CCNP1-CCNA回顾+浮动静态路由

1. OSI七层模型与TCP-IP四层模型

目的：为解决兼容性问题
----OSI------------------------------------------- TCP-IP
-应用层-----------------------------------------|
-表示层-----------------------------------------| 应用层
-会话层-----------------------------------------|
-传输层-----------------------------------------|主机到主机层
-网络层-----------------------------------------|互联网层
-数据链路层-----------------------------------|
-物理层-----------------------------------------|网络接口层

2. 一些基本概念

格式化和串行化

二层数据帧到一层比特流的过程称为格式化
一层比特流到二层数据帧的过程称为串行化

PDU

PDU：协议数据单元，数据在不同层的表现形式
一层：比特流（bit）
二层：帧（frame)
三层：包（packet）
四层：分片（segment）

各层注重点

二层看MAC地址
三层看IP地址
四层看端口号

各层功能

七层：人机交互
六层：翻译为二进制
五层：管理一条端到端的虚链接（没有实际数据包交互的链接），为每一应用/流量定义一条独立的端到端的会话链接
四层：防止流量互相干扰（通过端口号区分），定义使用何种传输方式（TCP/UDP）
三层：编址寻址
二层：无差错的传送以帧为单位的数据
一层：规定使用电缆和接口的类型等

名词解释

TCP：面向连接的可靠的通信协议
UDP：非面向连接的不可靠的通信协议
可靠：保证数据一定传给对方
保证可靠性：具有确认和重传机制
IP数据传输不可靠，因为没有确认和重传机制

地址划分

A类地址：0开头 1-126
B类地址：10开头 128-191
C类地址：110开头 192-223
D类地址：1110开头 224-239
E类地址：1111开头 240-255
其中私有地址为：
A类：10.0.0.0-10.255.255.255
B类：172.16.0.0-172.31.255.255
C类：192.168.0.0-192.168.255.255

子网划分

子网划分
192.168.1.0 255.255.255.128 划分为4个子网
4个子网借2位

192.168.1.0000 0000
192.168.1.0010 0000
192.168.1.0100 0000
192.168.1.0110 0000

192.168.1.0/27
192.168.1.32/27
192.168.1.64/27
192.168.1.96/27

子网汇总

子网汇总
100.1.16.0/24 100.1.17.0/24 100.1.18.0/24 100.1.19.0/24 网络进行汇总
取相同位，去不同位。
100.1.0001 0000.0
100.1.0001 0001.0
100.1.0001 0010.0
100.1.0001 0011.0
100.1.16.0/22

VLSM&&CIDR

VLSM（可变长子网掩码）
10.1.1.0/24
10.1.2.0/24
10.1.3.0/24
汇总后为 10.1.0.0/22
A类地址掩码为/16，/22未超越
其结果仍然属于A类地址
CIDR（无类别域间路由，超网）
200.1.1.0/24
200.1.2.0/24
200.1.3.0/24
汇总后为 200.1.0.0/22
C类地址掩码为/24，/22已超越
汇总成一个更大的地址块。

与操作与最长匹配和递归查找

与操作与最长匹配
将目的IP地址和路由表中所有条目的掩码进行与操作，若结果和掩码所对应的网络号相等，则表示可以转发，然后选择可转发的路由条目中掩码最长的那一个。若路由条目对应的不是出接口而是下一跳地址，则需进行递归查找，继续进行上述操作。

数据层面和控制层面

数据层面与控制层面
假设有4台路由器A—B—C—D，其中A是数据发送者、D是接收者。A要发数据给D，首先要知道D在哪儿。D会把自己的路由信息先通过路由选择协议发给C，再传递给B，最后传递到A，即路由信息的流向是D—C—B—A，这就是控制层面，因为该层面传递的是路由信息，而路由信息属于控制信息，所以叫控制层面。当A—D的路由建立起来后，A就把生产流量通过A—B—C—D这个流向传递给D，这就是数据层面，因为该层面传递的是生产数据，是用户想要发送的数据，所以叫数据层面。一般来说，控制层面和数据层面的方向相反。

跨层封装

TCP/IP支持跨层封装
eg:EIGRP
二层上边是三层，三层上边直接为EIGRP报文，没有四层（没有目标端口号，没有TCP或UDP首部）
eg:ARP
直接基于二层封装，二层上边直接为ARP报文，无三层（没有源ip，目标ip），无四层（没有目标端口号，没有TCP或UDP首部）

3. 静态路由

1.出接口：用于点对点链路中（不需要进行递归查找）
2.下一跳：用于MA网络中
3.出接口+下一跳：使用下一跳作为备份
4.浮动静态路由

以太网为100M，串行链路为1.544M
最好的情况是默认走以太网，万一以太网挂了，可以自动切换到串行链路。
接下来分析两种情况
注： 静态路由的metric值为0且不能被更改，因此只能从AD值下手
第一种情况 将以太网这条路由AD值改为20，串行链路AD值改为10，理论情况应该是默认走串行链路，然后Down掉R2一端串行链路的接口s1/0，R1会自动切换到以太网链路，接下来验证这种情况
R1地址

R1(config)#int s1/0
R1(config-if)#ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no shu
R1(config-if)#int f0/0
R1(config-if)#ip address 20.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no shu
R1(config-if)#int lo0
R1(config-if)#ip address 1.1.1.1 255.255.255.0

R2地址

R2(config)#int s1/0
R2(config-if)#ip address 10.1.1.2 255.255.255.0
R2(config-if)#no shu
R2(config-if)#int f0/0
R2(config-if)#ip address 20.1.1.2 255.255.255.0
R2(config-if)#no shu
R2(config-if)#int lo0
R2(config-if)#ip address 2.2.2.2 255.255.255.0

测试

R1#ping 10.1.1.2
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.1.1.2, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 20/21/24 ms
R1#ping 20.1.1.2
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 20.1.1.2, timeout is 2 seconds:
.!!!!
Success rate is 80 percent (4/5), round-trip min/avg/max = 20/26/40 ms

配置静态路由

R1(config)#ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 10.1.1.2 10
R1(config)#ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 20.1.1.2 20
R1#sho running-config | include ip route
ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 10.1.1.2 10
ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 20.1.1.2 20

查看静态路由

R1#sho ip route static 
     2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
S       2.2.2.0 [10/0] via 10.1.1.2

默认走的是AD值为10的串行链路
测试

R1#ping 2.2.2.2
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 2.2.2.2, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 16/20/28 ms
R1#traceroute 2.2.2.2
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 2.2.2.2
  1 10.1.1.2 32 msec 24 msec 20 msec

ping 1000次同时Down掉R2的串行链路的接口s1/0

R1#ping 2.2.2.2 repeat 1000
Type escape sequence to abort.
Sending 1000, 100-byte ICMP Echos to 2.2.2.2, timeout is 2 seconds:
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!...............
*Nov  3 21:54:02.126: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial1/0, changed state to down.!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!
Success rate is 94 percent (266/282), round-trip min/avg/max = 8/21/28 ms

再次查看静态路由

R1#sho ip route static 
     2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
S       2.2.2.0 [20/0] via 20.1.1.2
R1#traceroute 2.2.2.2
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 2.2.2.2
  1 20.1.1.2 36 msec 20 msec 20 msec

可以看到中间丢包之后并成功恢复，而且链路也已经切换到备份链路：AD值为20的以太网链路
第二种情况，为应采用的策略（高速链路运行，低速链路为备份），此时以太网的AD值为20，将串行链路的AD值改为30，则理论上应该是默认走以太网链路，若Down掉R2的f0/0接口，则链路应该切换到备份链路串行链路，接下来验证这种情况
将串行链路的AD值改为30

R1(config)#no ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 10.1.1.2 10
R1(config)#ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 10.1.1.2 30
R1(config)#en
R1#sho run | include ip route
ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 20.1.1.2 20
ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 10.1.1.2 30

查看静态路由

R1#sho ip route static 
     2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
S       2.2.2.0 [20/0] via 20.1.1.2
R1#traceroute 2.2.2.2
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 2.2.2.2
  1 20.1.1.2 56 msec 32 msec 16 msec

默认走的是AD值为20的以太网链路
ping 1000次同时Down掉R2的以太网链路的接口f0/0

R1#ping 2.2.2.2 repeat 1000
Type escape sequence to abort.
Sending 1000, 100-byte ICMP Echos to 2.2.2.2, timeout is 2 seconds:
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!...............
.............
Success rate is 66 percent (55/83), round-trip min/avg/max = 12/20/24 ms
R1#sho ip route static 
     2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
S       2.2.2.0 [20/0] via 20.1.1.2

等待数分钟后链路仍然无法切换到AD值为30的串行链路，且路由表仍然为以太网链路，与预期不符
直连路由产生的条件为接口双up
在串行链路中，为点对点链路，一端Down掉，则另一端没有存在的价值，故R2一端接口Down，则R1一端接口为Up - Down状态，直连路由产生条件缺失，则静态路由消失，这是第一种情况为何会切换。
在以太网链路中，为MA链路，中间交换机可能接了多台设备，则不能因为对端Down掉而把自己接口置为Up-Down状态，对端Down掉，跟我无关，我还要继续为其他接口服务。故直连路由存在，静态路由不会消失。
此时则需要浮动静态路由解决问题
应添加条件为：在MA网络中，如果当20.1.1.2这个下一跳存在时，则正常工作，当20.1.1.2这个下一跳不存在时，则删除此条静态路由，切换到低速备份链路。
接下来实现这种做法
1.定义流量发生器判断R2接口是否存活

R1(config)#ip sla 100	//编号为100
R1(config-ip-sla)#icmp-echo 20.1.1.2 source-ip 20.1.1.1	    //目的ip和源ip
R1(config-ip-sla-echo)#frequency 5			//5秒发一次
R1(config-ip-sla-echo)#exi
R1(config)#ip sla schedule 100 start-time now life forever //编号为100，现在开始生效，永不过期

2.定义一个工程来调用流量发生器的存活状态

R1(config)#track 1 ip sla 100 reachability     //编号为1的工程，判断sla的存活状态
R1(config-track)#exi

3.写静态路由时调用工程

R1(config)#no ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 20.1.1.2 20
R1(config)#ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 20.1.1.2 20 track 1
R1(config)#exi
R1#sho run | in ip route
ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 20.1.1.2 20 track 1
ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 10.1.1.2 30
R1#sho ip route static 
     2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
S       2.2.2.0 [20/0] via 20.1.1.2

4.ping 1000次同时Down掉R2的以太网链路的接口f0/0

R1#ping 2.2.2.2 repeat 1000
Type escape sequence to abort.
Sending 1000, 100-byte ICMP Echos to 2.2.2.2, timeout is 2 seconds:
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!....!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!
*Nov  3 22:40:49.154: %TRACKING-5-STATE: 1 ip sla 100 reachability Up->Down!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!.
Success rate is 97 percent (221/226), round-trip min/avg/max = 8/20/28 ms
R1#sho ip route static 
     2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
S       2.2.2.0 [30/0] via 10.1.1.2

可以看到丢包后链路切换到串行链路
启用R2的f0/0,等待日志

R1#
*Nov  3 22:44:04.154: %TRACKING-5-STATE: 1 ip sla 100 reachability Down->Up
R1#sho ip route static 
     2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
S       2.2.2.0 [20/0] via 20.1.1.2

可以看到链路重新切换回到以太网链路