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第七章. 广域网连接配置技术. 教学目标. 熟悉 HDLC 协议. 数字数据网DDN. 5. 3. 1. 3. 4. 3. 3. 2. 了解广域网协议. 熟悉 PPP 协议及其验证方法. 帧中继 Frame Relay. 7.1 、 广域网协议简介. 广域网:WAN,按地理范围划分,一百米以内是局域网(如一个公司的网络),一个城市范围的网络叫城域网(如一个城市的银行网点构成的网络),超过一个城市以外的跨越地址范围较大的,就是广域网了。
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第七章 广域网连接配置技术
教学目标 熟悉HDLC协议 数字数据网DDN 5 3 1 3 4 3 3 2 了解广域网协议 熟悉PPP协议及其验证方法 帧中继Frame Relay
7.1、 广域网协议简介 广域网:WAN,按地理范围划分,一百米以内是局域网(如一个公司的网络),一个城市范围的网络叫城域网(如一个城市的银行网点构成的网络),超过一个城市以外的跨越地址范围较大的,就是广域网了。 目前网络中使用的所有协议都严格遵守OSI的七层模型标准 。TCP协议工作在第四层传输层, IP协议工作在第三层网络层。而广域网协议则是工作在第二层数据链路层。 即使安装了TCP/IP协议而没有正确配置广域网协议的信息也将无法顺利完成数据传输工作。 局域网中不需要广域网协议,只有连接到外网Internet时才需要针对广域网协议进行设置。 常用广域网协议有:PPP协议、HDLC协议、Frame Relay、X.25、xDSL、Cable MODEM、ISDN和ATM、MPLS、SONET协议。
7.2、PPP协议 • 7.2.1 PPP协议简介 • 7.2.2 PPP协议配置 • PAP协议 • CHAP协议
7.2.1 PPP协议简介 • PPP点对点协议是目前使用最广泛的广域网协议,这是因为它具有以下特性: • 能够控制数据链路的建立; • 能够对IP地址进行分配和使用; • 允许同时采用多种网络层协议; • 能够配置和测试数据链路; • 能够进行错误检测; • 有协商选项,能够对网络层的地址和数据压缩等进行协商。
7.2.1 PPP协议简介 PPP帧格式: PPP的帧格式
7.2.1 PPP协议简介 目前PPP主要应用技术有两种 而另一种则是PPP over ATM,也叫PPPoA。 一种是PPP over Ethernet也就是我们常说的PPPoE
PPPoA PPPoE 指ADSL、有线通、FTTB等宽带拨号采用的协议,利用以太网(Ethernet)资源,在以太网上运行PPP来进行用户认证接入的方式称为PPPoE。PPPoE即保护了用户方的以太网资源,又完成了宽带的接入要求,是目前家庭宽带接入方式中应用最广泛的技术标准。 在ATM(异步传输模式,Asynchronous Transfer Mode)网络上运行PPP协议来管理用户认证的方式称为PPPoA。它与PPPoE的原理相同,作用相同;不同的是它是在ATM网络上,而PPPoE是在以太网网络上运行,所以要分别适应ATM标准和以太网标准 (见下图) 7.2.1 PPP协议简介 PPPoA实现广域连接
7.2.1 PPP协议简介 PPP协议优劣细分析: • ① 带宽。在所有广域网协议中PPP的带宽是最低的。 • ② 时延。时延是广域网固有的问题,PPP协议的时延比较长。 • ③ 网络资源争用。由于PPP是点到点协议,不存在多线路合用的问题,所以网络资源争用问题出现的机率比较低。 • ④ 可视性。协议的可视性主要是帮助网络管理员更深入直观的了解协议工作状态,而PPP协议则不具有可视性管理功能。
7.2.2 PPP协议配置 配置PPP(Configuring PPP): Router(config-if)#encapsulation ppp 在端口模式下启动PPP Router(config)#hostnamename 指定你自己路由器的主机名 Router(config)#usernamename-对方passwordpassword 确认被认证路由器的用户名和密码 Router(config-if)#ppp authentication{chap | pap} 选择PAP还是CHAP作为认证协议
hostname left username right password cisco ! int serial 0/0 ip address 10.0.1.1 255.255.255.0 encapsulation ppp ppp authentication pap ppp pap sent-username left password cisco 7.2.2 PPP协议配置 # 配置PAP实例(Configuring PAP Example) Leftrouter Right router PSTN/ISDN hostname right username left password cisco ! int serial 0/0 ip address 10.0.1.2 255.255.255.0 encapsulation ppp ppp authentication pap ppp pap sent-username right password cisco 注意:用户名是对方的,密码一定要相同 区分大小写
hostname left username right password sameone ! int serial 0/0 ip address 10.0.1.1 255.255.255.0 encapsulation ppp ppp authentication CHAP 7.2.2 PPP协议配置 # 配置CHAP实例 Configuring CHAP Example) leftrouter right router PSTN/ISDN hostname right username left password sameone ! int serial 0/0 ip address 10.0.1.2 255.255.255.0 encapsulation ppp ppp authentication CHAP 注意:用户名是对方的,密码一定要相同 区分大小写
7.2.2 PPP协议配置 PPP协议配置实例 【网络拓扑】 图7-3 PPP协议配置拓扑图 【实验环境】 (1)将两台RG-R2632路由器R1和R2的串口S1/2相连; (2)用V35串口线把路由器相连,其中路由器R1为DCE,路由器R2为DTE; 【实验目的】 (1)熟悉PPP协议的启用方法 (2)掌握指定PPP协议的封装方法 (3)掌握PPP协议认证模式的配置 (4)熟悉PPP协议信息的查看与调试 【实验配置】 PPP协议有两种认证方式:PAP和CHAP。
Request PPP PAP验证 PAP采用两次握手方式,其认证密码在链路上是明文传输的;一旦连接建立后,客户端 路由器需要不停地在链路上发送用户名和密码进行认证,因此受到远程服务器端路由器对其进行登录尝试的频率和定时的限制。 用户名+密码 Client Server 验证成功 R2 R1 Hostname: R2 Password: rapass Hostname:R1 Password:rapass 验证失败 • PAP验证特点: • 两次握手协议 • 明文方式进行验证 首先,客户端给出服务器端的用户名和密码(username R1 password rapass),并将自己的用户名和密码送给服务器端进行验证(ppp pap sent-username R2 password rapass)。其次在服务器端进行验证(用户名和密码),并通告成功或失败。
Response Failure Success Challenge PPP CHAP验证 RB+挑战报文 Client Server RA+加密后的密码 R1 R2 验证成功 Hostname: R1 Password: rapass Hostname: R2 Password: rapass 验证失败 • CHAP验证特点: • CHAP为三次握手协议 • 只在网络上传输用户名,而并不传输口令 • 安全性要比PAP高,但认证报文耗费带宽 • 首先由服务器端给出对方(客户端)的用户名和挑战密文,客户端同样给出对方(服务器端)的用户名和加密密文,服务器端进行验证,并向客户端通告验证成功或失败。 • 在客户端R2建立用户名与密码,用户名是对方(服务器端R1)的主机名;在服务器端R1,也建立用户名与密码,用户名是对方(客户端R2)的主机名。主要步骤如下 • R1(config)# username R2 password samepass • R1(config-if)# encapsulation PPP • R1(config-if)# ppp authentication CHAP /*要求进行CHAP认证
【实验配置】 1.PAP协议配置 • 验证端(服务器) • Router(config)# hostname R1 • R1(config)# username R2 password rapass • R1(config)# interface serial 1/2 • R1(config-if)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.252 • R1(config-if)# clock rate 64000 • R1(config-if)# encapsulation PPP • R1(config-if)# ppp authentication pap • R1(config-if)# ppppap sent-username R1 password rapass • R1(config-if)# no shut • R1# ping 192.168.1.2 • 被验证端(客户端) • Router(config)# hostname R2 • R2(config)# username R1 password rapass • R2(config)# interface serial 1/2 • R2(config-if)# ip address 192.168.1.2 255.255.255.252 • R2(config-if)# encapsulation PPP • R2(config-if)# ppp authentication pap • R2(config-if)# ppp pap sent-username R2 password rapass • R2(config-if)# no shut 注意:用户名是对方的,密码一定要相同 区分大小写
【实验配置】 2.CHAP协议配置 • 客户端的配置 • Router(config)# hostname R2 • R2(config)# username R1 password samepass • R2(config)# interface serial 1/2 • R2(config-if)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.252 • R2(config-if)# encapsulation PPP • R2(config-if)# ppp authentication CHAP • R2(config-if)# no shut • R2#ping 192.168.1.2 • 服务端的配置 • Router(config)#hostname R1 • R1(config)# username R2 password samepass • R1(config)# interface serial 1/2 • R1(config-if)# ip address 192.168.1.2 255.255.255.252 • R1(config-if)# clock rate 64000 • R1(config-if)# encapsulation PPP • R1(config-if)# ppp authentication CHAP • R1 (config-if)# no shut • R1 #ping 192.168.1.1 —PPP的调试方法 R1# show interfaces serial 1/2 R1# debug ppp authentication 注意:用户名是对方的,密码一定要相同 区分大小写
7.2.2 PPP协议配置 PPP配置命令汇总 • P309-311 • Router(config)# config terminal • Router(config)# Interface serial 0 • Router(config-if)# encapsulation ppp • Router(config-if)# compress [predictor|stacker] • Router(config-if)# ppp quality number_1-100 • Router(config-if)# ppp multilink • Router(config)#hostname name • Router(config)#username name password password • Router(config-if)#encapsulation ppp • Router(config-if)#ppp authentication {chap | chap pap | pap chap | pap}
7.2.2 PPP协议配置 PPP诊断类命令 • P308,P313 • Router# show Interface • Router# debug ppp authentication • Router# debug serial interface • Router# debug arp • Router# debug frame-relay events • Router# debug ppp negotiation • Router# debug ppp packet • Router# debug ppp errors • Router# debug ppp chap • Router# no debug ppp {packet |negotiation | errors | chap} • Router# undebug all
7.2.2 PPP协议配置 • 1.什么是PPP?PPP由哪3部分组成? • 2.PPP的两种认证方法是什么?各有什么特点? • 3.PAP采用几次握手?CHAP采用几次握手? 思考题(Questions)
7.3、HDLC协议 • 7.3.1 特点与格式 • 7.3.2 帧信息的分段 • 7.3.3 实际应用时的两个技术问题 • 7.3.4 HDLC配置
7.3、HDLC协议 • HDLC——面向比特的同步协议:High Level Data Link Control(高级数据链路控制规程) • HDLC是串行线路的默认封装,无认证。 • 每个厂商的HDLC都是不同的,所以一台cisco路由器和一台非cisco路由器通过串行连接在一起时不能配置HDLC。
7.3.1 特点与格式 • 所传输的一帧数据可以是任意位,而且它是靠约定的位组合模式,而不是靠特定字符来标志帧的开始和结束,故称“面向比特”的协议。 HDLC帧格式
1、HDLC标志字符 2、地址场A(Address)和控制场C(Contro1) Header 4、帧校验场FC(Frame Check) 3、信息场I(Information) 7.3.2 帧信息的分段 HDLC的一帧信息包括以下几个场(Field),所有场都是从最低有效位开始传送。
7.3.3实际应用时的两个技术问题 (1)“0”位插入/删除技术。 (2)HDLC异常结束。 HDLC协议规定,在一帧之内不允许出现数据间隔。在两帧信息之 间,发送器可以连续输出标志字符序列,也可以输出连续的高电平,它被称为空闲(Idle)信号。
7.3.4 HDLC配置 • 注:锐捷路由器广域网默认封装方式为HDLC 配置点到点串行连接 配置作为DTE端的RouterB 配置作为DCE端的RouterA
7.3.4 HDLC配置 HDLC配置实例 【网络拓扑】 图7-1 HDLC配置拓扑图 • 【实验环境】 • (1)将两台RG-R2632路由器R1和R2的串口S1/2相连; • (2)用V35串口线通过HDLC链路把路由器相连,其中路由器R1为DCE,路由器R2为DTE; • 【实验目的】 • (1)熟悉串口线V35的连接方法 • (2)掌握HDLC的封装方法 • (3)熟悉链路状态的查看与调试命令
Router1 配置: RG-2632>en 14 Password:****** RG-2632#config terminal RG-2632(config)#hostname R1 R1(config)# interface Serial0 R1(config-if)# encapsulation hdlc R1(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.252 R1(config-if)#clock rate 64000 //R1作为DCE端设备 R1(config-if)#no shut R1(config-if)#end R1# show running R1#ping 192.168.1.1 //测试本机接接口工作是否正常 R1#ping 192.168.1.2 【实验配置】 本实验主要描述两个路由器R1和R2通过一条HDLC串口线相连的配置过程,在这个例子中,两个路由器R1、R2的S1口IP分别为:192.168.1.1/30和192.168.1.2/30,R1连接在电缆的DCE端,R2为DTE端。 Router2 配置: • RG-2632>en 14 • Password:****** • RG-2632#config terminal • RG-2632(config)#hostname R2 • R2(config)# interface Serial0 • R2(config-if)#encapsulation hdlc • R2(config-if)#ip address 192.168.1.2 255.255.255.0 • R2(config-if)# no shut • R2(config-if)# exit • R2(config)# exit • R2# show running • R2#ping 192.168.1.2 • R2#ping 192.168.1.1 //测试HDLC链路的连通性
与HDLC有关的命令 Router(config-if)#encapsulation hdlc HDLC是CISCO串行线路的默认封装
帧中继 7.4.1 帧中继概述 7.4.2 配置帧中继交换机 7.4.3 帧中继Frame-Relay静动态映射 7.4.4 帧中继和OSPF 在非广播型网络中的综合配置 7.4.5 帧中继和OSPF在点到点网络中的综合配置 7.4.6 帧中继和OSPF在点到多点网络中的综合配置
7.4.1 帧中继概述 帧中继是八十年代初发展起来的一种数据通信技术,英文名Frame Relay。 它是从X.25分组通信技术演变而来的。 什么是帧中继? 它有什么优点? 用帧中继来干什么? 我们可以将帧中继技术归纳为以下几点: 帧中继技术主要用于传递数据业务,它使用一组规程将数据信息 以帧的形式 (简称帧中继协议)有效地进行传送。 它是广域网通信的一种方式。 帧中继所使用的是逻辑连接,而不是物理连接,在一个物理连接上 可复用多个逻辑连接(即可建立多条逻辑信道), 可实现带宽的复用和动态分配。 帧中继协议是对X.25协议的简化,处理效率很高,网络吞吐量高, 通信时延低. 帧中继的帧信息长度远比X.25分组长度要长,最大帧长度可达 1600字节/帧,适合于封装局域网的数据单元, 适合传送突发业务 。
7.4.2 配置帧中继交换机 【实验任务】配置一台有四个V.35串口的路由器作为帧中继交 (图7-6)
7.4.2 配置帧中继交换机 R4(config)# hostname FR FR(config)#frame-relay switching //将路由器模拟成帧中继交换机 FR(config)#interface serial 1/2 FR(config-if)# encapsulation frame-relay ietf //封装帧中继格式为ietf FR(config-if)# frame-relay intf-type dce //指定接口类型为dce FR(config-if)# frame-relay lmi-type ansi // 本地接口管理类型为ansi FR(config-if)# frame-relay route 102 interface serial 1/3 201 //两个同步口之间的dlci互换 FR(config-if)# frame-relay route 103 interface serial 2/0 301 // 同上 FR(config-if)# clock rate 64000 (同理配置FRSwitching 上的其他接口)
7.4.3 帧中继Frame-Relay静动态映射 静态映射 动态映射 FR静动态映射
7.4.3静态映射 在R1上输入如下代码(R2,R3类似) R1(config)#int s1/2 R1(config-if)#ip add 192.168.123.1 255.255.255.0 R1(config-if)#encapsulation frame-relay ietf //封装帧中继格式为ietf R1(config-if)#no frame-relay inverse-arp //禁止帧中继使用反向ARP(即禁止态学习地址和DLCI之间的映射) R1(config-if)#frame-relay lmi-type ansi //定义帧中继本地接口管理类型为ansi R1(config-if)#frame-relay map ip 192.168.123.2 102 //建立帧中继静态地址映射 R1(config-if)#frame-relay map ip 192.168.123.3 103 R1(config-if)#no shut //启用该接口 R1(config-if)#exit
7.4.3动态映射 在R1上输入如下代码(R2,R3类似) R2632-1(config)#interface s1/2 R2632-1(config-if)#encapsulation frame-relay R2632-1(config-if)#no frame-relay inverse-arp R2632-1(config-if)#frame-relay lmi-type cisco R2632-1(config-if)#no shutdown R2632-1(config)#interface s1/2.102 point-to-point //进入子接口 R2632-1(config-subif)#ip address 12.12.12.1 255.255.255.0 R2632-1(config-subif)#frame-relay interface-dlci 102 //动态映射的方法 R2632-2(config)#interface s1/2 R2632-2(config-if)#encapsulation frame-relay R2632-2(config-if)#no frame-relay inverse-arp R2632-2(config-if)#frame-relay lmi-type cisco R2632-2(config-if)#no shutdown R2632-2(config)#interface s1/2.102 point-to-point R2632-2(config-subif)#ip address 12.12.12.2 255.255.255.0 R2632-2(config-subif)#frame-relay interface-dlci 201
7.4.4 帧中继和OSPF 在非广播型网络中的综合配置 (图7-6) R1: R1(config)#interface Serial1/0 R1(config-if)#ip address 12.12.12.1 255.255.255.0 R1(config-if)#encapsulation frame-relay R1(config-if)#ip ospf network non-broadcast R1(config-if)#no arp frame-relay R1(config-if)#frame-relay map ip 12.12.12.2 102 broadcast R1(config-if)#no frame-relay inverse-arp R1(config)#router ospf 1 R1(config-router)#network 12.12.1.1 0.0.0.0 area 0 R1(config-router)#network 12.12.12.1 0.0.0.0 area 0 R1(config-router)#neighbor 12.12.12.2
7.4.4 帧中继和OSPF 在非广播型网络中的综合配置 (图7-6) R2: R2(config)#interface Serial1/0 R2(config-if)#ip address 12.12.12.2 255.255.255.0 R2(config-if)#encapsulation frame-relay R2(config-if)#ip ospf network non-broadcast R2(config-if)# no arp frame-relay R2(config-if)#frame-relay map ip 12.12.12.1 201 broadcast R2(config-if)# no frame-relay inverse-arp R2(config)#router ospf 1 R2(config-router)#network 12.12.2.2 0.0.0.0 area 0 R2(config-router)#network 12.12.12.2 0.0.0.0 area 0 R2(config-router)#neighbor 12.12.12.1 R2(config-router)#end R2#
7.4.5 帧中继和OSPF在点到点网络中的综合配置 (图7-6) R1: R1(config)#interface Serial1/0 R1(config-if)#ip address 12.12.12.1 255.255.255.0 R1(config-if)#encapsulation frame-relay R1(config-if)#ip ospf network point-to-point R1(config-if)#no arp frame-relay R1(config-if)#frame-relay map ip 12.12.12.2 102 broadcast R1(config-if)#no frame-relay inverse-arp R1(config)#router ospf 1 R1(config-router)#network 12.12.1.1 0.0.0.0 area 0 R1(config-router)#network 12.12.12.1 0.0.0.0 area 0
7.4.5 帧中继和OSPF在点到点网络中的综合配置 (图7-6) R2: R2(config)#interface Serial1/0 R2(config-if)#ip address 12.12.12.2 255.255.255.0 R2(config-if)#encapsulation frame-relay R2(config-if)#ip ospf network point-to-point R2(config-if)# no arp frame-relay R2(config-if)#frame-relay map ip 12.12.12.1 201 broadcast R2(config-if)# no frame-relay inverse-arp R2(config)#router ospf 1 R2(config-router)#network 12.12.2.2 0.0.0.0 area 0 R2(config-router)#network 12.12.12.2 0.0.0.0 area 0
7.4.6 帧中继和OSPF在点到多点网络中的综合配置 (图7-6) R1: R1(config)#interface Serial1/0 R1(config-if)#ip address 12.12.12.1 255.255.255.0 R1(config-if)#encapsulation frame-relay R1(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint R1(config-if)#no arp frame-relay R1(config-if)#frame-relay map ip 12.12.12.2 102 broadcast R1(config-if)#no frame-relay inverse-arp R1(config)#router ospf 1 R1(config-router)#network 12.12.1.1 0.0.0.0 area 0 R1(config-router)#network 12.12.12.1 0.0.0.0 area 0
7.4.6 帧中继和OSPF在点到多点网络中的综合配置 (图7-6) R2: R2(config)#interface Serial1/0 R2(config-if)#ip address 12.12.12.2 255.255.255.0 R2(config-if)#encapsulation frame-relay R2(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint R2(config-if)# no arp frame-relay R2(config-if)#frame-relay map ip 12.12.12.1 201 broadcast 2(config-if)# no frame-relay inverse-arp R2(config)#router ospf 1 R2(config-router)#network 12.12.2.2 0.0.0.0 area 0 R2(config-router)#network 12.12.12.2 0.0.0.0 area 0
数字数据网 DDN 7.5.1 DDN概述 7.5.2 DDN配置实例
7.5.1DDN概论 5 1 3 2 4 DDN是同步数据传输网,不具备交换功能。 DDN为全透明传输网,可以支持数据、图像、声音等多种业务。 网络运行管理简便。DDN将检错纠错功能放到终端来完成,简化了网络运行管理和监控内容,也为用户参与网络管理创造了条件。 DDN具有高质量、高速度、低时延的特点。 传输安全可靠。采用多路由的网状拓扑结构,传输中任何一个节点发生故障,节点均会自动迂回改道,不会中断用户的端到端的数据通信。 DDN是数字数据网Digital Data Network的英文简称,是利用数字信道传输数据信号的数据传输网。 DDN的主要特点:
7.5.2 DDN配置实例 图7-9 DDN网络连接拓补图
7.5.2 DDN配置实例 内部局域网:192.168.1.0/24 路由器的Ethernet 0:192.168.1.1/24 Serial 1/2: 202.10.1.1/30; ISP路由器 Serial 1/2: 202.10.1.2/30。 在这里,内部网路由器作为DTE端设备,它的有关DDN的主要配置如下: Router#config terminal Router (config) #interface Serial 1/2 Router (config-if) #no shutdown Router (config-if) #encapsulation hdlc //DDN的常用封装类型为HDLC Router (config-if) #ip address 202.10.1.1 255.255.255.252 Router (config-if) #exit Router (config) # interface f 1/0 Router (config-if) #ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 Router (config-if) # no shutdown Router (config-if) #end
课后练习及实验 • 1、选择题 1)在路由器上进行广域网连接时必须设置的参数是( ) A. 在DTE端设置CLOCK RATE B. 在DCE端设置CLOCK RATE C. 在路由器上配置远程登录 D. 添加静态路由 2)下列关于HDLC的活法错误的是( ) A. HDLC运行于同步串行线路 B. 链路层封装标准HDLC协议的单一链路只能承载单一的网络层协议 C. HDLC是面向字符的链路层协议,其传输的数据必须是规定字符集 D. HDLC是面向比特的链路层协议,其歘数的数据必须是规定字符集 3)下列关于PPP协议的说法哪个是正确的( ) A. PPP协议时一种NCP协议 B. PPP协议于HDLC同属于广域网协议 C. PPP协议只能工作在同步串行链路上 D. PPP协议时三层协议 4)以下封装协议使用CHAP或者PAP验证方式的是( ) A. HDLC B. PPP C. SDLC D. SLIP
课后练习及实验 5)为两次握手协议,他通过在网络上以明文的方式传递用户及口令来对用用户进行验证。 A. HDLC B. PPP C. SDLC D. LIP • 2.问答题 1)广域网协议中PPP协议具有什么特点? 2)PAP和CHAP各自的特点是什么? 3)简述CHAP的验证过程? 4)什么是DDN?它的特点是什么? 5)HDLC协议的特点是什么?
课后练习及实验 • 3.操作题 实验:图7-9有两台计算机,分别通过一个三层交换机(S3550)和路由器R3 连接路由器R1和R2,使用PPP协 议验证,PAP和CHAP两种方式。 • 图7-9 广域网实验