广域网技术PPP、PPPoE、MPLS、SR（分段路由技术）（HCIA）
一、广域网技术产生背景
1、广域网技术产生背景：
2、广域网设备角色：
二、了解PPP原理pap和chap认证、以及建立过程
1、PPP原理
2、PPP链路建立流程：
3、LCP报文格式
4、PPP认证模式
5、PPP的配置：
6、CHAP认证配置：
三、了解PPPoE原理
1、什么是PPPoE？
2、PPPoE会话建立：
3、PPPoE报文：
4、PPPoE配置：
PPPoe拓扑：
1、PPPoe服务器配置：
2、PPPoE客户端配置：
四、广域网技术的历史发展：
1、分组转发：
2、电路交换：
3、MPLS
MPLS存在问题：（无法产生路由）
4、SR分段路由技术（Segment Routing）
1、分段路由技术Segment Routing：
2、SR转发原理：
3、SR部署：
学习目标：
1、了解广域网技术产生背景
2、了解PPP原理pap和chap认证、以及建立过程
3、了解PPPoE原理
4、广域网技术的历史发展
一、广域网技术产生背景
1、广域网技术产生背景：
1、随着经济全球化与数字化变革加速，企业规模不断扩大，越来越多的分支机构出现在不同的地域，每个分支的网络被认为是一个LAN，总部和分支机构之间通信需要跨越地理位置，因此需要WAN广域网技术将这些分散在不同地理位置的分支机构连接起来，以便业务的开展。
2、广域网技术早些出现的x.25只能提供64Kbit/s的带宽，后边又有DDN数字数据网和FR帧中继把带宽提高到2Mbit/s，随后又有SDH同步数字结构和ATM异步传输模式将带宽提升到10Gbit/s，最后发展到现在以IP为基础的10Gbit/s的广域网络（之前的技术基本都淘汰了）。
广域网做的前提：（运营商没问题，企业很难）往往是运营商提供给企业的
1、资金
2、资质
PPP点对点协议和PPPoE，把这个广域网接入技术拿到广域网中讲。
企业边缘和运营商连接的链路通常跑PPP，接入使用PPP协议。
现在谈广域网接入技术，不能代表广域网本身。
广域网分支机构互通：
1、租裸纤（贼贵）
2、VPLS、MPLS、基于Vxlan的、基于HR分段路由的广域网技术（现在流行的VPN技术）
局域网：覆盖地理范围小的计算机网络。
广域网：通过租用ISP网络或自建专用网络来构件的覆盖地理范围比较广的计算机网络（一般都租用运营商的）。
现在以太网也可以作为广域网的接入技术。
2、广域网设备角色：
广域网设备基本角色有三种：
1、CE：用户端连接服务提供商的边缘设备，CE连接一个或多个PE，实现用户接入。
2、PE：服务提供商连接CE的边缘设备，PE同时连接CE和P设备，是重点网络节点。
3、P：服务提供商不连接任何CE的设备（根据网络规模，可有可无）。
企业只需要管CE这端配置。
帧中继（90年代，最火广域网技术）的问题就是最大只能提供2M带宽，银行还在用。
ATM缺点：
1、贵
2、标准复杂：不是每个厂家都能玩的动
二、了解PPP原理pap和chap认证、以及建立过程
1、PPP原理
1、广域网数据链路层协议，全双工点到点传输封装。
2、提供安全认证，PAP（密码认证协议）和CHAP认证（挑战握手认证）
3、具有良好的扩展性，以太网链路承载PPP协议时，PPP能扩展为PPPoE（以太网没有认证机制，谁接了都能通，PPP安全和以太网接入结合形成PPPoE）。
Lt2p：VPN接入技术，出差用户可以用自己笔记本装LT2p客户端，连接公司，为了安全会使用LT2P ppp实现远程客户端使用安全身份认证接入公司网络。
4、提供了LCP链路控制协议，用于各种链路层参数的协商（最大接收单元、认证模式等）。
5、提供了NCP网络控制协议，IPCP（ip控制协议），用于网络参数协商，更好的支持网络层协议，链路两边地址不在同一个网段也能通信。
2、PPP链路建立流程：
三步建立，第二步是可选了，任何一步有问题，链路就无法通信。
PPP链路接口状态机：
IE面试重点问题：
PPP链路的建立过程
7步：
1、接口被shutdown、没接线就是Dead状态。
2、接口up起来就会进入Establish协商，（1）、LCP协商单链路PPP（SP）还是多链路PPP（MP）、（2）、最大接口单元MRU的协商（两边不一样，最后以小为准）、（3）、是否需要认证、（4）、魔术字（用来做PPP的环路检测一般不会有环）。
3、如果配置了认证就会进入Authenticate阶段，开始CHAP或PAP认证，没有配认证直接到network阶段（选择配置一网络层协议，网络层协商）。
3、LCP报文格式
Flag：每一个PPP报文都是以帧起始结束0x7E开始和结束。
Address：由于PPP链路不是你就是我，他报文中Address地址无意义，固定全1（0XFF），是一个广播地址。
Control控制帧：务虚会帧。
protocol：PP封装的协议报文类型，
通过TLV这三个参数可以定义一个功能（IS-IS也有）。
两个TLV：
LCP协商双方协商都是独立的
没配认证只能看到魔术字和MRU。
配认证的话华为有带MRU（默认携带）、认证、魔术字（默认有）。
如果MRU比较大，会回复NAK，告诉你你的有点大我接受不了，并且我会告诉你我能支持多大的，你修改完参数再发我。
发来参数不能识别就发Reject拒绝报文：然后把不识别参数删掉再发
协商五次不成功，参数直接禁用，不带不识别的参数
认证不能协商的，配置了一定要成功，不成功直接凉凉。
4、PPP认证模式
1、PAP：双方两次握手，协商报文以明文形式在链路上传输。
被认证方发起认证请求
PPP可以单向认证，R1认为R2合法就认证成功了，双向认证的话R2既是认证也是被认证方。
认证成功后进行NCP协商。
家里PPPoE上网，运营商单向认证成功就可以建立会话。
认证成功ACK报文，会回复一串字符串，失败回复NAK报文，也会回复字符串提示账号或密码错误：
message这块可编程
PAP用户名密码明文传输，不安全，但是快。
2、CHAP三次握手认证
三个报文：
1、认证方发起Challenge挑战报文
MD5哈希值，没有发密码，只发了用户名
ID号131
认证方要提前配置好被认证方用户名密码。
过程：
1、报文ID号和随机数拿出来，被认证方接口配置用户名密码，被认证方的ID号要和挑战认证方发的一致，通过哈希计算密码，相同输入=相同输出，输出一样就认证成功（是双向的）。
（1）CHAP认证的三种玩法：
1）、CHAP认证，被认证方接口没有使用PPP chap password命令时的配置，特点是不同的账号相同的密码做认证。
2）、CHAP认证，被认证方接口使用ppp chap password以及ppp user user1命令时的配置，特殊是使用同一个账号密码做认证。
3）、CHAP认证，认证接口不配置ppp chap user命令时的配置，认证接口使用ppp chap password命令时的配置：
2、认证成功后进行NCP协商，协商在数据链路上锁传输的数据包的格式和类型（例如：常见的IPCP协议分静态IP地址协商和动态IP地址协商。）。
静态地址协商：
[AR1]display interface Serial 4/0/0
LCP opened, IPCP opened代表链路协商成功，在路由可以看到对端的主机路由
静态地址协商成功，会根据对端地址主动形成对端的路由（PPP专属功能）
动态地址协商：
主要是给没有地址的一端配置地址（PPP链路的一端为对端分配地址），PPPoE拨号上网就是借助PPP的动态地址协商（不是使用DHCP）。
过程：
（1）、没有地址的一端主动启用动态地址协商功能。
（2）、分配地址的一方创建地址池
5、PPP的配置：
PAP认证：
被认证方不用3a视图去配置，直接启用就行：
这样是单向认证
6、CHAP认证配置：
问题：
认证成功后，把密码改了，会话不会断开。
如果会话建立成功，再去配认证，不会重新认证。
因为认证是建立一个会话的阶段，建立好后，不会继续去继续认证，除非接口down了，才会进行重新建立，认证只是对链路会话建立认证，不会对建立好后传输的数据进行加密。
三、了解PPPoE原理
1、什么是PPPoE？
PPPoE（ppp over Ethernet）以太网承载协议，是一种把PPP帧封装到以太网帧中的链路层协议。PPPoE可以使用以太网络中的多台主机连接到远端的宽带接入服务器。
PPPoE结合了以太网和PPP两个技术的优点，既有以太网的灵活组网（PPP只能连接一台设备，以太网可以多台），还可以利用PPP协议实现认证、计费功能（以太网不能做认证和计费）。
ppp over Ethernet就是用以太网封装PPP，over是用后边协议封装前面的协议。
以前的PPPoE网络架构：是电话线拨号上网：
PPPoE客户端和PPPoE服务器端建立PPP会话，封装PPP数据报文，为以太网的主机提供接入服务，实现用户控制和计费，在企业网络和运营商网络中应用广泛。
PPPoE常见的应用场景有家庭用户拨号上网，企业用户拨号上网等。
2、PPPoE会话建立：
会话就是Session ID。
拨号技术不是指的某一种早期有：ISDN、ADSC、PSTN等等使用客户端软件拨号上网。
1、PPPoE发现：进行PPPoE的协商，用户接入，创建PPPoE会话。
2、PPPoE会话：进行PPP协商（LCP、NCP）
3、PPPoE终结：PPPoE断开，客户端主动断开或服务器断开。
3、PPPoE报文：
有五种报文，完成第一阶段和第三阶段建立
前四个报文是PPPoE发现报文（类似DHCP基础四种报文），最后一种是中断PPPoE的报文。
PPPoE中也有存在多台PPPoE服务器的情况（类似DHCP服务器多台）
Step1是广播，2和3是单播。PPPoE服务器本地会生成一个Session ID来标识PPPoE客户端会话。
PPP会话建立的过程，通过PPPoE以太网中封装PPP：
PPP对于PPPoE来说就是通过携带PPP来协商PPPoE会话。
会话结构：
抓包软件显示的都是有效字节数
客户端选择了哪台服务器：
PADO服务器发客户机时会携带Host-Uniq字段、AC-Name、AC-cookie标识自己。
PADR客户端回应服务器携带服务器的Host-Uniq字段、AC-Name、AC-cookie。
PADS服务器回应客户端，这个时候Session ID就分配好了。
后续的协商都是携带Session ID标识PPPoE会话产生的报文。
PPPoE协商完就是LCP、有认证的话被认证向认证方发起认证，通过的话认证方回复ACK，然后机芯IPCP的协商。
双向的：
周期发Request和Reply保活维持会话。
4、PPPoE配置：
PPPoE客户端和PPPoE服务器端一定是在同一个广播域。
PPPoE客户端配置:
因为下边服务器是：
不一样协商不起来
先配置拨号规则（触发PPPoE的条件）
创建拨号虚拟接口
创建拨号用户
创建一个拨号组（组号和拨号规则号要一致）
创建一个拨号树
通过PPP动态协商获取地址。
PPPoE服务器端配置:
PPPoe拓扑：
1、PPPoe服务器配置：
| [PPPoE-server]ip pool pppoe |
（创建pppoe地址池） |
| [PPPoE-server-ip-pool-pppoe]network 202.1.1.0 mask 255.255.255.0 |
（地址池范围） |
| [PPPoE-server-ip-pool-pppoe]gateway-list 202.1.1.1 |
（网关） |
可以创建多个虚拟模板接口，在不同的物理接口进行调用（套用）
| [PPPoE-server]interface Virtual-Template 1 |
（创建虚拟模板接口） |
| [PPPoE-server-Virtual-Template1]ppp authentication-mode chap |
（配置ppp链路的chap认证） |
| [PPPoE-server-Virtual-Template1]ip address 202.1.1.1 24 |
（链路ip） |
| [PPPoE-server-Virtual-Template1]remote address pool pppoe |
（指定分配的地址池） |
| [PPPoE-server-GigabitEthernet0/0/0]pppoe-server bind virtual-template 1 |
（进入g0/0/0接口绑定模板1） |
| [PPPoE-server]aaa |
（进入3a视图） |
| [PPPoE-server-aaa]local-user huawei password cipher huawei@123 |
（创建用户名和密码） |
| [PPPoE-server-aaa]local-user huawei service-type ppp |
（修改类型为ppp） |
2、PPPoE客户端配置：
| [pppoe-clinet]dialer-rule |
（创建拨号规则） |
| [pppoe-clinet-dialer-rule]dialer-rule 1 ip permit |
（放行IP） |
| [pppoe-clinet]interface Dialer 1 |
（拨号口） |
| [pppoe-clinet-Dialer1]ppp chap user huawei |
chap认证用户名 |
| [pppoe-clinet-Dialer1]ppp chap password cipher huawei@123 |
chap认证密码 |
| [pppoe-clinet-Dialer1]ip address ppp-negotiate |
IP地址的获取是通过ppp协商动态获取 |
| [pppoe-clinet-Dialer1]dialer user enterprise@huawei |
（拨号用户）可以任意，跟做认证的账号名没有关系 |
| [pppoe-clinet-Dialer1]dialer-group 1 |
（拨号组需要和拨号规则一致）只具有本地意义 |
| [pppoe-clinet-Dialer1]dialer bundle 1 |
（拨号树），只具有本地意义 |
接口绑定拨号树
| [pppoe-clinet-GigabitEthernet0/0/0]pppoe-client dial-bundle-number 1 |
接口绑定拨号树 |
先敲第一个下边2和3才能敲（不敲拨号用户名，拨号组合树敲不了）
客户端拨号端口获取到IP（客户端发送请求报文的时候源IP是0.0.0.0）
客户端成功获取PPPoe拨号地址：
内网用户通过Easy-NAT转换拨号上网：
pppoe客户端
| [pppoe-clinet]ip route-static 0.0.0.0 0 Dialer 1 |
（默认路由指向拨号口） |
| [pppoe-clinet-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.1.254 24 |
配置内网口ip |
| [pppoe-clinet]dhcp enable |
启用DHCP |
| [pppoe-clinet-GigabitEthernet0/0/1]dhcp select interface |
内网接口启用DHCP |
拨号口做NAT
1、创建ACL规则
| [pppoe-clinet]acl 2000 |
创建ACL2000规则 |
| [pppoe-clinet-acl-basic-2000]rule permit source 192.168.1.0 0.0.0.255 |
放行的流量 |
2、拨号口启用easy-NAT，
| [pppoe-clinet-Dialer1]nat outbound 2000 |
拨号接口启用Easy-NAT |
配置验证：
四、广域网技术的历史发展：
1、分组转发：
帧模式的IP网络（数据以帧为单位）。
2、电路交换：
每一根电话准备一根物理链路（代价很高，通信质量好）。
虚电路（两台设备间物理链路上虚拟出逻辑电路，用户通过虚拟链路连接）ATM和帧中继以前使用。
帧中继交换机
3、MPLS
MPLS（还需要额外运行标签分发协议LDP/TDP）：分配标签，通过标签来转发，始发路由产生标签（出、入标签），形成一个标签和路由的映射表（不需要最长匹配查找，根据标签转发）。
MPLS在VPN、流量工程、QOS应用比较多。
MPLS标签转发
MPLS存在问题：（无法产生路由）
4、SR分段路由技术（Segment Routing）
分段路由技术（比较牛的，思科的基于标签转发，不需要运行LDP）
1、分段路由技术Segment Routing：
2、SR转发原理：
SR将网络中每条链路分成一个端，类似于SDN（集中控制），但不是转发和控制层面分离
软件定义网络，应用（软件）提出需求，控制器来生成路径（基于应用的路径）。
两本SR书籍：两卷
3、SR部署：
1、人工部署：
2、华为有自己的控制器（银行、腾讯、阿里数据中心）