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華為HCIA認(rèn)證IP地址劃分、VlSM算法及VLAN間路由概述

  發(fā)布時(shí)間：2020-05-26 14:23:57   作者：壞壞-5   我要評論
這篇文章主要介紹了華為HCIA認(rèn)證IP地址劃分、VlSM算法及VLAN間路由,總結(jié)分析了華為HCIA認(rèn)證IP地址劃分、VlSM算法及VLAN間路由相關(guān)概念、原理、配置命令與注意事項(xiàng),需要的朋友可以參考下

本文講述了華為HCIA認(rèn)證IP地址劃分、VlSM算法及VLAN間路由.分享給大家供大家參考，具體如下：

文章目錄

IP地址

  • 定義：網(wǎng)絡(luò)層地址

格式

  • 32位長度，點(diǎn)分十進(jìn)制
  • 由網(wǎng)絡(luò)位+主機(jī)位組成
  • 網(wǎng)絡(luò)長度和數(shù)字完全一致的地址屬于

分類

  • A類
    • 地址范圍：1.X.X.X—126.X.X.X
    • 網(wǎng)絡(luò)劃分：前8位為網(wǎng)絡(luò)位，后24位為主機(jī)位
  • B類
    • 地址范圍：128.X.X.X—191.X.X.X
    • 網(wǎng)絡(luò)劃分：前16位為網(wǎng)絡(luò)位，后16位為主機(jī)位
  • C類
    • 地址范圍：192.X.X.X—223.X.X.X
    • 網(wǎng)絡(luò)劃分：前24位為網(wǎng)絡(luò)位，后8位為主機(jī)位
  • D類
    • 地址范圍：224.X.X.X—239.X.X.X
    • 作用：組播地址，不可用于配置為地址
  • E類
    • 地址范圍：240.X.X.X—255.X.X.X
    • 作用：科研用地址，不對外開放
  • 特殊地址
    • 127.X.X.X：本地回環(huán)地址，用于標(biāo)識(shí)本機(jī)
    • 主機(jī)位全0的地址：網(wǎng)絡(luò)地址，用于標(biāo)識(shí)某個(gè)網(wǎng)段
    • 主機(jī)位全1的地址：本網(wǎng)段廣播地址
    • 255.255.255.255：全網(wǎng)廣播地址
    • 0.0.0.0：任意IP地址

公網(wǎng)/私網(wǎng)地址

  • 公網(wǎng)地址
    • 可以在互聯(lián)網(wǎng)上尋址的地址，全球唯一，需要運(yùn)營商分配
  • 私網(wǎng)地址
    • 本地隨意使用，無法在互聯(lián)網(wǎng)上尋址

地址范圍

  • A類：10.X.X.X
  • B類：172.16.X.X—172.31.X.X
  • C類：172.168.X.X
  • 運(yùn)營商專用私有地址：100.64.X.X—100.127.X.X

IP子網(wǎng)劃分

子網(wǎng)掩碼

  • 產(chǎn)生背景：

    • 通過自然分類來劃分劃分網(wǎng)絡(luò)規(guī)模會(huì)造成大量IP地址浪費(fèi)
    • IPv4地址資源已經(jīng)全部耗盡

  • 定義：

    • 又連續(xù)的1或0組成的32位掩碼，用來衡量IP地址網(wǎng)絡(luò)位的長度
    • 1對應(yīng)的部分為網(wǎng)絡(luò)位
    • 0對應(yīng)的部分為主機(jī)位

  • 分類：

    • 主類掩碼：和自然分類一致的子網(wǎng)掩碼
    • VLSM
      • 可變長子網(wǎng)掩碼
      • 通過把子網(wǎng)掩碼變長來把一個(gè)網(wǎng)段劃分為多個(gè)子網(wǎng)
    • CIDR
      • 無類域間路由
      • 通過把子網(wǎng)掩碼縮短來把多個(gè)網(wǎng)段聚合為一個(gè)網(wǎng)段

VLSM算法

例：已知192.168.1.0/26
計(jì)算：

  1. 劃分出了多少個(gè)子網(wǎng)
  2. 每個(gè)子網(wǎng)可用IP地址數(shù)量
  3. 列出每個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址、起止范圍、廣播地址

得出下列參數(shù)：

  1. 借位數(shù)（子網(wǎng)掩碼變長的位數(shù)）：26-24=2
  2. 剩余位數(shù)：32-26=6

計(jì)算：

  1. 劃分出的子網(wǎng)數(shù)：2借位數(shù)=22=4
  2. 每個(gè)子網(wǎng)可用地址數(shù)量：2剩余位數(shù)-2=26 - 2=62
網(wǎng)絡(luò)地址 起止范圍 廣播地址
第一個(gè)網(wǎng)段 192.168.1.0/26 192.168.1.1—192.168.1.62
第二個(gè)網(wǎng)段 192.168.1.64/26 192.168.1.65—192.168.1.127
第三個(gè)網(wǎng)段 162.168.1.128/26 192.168.1.129—192.168.1.190
第四個(gè)網(wǎng)段 192.168.1.191/26 192.168.1.192—192.168.1.254
  • 常用子網(wǎng)劃分對應(yīng)關(guān)系
子網(wǎng)掩碼長度 十進(jìn)制掩碼 可用的地址 用途
25 255.255.255.128 126  
26 255.255.255.192 62  
27 255.255.255.224 30  
28 255.255.255.240 14  
29 255.255.255.248 6  
30 255.255.255.252 2 大部分運(yùn)營商分配的地址
31 255.255.255.254 2 PPP鏈路可用
32 255.255.255.255 1 設(shè)備Loopback接口可用

IP路由原理

  • 定義：
    • 路由器負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)報(bào)文在IP網(wǎng)段之間進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)
    • 路由是指導(dǎo)路由器如何進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的路徑信息
  • IP連通的前提：
    • 沿途的每條路由器上都有到達(dá)目的網(wǎng)段的路由信息
    • 路由是單向的路徑信息，沿途每臺(tái)路由器都要有往返雙向路由信息

路由表

  • 作用：存儲(chǔ)路由信息
  • 字段內(nèi)容：
    • Destination/mask 目的網(wǎng)段/掩碼
    • Proto 路由的來源
    • Pre 優(yōu)先級
    • Cost 度量值
    • Nexthop 下一跳地址,數(shù)據(jù)報(bào)文從接口發(fā)出后到達(dá)的下一個(gè)IP地址
    • Interface 出接口,數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)出的接口

路由表查表規(guī)則

  • 最長掩碼匹配規(guī)則：
    • 當(dāng)數(shù)據(jù)包在路由表中匹配到多條掩碼長度不同的路由，會(huì)按照掩碼最長的路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)
  • 路由迭代規(guī)則：
    • 當(dāng)路由的下一跳為非直連網(wǎng)段地址，路由器會(huì)再次在路由表中查詢下一跳地址，直到查詢到下一跳是直連地址為止

路由表寫表規(guī)則

  1. 不同來源的路由優(yōu)先級高（數(shù)字小）的優(yōu)先
  2. 同一來源的路由Cost小的優(yōu)先
  3. 同一來源Cost相等的路由會(huì)形成等價(jià)路由 數(shù)據(jù)流在等價(jià)路由上自動(dòng)負(fù)載均衡

路由優(yōu)先級

連接方式 優(yōu)先級
直連路由（Direct） 0
OSPF內(nèi)部路由 10
靜態(tài)路由 60
RIP 100
OSPF外部路由 150
BGP 255

來源

  • 直連路由
    • 定義：
      • 根據(jù)直連接口所在網(wǎng)段自動(dòng)產(chǎn)生
    • 產(chǎn)生條件：
      • 接口UP
      • 接口配置IP地址
  • 靜態(tài)路由
    • 定義：手動(dòng)配置到達(dá)每個(gè)目的網(wǎng)段的路由信息
    • 特點(diǎn)：
      • 配置和維護(hù)繁瑣復(fù)雜
      • 沒有協(xié)議開銷，減輕設(shè)備和帶寬壓力
  • 動(dòng)態(tài)路由協(xié)議
    • 定義：通過路由協(xié)議從鄰居自動(dòng)學(xué)習(xí)路由信息
    • 特點(diǎn)：
      • 配置簡單，維護(hù)便捷
      • 協(xié)議開銷會(huì)消耗設(shè)備資源和鏈路資源
  • 常見路由協(xié)議：
    • RIP：路由信息協(xié)議，年代久遠(yuǎn)，已經(jīng)淘汰
    • OSPF：開放式最短路徑優(yōu)先，目前最主流的路由協(xié)議
    • BGP：邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議，運(yùn)營商之間使用的唯一協(xié)議

VLAN間路由

  • 定義
    • 指導(dǎo)設(shè)備對不同VLAN間進(jìn)行三層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)
  • 實(shí)現(xiàn)方式
    • 單臂路由
    • 三層交換
  • 路由器接口是需要配置IP地址的
  • 在二層封裝之前檢查目的IP和本機(jī)IP是否在同一個(gè)網(wǎng)段，如果是同一個(gè)網(wǎng)段，直接封裝對方的MAC地址作為目的MAC地址，如果不在同一個(gè)網(wǎng)段，則封裝網(wǎng)關(guān)的MAC地址作為目的地址

實(shí)驗(yàn)：如下拓?fù)鋱D（04），按圖示為PC2、PC3配置IP，PC2屬于VLAN10，PC3屬于VLAN20。
在這里插入圖片描述

實(shí)驗(yàn)需求：

  • PC2與PC3可以互通
//首先為PC配置IP地址
//PC2網(wǎng)關(guān)為192.168.1.254，PC3網(wǎng)關(guān)為192.168.2.254

//配置VLAN
[SW1]vlan 10
[SW1-vlan10]port g1/0/1  //將g1/0/1加入到VLAN10
[SW1-vlan10]vlan 20
[SW1-vlan20]port g1/0/2  //將g1/0/2加入到VLAN20
[SW1]dis vlan bri  //查看VLAN信息

[SW1]interface Vlan 10  //進(jìn)入VLAN10接口
[SW1-Vlan-interface10]ip address 192.168.1.254 24  //給VLAN10配置IP
[SW1-Vlan-interface10]int vlan 20
[SW1-Vlan-interface20]ip add 192.168.2.254 24  //給VLAN20配置IP
[SW1-Vlan-interface20]qu
[SW1]dis ip int bri  //查看是否配置成功
[SW1]dis ip routing-table  //查看路由表

//測試連通性

靜態(tài)路由

  • 配置要點(diǎn)
    • 下一跳接口是點(diǎn)到點(diǎn)接口，可以指出接口的方式來配置靜態(tài)路由
    • 下一跳接口是以太網(wǎng)接口，只能指下一跳來配置靜態(tài)路由
  • 默認(rèn)路由
    • 目的網(wǎng)段為0.0.0.0/0
    • 當(dāng)數(shù)據(jù)包在路由表匹配不到明細(xì)路由時(shí)，按照默認(rèn)路由轉(zhuǎn)發(fā)
  • 命令
    • ip route-static 目的網(wǎng)段 掩碼 下一跳

實(shí)驗(yàn)：如下拓?fù)鋱D（05）。【參考文檔】
在這里插入圖片描述

  • 如無特別說明，描述中的 R1 對應(yīng)拓?fù)渲性O(shè)備名稱末尾數(shù)字為 1 的設(shè)備，R2 對應(yīng)拓?fù)渲性O(shè)備名稱末尾數(shù)字為 2 的設(shè)備，以此類推
  • 如果自己搭建拓?fù)鋱D，需要將每個(gè)連線接口配置上IP地址，主機(jī)位為設(shè)備編號。如R2的G0/0口IP為10.2.2.2/24，G0/1口IP為10.3.3.2/24。以此類推
  • 直接連接PC的接口配置網(wǎng)關(guān)。如R1的G0/2口IP為192.168.1.254/24
  • PC配置IP地址需要加上網(wǎng)關(guān)地址。如PC6的網(wǎng)關(guān)為192.168.1.254
  • 不允許出現(xiàn)明細(xì)路由，而且3.0網(wǎng)段到1.0和2.0網(wǎng)段只有這一條路由，則在R5上配置一條默認(rèn)路由。即0.0.0.0/0
  • 每臺(tái)設(shè)備的接口IP配好后，使用save保存配置，方便下次練習(xí)

實(shí)驗(yàn)需求：

  • 按照圖示配置 IP 地址
  • 按照如下路徑規(guī)劃配置靜態(tài)路由，實(shí)現(xiàn)連接 PC 的業(yè)務(wù)網(wǎng)段互通
    1. 192.168.1.0/24 網(wǎng)段到達(dá) 192.168.2.0/24 網(wǎng)段經(jīng)過 R1，R2，R3
    2. 192.168.2.0/24 網(wǎng)段到達(dá) 192.168.1.0/24 網(wǎng)段經(jīng)過 R3，R4，R1
    3. 192.168.1.0/24 網(wǎng)段到達(dá) 192.168.3.0/24 網(wǎng)段經(jīng)過 R1，R4，R5
    4. 192.168.2.0/24 網(wǎng)段到達(dá) 192.168.3.0/24 網(wǎng)段經(jīng)過 R3，R4，R5
    5. 192.168.3.0/24 網(wǎng)段到達(dá) 192.168.1.0/24 網(wǎng)段和 192.168.2.0/24 網(wǎng)段的路由來回一致
    6. R5 上不允許出現(xiàn)到達(dá)其他業(yè)務(wù)網(wǎng)段的明細(xì)路由（精確說明要到哪個(gè)網(wǎng)段去的路由）
    7. 所有經(jīng)過 R4 和 R5 的流量通過等價(jià)路由實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)
//第1題，經(jīng)過R1、R2、R3就需要在R1、R2上都配置靜態(tài)路由
[R1]ip route-static 192.168.2.0 24 10.2.2.2
[R1]dis ip routing-table 
[R2]ip route-static 192.168.2.0 24 10.3.3.3
[R2]dis ip routing-table 

//第2題，經(jīng)過R3、R2、R1就需要在R3、R4上都配置靜態(tài)路由
[R3]ip route-static 192.168.1.0 24 10.4.4.4
[R4]ip route-static 192.168.1.0 24 10.1.1.1
//連通性測試

//第3題，經(jīng)過R1、R4、R5就需要在R1、R4上都配置靜態(tài)路由
[R1]ip route-static 192.168.3.0 24 10.1.1.4
[R4]ip route-static 192.168.3.0 24 10.5.5.5
[R4]ip route-static 192.168.3.0 24 10.6.6.5

//第4題，經(jīng)過R3、R4、R5就需要在R3配置靜態(tài)路由，R4到R5的靜態(tài)路由已經(jīng)配置了
[R3]ip route-static 192.168.3.0 24 10.4.4.4

//第5題，返回的路徑與去的路徑保持一致
[R5]ip route-static 0.0.0.0 0 10.6.6.4
[R5]ip route-static 0.0.0.0 0 10.5.5.4

//3.0網(wǎng)段到2.0網(wǎng)段，需要在R4上配置靜態(tài)路由
[R4]ip route-static 192.168.2.0 24 10.4.4.3
//所有PC進(jìn)行連通性測試

當(dāng)路由器通往其他任意網(wǎng)段，都只有一條路走，就需要配置一條默認(rèn)路由，匹配所有路由。

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