网络系统建设与运维高级实验手册可靠性技术.docx
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网络系统建设与运维高级实验手册可靠性技术
2可靠性技术
2.1OSPF、静态路由与BFD联动实现快速切换
2.1.1项目背景
某公司网络使用OSPF路由协议；并且公司有两条到Internet的链路，采用主备策略。
为了提高OSPF对链路故障的快速感知，管理员准备把OSPF与BFD联动实现快速切换。
同时为了防止到Internet的主链路故障导致用户无法上网，管理员准备采用BFD监视主链路，但是运营商的路由器不支持BFD。
2.1.2项目目的
通过本项目可以掌握如下知识点和技能点，同时积累项目经验。
●配置OSPF与BFD联动实现快速切换。
●配置BFD单臂回声功能。
●配置静态路由与BFD联动监视上行链路。
●检查BFD配置和查看BFD会话状态。
2.1.3项目拓扑
该拓扑中R1和R3之间接入了两个集线器（HUB），当HUB1和HUB2之间的链路断开，R1和R3上的OSPF将无法快速检测，需要等待OSPF的Dead时间到时。
使用BFD可以加速OSPF感知HUB1和HUB2之间的链路断开。
路由器R2有两条链路接到互联网，E1/0/0接主链路，E1/0/1接备链路。
路由器Internet用以模拟互联网，当S1和路由器Internet的连线断开，路由器R2将直接无法检查。
使用BFD可以使得路由器感知主链路的故障。
2.1.4项目规划
本项目的核心任务是完成OSPF、静态路由与BFD联动，为保持项目的完整性，需完成前期准备工作。
2.1.4.1项目前期准备工作
步骤1IP地址部署：
在各个路由接口配置IP地址。
步骤2路由协议部署：
在各个路由器上配置OSPF，使全网的网络互通。
步骤3主备默认路由部署：
在R2上配置静态默认路由，采用浮动静态路由实现主、备链路的切换。
步骤4NAT部署：
在连接到互联网的路由器上配置NAT，使得内网用户可以访问互联网（用路由器Internet的Loopback1接口模拟）。
2.1.4.2项目核心任务-完成OSPF、静态路由与BFD联动
步骤1OSPF与BFD联动：
在各个路由器配置OSPF与BFD联动，加快OSPF的收敛。
步骤2BFD单臂回声功能部署：
由于运营商的路由器不支持BFD（用路由器Internet模拟），采用单臂回声功能来监视到互联网主链路的状态。
步骤3静态路由与BFD联动：
主静态默认路由和BFD联动，当到互联网的主链路故障，快速使用备用静态默认路由，备用静态默认路由使用的是到互联网的备用链路。
设备接口连接规划表和设备接口IP地址规划表如下。
表2-1设备接口连接规划表
设备
接口
接口类型
对端设备及接口
R1
G0/0/0
HUB1E0/0/0
G0/0/1
R4G0/0/0
LoopBack1
R2
G0/0/0
R3G0/0/1
G0/0/1
R4G0/0/1
E1/0/0
S1E0/0/1
E1/0/1
S2E0/0/1
R3
G0/0/0
HUB2E0/0/1
G0/0/1
R2G0/0/0
R4
G0/0/0
R1G0/0/1
G0/0/1
R2G0/0/1
HUB1
E0/0/0
R1G0/0/0
E0/0/1
HUB2E0/0/0
HUB2
E0/0/0
HUB1E0/0/1
E0/0/1
R3G0/0/0
S1
E0/0/1
R2E1/0/0
E0/0/2
InternetG0/0/0
S2
E0/0/1
R2E1/0/1
E0/0/2
InternetG0/0/1
Internet
G0/0/0
S1E0/0/2
G0/0/1
S2E0/0/2
表2-2设备接口IP地址规划表
设备
接口
IP地址
备注
R1
G0/0/0
10.1.1.1/24
G0/0/1
10.1.3.1/24
LoopBack1
10.10.1.1/24
R2
G0/0/0
10.1.2.2/24
G0/0/1
10.1.4.2/24
E1/0/0
61.0.0.1/30
E1/0/1
202.96.1.1/30
R3
G0/0/0
10.1.1.2/24
G0/0/1
10.1.2.1/24
R4
G0/0/0
10.1.3.2/24
G0/0/1
10.1.4.1/24
Internet
G0/0/0
61.0.0.2/30
G0/0/1
202.96.1.2/30
LoopBack1
1.1.1.1/30
2.1.5项目实施
2.1.5.1项目准备工作
步骤1IP地址部署
在各个路由接口配置IP地址，交换机S1、S2无需任何配置，HUB1、HUB2也无需任何配置。
●配置路由器R1
[R1]interfaceGigabitEthernet0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ipaddress10.1.1.1255.255.255.0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]quit
[R1]interfaceGigabitEthernet0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ipaddress10.1.3.1255.255.255.0
[R1-GigabitEthernet0/0/1]quit
[R1]interfaceLoopBack1
[R1-LoopBack1]ipaddress10.10.1.1255.255.255.0
[R1-LoopBack1]quit
●配置路由器R2
[R2]interfaceEthernet1/0/0
[R2-Ethernet1/0/0]ipaddress61.0.0.1255.255.255.0
[R2-Ethernet1/0/0]quit
[R2]interfaceEthernet1/0/1
[R2-Ethernet1/0/1]ipaddress202.96.1.1255.255.255.252
[R2-Ethernet1/0/1]quit
[R2]interfaceGigabitEthernet0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ipaddress10.1.2.2255.255.255.0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]quit
[R2]interfaceGigabitEthernet0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ipaddress10.1.4.2255.255.255.0
[R2-GigabitEthernet0/0/1]quit
●配置路由器R3
[R3]interfaceGigabitEthernet0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ipaddress10.1.1.2255.255.255.0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]quit
[R3]interfaceGigabitEthernet0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]ipaddress10.1.2.1255.255.255.0
[R3-GigabitEthernet0/0/1]quit
●配置路由器R4
[R4]interfaceGigabitEthernet0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ipaddress10.1.3.2255.255.255.0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]quit
[R4]interfaceGigabitEthernet0/0/1
[R4-GigabitEthernet0/0/1]ipaddress10.1.4.1255.255.255.0
[R4-GigabitEthernet0/0/1]quit
●配置路由器Internet
[Internet]interfaceGigabitEthernet0/0/0
[Internet-GigabitEthernet0/0/0]ipaddress61.0.0.2255.255.255.252
[Internet-GigabitEthernet0/0/0]quit
[Internet]interfaceGigabitEthernet0/0/1
[Internet-GigabitEthernet0/0/1]ipaddress202.96.1.2255.255.255.252
[Internet-GigabitEthernet0/0/1]quit
验证以上配置任务，如下。
[R1]displayipinterfacebrief
*down:
administrativelydown
^down:
standby
（l）:
loopback
（s）:
spoofing
ThenumberofinterfacethatisUPinPhysicalis4
ThenumberofinterfacethatisDOWNinPhysicalis1
ThenumberofinterfacethatisUPinProtocolis4
ThenumberofinterfacethatisDOWNinProtocolis1
InterfaceIPAddress/MaskPhysicalProtocol
GigabitEthernet0/0/010.1.1.1/24upup
GigabitEthernet0/0/110.1.3.1/24upup
GigabitEthernet0/0/2unassigneddowndown
LoopBack110.10.1.1/24upup（s）
NULL0unassignedupup（s）
其他路由器（R2、R3、R4、Internet）验证命令相同，这里不再一一列出。
步骤2路由协议部署
●配置路由器R1
[R1]ospf1
[R1-ospf-1]silent-interfaceLoopBack1
[R1-ospf-1]area0.0.0.0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.0.0.00.255.255.255
●配置路由器R2
[R2]ospf1
[R2-ospf-1]silent-interfaceLoopBack1
[R2-ospf-1]area0.0.0.0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.0.0.00.255.255.255
●配置路由器R3
[R3]ospf1
[R3-ospf-1]area0.0.0.0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.0.0.00.255.255.255
●配置路由器R4
[R4]ospf1
[R4-ospf-1]area0.0.0.0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.0.0.00.255.255.255
如下，验证以上配置任务。
[R1]displayospfpeerbrief
OSPFProcess1withRouterID10.1.1.1
PeerStatisticInformation
----------------------------------------------------------------------------
AreaIdInterfaceNeighboridState
0.0.0.0GigabitEthernet0/0/010.1.1.2Full
0.0.0.0GigabitEthernet0/0/110.1.3.2Full
----------------------------------------------------------------------------
[R1]displayiprouting-table
RouteFlags:
R-relay,D-downloadtofib
------------------------------------------------------------------------------
RoutingTables:
Public
Destinations:
18Routes:
20
Destination/MaskProtoPreCostFlagsNextHopInterface
10.1.1.0/24Direct00D10.1.1.1GigabitEthernet0/0/0
10.1.1.1/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet0/0/0
10.1.1.255/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet0/0/0
10.1.2.0/24OSPF102D10.1.1.2GigabitEthernet0/0/0
10.1.3.0/24Direct00D10.1.3.1GigabitEthernet0/0/1
10.1.3.1/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet0/0/1
10.1.3.255/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet0/0/1
10.1.4.0/24OSPF102D10.1.3.2GigabitEthernet0/0/1
10.4.4.4/32OSPF101D10.1.3.2GigabitEthernet0/0/1
10.10.1.0/24Direct00D10.10.1.1LoopBack1
10.10.1.1/32Direct00D127.0.0.1LoopBack1
10.10.1.255/32Direct00D127.0.0.1LoopBack1
10.10.4.1/32OSPF102D10.1.3.2GigabitEthernet0/0/1
OSPF102D10.1.1.2GigabitEthernet0/0/0
127.0.0.0/8Direct00D127.0.0.1InLoopBack0
127.0.0.1/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack0
127.255.255.255/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack0
255.255.255.255/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack0
其他路由器（R2、R3、R4）验证命令相同，这里不再一一列出。
步骤3主备默认路由部署
[R2]iproute-static0.0.0.00.0.0.0Ethernet1/0/061.0.0.2
[R2]iproute-static0.0.0.00.0.0.0Ethernet1/0/1202.96.1.2preference100
[R2]ospf1
[R2-ospf-1]default-route-advertise
[R2-ospf-1]quit
以上采用浮动静态路由实现到互联网链路主、备切换，并在OSPF中发布默认路由给其他路由器
在R2上查看默认路由，主链路正常是，会使用主链路作为默认路由，如下。
[R2]displayiprouting-table0.0.0.0
RouteFlags:
R-relay,D-downloadtofib
------------------------------------------------------------------------------
RoutingTable:
Public
SummaryCount:
1
Destination/MaskProtoPreCostFlagsNextHopInterface
0.0.0.0/0Static600D61.0.0.2Ethernet1/0/0
步骤4NAT部署
在连接到互联网的路由器R2上配置NAT，使得内网用户可以访问互联网（用路由器Internet的Loopback1接口模拟）。
[R2]aclnumber2000
[R2-acl-basic-2000]rule1permitsource10.0.0.00.255.255.255
[R2-acl-basic-2000]quit
[R2]interfaceEthernet1/0/1
[R2-Ethernet1/0/1]natoutbound2000
在R1上测试能否访问互联网（用路由器Internet上的LoopBack1接口模拟互联网上的主机），如下。
[R1]ping-a10.10.1.11.1.1.1
PING1.1.1.1:
56databytes,pressCTRL_Ctobreak
Replyfrom1.1.1.1:
bytes=56Sequence=1ttl=253time=80ms
Replyfrom1.1.1.1:
bytes=56Sequence=2ttl=253time=60ms
Replyfrom1.1.1.1:
bytes=56Sequence=3ttl=253time=60ms
Replyfrom1.1.1.1:
bytes=56Sequence=4ttl=253time=60ms
Replyfrom1.1.1.1:
bytes=56Sequence=5ttl=253time=50ms
---1.1.1.1pingstatistics---
5packet（s）transmitted
5packet（s）received
0.00%packetloss
round-tripmin/avg/max=50/62/80ms
2.1.5.2项目核心任务
步骤1OSPF与BFD联动
在各个路由器配置OSPF与BFD联动，加快OSPF的收敛，如下。
●配置路由器R1
[R1]ospf1
[R1-ospf-1]bfdall-interfacesenable
●配置路由器R2
[R2]ospf1
[R2-ospf-1]bfdall-interfacesenable
●配置路由器R3
[R3]ospf1
[R3-ospf-1]bfdall-interfacesenable
●配置路由器R4
[R4]ospf1
[R4-ospf-1]bfdall-interfacesenable
步骤2BFD单臂回声功能部署
由于运营商的路由器不支持BFD（用路由器Internet模拟），采用单臂回声功能来监视到互联网主链路的状态。
配置单臂回声功能时，不需要配置远端的discriminator。
[R2]bfd
[R2-bfd]quit
[R2]bfdinternetbindpeer-ip61.0.0.2interfaceEthernet1/0/0one-arm-echo
[R2-bfd-session-internet]discriminatorlocal1
[R2-bfd-session-internet]commit
[R2-bfd-session-internet]quit
步骤3静态路由与BFD联动
静态默认路由和BFD联动，当到互联网的主链路故障，快速启用备用静态默认路由，备用静态默认路由使用的是到互联网备用链路。
[R2]iproute-static0.0.0.00.0.0.0Ethernet1/0/061.0.0.2trackbfd-sessioninternet
Info:
Succeededinmodifyingroute.
2.1.6项目验证
2.1.6.1查看BFD配置和会话状态
[R1]displaybfdconfigurationall
--------------------------------------------------------------------------------
CFGNameCFGTypeLocalDiscrMIndexSessNumCommitAdminDown
--------------------------------------------------------------------------------
dyn_8193Dynamic81932571TrueFalse
dyn_8196Dynamic81962601TrueFalse
--------------------------------------------------------------------------------
TotalCommit/UncommitCFGNumber:
2/0
其他路由器（R2、R3、R4）使用相同命令查看BFD配置，不在此一一列出。
[R1]displaybfdsessionall
--------------------------------------------------------------------------------
LocalRemotePeerIpAddrStateTypeInterfaceName
--------------------------------------------------------------------------------
8193819310.1.3.2UpD_IP_IFGigabitEthernet0/0/1
8195819610.1.1.2UpD_IP_IFGigabitEthernet0/0/0
--------------------------------------------------------------------------------
TotalUP/DOWNSessionNumber:
2/0
由于配置了OSPF和BFD联动，因此有BFD会话
[R2]dispbfdsessionall
-----------------
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