把组播向所有出接口转发
3.路由器把(S,G)表项中的入接口设置为接收组播的接口,其他所有连接了PIM接口都设置为出接口
剪枝
1.如果网段内部没有组播接收者,则DR向入接口发起Prune报文
2.上游路由器收到Prune报文后,把收到报文的接口从(S,G)表项中的出接口删除
3.如剪枝后本路由器的(S,G)表项中没有出接口了,将继续向上游接口发送Prune报文进行剪枝
加入
1.一个网段中有多个下游路由器,其中一个下游路由器向上游发起剪枝,该Prune报文会同时被另一个下游路由器接收
2.如果另外一个下游路由器中存在接收者,感知到有其他下游路由器正在剪枝后,则向上游发起Join报文,请求上游继续发送组播
3.上游路由器收到Join报文后,不会删除出接口
扩散-剪枝-加入周期性进行,形成组播源到接收者之间的SPT
嫁接
1.当路由器中出现组播接收者时,向上游发送Graft报文
2.上游收到Graft ACK报文,并把收到Graft报文的接口添加到(S,G)表项的出接口
断言
1.一个网段中存在多台上游路由器,会导致相同组播报文重复发送
2.通过断言机制选举唯一组播数据转发者
3.选举机制
到组播源的单播路由的优先级较高者获胜
到组播源的单播路由度量值较小者获胜
本地IP地址小的成为唯一组播数据转发者
状态刷新机制
如果组播路径没有变化,组播源会发送State Refresh报文,刷新重置扩散周期计时器,降低扩散频率
PIM-SM
定义
PIM稀疏模式
适用于任何规模的网络
采取拉的方式,根据接收者的需求,在组播接收者和组播源之间建立组播分发树
无论网段中的IGMP协议是什么版本,都通过Hello报文选举查询器
邻居发现机制
与PIM-DM相同
运行机制
加入
1.接收者一侧的DR中如果存在组播接收者,则根据单播路由表向RP发起Join报文
RP为汇聚点
自行配置路由器作为RP
2.沿途路由器建立(*,G)表项
*代表任意组播源
G为组播组地址
一个(*,G)表项包含一个入接口和若干出接口
入接口为发送Join报文的接口
出接口为收到Join报文的接口
通过加入过程,形成RP到每个组播接收者的RPT
组播源注册
1.组播源把第一个组播数据包封装为单播形式的Register报文发送至RP
2.RP收到Register报文后,解封出原始组播报文,根据RPT转发组播
3.RP向组播源一侧的DR发起Join报文
4.沿途路由器建立(S,G)表项
通过组播源注册,形成组播源到RP的SPT
组播源停止注册
1.RP以单播形式向组播源发起Register Stop报文
2.组播源一侧DR收到后,停止以单播封装组播数据包,按照SPT转发组播数据
RPT向SPT切换
1.接收者一侧DR接收到组播后,感知到了组播源,于是向组播源发起Join报文
2.沿途路由器建立(S,G)表项
3.此时,路由器中会同时存在(S,G)和(*,G)表项
4.路由器对组播报文进行RPF检测,如SPT入接口优于RPT入接口,则向RPT入接口发起Prune报文
5.最终形成组播源到接收者的SPT
RP
配置方式
自动选举
通过BSR选举
优先级高的优先
计算Hash值大的优先
C-RP的IP地址大的优先
RP并不是由BSR选举,而是由BSR把所有C-RP的信息收集完整后,发送给所有路由器,所有路由器自行选举出唯一的RP
BSR的选举
C-BSR优先级高的优先
C-BSR的IP地址大的优先
一个组播组的RP的BSR可以使同一台路由器的同一个接口
动态选举RP通过Boot Strap协议
静态指定
PIM-SSM
组播接收者通过IGMPv3感知到组播源地址
接收者一侧DR向组播源发起Join报文,建立SPT
相关命令
[h3c]multicast routing
全局开启组播路由功能
[h3c]pim
创建PIM进程
[h3c-GigabitEthernet0/0]pim 'dm/sm'
接口使能PIM,并指定PIM模式
[h3c-pim]static-rp 'ip-address'
配置静态RP
[h3c-pim]c-rp 'ip-address'
配置候选RP
[h3c-pim]c-bsr 'ip-address'
配置候选BSR
[h3c]display multicast routing-table
查看组播路由表
AAA
AAA架构
Authentication
用户验证
Authorization
授权
Accounting
计费
验证模式
本地验证
用户身份验证过程发生在接入设备上
远程验证
用户身份验证过程发生在指定的AAA服务器上
可以实现对网络中所有接入点进行集中统一身份验证
相关协议
RADIUS
使用UDP1812和1813端口传输数据
验证和授权发生在同一台服务器上,不可分离
TACACS+
使用TCP传输
比RADIUS的安全级别更高
Radius只对报文头部加密
TACACS+对报文整体加密
TACACS+可以对用户命令行的级别进行授权,而Radius不行
验证、授权、计费可独立运行在不同服务器上
接入控制和安全
接入控制
注意事项
受控端口/非受控端口
受控端口
用于传输数据的逻辑子接口,身份认证未通过时,该端口不会转发数据;身份认证通过后,可以传输数据
非受控端口
用于传输802.1X认证报文,无论身份认证是否通过,该端口都可以转发802.1X报文
授权/非授权
强制授权模式
端口始终处于被授权可以连通的状态
强制非授权
端口始终处于不可认证的状态
自动识别
身份认证未通过时,端口处于非授权状态;当身份认证通过时,端口自动切换到授权状态
单向/双向受控
单向受控
只允许用户接收帧,不允许用户发送帧
双向受控
用户可以同时接收和发送帧
802.1X
基于端口验证
该端口下只要一台客户端通过验证,则该端口下连接的所有客户端都能访问网络
只要一台客户端中断连接,该端口下所有连接的客户端都会中断
基于MAC地址验证
一个端口下的所有客户端都保留独立的连接,彼此互不影响
客户端触发
由客户端直接主动发起身份认证请求
设备端触发
某些特殊情况下,客户端无法主动发起认证请求
设备端会以30秒为周期发起询问,客户端感知到设备端后,在向设备端发起认证请求
EAP中继
客户端通过EAP协议和设备端交互,设备端把该报文以EAP协议中继转发给Radius服务器
客户端和设备端,设备端和服务端都是使用EAP协议来封装报文
EAP终结
客户端通过EAP协议和设备端交互,设备端把客户端的报文的内容提取出来,重新封装为CHAP/MD5/PAP认证的方式转交给服务端
客户端和设备端使用EAP协议来封装报文,设备端和服务端使用CHAP/MD5/PAP验证来进行报文传输
Guest VLAN
用户未验证或未通过验证,可访问Guest VLAN中的资源
Dynamic VLAN
用户通过验证后,客户端所属的VLAN
MAC地址验证
客户端无需专用拨号客户端,使用方便
用户名格式
MAC地址作为用户名
创建普通用户名
支持Guest VALN和Dynamic VLAN
端口安全
MAC地址学习类型
NoRestrictions
端口关闭,学习MAC地址没有限制
autolearn
通过了身份验证的MAC地址会学习到安全MAC地址列表中
如果端口学习到的MAC地址达到了允许学习的MAC地址数量上限;就不再添加新的安全MAC地址
只有源MAC为安全MAC地址或静态MAC地址的帧才允许通过该端口
secure
不在学习新的安全MAC地址,只有源MAC为安全MAC地址或静态MAC地址的帧才允许通过该端口
配置端口可学习的MAC地址最大数量
NeedToKnow特性
检查数据帧的目的MAC地址,目的MAC地址未通过验证,则丢弃数据帧
入侵检测
检查数据帧的源MAC地址,源MAC地址未通过验证则做出相应惩罚措施
SSH
定义
一种安全的远程登录协议
基于TCP22端口传输
特征
支持数据加密和数字签名
连接建立流程
1.版本号协商
2.密钥和算法协商
3.身份认证
4.会话请求和建立
5.会话交互阶段
SNMP
定义
简单网络管理协议
提供从网络设备中收集信息的方法,也为设备向网络管理端报告问题和错误提供方法
相关概念
NMS
网络管理站
用于统一管理网络设备的服务器
Agent
代理器
接受NMS远程管理的网络设备
MIB
管理信息库
用于记录网络设备的各种参数属性
OID
用于描述MIB中某一个属性的路径信息
团体字
读团体字
读取设备信息和设备报错需要的密码
写团体字
配置设备需要的密码
版本
SNMPv1
报文类型
Get
GetNext
Set
Trap
GetResponse
特点
所有操作都是原子性的,返回的报文中只要有一条属性错误,整个报文都会出错
能够表达的错误状态有限
不支持NMS之间的的通讯
Trap报文格式存在缺陷
基于团体字的安全性,安全性有限
SNMPv2c
特点
同样基于团体字命名的安全机制
请求和响应报文与V1一致
除了Set操作,其他操作都是非原子性的,某一条属性错误,不会影响其他属性的传递
增加了GetBulk报文,可以一次请求多个OID
可以表达更多的错误状态
支持更丰富的数据类型
Trap报文格式与其他报文格式统一了
支持NMS之间的通讯
SNMPv3
特点
支持身份验证
支持报文加密
支持访问控制
配置方法
1.配置SNMP读团体字并绑定ACL配置允许管理的主机
2.配置SNMP写团体字并绑定ACL配置允许管理的主机
3.配置SNMP工作版本
4.配置SNMP告警
相关命令
[h3c]snmp-agent community read 123456 acl 2000
[h3c]snmp-agent community write 654321 acl 2000
[h3c]snmp-agent sys-info version v2c
[h3c]snmp-agent target-host trap address udp-domain 10.1.0.100 params securityname 123456
LLDP
定义
链路层发现协议
用于跨厂商设备之间互相发现各自的设备参数、设备性能、相关配置信息
端口工作模式
TxRx
可以发送和接收LLDP报文
Tx
只能发送LLDP报文
Rx
只能接受LLDP报文
Disable
不能发送接收LLDP报文
报文发送模式
快速发送
周期发送
通过令牌桶发送
LLDP重初始化延时发送
镜像技术
定义
将制定端口的报文或符合指定规则的报文复制到目的端口
利用镜像技术,可进行网络监管
分类
端口镜像
本地端口镜像
将设备的一个或多个源端口的报文复制到本设备的一个目的端口,用于报文的分析和监视
远程端口镜像
镜像组的源端口和目的端口主不同的设备上
流镜像
将指定的数据包复制到用户指定的目的地,进行网络检测和故障排除
注意事项
一个镜像组可以包含多个源端口,但只能包含一个目的端口
远程镜像组Vlan必须是静态创建的Vlan
远程镜像Vlan不要有其他数据经过
在对源端口镜像双向镜像时,最好关闭远程镜像Vlan的MAC地址自动学习功能
相关命令
[h3c]mirroring-group 'group-id' local
创建本地镜像组
[h3c]mirroting-group 'group-id' mirroring-port 'port-name' 'inbound/outbound/both'
配置源端口
[h3c]mirroring-group 'group-id' monitor-port 'port-id'
配置目的端口
NTP
定义
网络时间协议
用于同步网络中设备的系统时间
工作模式
C/S模式
对等体模式
广播模式
组播模式
相关命令
[h3c]ntp-service enable
开启NTP服务
[h3c]ntp-service refclock-master 2
配置NTP时钟级别
[h3c]ntp-service unicast-server 'ip-address'
配置NTP服务器地址