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03-IP性能优化配置
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在一些特定的网络环境里，可以通过调整IP的参数，以使网络性能达到最佳。IP性能的优化配置包括：
· 配置允许转发定向广播报文
· 配置接口的TCP最大报文段长度
· 配置TCP的SYN Cookie功能
· 配置TCP连接的缓冲区大小
· 配置TCP定时器
· 配置ICMP差错报文发送功能
· 配置ICMP分片报文转发功能
· 配置ICMP流量控制功能
定向广播报文是指发送给特定网络的广播报文。该报文的目的IP地址中网络号码字段为特定网络的网络号，主机号码字段为全1。
表1-1 配置允许转发定向广播报文
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
进入接口视图 |
interface interface-type interface-number |
- |
|
配置允许接口转发定向广播报文 |
ip forward-broadcast |
缺省情况下，禁止接口转发定向广播报文 |
如图1-1所示，Host的接口和Switch的VLAN接口3处于同一个网段（1.1.1.0/24），Switch的VLAN接口2和Server处于另外一个网段（2.2.2.0/24）。Host上配置默认网关为Switch的VLAN接口3的地址（1.1.1.2/24）。
要求通过配置使得Server可以收到Host发送的定向广播报文。
# 配置VLAN接口3和VLAN接口2的IP地址。
<Switch> system-view
[Switch] interface vlan-interface 3
[Switch-Vlan-interface3] ip address 1.1.1.2 24
[Switch-Vlan-interface3] quit
[Switch] interface vlan-interface 2
[Switch-Vlan-interface2] ip address 2.2.2.2 24
# 配置允许VLAN接口2转发定向广播报文。
[Switch-Vlan-interface2] ip forward-broadcast
TCP最大报文段长度（Max Segment Size，MSS）表示TCP连接的对端发往本端的最大TCP报文段的长度，目前作为TCP连接建立时的一个选项来协商：当一个TCP连接建立时，连接的双方要将MSS作为TCP报文的一个选项通告给对端，对端会记录下这个MSS值，后续在发送TCP报文时，会限制TCP报文的大小不超过该MSS值。当对端发送的TCP报文的长度小于本端的TCP最大报文段长度时，TCP报文不需要分段；否则，对端需要对TCP报文按照最大报文段长度进行分段处理后再发给本端。
用户可以通过下面的命令配置接口的TCP最大报文段长度，配置后该接口接收和发送的TCP报文的大小都不能超过该值。
表1-2 配置接口的TCP最大报文段长度
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
进入接口视图 |
interface interface-type interface-number |
- |
|
配置接口的TCP最大报文段长度 |
tcp mss value |
缺省情况下，TCP最大报文段长度为1460字节 |
· 该配置仅对新建的TCP连接生效，对于配置前已建立的TCP连接不生效。
· 该配置仅对IP报文生效，当接口上配置了MPLS功能后，不建议再配置本功能。
一般情况下，TCP连接的建立需要经过三次握手，即：
(1) TCP连接请求的发起者向目标服务器发送SYN报文；
(2) 目标服务器收到SYN报文后，建立处于SYN_RECEIVED状态的TCP半连接，并向发起者回复SYN ACK报文，等待发起者的回应；
(3) 发起者收到SYN ACK报文后，回应ACK报文，这样TCP连接就建立起来了。
利用TCP连接的建立过程，一些恶意的攻击者可以进行SYN Flood攻击。攻击者向服务器发送大量请求建立TCP连接的SYN报文，而不回应服务器的SYN ACK报文，导致服务器上建立了大量的TCP半连接。从而，达到耗费服务器资源，使服务器无法处理正常业务的目的。
SYN Cookie功能用来防止SYN Flood攻击。在服务器上配置此功能后，当服务器收到TCP连接请求时，不建立TCP半连接，而直接向发起者回复SYN ACK报文。服务器接收到发起者回应的ACK报文后，建立连接，并进入ESTABLISHED状态。通过这种方式，可以避免在服务器上建立大量的TCP半连接，防止服务器受到SYN Flood攻击。
表1-3 配置TCP的SYN Cookie功能
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
使能SYN Cookie功能 |
tcp syn-cookie enable |
缺省情况下，SYN Cookie功能处于关闭状态 |
表1-4 配置TCP连接的缓冲区大小
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
配置TCP连接的接收和发送缓冲区的大小 |
tcp window window-size |
缺省情况下，TCP连接的接收和发送缓冲区大小为64KB |
可以配置的TCP定时器包括：
· synwait定时器：当发送SYN报文时，TCP启动synwait定时器，如果synwait超时前未收到回应报文，则TCP连接建立不成功。
· finwait定时器：当TCP的连接状态为FIN_WAIT_2时，启动finwait定时器，如果在定时器超时前没有收到报文，则TCP连接终止；如果收到FIN报文，则TCP连接状态变为TIME_WAIT状态；如果收到非FIN报文，则从收到的最后一个非FIN报文开始重新计时，在超时后中止连接。
表1-5 配置TCP定时器
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
配置TCP的synwait定时器超时时间 |
tcp timer syn-timeout time-value |
缺省情况下，synwait定时器超时时间为75秒 |
|
配置TCP的finwait定时器超时时间 |
tcp timer fin-timeout time-value |
缺省情况下，finwait定时器超时时间为675秒 |
发送差错报文是ICMP（Internet Control Message Protocol，互联网控制消息协议）的主要功能之一。ICMP报文通常被网络层或传输层协议用来在异常情况发生时通知相应设备，从而便于进行控制管理。
重定向报文、超时报文、目的不可达报文是ICMP差错报文中的三种。下面分别介绍这三种差错报文发送的条件及作用。
(1) ICMP重定向报文发送功能
主机启动时，它的路由表中可能只有一条到缺省网关的缺省路由。当满足一定的条件时，缺省网关会向源主机发送ICMP重定向报文，通知主机重新选择正确的下一跳进行后续报文的发送。
满足下列条件时，设备会发送ICMP重定向报文：
· 接收和转发数据报文的接口是同一接口；
· 被选择的路由本身没有被ICMP重定向报文创建或修改过；
· 被选择的路由不是到默认目的地（0.0.0.0）的路由；
· 数据报文中没有源路由选项。
ICMP重定向报文发送功能可以简化主机的管理，使具有很少选路信息的主机逐渐建立较完善的路由表，从而找到最佳路由。
(2) ICMP超时报文发送功能
ICMP超时报文发送功能是在设备收到IP数据报文后，如果发生超时差错，则将报文丢弃并给源端发送ICMP超时差错报文。
设备在满足下列条件时会发送ICMP超时报文：
· 设备收到IP数据报文后，如果报文的目的地不是本地且报文的TTL字段是1，则发送“TTL超时”ICMP差错报文；
· 设备收到目的地址为本地的IP数据报文的第一个分片后，启动定时器，如果所有分片报文到达之前定时器超时，则会发送“重组超时”ICMP差错报文。
(3) ICMP目的不可达报文发送功能
ICMP目的不可达报文发送功能是在设备收到IP数据报文后，如果发生目的不可达的差错，则将报文丢弃并给源端发送ICMP目的不可达差错报文。
设备在满足下列条件时会发送目的不可达报文：
· 设备在转发报文时，如果在路由表中没有找到对应的转发路由，且路由表中没有缺省路由，则给源端发送“网络不可达”ICMP差错报文；
· 设备收到目的地址为本地的数据报文时，如果设备不支持数据报文采用的传输层协议，则给源端发送“协议不可达”ICMP差错报文；
· 设备收到目的地址为本地、传输层协议为UDP的数据报文时，如果报文的端口号与正在使用的进程不匹配，则给源端发送“端口不可达”ICMP差错报文；
· 源端如果采用“严格的源路由选择”发送报文，当中间设备发现源路由所指定的下一个设备不在其直接连接的网络上，则给源端发送“源站路由失败”的ICMP差错报文；
· 设备在转发报文时，如果转发接口的MTU小于报文的长度，但报文被设置了不可分片，则给源端发送“需要进行分片但设置了不分片比特”ICMP差错报文。
ICMP差错报文的发送虽然方便了网络的控制管理，但也存在一定的弊端：
· 由于发送大量的ICMP报文，增大了网络流量。
· 如果设备接收到大量需要发送ICMP差错报文的恶意攻击报文，设备会因为处理大量该类报文而导致性能降低。
· 由于重定向功能会在主机的路由表中增加主机路由，当增加的主机路由很多时，会降低主机性能。
· 由于ICMP目的不可达报文传递给用户进程的信息为不可达信息，如果有用户恶意攻击，可能会影响终端用户的正常使用。
为了避免上述现象发生，可以关闭设备的ICMP差错报文发送功能，从而减少网络流量、防止遭到恶意攻击。
表1-6 配置ICMP差错报文发送功能
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操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
开启ICMP重定向报文发送功能 |
ip redirects enable |
缺省情况下，ICMP重定向报文发送功能处于关闭状态 |
|
开启ICMP超时报文发送功能 |
ip ttl-expires enable |
缺省情况下，ICMP超时报文发送功能处于关闭状态 |
|
开启ICMP目的不可达报文发送功能 |
ip unreachables enable |
缺省情况下，ICMP目的不可达报文发送功能处于关闭状态 |
关闭ICMP超时报文发送功能后，设备不会再发送“TTL超时”ICMP差错报文，但“重组超时”ICMP差错报文仍会正常发送。
为了防止ICMP分片报文攻击，用户可以关闭设备的ICMP分片报文转发功能，对于收到的ICMP分片报文不进行转发。
表1-7 配置ICMP分片报文转发功能
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操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
关闭ICMP分片报文转发功能 |
ip icmp fragment discarding |
缺省情况下，ICMP分片报文转发功能处于开启状态 |
大量ICMP报文上送CPU，会使CPU消耗大量时间来处理ICMP报文，影响到其他业务的性能。为了防止这种情况的发生，可以对上送CPU的ICMP流量进行控制。
表1-8 配置ICMP流量控制功能
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操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
开启ICMP流量控制功能 |
ip icmp flow-control |
缺省情况下，ICMP流量控制功能处于关闭状态 |
在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示配置IP性能优化功能后的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。
在用户视图下执行reset命令清除IP、TCP和UDP的流量统计信息。
表1-9 IP性能优化显示和维护
|
操作 |
命令 |
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显示RawIP连接摘要信息 |
display rawip [ slot slot-number ] |
|
显示RawIP连接详细信息 |
display rawip verbose [ slot slot-number [ pcb pcb-index ] ] |
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显示TCP连接摘要信息 |
display tcp [ slot slot-number ] |
|
显示TCP连接详细信息 |
display tcp verbose [ slot slot-number [ pcb pcb-index ] ] |
|
显示UDP连接摘要信息 |
display udp [ slot slot-number ] |
|
显示UDP连接详细信息 |
display udp verbose [ slot slot-number [ pcb pcb-index ] ] |
|
显示IP报文统计信息 |
display ip statistics [ slot slot-number ] |
|
显示TCP连接的流量统计信息 |
display tcp statistics [ slot slot-number ] |
|
显示UDP流量统计信息 |
display udp statistics [ slot slot-number ] |
|
显示ICMP流量统计信息 |
display icmp statistics [ slot slot-number ] |
|
清除IP报文统计信息 |
reset ip statistics [ slot slot-number ] |
|
清除TCP连接的流量统计信息 |
reset tcp statistics |
|
清除UDP流量统计信息 |
reset udp statistics |
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