网络周，第五天：冗余技术-端口安全

前言

        对不起，兄弟姐妹，由于我最近比较忙，一直没有更新稿子了，接下来的两周内，我每天争取两篇关于安全措施的稿子，来弥补大家。

                                           

学习目标

        理解冗余技术、生成树、端口聚合、端口安全的基本概念。

冗余技术

（一）冗余技术的概念

        冗余技术又称储备技术，是利用并联模型来提高网络可靠 性的一种手段，对于网络安全来说，也是一种非常实用的物理设备防护手段。可以避免网络通信堵塞，提高网络的通信能力。它通过为网络增加备用的同等功能的配件或链路，当一条通信信道出现故障或者堵塞时，就启用备用的通信信道，以此来提高网络的稳定性和可靠性。

（二）冗余技术产生的问题

        冗余技术虽然提高了网络的稳定性和可靠性，但也会产生许多问题。

        1，广播风暴

        在物理网络中出现环路且没有采取避免措施的情况下，一旦有某个主机发送广播帧，每个交换机都会基于自己的工作模式不断的发送和转发广播帧，形成网络广播风暴。网络广播风暴会长时间占用网络宽带和交换机CPU、内存等资源，影响网络性能，甚至引起网络瘫痪。

        原因：广播帧帧头中目的MAC地址是“FF.FF.FF.FF.FF.FF”，代表网络上所有主机网卡的MAC地址，即该帧将发送到同一网络中的其他所有主机。网络中存在广播帧是不可避免的。例如：假设主机A与B在同一个网络内，当主机A向主机B发送信息时，需要知道主机B的IP地址和MAC地址。我们假定主机A只知道主机B的IP地址，不知道MAC地址，那么这时主机A就需要向网络中发送一个ARP请求，来获取主机B的MAC地址，这个ARP请求实际上就是一个广播帧。

        2，重复拷贝帧

        重复拷贝帧也称多帧复制，是指单播帧可能被多次复制传送到目的主机。此时，数据帧的多个副本保存在目的主机上，会造成主机资源的浪费，甚至造成目的主机无法选择其他来源的数据帧而导致数据丢失。

        3，MAC地址表不稳定

        交换机在接收到数据帧时，会将接收数据帧的端口与发送主机MAC地址的对应关系添加到本机MAC地址表中。如果交换机从不同的端口收到同一数据帧的多份副本，将造成其MAC地址表在短时间内被多次修改，从而影响MAC地址表的稳定性。

生成树（STP）

        生成树（STP）全称：生成树协议，为了解决网络冗余链路所产生的问题，它可以将环路网路修剪成无环路的树型结构，从而避免帧在环路中的增生和无限循环。

（一）认识生成树协议（STP）

        生成树协议的主要思想是，当两个交换机之间存在多条链路时，通过一定的算法只激活其中最主要的一条链路，而将其他冗余链路阻塞掉变为备用链路；当主链路出现问题时，生成树协议将自动启动备用链路接替主链路的工作，不需要任何人人工干涉。

        这似乎和它的名字没有太大的关系呀，其实这需要我们把思路转变一下，不要一开始就看作环路链路，把网络链接的模式看作最原始的树型结构，而且生成树协议就是在主路出现堵塞时，生成一条同等功能的链路罢了，其实这条链路一开始就设置好了，只是处于自控性的堵塞中，所以真是的网络模式的确是一个环形。

（二）关于生成树协议的项目与配置（实验）

        结尾说明

端口聚合

（一）端口聚合基本知识

        在实际应用中，常常交换机之间用多条链路连接起来，以获得更高的传输能力和网络性能。但是这又与生成树协议产生的冲突了。一是用更多链路来提高能力；二是堵塞链路来确保工作；但是关闭了生成树协议，网络整体传输能力都会受到影响。

        为了解决生成树协议和网络传输能力的冲突，出现了一种名为端口聚合的技术，它将多条物理链路组合成一条逻辑线路，实现链路带宽的增加。并且，它还具有冗余作用，当其中部分链路出现故障时，其他链路还可以继续传数据。

        端口聚合需要满足以下几个条件：

        （1）聚合的端口配置相同，包括端口速率和传输介质等；

        （2）聚合的端口必须属于同一个VLAN；

        （3）聚合的端口类型必须相同，二层端口只能和二层端口聚合，三层也只能和三层端口聚合。

        端口聚合形成的逻辑端口称为聚合端口。实现端口聚合后，即使网络链路出现故障，但只要不是所有链路都出现故障，网络还是可以正常传输数据，只是传输速度会降低。

（二）端口聚合配置基本配置命令的项目（实验）

        结尾说明

端口安全

（一）端口安全基本知识

        在实际应用中，对于有较高安全要求的设备，可以使用端口安全技术提高其安全性。一般管理型交换机都具有端口安全功能。端口安全技术可在接入层验证接入设备，防止未经允许的设备接入到网络中；还可以限制端口接入的设备数量，防止过多设备接入网络，影响网络速率。

        1，端口安全配置方式

        配置端口安全的方式有两种：动态绑定和静态绑定。

        2，配置端口安全的条件

        并不是所有端口都可以配置为安全端口，必须满足两件条件：安全端口必须是Access端口；安全端口不能是聚合端口。

结尾

设置一个网络模型，配置STP，消除网络中的环路；配置核心交换机之间的端口聚合，提高网络的传输能力；配置端口安全，提高安全性。

                                               

作者：今天还是满满的干货，我后续会补充实验做进一步的说明。