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Linux云计算 |【第二阶段】NETWORK-DAY2

作者：代码探险家 | 2024-08-11 16:00:02

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主要内容：

VLAN技术、TRUNK模式、链路聚合、路由器

一、VLAN技术应用

广播域指接受同样广播消息的节点的集合，如在该集合中的任何一个节点传输一个广播帧，则所有其它能收到这个帧的节点都被认为是该广播帧的一部分；

交换机的所有接口默认属于同一个广播域；

1）VLAN概述

虚拟局域网（Virtual LAN）是物理设备上连接的不受物理位置限制的用户的一个逻辑组。
随着接入设备的增多，网络中广播增多，降低了网络的效率，为了分割广播域，引入了VLAN。
作用：广播控制、增加安全性、提高宽带利用、降低延迟；

2）静态VLAN配置

配置步骤：创建VLAN、将接口加入到相应的VLAN中、验证（默认所有接口在VLAN1）

3）链路类型

VLAN链路分为两种类型：Access链路和Trunk链路

接入链路（Access Link）：连接用户主机和交换机的链路称为接入链路
干道链路（Trunk Link）：连接交换机和交换机的链路称为干道链路

① 创建VLAN：

命令：vlan x
命令：vlan batch x y z //批量创建
命令：vlan batch x to z //批量创建

② 删除VLAN：

命令：undo vlan x
命令：undo vlan batch x y
命令：undo vlan batch to y

③ 加入VLAN：（进入接口视图）

命令：port link-type 类型 //修改接口类型（Access、Trunk）
命令：port default vlan x //接口添加VLAN

④ 查看VLAN：

命令：display vlan
命令：display vlan x

案例：

六台PC的IP地址分别为：192.168.1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6
划分VLAN：VLAN1（1.1 1.2）、VLAN2（1.3 1.4）、VLAN3（1.5 1.6）

1.创建VLAN


<Huawei> system-view     //进入视图模式
[Huawei] vlan 2    //创建vlan2
[Huawei-valn2]
[Huawei] vlan 3    //创建vlan2
[Huawei-valn3]
[Huawei] vlan batch 4 5    //批量创建vlan4和vlan5

2.将接口加入VLAN


[Huawei] interface Ethernet0/0/3
[Huawei-Ethernet0/0/3] port link-type access      //设置接口类型为Access
[Huawei-Ethernet0/0/3] port default vlan 2     //设置接口加VLAN2
 
[Huawei] interface Ethernet0/0/4
[Huawei-Ethernet0/0/4] port link-type access      //设置接口类型为Access
[Huawei-Ethernet0/0/4] port default vlan 2     //设置接口加VLAN2
 
[Huawei] interface Ethernet0/0/5
[Huawei-Ethernet0/0/5] port link-type access      //设置接口类型为Access
[Huawei-Ethernet0/0/5] port default vlan 3     //设置接口加VLAN3
 
[Huawei] interface Ethernet0/0/6
[Huawei-Ethernet0/0/6] port link-type access      //设置接口类型为Access
[Huawei-Ethernet0/0/6] port default vlan 3      //设置接口加VLAN3

3.查看VLAN

[Huawei] display vlan     //列出所有VLAN

4.删除VLAN


[Huawei] undo vlan 10      //删除VLAN10
[Huawei] undo vlan batch 3 4     //删除VLAN3和VLAN4

Access 为接入链路，可以承载1个vlan的数据
Trunk 为中继链路，可以承载多个vlan的数据

二、Trunk 原理

TRUNK是端口汇聚的意思，就是通过配置软件的设置，将2个或多个物理端口组合在一起，成为一条逻辑的路径从而增加在交换机和网络节点之间的带宽，将属于这几个端口的带宽合并，从而可以为互连的交换机之间提供更好的传输性能，是交换机性能的一个重要指标。

作用：中继链路，承载多个VLAN，主要就是实现不同交换机之间相同VLAN的主机之间相互通信。

① 创建接口组：

命令：port-group x

② 接口组添加组成员：（接口组下）

命令：group-member Ethernet 0/0/x Ethernet 0/0/y

③ 配置接口模式为Trunk：（接口视图下）

命令：port link-type trunk

④ Trunk下允许所有VLAN通过：（接口视图下）

命令：port trunk allow-pass vlan all

案例：

在案例1的基础上配置192.168.1.11 1.22 1.33 1.44 1.55 1.66，实现两台交换机互通
划分VLAN：VLAN1（1.11 1.22）、VLAN2（1.33 1.44）、VLAN3（1.55 1.66）

1.创建VLAN

[Huawei] vlan batch 2 3

2.将接口加入VLAN（利用接口组方式）


[Huawei] port-group 1     //创建接口组1
[Huawei port-group-1] group-member Ethernet 0/0/3 Ethernet 0/0/4 //添加组成员
[Huawei port-group-1] port link-type access   //配置接口组中的接口为Access
[Huawei port-group-1] port default vlan 2   //配置接口组中的接口加入VLAN2
[Huawei] port-group 2     //创建接口组2
[Huawei port-group-2] group-member Ethernet 0/0/5 Ethernet 0/0/6 //添加组成员
[Huawei port-group-2] port link-type access  //配置接口组中的接口为Access
[Huawei port-group-2] port default vlan 3    //配置接口组中的接口加入VLAN3

3.配置VLAN Trunk中继链路（两台交换机的端口7配置Trunk）


[Huawei] interface Ethernet 0/0/7
[Huawei-Ethernet0/0/7] port link-type trunk     //配置接口组中的接口为Trunk
[Huawei-Ethernet0/0/7] port trunk allow-pass vlan all    //配置允许所以VLAN
[Huawei] interface Ethernet 0/0/7
[Huawei-Ethernet0/0/7] port link-type trunk
[Huawei-Ethernet0/0/7] port trunk allow-pass vlan all    //配置允许所以VLAN

4.查看VLAN

[Huawei port-group-2] display vlan

三、链路聚合

Eth-Trunk链路聚合。多条线路负载均衡，提高带宽，

优点：根据需要灵活的增加网络设备之间的带宽供给，增强网络设备之间连接的可靠性、容错性，当一条线路失效时，不会造成全网中断，节约成本。

① 开启接口：

命令：undo shutdown

② 关闭接口：

命令：shutdown

③ 创建链路聚合接口：

命令：interface ETH-Trunk n

④ 创建接口绑定：（链路接口视图下）

命令：trunkport Ethernet 0/0/7 0/0/8

案例：用多条线缆实现增加带宽（链路聚合需要在没有任何配置的接口进行）

1.恢复端口初始配置并关闭接口（两台交换机的端口7配置）

[Huawei] clear configuration interface Ethernet 0/0/7    //清除接口所有配置，清除后接口会被自动关闭

2.开启接口


[Huawei] interface Etherent 0/0/7
[Huawei-Ethernet0/0/7] undo shutdown     //开启接口

3.配置链路聚合（两台交换机配置链路聚合及中继链路）


[Huawei] interface ETH-Trunk 1      //创建链路聚合接口
[Huawei-Eth-Trunk1] trunkport Ethernet 0/0/7 0/0/8   //链路聚合接口与端口绑定
[Huawei-Eth-Trunk1] port link-type trunk   //链路聚合接口配置为中继链路
[Huawei-Eth-Trunk1] port trunk allow-pass vlan all

4.查看VLAN

[Huawei] display vlan（验证，相同vlan的主机是否可以互通）

配置绑定的7、8口已消失，取而代之的是Eth-Trunk1

补充：端口汇聚与链路聚合

端口汇聚（Port Trunking）和链路聚合（Link Aggregation）在计算机网络中通常指的是相同的技术，即通过捆绑多个物理链路来形成一个逻辑上的高带宽链路。这种技术可以提高网络的吞吐量并提供冗余路径以增加可靠性。下面我将详细介绍这项技术以及相关的标准。

链路聚合 / 端口汇聚

链路聚合或端口汇聚是一种将多个物理网络接口绑定在一起作为单个逻辑接口的技术。这样做可以达到以下目的：

提高带宽：多个链路的带宽可以叠加，从而提供更大的数据传输能力。
增加冗余：如果其中一个物理链路出现故障，数据流量可以自动转移到其他可用的链路上，保证网络连接不会中断。

链路聚合的关键概念：

负载均衡：数据流量可以通过不同的物理链路进行分发，这样每个链路都承担一部分流量，提高了整体的吞吐量。
故障切换：如果某个物理链路发生故障，其他链路可以继续传输数据，保持连接不中断。
聚合组：所有参与链路聚合的物理接口组成一个聚合组，该组作为一个逻辑接口对外呈现。

链路聚合的标准主要有两种：

802.3ad - 这是由IEEE制定的一个标准，定义了链路聚合的基本框架和技术细节。
LACP (Link Aggregation Control Protocol) - LACP是802.3ad的一部分，用于动态配置链路聚合。LACP允许设备自动协商并形成聚合组，无需人工干预。

LACP的工作原理简述：

活动状态：设备之间通过发送LACP数据包来确定哪些端口处于活动状态，即参与实际的数据转发。
非活动状态：某些端口可能被标记为非活动状态，这意味着它们作为备份存在，只有在活动端口失效时才会启用。
聚合组的形成：LACP允许两端自动发现彼此并形成聚合组。系统会基于端口优先级、MAC地址等因素来决定哪些端口参与聚合。

链路聚合可以在不同的设备上实施，例如：

交换机之间的链路聚合：两个交换机之间可以通过多条链路建立一个聚合组，提高交换机之间的带宽和可靠性。
服务器与交换机之间的链路聚合：服务器可以使用多张网卡与交换机建立聚合组，提高服务器的网络性能和容错能力。

在配置链路聚合时需要注意一些事项：

兼容性：确保所使用的设备支持相同的链路聚合标准，如LACP。
负载均衡策略：不同的设备可能支持不同的负载均衡算法，如基于源MAC地址、目的MAC地址或源/目的MAC地址组合等。
端口速度和双工模式：聚合的所有端口应该具有相同的速度和双工模式，否则可能会导致问题。

四、网络层

网络层的功能：定义了基于IP协议的逻辑地址，连接不同的媒介类型，选择数据通过网络的最佳路径。

1）ICMP协议

ICMP通过IP数据包传送，用来发送错误的控制信息；

定义信息类型：

- 目的地不可达
- TTL超时
- 信息请求
- 信息应答
- 地址请求
- 地址应答

ICMP协议检测双向通路的连通性（Ping）

格式：ping [-t] [-l 字节数] 目标IP或主机名

常见的Ping反馈结果

连接建立成功：Reply from 目标地址...
目标主机不可达：Destination host unreachable
请求时间超时：Request timed out

五、路由原理及配置

将数据包从一个网络发送到另一个网络，需要依靠路由器完成，路由器只关心网络的状态，决定最佳路径；每个路由器都维护着一张路由表，路由器转发数据包的关键；

每条路由表记录指明了到达某个子网或主机应从路由器的哪个物理接口发送，通过此接口可到达该路径的下一个路由器的地址（或直接相连网络中的目标主机地址）

六、路由表信息

直连路由：接口配置ip，并且是开启状态，自动生成;
静态路由：由管理员在路由器上手工指定，配置为单向条目，通信双方的边缘路由器都需要指定，否则会导致数据包有去无回；适合分支机构、家居办公等小型网络；
动态路由：根据网络拓扑或流量变化，由路由器通过路由协议自动设置，适合ISP服务商、广域网、园区等大型网络；

① 配置静态路由：使用ip router-static命令，指定到达IP的网络

格式：ip route-static 目标网络网段子网掩码下一跳

② 删除路由配置

格式：undo ip address

案例：

1.主机配置网络参数

PC1：配置IP、掩码、网关指定192.168.1.254
PC2：配置IP、掩码、网关指定192.168.2.2

2.配置路由器端口地址


[Huawei] interface GigabitEthernet 0/0/0
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0] ip address 192.168.1.254 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]quit
[Huawei] interface GigabitEthernet 0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1] ip address 192.168.2.2 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1] quit

3.查看接口信息

[Huawei] display ip interface brief

4.查看路由表信息

[Huawei] display ip routing-table | include /24

5.删除配置

[Huawei-Ethernet0/0/1]undo ip address  //如果ip配置错误，使用该命令可以删除

案例：两台路由器，3台PC，实现全网互通

1.主机配置网络参数

PC1：配置IP：192.168.1.1、掩码：255.255.255.0、网关指定：192.168.1.254
PC3：配置IP：192.168.3.1、掩码：255.255.255.0、网关指定：192.168.3.254
PC4：配置IP：192.168.4.1、掩码：255.255.255.0、网关指定：192.168.4.254

2.配置路由器端口地址

AR1：


[Huawei] interface GigabitEthernet 0/0/0
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0] ip address 192.168.1.254 24   //配置0接口IP
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]quit
[Huawei] interface GigabitEthernet 0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1] ip address 192.168.2.1 24   //配置1接口IP
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1] quit
[Huawei] ip route-static 192.168.3.0 24 192.168.2.2   //配置往3.0网段静态路由
[Huawei] ip route-static 192.168.4.0 24 192.168.2.2   //配置往4.0网段静态路由
[Huawei] display ip routing-table | include /24     //查看路由表信息

AR3:


[Huawei] interface GigabitEthernet 0/0/0
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0] ip address 192.168.2.2 24   //配置0接口IP
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]quit
[Huawei] interface GigabitEthernet 0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1] ip address 192.168.3.254 24   //配置1接口IP
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1] quit
[Huawei] interface GigabitEthernet 0/0/2
[Huawei-GigabitEthernet0/0/2] ip address 192.168.4.254 24   //配置2接口IP
[Huawei-GigabitEthernet0/0/2] quit
[Huawei] ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.2.1    //配置往1.0网段静态路由
[Huawei] display ip routing-table | include /24     //查看路由表信息

小结：

本篇章节为【第二阶段】NETWORK-DAY2 的学习笔记，这篇笔记可以初步了解到 VLAN技术、TRUNK模式、链路聚合、路由器。除此之外推荐参考相关学习网址：

Tip：毕竟两个人的智慧大于一个人的智慧，如果你不理解本章节的内容或需要相关笔记、视频，可私信小安，请不要害羞和回避，可以向他人请教，花点时间直到你真正的理解

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