簡單分析DMVPN技術

定義: 動態多點VPN
技術組成: MGRE+NHRP+IPSEC

  • MGRE——解決隧道的封裝技術
  • NHRP——解決多點網絡的通信技術
  • IPSEC——解決專線的加密技術

技術特點:由客戶自行配置維護,不需要ISP來管理
技術缺點:由於用封裝技術穿越公共網絡,所以穩定性不高
作用:解決在公共網絡上多站點(私有網絡)的互通問題

實驗模型:(模擬現實環境)
1、實際的路由拓撲圖示:
在這裏插入圖片描述

拓撲說明:
我們用R1代表總公司的網絡部分,背後連接着很多的內部私有網絡;我們用R3與R4代表分公司的網絡部分,背後也有很多的私有網絡,R2爲ISP。我們現在就要用DMVPN來解決各個公司站點的私有網絡穿越公有網絡部分來通信問題。

我們用這種模擬圖來標識遠距離的一家公司,R1爲總公司,SP爲在不同地區的倆個分公司。起先這些公司都可以連接到公共網絡訪問互聯網,我們所需要解決的是如何讓公司內部的人員互相通信——也就是說hub到站點和站點到站點。
我們部署DMVPN後的網絡拓撲圖在邏輯的被劃分爲這樣的拓撲圖:
在這裏插入圖片描述

注意:其實從R1接出來的看作是一根線,相當於是一根接口連接倆個終端。

圖中虛線是用MGRE技術與分公司建立虛擬的專線,先階段的網絡狀況有很多問題需要解決:

  • 總公司與分公司的私有網絡並不能通信
  • 分公司到分公司的網絡問題

VPN技術是一種封裝技術,我們藉助MGRE來解決DMVPN的隧道封裝技術;
然後用NHRP來解決站點之間的通信問題。

一、解決DMVPN隧道封裝技術——MGRE
在這裏插入圖片描述

二、用nhrp解決各個公司網絡之間的通信問題:
nhrp工作原理:
nhrp技術被部署到各站點的虛擬通道中,各個站點之間形成隧道
地址與公網地址的映射關係,分支站點通過觸發產生註冊報文向總站點提供自身隧道與公網映射表,最後中心收集到整個網絡的映射表。此階段之後中心有所有的映射關係,所以可以訪問任意的分公司,分公司也可以任意訪問中心站點;然而分公司之間的互相通信則需要開啓nhrp流量觸發纔會發出註冊報文向中心copy映射表達到通信問題,然後將虛擬的報頭解封裝還原公網報文,達到交互信息的作用。

nhrp技術分爲三個階段處理站點之間的網絡通信問題:
*第一階段:*通過nhrp技術把目的站點公網與虛擬隧道地址做成映射關係,讓每個站點有去其它站點的映射關係;
第二階段:通過nhrp技術完成分支到分支之間直接通信的問題;
此階段可以通過動態路由協議運行在MGRE網絡中來解決,但是MGRE鏈路默認是不支持組播的信息數據包,然而大部分的路由協議都是通過
組播來建立鄰居關係的,那麼問題就產生了:

(無組播狀態)

1.如何處理這些建鄰組播包?

第一種方式:(用協議本身解決問題)用單播與中心建立鄰居關係;現在分支到中心的問題解決了,但是會發現分支到分支問題卻沒有解決;

應用eigrp協議:(eigrp默認開啓水平分割我們要關閉它)
eigrp也支持單播建鄰居,那麼分支與中心建立單播eigrp關係,分支到中心沒有問題,但是分支到分支的時候發現我要去另外一個分支然而下一跳目標還是中心站點,所以分支還是有問題;那麼現在我們關閉掉中心的自動改變下一跳問題就可以解決了。

應用rip:類似於eigrp

應用ospf協議:(網絡類型問題默認爲點到點)
用ospf的NBMA網絡類型來解決分支到分支的問題,相對於eigrp比較簡單,ospf通過LSA直接解決分支到分支的問題,會直接被看做是點到點鏈路。但是NBMA網絡有致命的問題,因爲DMVPN不是那麼穩定,所以加上NBMA網絡建立鄰居相應時間比較慢所以ospf的NBMA不是最佳的處理方式。

當然我們在比較簡單的單層次的拓撲中我們不考慮體驗效果,就將就的解決了分支到分支的通信問題。

(組播狀態)
然而如果拓撲圖爲多層次的架構,那麼問題會更多:
在這裏插入圖片描述

以上拓撲是已經用MGRE處理後的邏輯拓撲圖。

現在解決各個站點直接通信問題,假設用第一種方式,那麼一級分支之間
是可以建立關係,並直接通信,二級分支在自己的網絡結構中也是可以通
信的,但是我們讓不同網絡結構中的二級分支之間通信的時候就會發現,
網絡結構根本不在同一區域,所以根本不可能用第一種方式去解決這個問
題。這就是現在的問題。

2、如何處理組播狀態下的站點通信問題?

第二種方式:(用nhrp技術解決)
現在之所以二級的不同區域無法通信是因爲在不同區域內沒有映射表而造成的,那麼現在要解決二級分支到另外二級分支站點的通信,我們可以讓二級分支遞歸的去查找映射關係,從二級分支到自己的一級分支,然後一級分支到總站點遞歸到要去的二級分支站點,這樣就映射關係問題就解決了。
如圖所示工作原理:
在這裏插入圖片描述
現階段的映射關係有深層次的關係就是分支站點的背後的私有網絡與分支公有網絡的映射關係,我們現在要開啓這個功能。以上實施在總站點開啓重定向,在請求端開啓深層次的映射關係就可以了。

接下來解決路由問題:

1、eigrp協議:(默認水平分割開啓)

  • 直接在總站點處使用匯總路由(這樣就可以避免大量的關閉水平分割,和路由環路問題)
  • 總站點開啓重定向
  • 分支站點(請求端)開啓深層次的映射關係——需要觸發發出註冊報文(nhrp利用匯總路由會 直接把映射關係發佈到路由表中並顯示爲H標記的路由條目)

2、ospf協議:

  • 總部開啓重定向
  • 分部開啓NHRP的查詢 (Spoke上ip nhrp shortcut 可以發映射請求了)

請求回來的路由會出來一個特殊的標識%,因爲NHRP修改了OSPF的下一跳,我們需要操作的是參考OSPF中的FA地址,讓OSPF選擇NHRP給他的路由而不相信他自己根據拓撲算出來的路由,路由加入路由表並打上%標記。

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