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网络性能优化及安全保障

2017-11-14 1154
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简介：
                                         性能优化：
一，QoS(Quality  of Service):服务质量
1，网络在性能方面存在的问题：
1）delay
2) variation
3) loss
2,特定环境对网络性能：
1）
3，保证QoS的措施：保证QoS是以网络的“可用性”为前提
4，网络的可用性：
1）冗余：核心设备、主要链路的冗余
1> 链路冗余：
a. 浮动路由：(config)#ip  route   目的网网络号/子网号   目的网掩码   下一跳IP  管理距离
b. 备份端口：实现链路的冗余；提供了负载分担
c. 以太通道：
特性：一条以太通道内，最多可以聚合8条物理链路，带宽达到10M---160G
目的：提供链路冗余；负载分担；避免环路；提高链路带宽
应用场合：核心交换机之间的链路
原则：
负载均衡策略：基于源（MAC,IP,端口）进行负载分担
              基于目的（MAC,IP,端口）进行负载分担
              同时基于源和目的
协议：PAgP(端口聚合协议)是Cisco私有协议，将“近似配置”的端口放入以太通道
      PAgP的模式：on把端口强制放入以太通道；off阻止端口进入以太通道；auto 把端口设为被动协商端口；
                  desirable把端口设为主动协商端口
      LACP（链路聚合控制协议）是通用协议，将“近似配置”的端口放入以太通道
      LACP的模式： on把端口强制放入以太通道；off阻止端口进入以太通道；passive 把端口设为被动协商端口；
                   active把端口设为主动协商端口
配置：
     建立以太通道：(config)#interface  port-channel  通道号（1--6）
                   (config-if)#ip  address  IP地址   掩码              //三层以太通道配置该命令
     向以太通道添加成员（端口）：(config)#interface  物理端口
                                 (config-if)#port-channel  protocol  pagp/lacp  (或channel-protocol  pagp/lacp)
                                 (config-if)#port-channel  group  通道号  mode  on/off/desirable/auto/active/passive
                                                    channel-group 
(config-if)#port-channel  load-balance 
2>设备冗余：
a.路由器的冗余：通过HSRP（热备份路由协议）技术实现路由器的冗余
i）配置虚拟路由器，把虚拟路由器的IP地址作为客户端的网关，而虚拟路由器的成员是“多台物理路由器”
   虚拟路由器的MAC地址是：
   热备份路由协议组就是“虚拟路由器”
ii）虚拟路由器中的主、备份路由器，是通过HELLO包中的优先级选举的，优先级越大越好
// HELLO包的封装：发送者的IP地址；HSRP组的组号；优先级；HELLO包发送时间（默认3S）；保持时间（默认10S）；虚拟路由器的IP地址；HSRP的状态
iii)HSRP的状态：
initial state(初始状态)：HSRP未运行
learn  state（学习状态）：路由器未收到HELLO包，不知道虚拟路由器的IP地址
listen  state(侦听状态)： ...................,知道虚拟路由器的IP地址
speak  state（发言状态）：选举主、备份路由器
standby state(备份状态)：选出备份路由器
active state(活动状态)：选出主路由器，正常转发数据
iv）配置：(config)#int  端口   //路由器收发HELLO包的端口
          (config-if)#standby   组号  ip  虚拟路由器的IP地址      //指定虚拟路由器IP 
          (config-if)#standby   组号  priority   优先级       //指定优先级
          (config-if)#standby   组号  preempt       //指定抢占
          (config-if)#standby   组号  timer   HELLO包发送时间    保持时间
          (config-if)#standby   组号  track  s0/0   70
b. 服务器冗余：配置虚拟服务器
i)在交换机上配置虚拟服务器，其成员是“物理服务器”，给虚拟服务器配置IP地址，对其进行发布
ii)配置：
建立物理服务器群：
(config)#ip  slb  serverfarm  名
(config-slb-sfarm)#real   物理服务器IP
(config-slb-real)#inservice          //启用物理服务器
建立虚拟服务器：
(config)#ip  slb  vserver  虚拟服务器名
(config-slb-vserver)#virtual  IP地址   掩码
(config-slb-vserver)#serverfarm   名
(config-slb-vserver)#inservice          //启用虚拟服务器
c. 交换机冗余：
i)引擎的冗余：
特性：
当主引擎工作时，备份引擎处于完全启动状态；
无负载均衡；
VLAN数据库模式，不支持；
引擎上运行的IOS版本相同；
引擎的型号相同；
引擎要放在交换机的第一个和第二个插槽上；
不能使用叉线缆配置引擎；
使用RPR+实现引擎通信
配置：
(config)#redundancy    //启用冗余
(config-red)#mode  rpr-plus    //指定RPR+协议
ii)交换模块的冗余
iii）电源的冗余
配置：（config）#power  redundancy-mode  combined/redundant
iv)风扇的冗余
v)使用“HSRP”技术，实现三层交换机的冗余，配置等同“路由器”

3>动态路由协议实现“路由冗余”
4>生成树协议实现“交换网络中，链路的冗余”
5, QoS的实现：
1）流量整形：
1>应用场合：帧中继环境
2>机理：通过设置“平均速率”或“BECN（后向拥塞管理机制）”，实现拥塞管理
3>配置：
建立map-class,并指明数据处理策略：
(config)#map-class  frame-relay   名
(config-map-class)#frame-relay  traffic-rate  56000    64000
//速率的单位为b
或
(config-map-class)#frame-relay  adaptive-shaping  becn

封装帧中继，并应用数据处理策略
(config-if)#encap  frame-relay
(config-if)#frame-relay  class  名
启用流量整形：
(config-if)#frame-relay  traffic-shaping
2)帧中继的子接口：
1>点对点子接口：
(config-if)#no  ip addr 
(config-if)#no  shutdown
(config-if)#encap  frame-relay
(config-if)#interface  物理接口.子接口号  point-to-point
(config-subif)#ip  address  IP地址   掩码
(config-subif)#frame-relay  interface-dlci  DLCI值
(config-subif)#bandwidth   速率
2>多点子接口：具有与“物理端口”相同的特性，仍然解决不了“水平分割”带来的问题
应用场合：帧中继的“混合拓扑”
建立多点子接口：(config-if)#interface  物理接口.子接口号  multipoint
 
 
考虑冗余：
一，保证服务质量的前提：网络的可靠性
二，保证网络可靠性的具体手段：
1，冗余：
1）链路冗余：
1> 浮动路由
2> 备份端口：
功能：提供冗余；提供负载分担
配置：进入主端口
(config)#interface  端口
(config-if)#backup  interface  备份端口
(config-if)#backup  delay  值1  值2
//值1：当主链路断开后，多少秒启用备份链路
  值2：当主链路恢复后，多少秒断开备份链路
(config-if)#backup  load  值1   值2
//值1：当主链路传输的数据量所占带宽达到主链路总带宽的“值1%”时，启用备用链路 
  值2：当主链路使用带宽y,加上备用链路使用带宽z,二者之和除以主链路总带宽x, 所的结果低于“值2%”时，断开备用链路
2)设备冗余：
1> 交换机冗余：
i)引擎的冗余：
特性：
ii) 模块的冗余：
iii)电源的冗余：
iv)风扇冗余
2> 服务器的冗余：使用“虚拟服务器”技术
具体配置：
3>路由器冗余/三层交换机冗余：
如果网络中提供三层交换机的冗余，或路由器的冗余，客户端的网关如何设置？
解决办法：设置“虚拟路由器”，给虚拟路由器设置IP地址，该地址作为客户端的网关
虚拟路由器：
a) 虚拟路由器又称为“热备份路由协议组”
b) 为了使设备和带宽得到合理利用，在一个网络环境下，可以配置多个热备份路由协议组，在不同的组里，
由不同的设备充当主设备
c) 数据通信时，客户端对数据的封装中，目的MAC应封装成“虚拟路由器的MAC”
虚拟路由器的MAC地址的格式：
d) 虚拟路由器中，主从设备的选举，通过“优先级”实现！
e) 主从设备收发的HELLO包的封装：
HSRP的组号；
发送者的IP地址；
状态；
优先级；
HELLO包的发送时间（默认3秒）
保持时间（默认10秒）
虚拟路由器的IP地址
f)HSRP的状态：
初始状态（init state）: HSRP协议未运行；
学习状态(learn  state): 路由器未收到HELLO包，路由器不知道虚拟路由器的IP;
监听状态（listen  state）: 路由器未收到HELLO包，路由器知道虚拟路由器的IP；
发言状态(speak state):路由器收到HELLO包，知道虚拟路由器IP；
备份状态(standby  state): 选举从设备，为选举主设备奠定基础；
活动状态(active state):选举主设备，由主设备正常转发数据包；

g）HSRP(Hot Standby  Routing  Protocol):热备份路由协议，用于在虚拟路由器内的主从设备间传输信息
h) HSRP的配置：
(config)#interface  端口(fa0/0)
(config-if)#standby  组号  ip   虚拟路由器IP地址     //指定虚拟路由器，并设置IP地址 
(config-if)#standby  组号  priority   优先级        //指定优先级
(config-if)#standby  组号  preempt    //设置抢占
(config-if)#standby  组号  timers    HELLO包发送时间    保持时间

如果A的S0/0端口对应的链路故障，A自动降低优先级，从而实现主从设备的切换；如A的S0/0端口对应的链路
恢复后，A自动恢复原优先级，从而抢占“主设备”的角色。该技术称为“HSRP的端口跟踪”
HSRP端口跟踪的配置：
(config)#interface  端口(fa0/0)
(config-if)#standby  组号  track  端口1(s0/0)  优先级
//优先级：当端口链路故障时，在设备原优先级基础上降低多少！不是降低到多少！
调试HSRP：
#show  standby     //查看HSRP信息
#debug  standby    //调试HSRP信息
2,路由协议
3,热备份路由协议
4,生成树协议
三，网络中，与网络性能有关的问题：
1，延时：
2，抖动：
3，丢失：
四，特殊环境，对网络性能的要求：
1，语音环境：
2，视频环境
3，视频会议
五，保证网络性能的手段：
1，提高带宽
2，流量整形：
1）应用场合： 用于帧中继环境
2）机理：通过“指定速率”或提供“后向拥塞管理”机制，来整理流量，以避免拥塞
3）配置：
1>配置类映射：
(config)#map-class  frame-relay  名
2>指定整理流量的机制：
(config-map-class)#frame-relay  traffice-rate  56000   64000
//速率：单位是b
 尖峰值：最大速率
或
(config-map-class)#frame-relay  adaptive-shaping  becn
//通过“后向拥塞管理”机制，来整理流量
3>封装帧中继协议
(config-if)#encap  frame-relay
4>应用类映射
(config-if)#frame-relay  class   名
5>启用流量整形功能：
(config-if)#frame-relay  traffic-shaping
4)帧中继子接口：
点对点子接口：
为了解决“物理端口上启用水平分割，而使分支设备无法相互通信”的问题，提出了点对点子接口
点对点子接口的配置：
1>物理端口上不需要配置IP地址和掩码
(config-if)#no  ip address
2>激活物理端口
(config-if)#no shutdown
3>子物理端口上封装帧中继
(config-if)#encap  frame-relay
4>在物理端口上建立子接口，并指定类型
(config-if)#interface   子接口  point-to-point
5>给子接口配置IP地址和掩码
(config-subif)#ip  addr   IP地址   掩码
6>给子接口配置DLCI
(config-subif)#frame-relay  interface-dlci  DLCI值
7>给子接口配置速率
(config-subif)#bandwidth   速率

多点子接口：具有“与物理端口”相同的特性
配置：
(config-if)#interface  子接口  multipoint
“其他配置命令”等同“点对点子接口”的配置
多点子接口用于“帧中继的混合拓扑环境”

5)子接口环境下，流量整形的配置：
map-class应用到子接口，其他配置等同物理端口下的配置
3，拥塞管理：通过“队列”实现（队列也可以实现“流量优先化”）
1）队列的选择：
网络无拥塞：不需要使用队列
网络有拥塞，但不需要严格控制：使用“加权公平队列”
网络有拥塞，且需要严格控制，对延时要求不高：使用“优先级队列”
网络有拥塞，且需要严格控制，对延时要求高：使用“基于类的加权公平队列”
设备端口的默认队列策略是：先进先出
2）加权公平队列：
1>机制：按照数据“最后一比特”到达设备的先后顺序，转发数据
2>配置：(config-if)#fair-queue  128
3）优先级队列：
1>机制：通过配置“优先级列表”，把不同数据放入不同队列，根据队列的优先顺序，决定数据的传输顺序
2>队列的分类：
高优先级队列：该队列上的数据最先传输
中优先级队列：该队列上的数据第二传输
普通优先级队列：该队列上的数据第三传输
低优先级队列：该队列上的数据最后传输
3>特性：路由器正传输某队列的数据，当更高优先级的队列有数据到达时，设备立即中止当前的传输，
        转而去传输高优先级队列里的数据
4>配置：
建立优先级列表：
格式一：
(config)#priority-list  表号   protocol   协议   high/medium/normal/low
//表号：1---16
格式二：
(config)#priority-list  表号  protocol  协议  high/medium/normal/low  list  访问控制列表表号
//基于访问控制列表指定优先级
priority-list 1 protocol  ip  high  list  3
priority-list 1 protocol  ip  medium  list 4
access-list 3 permit  192.168.10.0  0.0.0.255
access-list 4 permit  192.168.20.0  0.0.0.255
access-list 103 permit tcp  192.168.10.0  0.0.0.255  any  eq  80
access-list 104 permit tcp  any  any  eq  ftp
格式三：
(config)#priority-list  表号   interface  端口   high/medium/normal/low
//基于数据包的“接收端口”指定优先级
priority-list 1 interface  fa0/0  high
priority-list 1 interface  fa0/1  normal
格式四：
(config)#priority-list  表号  protocol  协议   high/medium/normal/low  tcp/udp   服务端口号
//基于TCP/UDP端口指定优先级

priority-list 1 protocol  ip  high  tcp  25
priority-list 1 protocol  ip  low  udp  69
格式五：
(config)#priority-list  表号  default   high/medium/normal/low
//为“与优先级列表中的定义不匹配”的数据，配置默认队列
 
priority-list 1 protocol  ip  high  tcp  25
priority-list 1  default  normal

调整队列的容量：
(config)#priority-list  表号   queue-limit  值1   值2  值3  值4
//上述4个值，依次表示高、中、普通、低优先级队列的容量
 
把优先级列表应用到端口：
4）基于类的加权公平队列：
1>机制：先对数据进行分类，然后把不同类的数据放入不同队列，之后定义队列的属性，根据队列属性传输数据
2>配置：
步骤：
第一步：定义class-map，对数据进行分类
(config)#class-map  名
(config-cmap)#match  条件
//条件： access-group   访问控制列表           //基于访问控制列表，对数据进行分类
         input-interface   端口                //基于数据的接收端口，对数据进行分类
         protocol   协议                       //基于协议，对数据进行分类
第二步：定义队列属性，并指明不同类数据所对应的队列：
(config)#policy-map  名1
(config-pmap)#class  名
(config-pmap-c)#bandwidth  带宽(单位是Kbps)       //指定带宽
(config-pmap-c)#priority   值     //指定优先级
第三步：应用队列属性：
(config)#int  端口(数据的流出端口)
(config-if)#service-policy  output  名1
举例：
第一步：
class-map  aa
match  access-group  2
class-map  bb
match  access-group  3
第二步：
policy-map  cc
class aa
bandwidth  64
priority  16
class bb
bandwidth  32
priority  8
第三步：
int  s1/0
service-policy  output  cc

access-list 2 permit  192.168.10.0  0.0.0.255
access-list 3 permit  192.168.20.0  0.0.0.255
 
4,流量优先化：（交换机上的配置）
1）机制：通过查看二层封装中的CoS或三层封装中的ToS,决定数据的传输顺序
2）CoS（服务分类）：
1>CoS是数据封装中的一个字段，该字段可以决定数据的传输顺序
2>CoS封装中，各值的含义：
  0：尽力传输
  1：中优先级数据
  2：高优先级数据
  3：呼叫信号
  4：视频信号
  5：语音信号
  6：保留
  7：保留 
值越大，优先级越高
3）ToS(服务类型)：
DSCP:差分服务代码点
1>ToS是三层数据封装中的一个字段，该字段可以决定数据的传输顺序
2>封装值越大，越优先
4）具体配置：
1>对流量进行分类：
(config)#class-map  [match-any / match-all]  名
//match-any:符合任一条件
  match-all:符合所有条件
(config-cmap)#match  条件
//条件：
  access-group  name  访问列表表名    //符合访问控制列表 
  ip  dscp  值      //符合差分服务代码点
  ip  precedence  值    //符合IP优先权
  destination-address  IP地址   //符合目的IP地址
  source-address  IP地址    //符合源IP地址
  vlan   VLAN号     //符合指定VLAN
  input-interface  端口   //符合数据的流入端口
  protocol   协议    //符合协议
2>定义策略，对分类的数据进行处理  
(config)#policy-map  名1
(config-pmap)#class  名
(config-pmap-c)#动作
//动作：
  bandwidth  带宽    //指定带宽
  set  ip  dscp  值   //指定查分服务代码点
  set  ip  pricedence  值    //指定IP优先权
  trust  cos    //信任Cos
  trust  dscp   //信任差分服务代码点
  ip-precedence  //信任IP优先权
3>把策略应用到端口：
(config-if)#service-policy  input/output  名1
举例：
第一步：
class-map  match-any aa
match destination-address  192.168.20.1
match input-interface  fa0/0
class-map  match-any dd
match source-address  192.168.10.1
第二步：
policy-map  bb
class aa
set ip dscp 4
trust  dscp
class dd
set ip dscp 3
trust dscp
第三步：
(config-if)#service-policy output bb

5, 以太通道：把多条物理链路聚合成一条逻辑链路，以实现链路的冗余和负载均衡
1）应用场合：核心交换机之间
2）逻辑链路中最多放8条物理链路，可以提供10M--160G的速率
3）以太通道设计原则：
4）以太通道协议：
1>PAgP(端口聚合协议)：Cisco私有协议；把“近似配置”的端口放入以太通道
PAgP的模式：
on(强制端口进入以太通道)
off(阻止端口进入以太通道)
auto(被动协商端口，默认设置) 
desirable(主动协商端口)
2>LACP(链路聚合控制协议)：通用协议；把“近似配置”的端口放入以太通道
LACP的模式：
on(强制端口进入以太通道)
off(阻止端口进入以太通道)
passive(被动协商端口，默认设置) 
active(主动协商端口)
5)负载均衡策略：
基于源地址做负载均衡
基于目的地址做负载均衡
基于源和目的地址做负载均衡
6)配置：
1>建立以太通道：
(config)#interface  port-channel  通道号
(config-if)#ip address  IP地址  掩码
2>向以太通道中放入物理端口
(config)#interface  物理端口
(config-if)#channel-protocol  pagp/lacp
(config-if)#channel-group  通道号  mode  on/off/desirable/auto/active/passive
3>定义负载均衡策略：
(config)#port-channel load balance  src-mac/dst-mac/src-dst-mac/src-ip/dst-ip/src-dst-ip/src-port
/dst-port/src-dst-port
提示：两台二层交换机之间的以太通道，不需要配置IP地址和掩码
      两台三......................, 需要配置IP地址和掩码，做法是：
      (config)#interface  port-channel  通道号
      (config-if)#no switchport
      (config-if)#ip address  IP地址  掩码
 
安全措施：
安全：通过“验证、过滤、密码”等手段保证设备及网络的安全
一、密码：
二、验证：
三，过滤：访问控制列表（ACL）
1，基于“表号”的ACL：
1）基本表：通过“源地址”处理包
配置：
(config)#access-list  表号   deny/permit  源IP  源匹配码
//表号：  1--99或 1300---1999
(config-if)#ip  access-group  表号  in/out
2)扩展表：通过“源地址”、“目的地址”、“协议”、“服务”处理包
配置：
(config)#access-list  表号   deny/permit  协议  源IP  源匹配码  目的IP  目的匹配码  参数  服务名/端口号
//表号：100---199 或 2000---2699
(config-if)#ip  access-group  表号  in/out
提示：以“表号”为主的ACL，只能建立、删除，不能修改
2，基于“表名”的ACL：
1）基本表：通过“源地址”处理包
配置
(config)#ip  access-list  standard  表名
(config-std-nacl)# deny/permit  源IP  源匹配码
删除表中语句：
(config)#ip  access-list  standard  表名
(config-std-nacl)# no deny/permit  源IP  源匹配码
向表中添加语句：
(config)#ip  access-list  standard  表名
(config-std-nacl)#序列号  deny/permit  源IP  源匹配码
应用表：
(config-if)#ip  access-group  表名  in/out

access-list 1 deny   192.168.10.0  0.0.0.255
access-list 1 permit  192.168.10.0  0.0.0.255

access-list 2 permit  192.168.10.0  0.0.0.255
access-list 2 deny  192.168.10.0  0.0.0.255
2）扩展表：通过“源地址”、“目的地址”、“协议”、“服务”处理包
配置：
(config)#ip access-list extended 表名
(config-ext-nacl)#deny/permit  协议  源IP  源匹配码  目的IP  目的匹配码  参数  服务名/端口号
应用表：
(config-if)#ip  access-group  表名  in/out

提示：以“表名”为主的ACL，可以建立、删除、修改
3，ACL的"注释"
1）以表号为主的ACL：
(config)#access-list  表号  remark  注释文字
2）以表名为主的ACL：
1>基本表：
(config)#ip access-list standard 表名
(config-std-nacl)#remark 注释文字
2>扩展表
(config)#ip access-list extended 表名
(config-ext-nacl)#remark 注释文字
 
 
 
 
 
 

 
      本文转自shenleigang 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/shenleigang/167599，如需转载请自行联系原作者
 
 
 
 
 
 
文章标签：
访问控制
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网络安全
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【5月更文挑战第3天】在数字化时代，网络安全和信息安全已经成为我们生活中不可或缺的一部分。本文将深入探讨网络安全漏洞、加密技术以及安全意识等方面的问题，以期帮助读者更好地理解和应对网络安全挑战。
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8天前
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云安全 人工智能 安全
构筑安全之盾：云计算环境下的网络安全策略与实践
【4月更文挑战第30天】 随着企业数字化转型的深入，云计算已成为支撑现代业务架构的关键基石。然而，伴随云服务带来的便利性、灵活性和成本效益，也产生了前所未有的安全挑战。本文针对当前云计算环境中的网络安全问题展开深入探讨，分析了云服务模型（IaaS, PaaS, SaaS）在安全防御上的不同要求，并提出了相应的安全策略和技术措施。文章不仅审视了传统的安全机制在云环境下的适用性，还探讨了新兴技术如区块链、人工智能在增强云安全方面的潜力。通过案例分析，本文旨在为读者提供一套综合性的云安全解决方案框架，以助力企业在享受云计算带来的优势的同时，有效防范和应对网络安全威胁。
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景天科技苑
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8天前
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安全 网络协议 算法
【计算机网络】http协议的原理与应用，https是如何保证安全传输的
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景天科技苑
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muxiaoxi
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9天前
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安全 算法 网络安全
保护数据、保障安全：网络安全与信息安全探析
在当今数字化时代，网络安全和信息安全的重要性愈发凸显。本文将探讨网络安全漏洞、加密技术以及安全意识等方面的知识，并提出一些应对措施，以加强个人和组织在网络空间的安全保障。
muxiaoxi
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还在路上的秃头
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11天前
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网络协议 算法 Linux
【Linux】深入探索：Linux网络调试、追踪与优化
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还在路上的秃头
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XError＿xiaoyu
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4天前
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Linux Shell 网络安全
网络安全中Dos和linux常用命令总结
本篇是对网安学习中,常用的命令做一个图文与命令示例,并对一些比较重要的dos和shell命令进行总结,方便自己后续学习进行查询,并希望能够给更多人有一个总结命令和了解命令的地方.
XError＿xiaoyu
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