《高級路由技術(shù)（理論篇）》 課件 單元9、10 保護園區(qū)網(wǎng)絡(luò)安全ACL、使用IS-IS構(gòu)建可擴展路由網(wǎng)絡(luò)

單元9：實現(xiàn)園區(qū)網(wǎng)安全訪問《高級路由技術(shù)》(理論篇）主講教師：XXX技術(shù)背景園區(qū)網(wǎng)絡(luò)在功能和應(yīng)用上日益提升的同時，安全問題也逐漸突出，各類黑客行為和攻擊技術(shù)給企業(yè)的安全發(fā)展帶來困擾。園區(qū)網(wǎng)絡(luò)在外網(wǎng)上主要安全問題表現(xiàn)為：非法接入、網(wǎng)絡(luò)入侵、黑客攻擊、病毒傳播、蠕蟲攻擊、漏洞利用、僵尸木馬、信息泄露等已成為最大的安全威脅。園區(qū)網(wǎng)絡(luò)安全問題主要表現(xiàn)為：帶寬和應(yīng)用濫用、APT潛伏滲透、BYOD接入管控、WLAN使用控制、病毒蠕蟲擴散、信息泄露以及內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)之間、內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)之間的連接安全等。大部分園區(qū)網(wǎng)內(nèi)部劃分六個區(qū)域：互聯(lián)網(wǎng)接入域、廣域網(wǎng)接入域、外聯(lián)服務(wù)域、數(shù)據(jù)中心域、內(nèi)網(wǎng)辦公域、運維管理域，六個區(qū)域面臨的安全風險也有所不同，需要實施訪問控制安全防護措施，保護部門網(wǎng)絡(luò)之間的安全。學習目標了解園區(qū)網(wǎng)安全技術(shù)掌握園區(qū)網(wǎng)中訪問控制安全9.1認識ACLACL全稱為接入控制列表（AccessControlList，ACL），也俗稱為軟防火墻，ACL通過定義一些規(guī)則對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口上的數(shù)據(jù)報文進行控制，允許數(shù)據(jù)包通過，或丟棄該數(shù)據(jù)包。ACL應(yīng)用在交換機與路由器上的安全技術(shù)，其主要目的是對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信進行過濾，從而實現(xiàn)各種訪問控制需求。ACL技術(shù)通過IP數(shù)據(jù)包中五元組（源IP地址、目標IP地址、協(xié)議號、源端口號、目標端口號）來區(qū)分特定的數(shù)據(jù)流，并對匹配預(yù)設(shè)規(guī)則的數(shù)據(jù)包采取相應(yīng)的措施，允許（Permit）或拒絕（Deny）數(shù)據(jù)通過，從而實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的安全控制。9.1.1什么是ACL9.1認識ACL通過在園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中的三層路由設(shè)備上配置ACL后，可以限制園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量，允許特定設(shè)備訪問特定的網(wǎng)絡(luò)，指導(dǎo)特定接口檢測IP數(shù)據(jù)包流向等，如可以配置ACL禁止部分辦公網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備訪問外部公共網(wǎng)絡(luò)，或者禁止使用內(nèi)網(wǎng)中的FTP服務(wù)。還可以使用

ACL限制網(wǎng)絡(luò)流量，提升網(wǎng)絡(luò)性能，如根據(jù)數(shù)據(jù)包的協(xié)議，使用ACL指定數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級；如限定或簡化路由更新信息的長度，使用ACL限制通過路由器某一網(wǎng)段的IP通信流量，通過ACL提供網(wǎng)絡(luò)中的通信流量安全訪問控制手段，可以在路由器端口處決定哪種類型的通信流量被轉(zhuǎn)發(fā)或被阻塞。9.1.2ACL作用在接入交換機、匯聚交換機、核心交換機完成基本VLAN、路由配置，VLAN內(nèi)/外的PC可以相互通信如果想要控制個別數(shù)據(jù)交互，又不影響與其他數(shù)據(jù)交互，這種情況下就需要使用訪問控制列表9.2訪問控制列表的應(yīng)用場景VLAN10VLAN20VLAN30接入交換機匯聚交換機核心交換機PCA0/24PCB0/24接入交換機匯聚交換機PCC0/24出于安全考慮，要求員工的PC不能訪問到主管的網(wǎng)段，這該如何實現(xiàn)？9.2訪問控制列表的應(yīng)用場景1樓接入交換機辦公室1交換機主管A辦公室/242樓接入交換機匯聚交換機VLAN20VLAN10VLAN30VLAN20員工1PC0/24主管B辦公室/24辦公室2交換機員工2PC0/24ACL的全稱為訪問控制列表（AccessControlList），用于定義一系列不同的規(guī)則設(shè)備可以根據(jù)這些規(guī)則對數(shù)據(jù)包進行分類，并針對不同類型的報文進行不同的處理，可以用于以下功能：使用ACL匹配流量用于流量過濾：可以匹配指定流量，拒絕通過用于NAT：可以匹配指定流量，進行NAT轉(zhuǎn)換用于QoS：可以根據(jù)數(shù)據(jù)包的協(xié)議，指定數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級使用ACL匹配路由用于路由策略：可以用來匹配路由，進行過濾以及修改屬性的操作用于路由重分布：可以匹配路由，進行精確的協(xié)議間路由導(dǎo)入的操作9.3訪問控制列表的功能對進出的數(shù)據(jù)逐個過濾，丟棄或允許通過ACL應(yīng)用于接口上，每個接口的出入雙向分別過濾。僅當數(shù)據(jù)包經(jīng)過一個接口時，才能被此接口的此方向的ACL過濾9.3使用ACL匹配流量，應(yīng)用于過濾入方向ACL出方向ACL出方向ACL入方向ACL路由轉(zhuǎn)發(fā)進程9.4

ACL技術(shù)原理ACL使用數(shù)據(jù)包過濾技術(shù)，通過讀取OSI模型中第3層和第4層數(shù)據(jù)包頭中的特征信息，如源地址，目標地址，源端口，目標端口等，根據(jù)預(yù)先定義好的規(guī)則，在三層設(shè)備上對經(jīng)過的數(shù)據(jù)包進行過濾，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全訪問控制的目的。實施ACL訪問控制安全，首先需要在三層設(shè)備中定義一直Acl過濾規(guī)則；然后把其應(yīng)用在三層設(shè)備的某個接口上。如在路由器設(shè)備的接口而言，每一個訪問控制列表ACL都需要控制兩個方向，出接口和入接口的方向。出：已經(jīng)過路由器的CPU處理，離開路由器的數(shù)據(jù)包。入：已到達路由器接口的數(shù)據(jù)包，將被路由器的CPU處理。ACL工作原理傳輸意義上ACL規(guī)則，無論是標準訪問控制列表與擴展訪問控制列表中，均使用列表的標識號進行區(qū)別。由于編號命名的不規(guī)范，目前更多使用名稱訪問控制列表，幫助區(qū)分不同類型的ACL，使用一個字母或數(shù)字組合的字符串來代替所數(shù)字列表標識號。使用名稱訪問控制列表不僅僅可以見名識意，還可以編輯列表，方便刪除某一條特定的控制條目，方便修改。在使用名稱訪問控制列表時，不能以同一名字命名多個ACL，不同類型的ACL也不能使用相同的名字。ACL分類9.4

ACL技術(shù)原理9.5配置IPACL標準IPACL中，對數(shù)據(jù)的檢查元素僅是源IP地址。下面以一個園區(qū)網(wǎng)內(nèi)部訪問控制需求為例，描述標準IPACL應(yīng)用步驟及注意事項。在網(wǎng)絡(luò)場景中要求來自某部門（/24）網(wǎng)段中的計算機不可以訪問單位的服務(wù)器/32，其他部門的計算機訪問服務(wù)器不受限制。9.5.1配置標準IPACL9.5配置IPACL使用time-range參數(shù)把配置完成的時間段和ACL規(guī)則配合使用。需要注意的是，只有在time-range指定時間段內(nèi)生效，其他未引用時間段規(guī)則將不受影響。如圖9-10所示為某學校網(wǎng)絡(luò)，需要配置訪問控制規(guī)則，上班時間（9：00~18：00）不允許員工教學網(wǎng)主機（/24）訪問Internet，下班時間可以訪問Internet上的Web服務(wù)。詳細的配置規(guī)則如下所示。9.5.2配置基于時間ACL9.5配置IPACL為某企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，只允許公司財務(wù)部的計算機機（）訪問公司的財務(wù)服務(wù)器（54），不允許其他任何員工的計算機機訪問財務(wù)服務(wù)器。在網(wǎng)絡(luò)安全訪問控制中，使用基于IP的ACL可能無法滿足網(wǎng)絡(luò)需求。因為員工可以修改計算機的IP地址為，就能夠繞過IPACL針對IP地址的檢查，實現(xiàn)對財務(wù)服務(wù)器訪問。因此，需要使用基于MAC的ACL就避免此現(xiàn)象產(chǎn)生?；贛AC的ACL9.5配置IPACL對于這樣的需求，使用基于MAC地址過濾顯然不能實現(xiàn)安全目標，因為MACACL控制列表技術(shù)不能像擴展ACL那樣進行基于端口信息過濾。為了滿足這種更復(fù)雜、更精確的數(shù)據(jù)包過濾需求，可以使用專家（Expert）ACL技術(shù)實現(xiàn)這樣的效果。專家ACL能考慮到實際網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜需求，將ACL的檢測元素擴展到源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口和協(xié)議，從而可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的更精確的過濾，滿足網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜需求。對于專家ACL，一些交換機只支持入方向（in）過濾，在配置和應(yīng)用專家ACL時需要考慮ACL規(guī)則配置方式，以及應(yīng)用專家ACL的接口?；趯＜褹CL通配符也稱“反掩碼”，和IP地址結(jié)合使用，以描述一個地址范圍反掩碼和子網(wǎng)掩碼相似，但含義不同0表示：對應(yīng)位需要比較1表示：對應(yīng)位不比較9.5訪問控制列表的通配符IP地址通配符含義最終表示的網(wǎng)絡(luò)地址55只比較前24位/2455只比較前22位/2255只比較前8位/8每一位都精確比較/3255每一位都不比較/055只比較前10位/10每一條語句也稱為ACE，訪問控制表項(AccessControlEntry：ACE) ACE匹配的順序為從上至下，即編號從低到高進行匹配一旦被某條ACE匹配成功（無論動作是deny或permit）,跳出該ACL如果一個ACL中沒有配置任意一條ACE，則相當于允許所有數(shù)據(jù)包如果一個ACL中配置了任意一條語句，那么將存在一條默認ACE：denyipanyany（不顯示）9.5訪問控制列表的ACEACL的動作分為兩種：permit和denypermit：匹配允許permit后面語句的數(shù)據(jù)/路由deny：不匹配禁止deny后面語句的數(shù)據(jù)/路由9.6訪問控制列表的兩種動作9.6訪問控制列表的入方向過濾工作流程數(shù)據(jù)包入站是否配置入方向ACL包過濾數(shù)據(jù)包進入轉(zhuǎn)發(fā)流程丟棄匹配第一條ACE匹配第二條ACE匹配最后一條ACE檢查默認ACE通過NoYesYesYesYesNoNoNoNoYesNoNoNo9.6訪問控制列表的出方向過濾工作流程數(shù)據(jù)包出站是否配置出方向ACL包過濾數(shù)據(jù)包出站丟棄匹配第一條ACE匹配第二條ACE匹配最后一條ACE檢查默認ACE通過NoYesYesYesYesNoNoNoNoYesNoNoNoIP標準ACL只能匹配IP數(shù)據(jù)包頭中的源IP地址配置ACL的時候使用”standard”關(guān)鍵字IP擴展ACL匹配源IP/目的IP、協(xié)議（TCP/IP）、協(xié)議信息（端口號、標志代碼）等配置ACL的時候使用”extended”關(guān)鍵字除了上面兩種常用類型外，還有以下其他的ACL類型9.7訪問控制列表的常用類型ACL類型可匹配內(nèi)容IP標準ACL源IPIP擴展ACL源IP，目的IP，ICMPtype，ICMPcode，TCP、UDP端口號，F(xiàn)ragment，TOS，DSCP，PrecedenceMAC擴展ACL源MAC，目的MAC，COS，協(xié)議字段（包括各種協(xié)議）專家級ACLIP擴展可匹配內(nèi)容，MAC擴展可匹配內(nèi)容，VID，innerVID，innerCOS自定義ACL（ACL80）專家級ACL可匹配內(nèi)容，報文前80字節(jié)的任何內(nèi)容IPV6ACL源IP，目的IP，ICMPtype，ICMPcode，TCP、UDP端口號，F(xiàn)ragment，DSCP，flow-label標準ACL和擴展ACL能夠匹配的數(shù)據(jù)流類型不同標準ACL：僅匹配數(shù)據(jù)包的源IP地址擴展ACL：能夠匹配3層及以上多種協(xié)議，并且可以同時匹配源IP和目的IP等9.7標準ACL與擴展ACL的不同Ruijie(config)#ipaccess-liststandard13Ruijie(config-std-nacl)#permit?A.B.C.DSourceaddressanyAnysourcehosthostAsinglesourcehostRuijie(config)#ipaccess-listextended101Ruijie(config-ext-nacl)#permit?<0-255>AnIPprotocolnumbereigrpEnhancedInteriorGatewayRoutingProtocolgreGeneralRoutingEncapsulationicmpInternetControlMessageProtocoligmpInternetGroupManagmentProtocolipAnyInternetProtocolipinipIPInIPnosNOSospfOpenShortestPathFirsttcpTransmissionControlProtocoludpUserDatagramProtocol數(shù)字命名默認的命名，需要注意標準和擴展兩種類型ACL的數(shù)字命名范圍是不一樣的標準ACL常用數(shù)字命名為1-99，1300-1999擴展ACL常用數(shù)字命名為100-199，2000-2699自定義名稱定義更具有代表意義的名稱，推薦使用比如禁止VLAN10內(nèi)的PC訪問VLAN30，可以定義為DENY_VLAN10_TO_VLAN309.7訪問控制列表的命名Ruijie(config)#ipaccess-liststandard?<1-99>IPstandardacl<1300-1999>IPstandardacl(expandedrange)WORDAclnameACL通過帶條件的語句來標識數(shù)據(jù)包例如禁止PC1（IP:0）和PC2（IP:0）訪問PC3（IP:0）的數(shù)據(jù)流使用下面的配置方法進行配置9.7訪問控制列表的配置命令（擴展ACL）Ruijie(config)#ipaccess-listextended101Ruijie(config-ext-nacl)#10denyip5555Ruijie(config-ext-nacl)#20denyip5555擴展ACL的名字ACL的類型ACE的動作源IP與通配符目的IP與通配符若存在多種不同的訪問控制需求，就需要在一個ACL中定義多條語句不允許VLAN10內(nèi)的PC訪問/24內(nèi)的所有PC不允許VLAN10內(nèi)的PC訪問/24內(nèi)的所有PC僅允許VLAN10內(nèi)的特定PC（0）訪問/24內(nèi)的所有PC允許VLAN10內(nèi)PC僅可以訪問的tcp80端口其他數(shù)據(jù)流放行配置思路首先確定是采用標準還是擴展ACL確定配置ACL中多條語句的順序?qū)⒏袷较嗤▌幼?、?shù)據(jù)流類型、子網(wǎng)號、反掩碼等）的語句放置在一起配置根據(jù)需求配置多條語句時，要確認所配置的順序能否滿足需求。具體配置如下：9.8訪問控制列表的多條語句配置方法Ruijie(config)#ipaccess-listextendedFOR_VLAN10Ruijie(config-ext-nacl)#permitiphost055Ruijie(config-ext-nacl)#denyip5555Ruijie(config-ext-nacl)#denyip5555Ruijie(config-ext-nacl)#permittcp55hosteq80Ruijie(config-ext-nacl)#denyip55hostRuijie(config-ext-nacl)#permitipanyany序列號的作用，方便后續(xù)維護語句自動生成的序號，默認以10位單位遞增。也可以在配置ACL中的語句時提前添加不同的序號。如果新增需求：禁止VLAN10內(nèi)的PC訪問/24。配置如下：9.8訪問控制列表的序號ipaccess-listextendedFOR_VLAN1010permitiphost05520denyip555530denyip555540permittcp55hosteqwww50denyip55host60permitipanyanyRuijie(config)#ipaccess-listextendedFOR_VLAN10Ruijie(config-ext-nacl)#31denyip5555ipaccess-listextendedFOR_VLAN1010permitiphost05520denyip555530denyip555531denyip555540permittcp55hosteqwww50denyip55host60permitipanyany1、應(yīng)用在接口的入方向還是出方向？數(shù)據(jù)流是從交換機的接口出入，需要將配置好的ACL應(yīng)用在接口上接口可以是物理接口也可以是SVI應(yīng)用的方向根據(jù)ACL的內(nèi)容以及數(shù)據(jù)流進入接口的方向進行配置選擇9.8訪問控制列表的應(yīng)用位置-1數(shù)據(jù)流的源IP是0ipaccess-listextendedFOR_VLAN1010permitiphost05520denyip555530denyip555531denyip555540permittcp55hosteqwww50denyip55host60permitipanyany目標網(wǎng)絡(luò)可以應(yīng)用在出接口可以應(yīng)用在入接口2、在什么設(shè)備上配置ACL？需要結(jié)合實際的需求來判斷將ACL應(yīng)用在什么層次的設(shè)備上控制VLAN內(nèi)的數(shù)據(jù)流，則需要在接入交換機上配置ACL控制VLAN間的數(shù)據(jù)流，則需要在匯聚交換機（網(wǎng)關(guān)）配置ACL配置如下的ACL，應(yīng)用在何處才能夠使得PCA無法訪問PCB？B是對的，因為同一個vlan內(nèi)的數(shù)據(jù)流不需要經(jīng)過匯聚交換機9.8訪問控制列表的應(yīng)用位置-2VLAN10接入交換機匯聚交換機PCA0/24PCB0/24VLAN20ipaccess-listextendedFOR_VLAN1010denyiphost0host020permitipanyanyA、應(yīng)用在該接口，方向為inB、應(yīng)用在該接口，方向為in2、在什么設(shè)備上配置ACL？要求VLAN10不能訪問VLAN30，VLAN20不能訪問VLAN40如果將ACL配置在接入交換機上，需要在多臺交換機上配置，配置工作量較大，而且容易出錯因此控制跨網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，建議在匯聚網(wǎng)關(guān)(SVI接口)上配置ACL，這樣可以減少配置量，并方便維護9.8訪問控制列表的應(yīng)用位置-2VLAN10接入交換機匯聚交換機VLAN20VLAN10VLAN20VLAN30VLAN40……………在網(wǎng)關(guān)交換機的SVI下配置ACLipaccess-listextendedFOR_VLAN10（為VLAN20配置的ACL略）10denyip555520permitipanyanyRuijie(config)#intvlan10Ruijie((config-VLAN10)#ipaccess-groupFOR_VLAN10inRuijie(config)#intvlan20Ruijie((config-VLAN20)#ipaccess-groupFOR_VLAN20in3、ACL是在靠近源的設(shè)備上應(yīng)用還是靠近目的的設(shè)備上應(yīng)用？需要結(jié)合ACL的類型以及實際的應(yīng)用、配置的工作量進行考慮標準ACL（匹配源地址），在靠近報文目的的設(shè)備上進行配置如果應(yīng)用在靠近數(shù)據(jù)源的設(shè)備上，會有什么問題？9.8訪問控制列表的應(yīng)用位置-3使用標準ACL控制PCA不能訪問PCBipaccess-liststandardAtoB10deny5520permitipanyany內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)PCA0/24PCB0/243、ACL是在靠近源的設(shè)備上應(yīng)用還是靠近目的的設(shè)備上應(yīng)用？需要結(jié)合ACL的類型以及實際的應(yīng)用、配置的工作量進行考慮標準ACL（匹配源地址），在靠近報文目的的設(shè)備上進行配置擴展ACL（匹配目的地址），建議在靠近報文源的設(shè)備上進行配置避免數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過多個設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)才在靠近目的的設(shè)備上被丟棄掉，會浪費網(wǎng)絡(luò)資源9.8訪問控制列表的應(yīng)用位置-3使用擴展ACL控制PCA不能訪問PCBipaccess-listextendedAtoB10denyip555520permitipanyany內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)PCA0/24PCB0/243、ACL是在靠近源的設(shè)備上應(yīng)用還是靠近目的的設(shè)備上應(yīng)用？需要結(jié)合ACL的類型以及實際的應(yīng)用、配置的工作量進行考慮標準ACL（匹配源地址），在靠近報文目的的設(shè)備上進行配置擴展ACL（匹配目的地址），建議在靠近報文源的設(shè)備上進行配置對于擴展ACL，如果想集中控制的話，也可以在報文目的設(shè)備上進行配置若要控制很多源IP網(wǎng)段不能訪問PCB，可以在靠近PCB的設(shè)備上應(yīng)用ACL，減少配置工作量，實現(xiàn)集中管理9.8訪問控制列表的應(yīng)用位置-3PCC0/24使用擴展ACL控制PCA和PCC不能訪問PCBipaccess-listextendedtoB10denyip555520denyip555530permitipanyany內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)PCA0/24PCB0/24在實際中除了使用ACL控制網(wǎng)段之間的互訪外，還有一種比較常見的用法，就是封閉常見的病毒或木馬占用的端口，并在三層網(wǎng)關(guān)SVI接口下應(yīng)用，如下的防病毒ACL配置防病毒的ACL也可能會與某些應(yīng)用的端口號重合，實施時需要注意控制互訪和防病毒兩種應(yīng)用在實際中也多結(jié)合在一起，因此在配置的時候需要注意ACE的先后順序防病毒應(yīng)用ipaccess-listextendedantivirus10denytcpanyanyeq106820denytcpanyanyeq555430denytcpanyanyeq999540denytcpanyanyeq999650denytcpanyanyeq102260denytcpanyanyeq102370denytcpanyanyeq44580denytcpanyanyeq13590denytcpanyanyeq4444100denytcpanyanyeq1080110denytcpanyanyeq3128…(省略部分)280permitipanyanyACL可以添加時間參數(shù)，使其在特定的時間生效例如：公司架設(shè)有web服務(wù)器，現(xiàn)在要求服務(wù)器僅在工作日的早上9：00至下午18：00提供員工訪問，其他時間均不能訪問9.9基于時間的ACLPCSW1SW2WebServer內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)9.10配置修改IPACL在基于編號的ACL規(guī)則編制中，使用“access-list”命令配置完成編號ACL后，如果需要對其進行修改，如添加一條新規(guī)則，系統(tǒng)默認添加至現(xiàn)有ACL規(guī)則末尾。如果要將一條新規(guī)則插入到現(xiàn)有規(guī)則中間，只能對整個ACL重新編寫。這將帶來大量維護工作。在基于名稱的ACL規(guī)則編制中，針對此項進行改進。使用“ipaccess-list”命令配置名稱ACL時，系統(tǒng)進入到ACL配置模式，在配置規(guī)則命令之前，添加一個序號參數(shù)（sequence-number），即可插入一條新過濾規(guī)則。9.2.7編輯修改ACL規(guī)則【網(wǎng)絡(luò)實踐】:使用ACL保護企業(yè)網(wǎng)安全某企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)使用多臺交換機實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。其中，接入層交換機SwitchC連接各部門計算機，通過千兆光纖連接匯聚層交換機。在匯聚層交換機SwitchB上劃分多個VLAN，每個部門為一個VLAN，通過萬兆光纖上連核心層設(shè)備。在核心層SwitchA上實現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)連接，公司多臺服務(wù)器如FTP，HTTP服務(wù)器等連接在核心交換機上，通過防火墻與Internet相連。為了保護企業(yè)網(wǎng)的安全，單位提出了以下組網(wǎng)需求：封堵各種病毒的常用端口，以保障內(nèi)網(wǎng)安全。只允許內(nèi)部計算機訪問公司的服務(wù)器，不允許外部計算機訪問服務(wù)器；只允許財務(wù)部門計算機訪問財務(wù)部計算機，不允許非財務(wù)部門計算機訪問；不允許非研發(fā)部門計算機訪問研發(fā)部計算機；不允許研發(fā)部門人員在上班時間（即9:00~18:00）使用QQ等聊天工具上網(wǎng)，只允許使用企業(yè)內(nèi)部微信溝通?！救蝿?wù)描述】【設(shè)計過程】省略好好學習天天向上單元10：使用IS-IS構(gòu)建可擴展路由網(wǎng)絡(luò)《高級路由技術(shù)》(理論篇）主講教師：XXX技術(shù)背景在園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中，人們通常部署OSPF路由來提高網(wǎng)絡(luò)高可用性和擴展性，很少使用IS-IS路由協(xié)議。但在運營商的網(wǎng)絡(luò)部署中，很多運營商都使用IS-IS來代替OSPF協(xié)議，不僅僅獲得OSPF路由協(xié)議所具有的優(yōu)勢，而且還提供更多可管理性和擴展性機制。學習目標了解IS-IS路由原理掌握IS-IS路由尋址掌握IS-IS鏈路狀態(tài)操作會配置IS-IS路由10.1認識IS-IS路由協(xié)議OSI參考模型中同時也規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，定義了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間使用無連接通信功能，也就是CLNS（ConnectionlessNetworkService，無連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)）。使用CLNS服務(wù)，無需在發(fā)送數(shù)據(jù)之間建立端到端的路徑，即可實現(xiàn)通信。CLNS服務(wù)系統(tǒng)中包括的三個重要協(xié)議組件：CLNP（ConnectionlessNetworkProtocol，無連接網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）、IS-IS、ES-IS（EndSystem—IntermediateSystem，終端系統(tǒng)—中間系統(tǒng)）。10.1.1區(qū)分OSI網(wǎng)絡(luò)與CLNS網(wǎng)絡(luò)10.1認識IS-IS路由協(xié)議在OSI通信模型中，主機（如PC）稱為ES（終端系統(tǒng)），路由器稱為IS（中間系統(tǒng)）。ES-IS是一種終端系統(tǒng)和路由器之間路由協(xié)議，實現(xiàn)同一網(wǎng)段中終端系統(tǒng)和路由器之間彼此發(fā)現(xiàn)對方，讓終端系統(tǒng)（ES）獲悉其網(wǎng)絡(luò)層地址。在CLNS網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，ES-IS就好像IP網(wǎng)絡(luò)中ICMP、ARP與DHCP協(xié)議一樣，協(xié)同IP協(xié)議開展工作。需要注意的是，生活中PC終端不使用ES-IS，因為PC運行TCP/IP協(xié)議。在CLNS網(wǎng)絡(luò)中，ES-IS協(xié)議工作機制。10.1.1區(qū)分OSI網(wǎng)絡(luò)與CLNS網(wǎng)絡(luò)10.1認識IS-IS路由協(xié)議IS-IS路由協(xié)議工作在CLNS網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，是CLNS網(wǎng)絡(luò)中的一個協(xié)議組件，在不支持IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的路由信息交換。為了實現(xiàn)IS-IS路由協(xié)議在IP網(wǎng)絡(luò)中交換路由信息，IETF組織對IS-IS協(xié)議進行了擴展，稱為集成IS-IS（IntegratedIS-IS）或雙重IS-IS（DualIS-IS）。集成IS-IS是一個能同時處理多個網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議（如IP和CLNP）路由協(xié)議，能應(yīng)用在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)和OSI網(wǎng)絡(luò)，為IP網(wǎng)絡(luò)提供動態(tài)路由信息交換。相反，OSPF只支持IP一種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，即OSPF僅支持IP路由。10.1.2了解IS-IS路由協(xié)議10.2掌握IS-IS路由技術(shù)Level-0路由（簡稱L0路由）發(fā)生在ES與IS之間，使用ES-IS進行路由信息交換。如之前介紹ES-IS那樣，ES通過偵聽IS發(fā)送的ISH報文獲知IS的存在。當ES要向其它ES發(fā)送信息時，它把數(shù)據(jù)包發(fā)送到IS。同樣，IS也偵聽ES發(fā)送的ESH報文，獲知ES的存在，當有數(shù)據(jù)包要發(fā)送個某個ES時，根據(jù)通過ESH獲取到信息發(fā)送個特定的ES。這個過程稱L0路由選擇。10.2.1區(qū)分4種路由類型10.2掌握IS-IS路由技術(shù)在4種路由類型，IS-IS提供路由僅為L1和L2這兩個級別，也就是說IS-IS能實現(xiàn)在同一個路由域內(nèi)和域間路由選擇。因此，IS-IS路由選擇分為兩個等級，即L1和L2。IS-IS區(qū)域中的L1路由選擇，負責路由到區(qū)域內(nèi)的終端系統(tǒng)（ES）和IS。在同一個路由選擇區(qū)域中，所有設(shè)備的區(qū)域地址都相同。區(qū)域內(nèi)的路由選擇通過查看地址中的系統(tǒng)ID，然后，選擇最短的路徑來完成。IS-IS區(qū)域中的L2路由選擇在IS-IS區(qū)域之間進行。路由器通過L2路由獲悉L1路由選擇的區(qū)域位置，并建立一個到達其它區(qū)域的路由表。10.2.2了解IS-IS路由類型10.2掌握IS-IS路由技術(shù)OSPF網(wǎng)絡(luò)中骨干區(qū)域就是區(qū)域0（Area0）。而IS-IS網(wǎng)絡(luò)中的骨干區(qū)域由具有L2路由選擇功能的路由器（L2或L1/2路由器）組成，而且必須物理上連續(xù)，IS-IS網(wǎng)絡(luò)中的骨干區(qū)域是一個虛擬區(qū)域。IS-IS與OSPF最大的區(qū)別就是：IS-IS協(xié)議的區(qū)域劃分的邊界位于鏈路；OSPF協(xié)議的區(qū)域邊界位于ABR路由器，通過ABR路由器維護與其相連的每一個區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)庫，也就是Area0骨干區(qū)域數(shù)據(jù)庫和Area1非骨干區(qū)域數(shù)據(jù)庫。10.2.3掌握IS-IS路由區(qū)域10.2掌握IS-IS路由技術(shù)IS-IS網(wǎng)絡(luò)中骨干區(qū)域是虛擬，更利于擴展，靈活性更強。當需要擴展骨干時，只需添加L1/2路由器或L2路由器即可，這比OSPF網(wǎng)絡(luò)靈活的多。10.2.3掌握IS-IS路由區(qū)域10.2掌握IS-IS路由技術(shù)IS-IS僅負責L1和L2等級路由，相應(yīng)IS-IS路由器等級（或稱IS-IS路由器類型）分為3種：L1路由器（Level1）、L2路由器（Level2）和L1/2（Level1/2）路由器。如圖3種類型路由器在網(wǎng)絡(luò)中位置及發(fā)揮作用。10.2.4區(qū)分IS-IS路由器等級10.2掌握IS-IS路由技術(shù)在IS-IS中，針對廣播型和點到點型網(wǎng)絡(luò)，使用不同Hello報文。IS-IS的Hello報文分為三種類型。（1）點到點Hello報文：在點到點鏈路上建立鄰接關(guān)系。（2）第1層LANHello報文：在廣播型網(wǎng)絡(luò)（LAN）中建立L1鄰接關(guān)系（3）第2層LANHello報文：在廣播型網(wǎng)絡(luò)（LAN）中建立L2鄰接關(guān)系。路由器之間在特定鏈路上，交換特定類型的HelloPDU，形成鄰接關(guān)系。其中，IS-IS路由器發(fā)送L1IIH報文，使用組播地址為0180.c200.0014（所有L1路由器）；IS-IS路由器發(fā)送L2IIH報文，使用組播地址為0180.c200.0015（所有L2路由器）。10.2.5掌握IS-IS鄰接關(guān)系10.2掌握IS-IS路由技術(shù)針對廣泛應(yīng)用NBMA網(wǎng)絡(luò)類型，IS-IS默認為廣播類型。也就是說，針對以太網(wǎng)廣播型網(wǎng)絡(luò)或LAN接口，以及封裝Frame-Relay的主接口和多點子接口，IS-IS協(xié)議都將其看作廣播型網(wǎng)絡(luò)。點到點類型網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)在封裝PPP串行鏈路，或是永久虛電路（PVC）環(huán)境中。通常點到點類型的網(wǎng)絡(luò)都是連接廣域網(wǎng)接口。10.2.6區(qū)別IS-IS網(wǎng)絡(luò)類型10.2掌握IS-IS路由技術(shù)IS-IS協(xié)議沒有規(guī)定對NBMA網(wǎng)絡(luò)的支持。對于OSPF協(xié)議中定義的NBMA接口，IS-IS認為其網(wǎng)絡(luò)拓撲是PVC全互連（mesh）的網(wǎng)絡(luò)，把它看作廣播型網(wǎng)絡(luò)。如果不是PVC全互連的結(jié)構(gòu)，推薦使用點到點類型網(wǎng)絡(luò)，即使用點到點子接口，以免造成NBMA網(wǎng)絡(luò)中的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫同步出現(xiàn)問題。在一個Frame-Relay網(wǎng)絡(luò)，使用點到點子接口來解決IS-IS協(xié)議在NBMA網(wǎng)絡(luò)中操作的不足，也就是將其轉(zhuǎn)化為點到點類型的網(wǎng)絡(luò)。10.2.6區(qū)別IS-IS網(wǎng)絡(luò)類型10.2掌握IS-IS路由技術(shù)根據(jù)建立的鄰接關(guān)系（鄰接數(shù)據(jù)庫），路由器上的IS-IS協(xié)議更新進程將鏈路狀態(tài)數(shù)數(shù)據(jù)包（LSP）通告給所有的鄰居，同時，也收到其它鄰居通告的鏈路狀態(tài)信息，并復(fù)制收到的LSP并通告給其它鄰居。與OSPF一樣，同一個區(qū)域中的路由器都維護相同的區(qū)域拓撲結(jié)構(gòu)和鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，即L1鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。區(qū)域內(nèi)的路由器依靠序列號數(shù)據(jù)包（SNP）進行數(shù)據(jù)庫的同步和更新。IS-IS協(xié)議中的L1鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫與L2鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫是分離的；其中，L2鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫包含相連的所有區(qū)域的區(qū)域前綴信息，以實現(xiàn)區(qū)域間的路由。路由器上IS-IS協(xié)議從轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中，提取出最短的路徑注入到路由選擇信息庫，也就是路由器用來指導(dǎo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的路由表。當轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中存在多條等價的最優(yōu)路徑時，多條路徑可以同時加入到路由表中。IS-IS協(xié)議默認管理距離（AD）為115；而OSPF的默認管理距離為110。10.2.7了解IS-IS路由選擇信息庫10.3了解IS-IS尋址在OSI參考模型中，每一層協(xié)議都為高層提供特定服務(wù)。NSAP定義了適當?shù)姆?wù)接口，類似于TCP和UDP定義協(xié)議類型。由于一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可能連接多個鏈路，所以需要有多個SNPA地址，但只需要一個CLNP地址。ES-IS的主要功能之一就是為節(jié)點提供NSAP地址到SNPA地址的映射。10.3.1NSAP地址10.3了解IS-IS尋址在IS-IS協(xié)議實施的路由選擇過程中，沒有使用NSAP地址中NSEL，所以NSEL始終為00。當NSEL為00時，稱NSAP地址為NET地址（NetworkEntityTitile，網(wǎng)絡(luò)實體標題）。NET地址唯一地表示IS-IS路由選擇域中OSI主機，路由器使用NET地址標識自己。路由器發(fā)送的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)包（LSP）中，用NET地址標識自己，類似于OSPF發(fā)送LSA中路由器ID（RouterID）。10.3.2NET地址10.3了解IS-IS尋址假設(shè)路由器有一個Loopback接口，其IP地址為7，轉(zhuǎn)換步驟如下。第一步：由于點分十進制環(huán)回接口的IP地址每一個字節(jié)不夠3位數(shù)字，使用前0填充補足3位。也就是將7轉(zhuǎn)換為192.168.001.017。第二步：此時IP地址變?yōu)榱?2個數(shù)字。然后，按照每4個數(shù)字一組分為3組，192.168.001.017地址轉(zhuǎn)換為1921.6800.1017地址格式。第三步：將1921.6800.1017地址作為NET地址中的SysID字段，再加上區(qū)域地址和NSEL（00）后，就形成了NET地址。假設(shè)區(qū)域地址為49.0011，使用IP地址轉(zhuǎn)換為SysID的完整NET地址就為：49.0011.1921.6800.1017.0010.3.3系統(tǒng)ID（SysID）10.3了解IS-IS尋址使用IS-IS多宿主功能，可將不同區(qū)域合并到一個區(qū)域。一臺L1路由器只在本區(qū)域內(nèi)擴散鏈路狀態(tài)信息，如果路由器連接在兩個區(qū)域，可以在多個區(qū)域內(nèi)擴散鏈路狀態(tài)信息，使用區(qū)域合并機制，有效完成區(qū)域合并。如圖路由器R1與R2都為L1/2路由器，屬于不同區(qū)域49.0001和49.0002，它們之間建立L2鄰接關(guān)系，路由器R1與R2都向L2骨干區(qū)域通告鏈路狀態(tài)信息。需要將這兩個區(qū)域合并為一個區(qū)域，可以為R1路由器賦予兩個NET地址，這兩個NET地址包含不同區(qū)域地址，分別為49.0001和49.0002，但是SysID是相同。10.3.4不同區(qū)域NET地址10.3了解IS-IS尋址由于路由器R1具有區(qū)域地址為49.0002的NET地址，與路由器R2區(qū)域地址相同，根據(jù)IS-IS建立鄰接關(guān)系規(guī)則，路由器R1與R2建立一個L1鄰接關(guān)系，擁有一個合并L1鏈路數(shù)據(jù)庫。可以將路由器R1原先的49.0001的NET地址刪除，完成區(qū)域合并。10.3.4不同區(qū)域NET地址10.4認識IS-IS鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫（LSDB）在多區(qū)域IS-IS路由域，同時存在著Level1鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫和Level2鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。區(qū)域內(nèi)L1路由器維護各自區(qū)域Level1鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫；Level2鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫由具有L2路由功能路由器（L2路由器和L1/2路由器）維護。所有具有L2路由功能路由器都擁有一個相同Level2鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。對于L1/2路由器，同時維護兩個鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，Level1鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫和Level2鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。Level1鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中存放的是它所連接的非骨干區(qū)域鏈路狀態(tài)信息集合，Level2鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中存放是骨干區(qū)域鏈路狀態(tài)信息集合。10.5區(qū)分IS-IS報文從點到點IIHPDU格式看出，大部分字段與L1/L2LANIIHPDU的報文相同。但在點到點IIHPDU中沒有“Priority”字段，在點到點網(wǎng)絡(luò)上不需要選舉DIS。使用“LocalCircuitID”代替LANIIHPDU的“LANID”字段。LocalCircuitID（本地電路ID）由發(fā)送HelloPDU路由器分配給這條電路標識，在路由器接口唯一。在點到點鏈路的另一端，Hello報文中本地電路ID可能不為同樣值。鏈路狀態(tài)報文LSP（LinkStatePDUs）用于交換鏈路狀態(tài)信息。分為兩種：Level-1LSP和Level-2LSP，各自承載IS-IS不同層次的路由信息，它們有著相同報文格式。每個LSP都包含重要信息：LSPID、LSP序列號、LSP校驗和、剩余時間、區(qū)域關(guān)聯(lián)狀態(tài)、超載狀態(tài)以及區(qū)域劃分。10.6掌握IS-IS路由原理首先，RouterA在網(wǎng)絡(luò)中廣播發(fā)送Level-2LANIIH，此報文中無鄰居標識?；ミBRouterB收到報文后，將自己和RouterA鄰居狀態(tài)標識為Initial。然后，RouterB再向RouterA回復(fù)Level-2LANIIH，報文中標識RouterA為RouterB鄰居。對端RouterA收到此報文，將自己與RouterB鄰居狀態(tài)標識為Up。然后，RouterA再向RouterB發(fā)送一個標識RouterB為RouterA鄰居的Level-2LANIIH。最后，RouterB收到此報文后，將自己與RouterA鄰居狀態(tài)標識為Up。兩臺路由器成功建立鄰居關(guān)系。10.6.1建立IS-IS鄰居關(guān)系10.6掌握IS-IS路由原理IS-IS路由域內(nèi)的所有路由器都產(chǎn)生自己LSP，LSP報文“泛洪”指當一臺路由器向相鄰路由器通告自己LSP，相鄰路由器再將同樣LSP報文傳送到除發(fā)送該LSP的路由器外其它鄰居，并逐級將LSP傳送到整個層次內(nèi)所有路由器方式。通過這種“泛洪”，層次內(nèi)每一臺路由器都擁有相同LSP，保持LSDB同步。每一個LSP擁有標識自己4字節(jié)序列號。在路由器啟動時發(fā)送第一個LSP報文中序列號為1，需要生成新的LSP時，在前一個LSP序列號基礎(chǔ)上加1，更高序列號意味著更新LSP。10.6.2實現(xiàn)LSP交互10.6掌握IS-IS路由原理首先，RouterA與RouterB建立鄰居關(guān)系。建立鄰居關(guān)系之后，RouterA與RouterB先發(fā)送CSNP給對端。如果一方發(fā)現(xiàn)對端LSDB與CSNP沒有同步，則發(fā)送PSNP報文，請求相應(yīng)LSP。假定RouterB通過PSNP報文，向