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    一、100 台路由器组网

            100 台性能差异较大的路由器组网选择哪种 IGP 协议,由题目可知,可以选择的 IGP 有 RIP,OSPF 和 ISIS(还有思科的 EIGRP 可以不说)。本题的重点在性能差异较大的路由器。

             1、首先,RIP 不推荐选用,因为 RIP 有以下缺点:

    ⚫ 收敛速度慢,间接故障需要 180s 收敛时间(追问一);

    ⚫ 有最大跳数 16 跳的限制,网络规模受限制;

    ⚫ 周期更新占用链路带宽资源,尤其是在广域网链路上;

    ⚫ 使用跳数做开销值计算,不根据带宽计算不精确。

             但是,由于 RIP 具有以下优点:

    ⚫ 不用维护 LSDB 表项,占用系统 CPU 资源小;

    ⚫ 配置简单,管理方便;

    ⚫ 对比静态路由能够动态感知网络变化;

     所以我们可以将 RIP 配置在边缘网络,末节网络,可以有效的减轻边缘设备的压力。

            2、其次可以在 OSPF 和 ISIS 中去选择,由于这两个协议都是链路状态协议,支持的路由 条目都比较多,都支持层次化网络部署,网络规模可以比较大,所以具体使用哪种协议需要 根据实际情况来判断。

            首先比较一下两个协议的共同点:

    ⚫ 都是链路状态路由协议,通过收集 LSA/LSP 加入到 LSDB 中进行 SPF 计算路由;

    ⚫ 都支持多区域层次化的网络部署,可以适合于大型网络;

    ⚫ 都通过 DR/DIS 来收集并更新链路状态信息;

    3、对于 OSPF 来说,他的优点在于:

    ⚫ 支持的网络类型丰富,BMA,NBMA,P2P,P2MP,所以可以适合于复杂的网络环境

    ⚫ LSA 的种类丰富(域内,域间,域外),可以精确的控制路由信息;

    ⚫ 分内外部路由,可以根据需求修改内外部路由管理距离;

    ⚫ 可以配置特殊区域,将性能一般或差的放置在特殊区域,减轻设备性能压力;

    ⚫ 虚链接功能可以实现链路备份和冗余,流量优化,网络合并等功能;

    ⚫ 人员熟悉度,企业网管理人员对 OSPF 的操作较为熟悉;

    4、对于 ISIS 来说,他的优点在于: 收敛速度快(追问二);

    ⚫ 支持路由条目多,ISIS 有虚拟系统的概念,可分 50 个虚拟系统,每个虚拟系统 256 个 LSP 分片

    ⚫ 有 Level1 和 Level2 的区域,支持层次化部署;

    ⚫ 基于二层的路由协议,可以通过 TLV 扩展来支持不同的网络层协议(IP,IPv6, CLNP 等);

    ⚫ 平滑迁移,一台路由器最多可以同时属于 3 个区域,进行区域迁移可以平滑迁移;

    5、综上所述,可以将性能较差的网络末节使用 RIP,缺省静态路由(使用 BFD 或 NQA 联 动 检测静态路由状态)或者部署在 OSPF 特殊区域以及 ISIS 的 Level1 区域。

            对于 OSPF 和 ISIS 的选择来说,OSPF 支持的网络类型丰富;选路和路由控制更加灵活; 更适合层次化的网络划分,可以将性能好的路由器放置在骨干区域,性能一般的放置在普通 区域,性能较差的放置在特殊区域来减轻设备性能压力,一般在企业网中应用较多。 ISIS 的收敛速度快,扩展性强,网络稳定性更好,虽然也可以进行层次化网络划分,但 是 Level1 区域可能造成路径选择不优,需要对 Level1 区域做路由泄露,所以 ISIS 更适合 扁平化全 Level2 区域的网络部署,一般在运营商网络中应用较多。

    6、追问解答:

    (1)追问一:RIP 间接故障场景?

    对于下图所示 RIP 间接故障,中间交换机是跑二层,当 SW1 和 R2 之间链路 down 之后, 对于 R1 来说是间接故障,此时触发更新不适用,需要等待 180s 才能收敛。

     

    (2)追问二:为什么 ISIS 收敛速度快?

    LSP 快速扩散,正常情况下,当 IS-IS 收到其它路由器发来的 LSP 时,如果此 LSP 比 本地 LSDB 中相应的 LSP 要新,则更新 LSDB 中的 LSP,并用一个定时器定期将 LSDB 内 已更新的 LSP 扩散出去。LSP 快速扩散特性改进了这种方式,使能了此特性的设备收到一 347 个或多个较新的 LSP 时,在路由计算之前,先将小于指定数目的 LSP 扩散出去,加快 LSDB 的同步过程。

             ISPF(增强的 SPF)和 PRC(部分路由计算),ISIS 中的 PRC 是依赖于 ISPF 计算出的 SPT,在 ISIS 中将前缀作为叶子,路由器为节点,如果 I-SPF 计算后的 SPT 改变,PRC 会 只处理那个变化的节点上的所有叶子;如果经过 I-SPF 计算后的 SPT 并没有变化,则 PRC 只处理变化的叶子信息。(比如一个节点使能一个 IS-IS 接口,则整个网络拓扑的 SPT 是 不变的,这时 PRC 只更新这个节点的接口路由)。ISPF 配合 PRC 使用可以加快收敛速度。 ISIS 对比 OSPF 不需要选举备份 DIS,也不用进行主从选举,所以较快一些。

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    一、交换机的星型集中连接我们知道,交换机的最基本功能和应用就是集中连接网络设备,所有的网络设备(如服务器、工作站、PC机、笔记本电脑、路由器、防火墙、网络打印机等),只要交换机的端口支持...

    一、交换机的星型集中连接

    我们知道,交换机的最基本功能和应用就是集中连接网络设备,所有的网络设备(如服务器、工作站、PC机、笔记本电脑、路由器、防火墙、网络打印机等),只要交换机的端口支持相应设备的端口类型都可以直接连接在交换机的端口,共同构成星形网络。在星形连接中,交换机的各端口连接设备都彼此平等,可以相互访问(除非做了限制),而不是像许多刚涉入网管行列的朋友那样,认为连接在交换机的服务器是最高级的。

    二、交换机的级联与堆栈

    拓扑图

    上图所示的仅是一个最基本的星形以太网架构,实际的星形企业网络比这可能要复杂许多。这复杂性不仅表现在网络设备如何高档,配置如何复杂,更重要的是表现在网络交换层次比较复杂。企业网络中的路由器和防火墙通常只需配备一个,但交换机通常不会只是一个(除了只有20个用户左右的小型网络)。如果用户数比较 多,如上百个,甚至上千个,就必须依靠交换机的级联或者堆栈扩展连接了。但级联技术和堆栈技术也有所不同,它们的应用范围也不同。

    交换机级联就是交换机与交换机之间通过交换端口进行扩展,这样一方面解决了单一交换机端口数不足的问题,另一方面也解决离机房较远距离的客户端和网络设备的连接。因为单段交换双绞以太网电缆可达到了100米,每级联一个交换机就可扩展100米的距离。但这也不是说可以任意级联,因为线路过长,一方面信号在线路上的衰减也较多,另一方面,毕竟下级交换机还是共享上级交换机的一个端口可用带宽,层次越多,最终的客户端可用带宽也就越低(尽管你可能用的是百兆交换机),这样对网络的连接性能影响非常大,所以从实角度来看,建议最多部署三级交换机,那就是核心交换机-二级交换机-三级交换机。

    这里的三级并不是说只能允许最多三台交换机,而是从层次上讲只能三个层次。连接在同一交换机上不同端口的交换机都属于同一层次,所以每个层次又能允许几个,甚至几十个交换机级联。层级联所用端口可以是专门的UpLink端口,也可以是普通的交换端口。有些交换机配有专门的级联(UpLink)端口,但有 些却没有。如果有专门的级联端口,则最好利用,因为它的带宽通常比普通交换端口宽,可进一步确保下级交换机的带宽。如果没有则只能通过普通交换端口级联了。

    通过级联端口进行级联的方法如下图所示:

    通过级联端口进行级联

    而通过普通端口所进行的级联方法如下图所示:

    通过普通端口所进行的级联

    注意它们之间不仅所用端口不同,所采用的电缆也不一样:采用级联端口进行的级联,需采用普通直通线;而采用普通端口进行的级联电缆为交叉电缆,就像两台主机对连一样。

    至于交换机的堆栈,就不是所有交换机都可以的,而是要具有堆栈模块的。交换机的堆栈不是通过交换端口进行的,而是通过专门的背板堆栈模块,采用专门的堆栈电缆进行的连接。而且要注意的是,因为交换机堆栈通常是放在同一位置,连接电缆也较短,所以交换机的堆栈的目的主要是用于扩充交换端口,而不是用于扩展距离的。

    同时,交换机堆栈还可提高各实际使用的交换机端口可用带宽,因为它是把堆栈在一起的交换机的背板带宽聚集在一起,这样交换机堆栈的总背板带就是几台堆栈交换机的背板带宽之和。背板带宽提高后,如果交换机的每个端口都用上了,这一优势就不是很明显(也是有效果的,因为不可能每时每刻每个端口都同时通信),但 如果有交换机端口空余,效果会更明显,因为它可充分利用交换机的所有带宽。

    堆栈连接如下图所示:

    堆栈连接

    交换机的堆栈连接端口通常是又排D形插孔的,一个交换机有两个这样的端口,分别标有“UP”和“DOWN”字样(如上图所示),表示对应用于向上和向上堆栈连接的,不能接错。

    三、三层交换机的路由连接

    前面我们介绍到,三层交换机也具有一定的“路由”功能,可以实现不同子网的连接。但要注意的是,它的路由功能相对路由器来说还是要弱许多的。三层交换机的 路由功能只能用于同一类型的网络互联,而且通常只是局域网子网之间的互联,并不能把局域网与广域网,或者互联网连接起来,因为三层交换机所支持的路由协议非常有限,毕竟这不是它的主要功能。

    我们知道,在局域网上,二层的交换机通过源MAC 地址来标识数据包的发送者,根据目的MAC 地址来转发数据包。对于一个目的地址不在本局域网上的数据包,二层交换机不可能直接把它送到目的地,需要通过路由设备(比如传统的路由器)来转发,这时就 要把交换机连接到路由设备上。如果把交换机的缺省网关设置为路由设备的IP地址,交换机会把需要经过路由转发的包送到路由设备上。

    路由设备检查数据包的目的地址和自己的路由表,如果在路由表中找到转发路径,路由设备把该数据包转发到其它的网段上,否则,丢弃该数据包。专用路由器昂贵、复杂、速度慢、易成为网络瓶颈,因为它要分析所有的广播包并转发其中的一部分,还要和其它的路由器交换路由信息,而且这些处理过程都是由CPU 来处理的(不是专用的ASIC )。

    第三层交换机既能像二层交换机那样通过MAC 地址来标识转发数据包,也能像传统路由器那样在两个网段之间进行路由转发。传统路由器采用软件来维护路由表,而三层交换机是通过专用的ASIC芯片来处理路由转发的。与传统路由器相比,第三层交换机的路由速度一般要快十倍或数十倍。

    三层交换机的路由连接如下图所示:

    三层交换机的路由连接

    路由器的局域网连接

    大家都知道,路由器可以连接企业局域网和广域网(如因特网),但却忽略了一路由器的另一个应用,那就是它的局域网连接功能。路由器的广域网连接可参见拓扑图图和三层交换机的路由连接图。

    路由器的作用因不同的路由器类型而定,我们常说的路由器通常是指边界路由器,就是位于不同类型网络的边界,如拓扑图图和三层交换机的路由连接图所示。还有一种路由器,它设计的目的就不是用于不同类型网络的连接,而是用于同为局域网的不同局域网或不同子网之间的连接,这就是“中间节点路由器”。它的网络结构 如下图所示。它与三层交换机的路由连接图相比,只是用中间节点路由器接替了原来的三层交换机。

    “边界路由器”处于网络边界的边缘或末端,用于不同网络路由器的连接,这也是目前大多数路由器的类型。如前面介绍的互联网接入路由器和后面要介绍的VPN路由器都属于边界路由器。这类路由器所支持的网络协议和路由协议比较广,背板带宽非常高,具有较高的吞吐能力,以满足各类不同类型网络(包括局域网和广域网)的互联。

    而“中间节点路由器”则处于局域网的内部,通常用于连接不同局域网,起到一个数据转发的桥梁作用。中间节点路由器更注重MAC地址的记忆能,要求较大的缓存。因为所连接的网络基本上是局域网,所以所支持的网络协议比较单一,背板带宽也较小,这些都是为了获得最高的性价比,适应一般企业的随能力。

    它与三层交换机的路由功能相比,在路由功能上肯定比三层交换机的强,但在局域网这种数据交换频繁的网络中,采用中间节点路由器来进行局域网的连接,网络性能可能会受到一定影响。总的来说,如果所连接的局域网或子网较多、网络互访不是很频繁、路由较复杂的环境中,最好采用中间节点路由器连接方案。但在少数子网连接、网络间互访频繁的环境中,最好还是采用三层交换机连接方式。而且还可节省设备投资,因为三层交换机不仅具有满足应用需求的路由功能,还可当作交换机用,连接许多网络设备。

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    2021-02-13 14:49:32
    如上图,当从pc2 ping pc3时,pc2所在ip段为192.168.1.x , pc3 所在ip段为192.168.2.x,不在同一i网段内。 在数据包发送的过程中,dest_ip 与 src_ip不会发生变化,但是mac地址,会随着设备的不断变化而变化。...

    如上图,当从pc2 ping pc3时,pc2所在ip段为192.168.1.x , pc3 所在ip段为192.168.2.x,不在同一i网段内。

    在数据包发送的过程中,dest_ip 与 src_ip不会发生变化,但是mac地址,会随着设备的不断变化而变化。

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    千次阅读 多人点赞 2021-04-11 20:01:06
    某公司100台路由器,差异较大,选择什么IGP协议,为什么?   如果该企业有100台路由器,那可真是一个大企业了,那么在规划网络的时候,要合理的分层次规划。可以将高性能的设备放在核心层,中等的放在汇聚层、性能...

    某公司100台路由器,差异较大,选择什么IGP协议,为什么?

      如果该企业有100台路由器,那可真是一个大企业了,那么在规划网络的时候,要合理的分层次规划。可以将高性能的设备放在核心层,中等的放在汇聚层、性能较差的放在接入层。首先我们看看都有哪些IGP路由协议。

    • 静态路由协议。
    • 动态路由协议。
      DV距离矢量路由协议:RIPv1、RIPv2
      LS链路状态路由协议:OSPF、ISIS

      具体怎么使用这些路由协议我们得先了解它们各自的特点:

    1. 静态路由协议。

      这个协议,不适用于大型网络全网全通,因为如果要使用静态路由协议,需要网络工程师非常熟悉网络拓扑,手动指定出接口下一跳等信息,手工配置。工作量巨大。且不易于维护,后期如果有故障,排错也非常复杂,也不易感知。因为静态协议没有任何交互过程,除非借用BFD的机制。
      虽然静态路由协议不适用于大型网络的全网全通,但是可以在网络出口设备,及末节网络设备上,设置静态路由,不占用CPU。如下图stub router及最末节点路由器,后面不会再连接其他路由器,那么它访问其他网络只需要向上游设置指一条默认路由或者其他形式的路由即可,配置简单方便,也易于站点的工程师维护。
    在这里插入图片描述

    2. RIP协议。

      RIP协议是一个DV路由协议,会有环路的问题,并且最大跳数是15跳,16跳就不可达,所以RIP不适用于大型网络互联,而且RIP是周期性的更新,周期时间是30s,收效速度较慢,在大型网络中全网收敛速度也比较慢,所以不推荐全网跑RIP,但是RIP可以在网络末节用于替代static, 因为static协议本身无法感知网络的变化,但是RIP毕竟是动态协议,会有报文协商交互的过程,能够自动感知路由的变化。还不用像链路状态路由协议一样维护链路状态数据库,节省了设备性能。

    3. OSPF和ISIS。

      OSPF和ISIS都是LS协议,对于收敛速度而言都比DV路由协议优,都有自己的防环机制,也都比较适用于大型的企业网络,但是应用场景有所区分。从下面几个方面来对比:

    • 区域结构:

      • OSPF层次化结构有丰富的区域分类,以及明确的区域拓扑,所有的常规区域都围绕骨干区域,通过ABR交互区域之间的信息,并且还会有stub,totally stub等特殊区域属性,透合对区域划分要明确,并且有要求的企业网络架构。
      • ISIS是扁平区域,划分比简单,对于搭建网络而言,level2设备组成的区域就是骨干区域,其余区域通过中间的L1/2路由器互联。并且level1的主机所在区域默认不能学习到其他区域的明细路由,除非手动将level2的路由泄露进level1,ISIS比较适用于对于区域划分要求不高,只需要做全网全通的大型DC底层或者ISP底层。
    • 对于路由的控制:

      • OSPF通过LSA计算路由,并且能够对路由有丰富的policy来控制,适用于企业网络。
      • ISIS相对OSPF,policy较少,控制起来相对复杂,首先得进行路由泄露,否则 level 1区域的设备只能通过默认路由访问,控制策略没有OSPF充足。
    • 路由承载的能力

      • 理论上,OSPF能够承载1万条路由,ISIS能够承载2万条路由,所以ISIS更加适用于底层拓扑相对简单,但是承载路由条目较多的ISP底层。
    • 收敛速度方面

      • 对于收敛速度比较高的,对网络稳定性要求比较高的,比如ISP的网络而且,推荐使用ISIS。
      • OSPF和ISIS都是通过I-SPF和PRC算法计算拓扑和路由,区别在于:
        • OSPF中,如果是域内的路由出现更新,而并非是最短路径树更新,那么1类LSA也会有所更新,只要1类LSA更新,就会触发I-SPF算法的重新计算以及PRC,消耗CPU等资源。
        • ISIS中所有的路由都是通过LSP的IP Reachability TLV字段描述。如果是城内的路由更新,只是LSP中的TLV字段更新,那么只会触发PRC的计算,不会重新计算最短路径树,相较0SPF,收敛速度快,消耗的资源少。
    • 安全性。

      • ISIS是基于二层的,并不封装在ip协议中,相较于OSPF,就会少了很多针对IP协议的攻击,就此看,安全性要高于OSPF,适用于对安全性要求较高的企业。
        在这里插入图片描述
        在这里插入图片描述
      • ISIS认证可以借助自己源生的功能实现不中断邻居关系修改密码配置简单,而OSPF得借助keychain配置比较复杂。
        在这里插入图片描述
    • 后期维护和可扩展性方面考虑:虽然OSPF和ISIS这两种协议都适用于大型网络的设计,但要考虑几方面:

      • 在100台路由器中,存在性能较差的路由器,需要通过OSPF特殊区域对其进行协议部署,尽可能发挥这些设备的性能。
      • OSPF的LSA类型和区域类型都比较丰富,可以针对不同的区域和LSA进行控制,便于策略的部署。
      • 在后期的网络维护中,由于大多数工程师对OSPF的熟知度更多一点,进行维护时也更有针对性,便于维护。
      • 扩展性,由于现网大多数企业在进行协议部署时,一般情况下都部署的OSPF协议,如果组网之间进行合并,可以通过虚连接将网络之间的骨干区城进行互联,实现网络的扩展。而ISIS不支持。
    • 所以综上,企业网推荐使用OSPF,然后大型数据中心底层或者是ISP底层推荐ISIS。

      • 企业需要相对较快的收敛、层次化的划分、易于管理懂的人对。
      • 大型数据中心底层或者是ISP底层,收敛速度快、路由承载能力强、配置简单。
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