EIGRP协议组网 2.docx
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EIGRP协议组网2
EIGRP路由协议组网
作者姓名:
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摘要
随着目前网络技术的发展,现在网络中大量使用的内部网关协议主要有路由信息协议(RIP)和开放式最短路径优先协议(OSPF)两种。
因为这两种协议本身都存在着很多不足之处,首先,路由信息协议在比较大型的网络中不太实用,无法有效解决路由环路的问题,开放式最短路径优先协议,有过于占用路由器的资源。
因此,目前我们急需要一种兼顾上述两种协议之间平衡的路由协议。
这种协议就是我们即将研究的路由协议——ERGIP,增强型内部网关路由协议。
本文笔者主要介绍ERGIP的结构及其发展历史、当前运用前景。
同时,笔者将通过设计广域网和局域网的拓扑结构,进而分析线路冗余、设备冗余的含义,网络安全的实施方式,以及VLAN的划分以及ACL的建立方法。
最后,笔者将会结合EIGRP协议的种种优势,组建一个合理的中型局域网络,在组网的过程中详细介绍解释EIGRP协议,以及一些在组网技术中应用的实际例子。
增强型内部网关路由协议(ERGIP),是目前路由协议中比较常用的协议,具有很强的代表性。
因而,学习和理解其的结构框架,对于我们即将毕业的大学生具有很好的学习意义,能够帮助我们更容易了解其他路由协议的基本含义和配置方式,提供较好的思路和例子。
关键词:
路由协议配置ACLEIGRP
Abstract
Withthedevelopmentofnetworktechnology,therearealotofinternalgatewayprotocolsusedinthenetwork,whichmainlyincludetheroutinginformationprotocol(RTP)andtheopenshortestpathfirst(OSPF)protocol().Becausethesetwokindsofprotocolitselftherearemanyshortcomings,firstofall,theroutinginformationprotocolinrelativelylargenetworkisnotpractical,cannoteffectivelysolvetheroutingloopproblem,openshortestpathfirstprotocol,toooccupiedrouterresources.Therefore,weurgentlyneedabalancebetweentheabovetwoprotocolsoftheroutingprotocol.Thisprotocolistheroutingprotocolthatweareabouttostudy-ERGIP,enhancedinternalgatewayroutingprotocol.
Inthispaper,theauthormainlyintroducesthestructureofERGIPanditsdevelopmenthistory,currentapplicationprospects.Atthesametime,theauthorwilldesignawideareanetworkandlocalareanetworktopology,andthenanalyzethemeaningoflineredundancy,equipmentredundancy,theimplementationofnetworksecurity,aswellasthedivisionofVLANandtheestablishmentofACL.Finally,theauthorwillusethetracer5.0packettosimulatetheconfiguration,totestthecorrectnessofthetopology.Finally,thispaperwilldeeplystudythecharacteristicsofERGIP,thecoreconcept,thecorealgorithmandconfigurationmethods.Andabriefintroductiontothesoftwaresysteminterface,datapacketreceivingandtransfer,configurationcommandprocessingandsystemframework.Intheend,theauthorwillcombinetheconfigurationsofthesimulationtestresults,thetestpackettracer5.0softwareandERGIPprotocolcompatibility,andthesuperiorityoftheprotocolanalysis,andrealizethereciprocalexchangeofroutinginformation,routing.
EnhancedinternalGatewayRoutingProtocol(ERGIP),isthecurrentroutingprotocolismorecommonlyusedintheprotocol,hasastrongrepresentation.Thus,learningandunderstandingthestructureoftheframework,forweareabouttograduatestudentswithagoodsenseoflearning,canhelpusmoreeasilyunderstandthebasicmeaningandconfiguringotherroutingprotocolsandprovideagoodideaandexamples.
Keywords:
routing,protocol,configuration,ERGIP,ACL
目录
摘要I
AbstractII
目录IV
前言6
1EIGRP路由协议概述7
1.1EIGRP路由协议的由来7
1.2EIGRP路由协议的功能8
1.3EIGRP路由协议的算法9
1.4EIGRP路由协议的特点10
2packettracer辅助工具的概述12
2.1packettracer软件介绍12
2.2packettracer的操作方法简单介绍12
2.3packettracer的运用和特点12
3拓扑结构设计14
3.1拓扑结构设计规则14
3.2拓扑结构设计思路与需求分析16
3.3交换机之间的关系说明16
4详细配置说明18
4.1EIGRP路由协议的配置18
4.1.1EIGRP路由协议配置步骤18
4.1.2EIGRP协议配置详解18
4.2vlan与链路聚合相关配置27
4.3ACL相关配置29
4.4服务器相关配置30
4.5出口NAT相关配置32
总结34
参考文献35
致谢36
附件:
部分配置文件37
前言
随着网络信息技术的迅速发展,以及数据交换技术的不断创新,越来越多的企业、政府部门、学校以及社会组织等等,都在不断加强自身的网络信息建设。
它们在建设自身网络的同时,往往还需要和其它的网络相连,实现数据和信息的快速交换。
显然,采用一种可靠稳定的,收敛速度较快的路由协议是保障不同网络数据交换的关键之一。
在当前可采用的路由协议有内部网关协议(IGP)、路由信息协议(RIP)和开放式最短路径优先协议(OSPF)。
但是这些协议在运用上都有各自的特点和不足之处,RIP协议虽然简单可靠,但是其收敛比较慢,在冗余路径比较大的网络中不太适用;OSPF协议收敛速度虽然快,可是其又比较复杂,在执行过程中往往会占用大量的带宽和路由资源。
而现在的网络不仅仅只是IP网络,也经常运用到基于AppleTalk和IPX协议的网络,因而就孕育而生了一种新的路由协议——EIGRP路由协议,即改进型内部网关路由协议。
EIGRP路由协议是将RIP协议和OSPF协议的特点结合兼顾编制的新路由协议。
因此,EIGRP配置起来会更容易,可以较好的调整和紧密路由变换。
EIGRP协议在网络交换中可以同时支持IP、IPX和AppleTalk协议的路由协议。
不过,目前EIGRP路由协议的核心算法并没有完全公开,但是它的核心算法可以很好的确保路由的无环,实现路由的快速收敛,因此它仍然具有很好的学习和研究价值。
特别是,刚刚学习网络配置以及路由协议配置的读者来说是一种很好的选择,因为其具有很好的实用性,了解认识这类协议的配置方法、核心算法和结构框架,对我们学习其他类似的路由协议具有很好的指导意义。
与此同时,笔者将会采用packettracer5.0工具,建立网络拓扑图,并配置EIGRP协议。
通过这个过程和大家一起探讨该协议的结构、核心算法的逻辑、配置方法和其中的相关技术问题。
笔者希望通过此篇论文能够深入认识路由协议的实质意义,以及工作方式和使用步骤,并将此使用在其他路由协议的学习上。
1EIGRP路由协议概述
1.1EIGRP路由协议的由来
EIGRP协议就是我们常说的增强型内部网关路由协议,它是在1992年,Cisco公司与 IOS9.21 一起发布的路由协议。
Cisco公司在充分总结了客户的需求,在现有技术上进行充分拓展,分析并结合了RIP协议和OSPF协议的优点,推出了EIGRP协议。
EIGRP协议在很长一段时间都是cisco公司的专有协议,只在Cisco公司的路由器上运行,然而,它的标准其实也就被世界上网络领域普遍接受和认可。
EIGRP协议的诞生来源于RIP协议和OSPF协议,也只是Cisco公司的私有协议,但是其有很强的实用性,因此它的运用得到很大的推广。
简单的说,要想与Cisco路由器实现双向通信,就必须开发出能够兼容cisco路由器的路由协议——EIGRP路由协议。
在2013年以前,由于Cisco公司没有完全公开EIGRP协议的核心算法,以及协议的具体配置代码,学习和使用EIGRP协议变得很麻烦。
但是在2013年,Cisco公司已经完全公开了EIGRP的核心算法,就让我学习和使用该协议更加方便和简单。
EIGRP协议经过几十年的发展,其使用范围已经很普遍。
所以研究EIGRP路由协议,对认识网络协议,配置路由协议很有意义。
EIGRP协议作为一种距离矢量无类路由协议,他结合距离矢量型和链路状态,采用弥散修正算法实现了快速收敛,不必定期发送更新数据,从而大大减少带宽的占用。
这也是该协议能够长期发展的优势。
它的这些优势和市场的需求使得它的出现成为了必然。
1.2EIGRP路由协议的功能
EIGRP协议的功能主要包括以下几点:
1.它是一种可靠的传输协议
EIGRP协议使用了第四层中的RTP协议,从而有效保证数据有序的发送,序列号在路由器每发一次就增加1.EIGRP数据包的可靠传输和不可靠传输两种方式,除了hello为不可靠的,其余都为可靠的EIGRP使用RTP提供可靠/不可靠传输,来取代TCP/UDP的功能,以保障其稳定性和可靠性。
2.限定更新
EIGRP不像RIP和IGRP那样,每隔一段时间就交换一次路由信息,它使甿触发式更新和增量更新,仅当某个目的网络的路由状态改变或路由的度量发生变化时,才向邻居发送路甿更新,因此其更新路由所需要的带宽比RIP和EIGRP小得多。
EIGRP从EIGRP分组即将发出的接口上获得带宽参数,这个参数值是基于接口指定的。
例如:
默认情况下,所有串行接口都朿544kb/s的带宽,不过这个带宽值是可以配置的,EIGRP最多可以使甿0%的接口带宽来承载EIGRP分组(可以使用ipbandwidth-percenteigrp来修政,这就保证了EIGRP分组不会在主要的网络收敛过程中“饿死”常规的数据分组。
这样便可以节约大量的路由器资源,从而减少带宽消耗。
3.扩散更新算法(DUAL)
EIGRP的核心就是DUAL以及DUAL的EIGRP路由计算引擎。
此技术的确切名称为DUAL有限状态机(FSM)。
有限状态机包含用于在EIGRP网络中计算和比较路由的所有逻辑DUAL(扩散更新算法)是EIGRP确定最佳无环路径和无环备用路径的方法。
在拓扑变化时,DUAL之所以收敛速度快,原因之一就在于它使用通向其它路由器的备用路径,这些路由器称为可行后继路由器,备用路径使得无需重新计算DUAL。
4.建立邻接关系
EIGRP网络在刚刚启动的瞬间,路由器会使用Hello数据包来自动搜索和发现邻居,并标识自己便于邻居的识别.如果自身邻居被发现以后,EIGRP会在它们之间建立一种邻接关系.邻接其实就是指在这两个邻居之间建立一条相互之间交换路由信息的虚链路(virtuallink).一旦这种邻接关系建立之后,它们之间就能够相互之间发送路由update,这些update包括路由器它所知道的所有的链路及其metric.对于每个路由,路由器都能够基于它邻居宣告的距离与到达该邻居的链路的cost来计算出一个距离。
5.邻居表和拓扑表
拓扑表中应该包括目标网络的FD、所有的FD、每一个FS所宣告的到达目标网络的距离以及本地路由器计算出的,经过每个FS到达目标网络的距离,即基于FS所宣告到达目标网络的距离和本地路由器到达那个FS的链路的cost.邻居表,就是指每一个路由器中存储单元中都会保存的相关邻居的数据接口信息和邻居地址的表。
1.3EIGRP路由协议的算法
EIGRP不使用跳数作为度量,而是使用由带宽、延迟、可靠性和负载组成的综合度量。
默认情况下,这两种协议仅使用带宽和延迟。
EIGRP的路由表不会过期,他采用触发更新,更新也只是给需要的人更新。
EIGRP使用一种轻巧的Hello协议来监控它与邻居的连接状态。
EIGRP的DUAL则在路由表之外另行维护一个拓扑表,该拓扑表不仅包含通向目的网络的最佳路径,还包含被DUAL确定为无环路径的所有备用路径。
路径必须满足一个称为可行性条件的要求,才能被DUAL确定为有效的无环备用路径。
符合此条件的所有备用路径一定是无环路径。
由于EIGRP是一种距离矢量路由协议,因此可能存在不符合可行性条件的无环备用路径,并且这些路径不会被DUAL作为有效无环备用路径存入拓扑表。
如果一条路径变得不可用,DUAL会在其拓扑表中搜索有效的备用路径。
如果存在有效的备用路径,该路径会立即被输入到路由表中。
如果不存在,则DUAL会执行网络发现过程,看是否存在不符合可行性条件要求的备用路径。
EIGRP不使用抑制计时器,而是使用一种在路由器间协调的路由计算系统(扩散计算)来实现无环路径。
EIGRP消息格式如下图1.3.1:
图1.1EIGRP消息格式
EIGRP算法的核心是使用DUAL算法,其规则是:
如果存在FS(次优路由AD<继承路由FD),那么当Sucssor一旦被判断为down后,就会立即调用FS;如果没有FS时,该路由就会进入active状态,同时也会向所有邻居发出query信号。
active状态将会一直等到所有的邻居reply以后,不是选择新的sucssor,就是flush掉。
具体的算法细节,笔者会在后面的章节中详细的探讨和分析。
1.4EIGRP路由协议的特点
EIGRP协议的特点是兼顾了其他协议基础上综合的,下面笔者就简单与大家探讨归纳一下,笔者认为主要有一下几点:
1.快速收敛
EIGRP协议是采用DUAL算法来实现快速收敛效果的。
在运行EIGRP的路由器中,它会自动存储所有邻居的路由表,从而可以快速的适应网络中的各个变化。
假如本地路由表中没用适用的路由,同时拓扑表中也没有发现合适的备用路由,这时EIGRP将会立即查询邻居以发现替代路由。
查询将不断传播,直到发现并确认找到替代路由或确定不存在其他可用的替代路由为止。
2.部分更新
EIGRP其实是发送的部分更新而并不是定期更新的,同时只有在路由路径或者度量值发生改变的时时候才会发送。
更新信息中,也只是包含已变化的那些链路信息,并不是更新整个路由表的信息。
这样便可以有效减少带宽的占用。
另外,该协议还会自动限制上述部分更新信息的传播,仅仅将其传递给那些需要的路由器。
总而言之,EIGRP消耗的带宽相比IGRP,要少得很多。
这种方式也和链路状态路由协议有很大差异,后者会将更新信息发送给区域内所有的路由器,这样就会浪费大量的路由器资源。
3.支持多种网络层协议、
事实上,EIGRP协议本身就是基于多种协议所设计的,这必将使得它能够支持多种网络层协议。
这也是该协议拥有很强实用性的重要原因之一。
EIGRP使用了协议相关的模块,使得它能够支持IPv4、IPv6、AppleTalk以及IPX等协议,基本可以满足特定网络层应用的需求。
4.使用多播和单播通信
EIGRP协议在路由器之间相互通信过程中,使用的是多播和单播而不是广播,因而终端站不会受到路由更新和查询的影响。
目前,EIGRP协议使用的多播地址通常是224.0.0.10。
5.支持变长子网掩码
EIGRP作为一种无类路由协议,它将会通告每一个目标网络的子网掩码,并且支持不连续的子网和VLSM。
6.无缝连接数据链路层协议和拓扑结构
EIGRP协议中,对是否要在OSI参考模型的2层协议中做一些特殊的配置,没有严格的规定。
与OSPF协议不同,OSPF对不同的2层协议必须要做相应的配置,例如在以太网和帧中继中,EIGRP就可以有效的工作在LAN与WAN中,而且EIGRP同时还可以确保网络中不会产生环路,同时配置的方法相对还很简单。
EIGRP也支持VLSM——可变长子网掩码。
它同时使用组播和单播,不使用传统的广播,极大的节约了带宽资源。
它使用的是与IGRP相同的度量值算法,不同的是EIGRP度量值是32位的,它能够做非等价的路径的负载平衡。
7.配置简单
通常,在使用EIGRP协议组建网络的过程中,路由器配置相比于传统,它没有非常复杂的区域设置,也需要根据不同网络接口的类型使用不一样的配置方法。
然而,如果采用EIGRP协议仅仅只需要通过使用routereigrp命令,在路由器上启动EIGRP路由进程,最后再采用network指令来使能网络范围内的接口就可以了,这样既方便有可以节约时间和资源。
2packettracer辅助工具的概述
2.1packettracer软件介绍
PacketTracer软件是Cisco公司针对其CCNA认证开发的一款用来设计、配置和故障排除的网络模拟软件。
该模拟器软件比Boson功能强大,比Dynamips操作简单,非常适合网络设备初学者使用。
因此,对于即将毕业的大学生,学习使用这样一个软件平台,不仅可以有效的学习和熟悉网络相关的知识,还可以全面掌握网络设计、网络配置以及网络故障分析、排除的方法及其基本操作。
用户可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑,并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程,观察网络实时运行情况。
可以学习IOS的配置、锻炼故障排查能力。
软件还附带4个学期的多个已经建立好的演示环境、任务挑战。
在下面的几节中,笔者将会简单展示该辅助工具的使用流程和技巧。
PacketTracer6.0是目前Cisco公司发行该软件的最新版本,也是目前普遍使用的版本。
2.2packettracer的操作方法简单介绍
在本次毕业设计中,笔者将采用packettracer6.0进行EIGRP协议的配置,因此笔者就以packettracer6.0为例,来介绍packettracer辅助工具的的操作方法。
2.3packettracer的运用和特点
PacketTracer5.0提供了很多典型的网络设备,它们有各自迥然不同的功能,自然管理界面和使用方式也不同。
这里我就不一一介绍了,只详细介绍一下PC机和路由器这两个设备的设备管理方法。
1.PC机
一般情况下,PC机不像路由器有CLI,它只需要在图形界面下简单地配置一下就行了。
一般通过Desktop选项卡下面的IPConfiguation就行实现简单的IP地址、子网、网关和DNS的配置。
此外还提供了拨号、终端、命令行(只能执行一般的网络命令)、Web浏览器和无线网络功能。
如果要设置PC机自动获取IP地址,可以在Config选项卡里的GlobalSettings设置。
2.路由器
选好设备,连好线后就可以直接进行配置了,然而有些设备,如某些路由器需添加一些模块才能用。
直接点一下设备,就进入了其属性配置界面。
这里只举例介绍路由器和PC机,其他的自己研究。
有Physical、config、CLI三个,在Physical中,MODULES(模块)下有许多模块,最常用的有WIC-1T和WIC-2T。
在最下面的左边是该对该模块的文字描述,最下面的右边是该模块的图。
在模块的右边是该路由器的图。
可看它的上面有许多现成的接口,在图的矩形框中。
也有许多空槽,图中用椭圆标出,在空槽上可添加模块,如WIC-1T,WIC-2T,用鼠标左键按住该模块不放,拖到你想放的插槽中即可添加,不过这样你肯定不会成功的,因为你还必须要先关闭电源。
电源位置就是界面中带绿点的那个图标,绿色表示开,路由器默认情况下电源是开启的。
用鼠标点一下绿点那里,它就会关闭。
记得添加模块后重新打开电源,这是路由器又被重新启动了。
如果你没有添加WIC-1T或WIC-2T这一模块,当你用DTE或DCE线连接两台路由器(RouterPT除外)时,你会发觉根本连不了,因为它还并没有Serial 这一接口。
在Config中,你就可以设置路由器的显示名称、查看和配置路由协议与接口,在这里是有Serial口的。
另外,PacketTracer5.0相比其他网络配置工具,具有操作更加简单、使用更加方便灵活以及学习起来比较快等优势。
因此,笔者建议初学者尝试使用该工具进行学习更好一些。
3拓扑结构设计
3.1拓扑结构设计规则
1.该网络结构上主体由公司局域网到区域IDC互联,以及IDC到省网互联部分组成,同时设计了两个简单的应有的其它子网用作测试。
2.为了充分展现EIGRP协议的优越性,因此该网络运行的路由协议全部是EIGRP协议,本网络拓扑仅作实验测试而用,但必须讲明就实际情况而言,在区域数据中心和省网骨干的互联之间,由于存在众多繁复的路由和区域划分,因而采用的一般是边界网关协议,或者是直接静态路由互联。
3.设计上体现vlan的作用,假定该公司有两个地理位置,这可以是相距不远的两栋大楼,或者位于同一市区的两个分公司或者分部门,根据地理位置的区分划分不同的vlan。
4.出于模拟器拓扑的美观性考虑,除了核心设备外的其余设备都只取一至二台作代表,一台二层交换机在实际操作中可能是几台甚至几十台,这取决于公司的规模。
5.本拓扑中的互联网数据中心仅仅用了一
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