Blog.013 单臂路由、DHCP和NAT概述

本章目录

 

 

 

 

1. 单臂路由的原理
2. 单臂路由实现不同VLAN之间通信的方法
　　2.1 单臂路由的链路类型
3. 单臂路由实现不同VLAN间通信的原理
4. 以太网链路捆绑的原理
　　4.1 交换网络链路类型
5. DHCP
　　5.1 DHCP的报文类型
　　5.2 DHCP租期更新与重绑定
6.关于NAT
　　6.1 NAT类型

 

 

 

 

1.单臂路由

　　　　单臂路由（router-on-a-stick）是指在路由器的一个接口上通过配置子接口（或“逻辑接口”，并不存在真正物理接口）的方式，实现原来相互隔离的不同VLAN（虚拟局域网）之间的互联互通。

2.单臂路由实现不同VLAN之间通信的方法

　　2.1 单臂路由的链路类型

　　　　（1）链路类型

• 交换机连接主机的端口为Access链路

　　　　（收报文： 收到一个报文,判断是否有VLAN信息。如果没有则打上端口的PVID，并进行交换转发，如果有则直接丢弃（缺省）。
　　　　　发报文： 将报文的VLAN信息剥离，直接发送出去。 ）

• 交换机连接路由器的端口为Trunk链路

　　　　（收报文： 收到一个报文，判断是否有VLAN信息。如果没有则打上端口的PVID，并进行交换转发；如果有判断该trunk端口是否允许该VLAN的数据进入；如果可以则转发，否则丢弃。
　　　　　发报文： 比较端口的PVID和将要发送报文的VLAN信息，如果两者相等则剥离VLAN信息，再发送，如果不相等则直接发送。）

　　　　（2）子接口

• 路由器的物理接口可以被划分成多个逻辑接口
• 每个子接口对应一个VLAN网段的网关

 

 3. 单臂路由实现不同VLAN间通信的原理

 

 

4. 以太网链路捆绑的原理

　　　　将多个物理链路在逻辑上组合在一起当作一条链路使用，可以有效的提高带宽，解决网络阻塞问题。
　　　　链路聚合有两种模式可以实现：手动负载均衡模式（所有链路都转发流量）、LACP模式（一些链路充当备份链路）。

　　4.1 交换网络链路类型

　　　　在交换网络中，有两种类型的链路：接入链路和中继链路。
　　　　（1）接入链路：只是VLAN的成员，属于并且只属于一个VLAN的端口。这个端口不能从另外一个VLAN接收或发送信息，除非该信息经过了路由。接入链路通常链接客户机。
　　　　（2）中继链路：常用来将一台交换机连接到其他交换机或路由。

 

5. DHCP

　　　　DHCP（动态主机配置协议）是一个局域网的网络协议。指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码。

　　5.1 DHCP的报文类型

 

报文类型	含义
DHCP DISCOVER	客户端用来寻找DHCP服务器。
DHCP OFFER	DHCP服务器用来响应DHCP DISCOVER报文，此报文携带了各种配置信息。
DHCP REQUEST	客户端请求配置确认，或者续借租期。
DHCP ACK	服务器对REQUEST报文的确认响应。
DHCP NAK	服务器对REQUEST报文的拒绝响应。
DHCP RELEACE	客户端要释放地址时用来通知服务器。

　　5.2 DHCP租期更新与重绑定

 

• IP租约期限到达50%时，DHCP客户端会请求更新IP地址租约
• DHCP客户端再租约期限到达87.5%时，还没收到服务器响应，会申请重绑定IP。

 

6.关于NAT

 

　　　　NAT（Network Address Translation，网络地址转换）是1994年提出的。

　　　　当在专用网内部的一些主机本来已经分配到了本地IP地址（即仅在本专用网内使用的专用地址），但现在又想和因特网上的主机通信（并不需要加密）时，可使用NAT方法。

　　　　借助于NAT，私有（保留）地址的"内部"网络通过路由器发送数据包时，私有地址被转换成合法的IP地址，一个局域网只需使用少量IP地址（甚至是1个）即可实现私有地址网络内所有计算机与Internet的通信需求。

　　6.1 NAT类型

 

　　　　（1）静态NAT

• 静态NAT实现了私有地址和共有地址的一对一映射；
• 一个公网IP只会分配给唯一且固定的内网主机。

　　　　如果希望一台主机优先使用某个关联地址，或者想要外部网络使用一个指定的公网地址访问内部服务器时，可以使用静态NAT。

　　　　但是在大型网络中，这种一对一的IP地址映射无法缓解公用地址短缺的问题。

　　　　（2）动态NAT

• 动态NAT基于地址池来实现私有地址和公有地址的转换。

　　　　动态NAT地址池中的地址用尽以后，只能等待被占用的公网地址被释放后，其他主机才能使用它来访问公网。

　　　　（3）NAPT

• NAPT允许多个内部地址映射到同一个公有地址的不同端口。

　　　　NAPT（Network Address Port Translation），也称为NAT-PT或PAT，网络地址端口转换，允许多个私网地址映射到同一个公网地址的不同端口。

　　　　通常是企业，家庭的上网方式。

　　　　（4）Easy IP

• Easy IP允许将多个内部地址映射到网关出接口地址上的不同端口。

　　　　Easy IP适用于小规模局域网中的主机访问Internet的场景。

　　　　小规模局域网通常部署在小型的网吧或者办公室中，这些地方内部主机不多，出接口可以通过拨号方式获取一个临时公网地址。Easy IP可以实现内部主机使用这个临时公网IP地址访问Internet。