Методичка мдк 0202. Основные концепции и настройка коммутации. Основные концепции и настройка коммутации Концепции маршрутизации
 Скачать 0.52 Mb.
|
|
Таблица маршрутизации В таблице маршрутизации маршрутизатора хранится следующая информация: Маршруты с прямым подключением — это маршруты, поступающие из активных интерфейсов маршрутизатора. Маршрутизаторы добавляют маршрут с прямым подключением, когда интерфейс настроен с IP-адресом и активирован. Удаленные маршруты — это удаленные сети, подключенные к другим маршрутизаторам. Маршруты к этим сетям могут быть настроены статически либо динамически с помощью протоколов динамической маршрутизации. В частности, таблица маршрутизации представляет собой файл данных в ОЗУ, используемый для хранения информации о сетях с прямым подключением и удаленных сетях. Таблица маршрутизации содержит ассоциации с сетями или следующими переходами. С помощью этих ассоциаций маршрутизатор узнает о том, что достигнуть конкретного места назначения можно с помощью отправки пакета на определенный маршрутизатор, который представляет собой следующий переход на пути до пункта назначения. Также ассоциация со следующим переходом может быть исходящим или выходным интерфейсом для следующего назначения. На рисунке представлены сети с прямым подключением и удаленные сети маршрутизатора R1. Источники таблицы маршрутизации На маршрутизаторе Cisco команда show ip route может быть использована для отображения таблицы IPv4-маршрутизации. Маршрутизатор предоставляет дополнительную информацию о маршруте, включая способ получения маршрута, длительность пребывания маршрута в таблице, а также сведения о конкретном интерфейсе, который следует использовать для достижения необходимого назначения. В таблицу маршрутизации могут быть добавлены следующие виды записей: Интерфейсы локального маршрута — добавляются, когда интерфейс настроен и активен. Эта запись отображается только в IOS 15 или более поздних версиях для IPv4-маршрутов и во всех версиях IOS для IPv6- маршрутов. Интерфейсы с прямым подключением — добавляются в таблицу маршрутизации, когда интерфейс настроен и активен. Статические маршруты — добавляются, когда маршрут настроен вручную и активен выходной интерфейс. Протокол динамической маршрутизации — добавляется, когда определены сети и реализуются протоколы маршрутизации, которые получают информацию о сети динамически, например EIGRP или OSPF. Источники записей таблицы маршрутизации идентифицируются с помощью кода. Код определяет, каким образом был получен маршрут. К примерам распространенных кодов относятся: L — указывает адрес, назначенный интерфейсу маршрутизатора. Данный код позволяет маршрутизатору быстро определить, что полученный пакет предназначен для интерфейса, а не для пересылки. C — определяет сеть с прямым подключением. S — определяет статический маршрут, созданный для достижения конкретной сети. D — определяет сеть, динамически полученную от другого маршрутизатора с помощью протокола EIGRP. O — определяет сеть, динамически полученную от другого маршрутизатора с помощью протокола маршрутизатора OSPF. На рисунке показана таблица маршрутизации маршрутизатора R1 в простой сети. Записи маршрутизации удаленной сети Сетевому администратору необходимо уметь интерпретировать содержимое таблиц маршрутизации IPv4 и IPv6. На рисунке показана запись в таблице IPv4-маршрутизации на маршрутизаторе R1 для маршрута к удаленной сети 10.1.1.0. Запись содержит следующую информацию. Источник маршрута — определяет, каким способом был получен маршрут. Сеть назначения — определение адреса удаленной сети. Административная дистанция — определение надежности источника маршрута. Низкие значения указывают на предпочтительный источник маршрута. Метрика — определяет значения, назначенные для доступа к удаленной сети. Предпочтительные маршруты имеют низкие значения. Следующий переход — определение IPv4-адреса следующего маршрутизатора, на который следует переслать пакет. Временная метка маршрута — определение количества времени, прошедшего с тех пор, как был получен маршрут. Выходной интерфейс — определяет выходной интерфейс для отправки пакета к конечному пункту назначения. Интерфейсы с прямым подключением Как показано на рисунке, новый маршрутизатор, в котором не настроены интерфейсы, имеет пустую таблицу маршрутизации. Перед тем, как состояние интерфейса будет изменено на up/up и будет добавлено в таблицу маршрутизации IPv4, интерфейс должен: получить допустимый IPv4- или IPv6-адрес; быть активирован с помощью команды no shutdown; получить несущий сигнал от другого устройства (маршрутизатора, коммутатора, узла и т. д.). Когда интерфейс находится в рабочем состоянии, сеть этого интерфейса добавляется в таблицу маршрутизации в качестве сети с прямым подключением. Записи таблицы маршрутизации с прямым подключением Корректно настроенный активный интерфейс с прямым подключением фактически создает две записи таблицы маршрутизации. На рисунке показаны записи в таблице IPv4-маршрутизации на маршрутизаторе R1 для сети с прямым подключением 192.168.10.0 Запись таблицы маршрутизации для интерфейсов с прямым подключением «проще», чем записи для удаленных сетей. Записи содержат следующую информацию: Источник маршрута — определяет, каким способом был получен маршрут. Интерфейсы с прямым подключением имеют два кода источника маршрута. «C» определяет сеть с прямым подключением; «L» определяет IPv4-адрес, назначенный интерфейсу маршрутизатора. Сеть назначения — адрес удаленной сети. Выходной интерфейс — определяет выходной интерфейс, который будет использоваться при пересылке пакетов в сеть назначения. Примечание. До версии IOS 15 записи таблицы маршрутизации локальных маршрутов (L) не отображались в таблице маршрутизации IPv4. Записи локальных маршрутов (L) всегда содержались в таблице IPv6-маршрутизации. Примеры с прямым подключением Примеры на рисунках иллюстрируют процесс настройки и активации интерфейсов, прикрепленных к маршрутизатору R1. Обратите внимание, что информационные сообщения 1-го и 2-го уровней генерируются при каждой активации интерфейса. По мере добавления интерфейсов таблица маршрутизации автоматически добавляет подключенные («C») и локальные («L») записи. На рисунке представлен пример таблицы маршрутизации, в которой содержатся настроенные и активированные интерфейсы с прямым подключением на маршрутизаторе R1. Пример IPv6 с прямым подключением Пример демонстрирует этапы конфигурации интерфейсов с прямым подключением на маршрутизаторе R1 с указанными IPv6-адресами. Обратите внимание, что информационные сообщения 1-го и 2-го уровней генерируются при настройке и активации каждого интерфейса. Команда show ipv6 route, используется для проверки того, что сети IPv6 и указанные IPv6-адреса интерфейса были внесены в таблицу маршрутизации IPv6. Аналогично IPv4, наличие кода «С» рядом с маршрутом говорит о том, что это сеть с прямым подключением. Код «L» указывает на локальный маршрут. В IPv6-сети локальные маршруты имеют префикс /128. Таблицы маршрутизации используют локальные маршруты для эффективной обработки пакетов с адресом назначения интерфейса маршрутизатора. Обратите внимание, что в сети FF00::/8 установлен маршрут. Данный маршрут необходим для многоадресной маршрутизации. На рисунке продемонстрировано сочетание команды show ipv6 route с определенной сетью назначения для отображения подробной информации об источнике получения маршрута. На рисунке продемонстрирована возможность проверки подключения к маршрутизатору R2 с помощью команды ping. Обратите внимание на то, что происходит, когда интерфейс G0/0 LAN маршрутизатора R2 становится назначением для команды ping. Эхо-запрос не проходит. Это связано с тем, что в таблице маршрутизации R1 не содержится запись для достижения сети 2001:DB8:ACAD:4::/64. Для достижения удаленной сети маршрутизатору R1 требуется дополнительная информация. Записи о маршрутах в удаленную сеть можно добавить в таблицу маршрутизации с помощью: протоколов статической маршрутизации или протоколов динамической маршрутизации. Статические маршруты После того, как интерфейсы с прямым подключением настроены и добавлены в таблицу маршрутизации, можно приступить к реализации статической или динамической маршрутизации. Статические маршруты настраиваются вручную. Они определяют точный маршрут между двумя сетевыми устройствами. В отличие от протокола динамической маршрутизации, статические маршруты не обновляются автоматически, и при изменениях в сетевой топологии их нужно настраивать вручную. К преимуществам использования статических маршрутов относятся высокий уровень безопасности и эффективность расходования ресурсов. Статические маршруты используют более узкую полосу пропускания, чем протоколы динамической маршрутизации; для расчета и связи маршрутов циклы ЦП не используются. Основной недостаток использования статических маршрутов заключается в отсутствии автоматической настройки при изменениях в сетевой топологии. В таблице маршрутизации представлены два распространенных типа статических маршрутов: статический маршрут в конкретную сеть; статический маршрут по умолчанию. Статический маршрут можно настроить для достижения конкретной удаленной сети. Настройка статических маршрутов IPv4 выполняется с помощью следующей команды: Router(config)# ip route network mask { IP-адрес следующего транзитного участка | exit-intf } Статический маршрут определяется в таблице маршрутизации посредством кода «S». Статический маршрут по умолчанию мало чем отличается от шлюза по умолчанию на узле. Если таблица маршрутизации не содержит путь в сеть назначения, статический маршрут по умолчанию определяет выходную точку, которую следует использовать. Статический маршрут по умолчанию демонстрирует целесообразность, когда маршрутизатор располагает только одной выходной точкой в другой маршрутизатор, например, когда маршрутизатор подключается к центральному маршрутизатору или оператору связи. Для настройки статического маршрута по умолчанию используется следующая команда: Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 { выходной интерфейс | IP-адрес следующего транзитного участка } На рисунке демонстрируется простой сценарий, в котором могут быть реализованы статический маршрут и маршрут по умолчанию. Примеры статических маршрутов На рисунке показана конфигурация статического IPv4-маршрута по умолчанию на маршрутизаторе R1 для последовательного интерфейса 0/0/0. Обратите внимание, что при настройке маршрута была создана запись S* в таблице маршрутизации. Запись S означает, что источник маршрута является статическим маршрутом, а звездочка (*) определяет данный маршрут в качестве потенциального маршрута по умолчанию. Данный маршрут в действительности был выбран в качестве маршрута по умолчанию, как видно из строки «Gateway of Last Resort is 0.0.0.0 to network 0.0.0.0» («Шлюз последней надежды» для сети 0.0.0.0 имеет значение 0.0.0.0). На рисунке показана конфигурация двух статических маршрутов от маршрутизатора R2 для достижения двух локальных сетей на маршрутизаторе R1. Маршрут к сети 192.168.10.0/24 был настроен с использованием выходного интерфейса, а маршрут к сети 192.168.11.0/24 был настроен с использованием IPv4-адреса следующего перехода. Несмотря на то что оба адреса допустимы, они работают по-разному. Например, они иначе выглядят в таблице маршрутизации. Обратите внимание на следующее: поскольку эти статические маршруты вели в определенные сети, выходные данные указывают, что «шлюз последней надежды» не настроен. Примечание. Статические маршруты и статические маршруты по умолчанию будут более подробно рассмотрены в следующих лекциях. Примеры статических маршрутов IPv6 Подобно IPv4, протокол IPv6 поддерживает статические маршруты и статические маршруты по умолчанию. Они используются и настраиваются практически так же, как статические маршруты IPv4. Для настройки статических маршрутов IPv6 по умолчанию используется команда глобальной конфигурации: ipv6 route ::/0 {ipv6-address | interface-type interface-number}. На рисунке показана конфигурация статического маршрута по умолчанию на маршрутизаторе R1 для последовательного интерфейса 0/0/0. В выходных данных обратите внимание, что конфигурация статического маршрута по умолчанию привела к созданию записи в таблице маршрутизации «S». Код «S» означает, что источник маршрута является статическим маршрутом. В отличие от статических маршрутов IPv4, звездочка (*) не отображается, т. е. «шлюз последней надежды» точно определен. Подобно IPv4, статические маршруты настраиваются для достижения конкретной удаленной сети. Для настройки статических маршрутов IPv6 используется команда глобальной конфигурации ipv6 route ipv6-prefix/prefix- length {ipv6-address|interface-type interface-number} . В примере показана конфигурация двух статических маршрутов маршрутизатора R2 для достижения двух локальных сетей на маршрутизаторе R1. Маршрут к локальной сети 2001:0DB8:ACAD:2::/64 настроен с использованием выходного интерфейса, а маршрут к локальной сети 2001:0DB8:ACAD:1::/64 настроен с использованием IPv6-адреса следующего перехода. IPv6-адрес следующего перехода может быть глобальным индивидуальным IPv6-адресом или локальным адресом канала. Выводим таблицу маршрутизации, которая содержит новые статические маршруты. Подтверждаем подключение R1 к удаленной локальной сети 2001:0DB8:ACAD:4::/64 на маршрутизаторе R2. Динамическая маршрутизация Протоколы динамической маршрутизации позволяют маршрутизаторам совместно использовать сведения о надежности и состоянии удаленных сетей. Протоколы динамической маршрутизации выполняют ряд операций, включая обнаружение сетей и ведение таблиц маршрутизации. Под обнаружением сетей подразумевается способность протокола маршрутизации обмениваться информацией об известных сетях с другими маршрутизаторами, использующими тот же протокол маршрутизации. Протокол динамической маршрутизации не зависит от вручную настроенных статических маршрутов до удаленных сетей на каждом маршрутизаторе, но позволяет маршрутизаторам автоматически узнавать об этих сетях от других маршрутизаторов. Эти сети, а также наилучшие пути к каждой из них, добавляются в таблицу маршрутизации и указываются в качестве сетей, полученных конкретным протоколом динамической маршрутизации. В процессе обнаружения сети маршрутизаторы обмениваются маршрутами и обновляют свои таблицы маршрутизации. После завершения обмена и обновления таблиц маршрутизации маршрутизаторы рассматриваются как конвергированные (с сошедшейся таблицей маршрутизации). После этого сети сохраняются в таблицах маршрутизации маршрутизаторов. На рисунке представлен сценарий, в рамках которого два соседних маршрутизатора могут обмениваться информацией о маршрутизации. В этом упрощенном обмене данными маршрутизатор R1 представляет себя и сеть, к которой может получить доступ. R2 отвечает своим списком сетей. Протоколы маршрутизации IPv4 Маршрутизатор, функционирующий по протоколу динамической маршрутизации, не только обеспечивает определение оптимального пути до сети, но и определяет новый оптимальный путь, если исходный путь нельзя использовать (или в случае изменения топологии). По этим причинам протоколы динамической маршрутизации имеют преимущество перед статическими маршрутами. Маршрутизаторы, использующие протоколы динамической маршрутизации, автоматически обмениваются информацией о маршрутизации с другими маршрутизаторами и выполняют обновления в случае каких-либо изменений в топологии без участия сетевого администратора. Маршрутизаторы Cisco могут поддерживать множество динамических протоколов маршрутизации IPv4, включая: EIGRP — усовершенствованный внутренний протокол маршрутизации шлюзов. OSPF — алгоритм кратчайшего пути. IS-IS — протокол маршрутизации IS-IS. RIP — протокол информации о маршрутизации. Чтобы определить, какие протоколы маршрутизации поддерживает IOS, используйте команду режима глобальной конфигурации router ?,как показано на рисунке. Примеры динамической маршрутизации IPv4 В этом примере динамической маршрутизации предположим, что маршрутизаторы R1 и R2 настроены для поддержки протокола динамической маршрутизации EIGRP. Кроме того, маршрутизаторы объявляют сети с прямым подключением. Маршрутизатор R2 объявляет, что это шлюз по умолчанию для других сетей. Выходные данные, изображенные на рисунке, показывают таблицу маршрутизации R1 после обновления и схождения маршрутов. Кроме подключенных и локальных интерфейсов канала, в таблице маршрутизации содержатся три записи «D». Запись, которая начинается с D*EX, означает, что источником этой записи служит протокол EIGRP (D). Данный маршрут является потенциальным маршрутом по умолчанию (*), а также внешним маршрутом (*EX), на который выполняется перенаправление протоколом EIGRP. Две другие записи «D» представляют маршруты, внесенные в таблицу маршрутизации на основе обновления от маршрутизатора R2, который объявляет свои локальные сети. Протоколы маршрутизации IPv6 Как показано на рисунке, устройства ISR поддерживают следующие динамические протоколы маршрутизации IPv6: RIPng (протокол RIP следующего поколения); OSPFv3; EIGRP для IPv6. Поддержка динамических протоколов маршрутизации IPv6 зависит от оборудования и версии IOS. Большинство изменений в протоколах маршрутизации предназначены для поддержки более длинных IPv6-адресов и других структур заголовков. Чтобы разрешить маршрутизаторам IPv6 пересылать трафик, необходимо выполнить команду режима глобальной конфигурации ipv6 unicast-routing. Примеры динамической маршрутизации IPv6. Маршрутизаторы R1 и R2 были настроены с помощью протокола динамической маршрутизации EIGRP для IPv6. (Это IPv6-эквивалент протокола EIGRP для IPv4.) Чтобы просмотреть таблицу маршрутизации на маршрутизаторе R1, введите команду show ipv6 route, как показано на рисунке. Выходные данные, изображенные на рисунке, показывают таблицу маршрутизации R1 после обновления и схождения маршрутов. Кроме подключенных и локальных интерфейсов канала, в таблице маршрутизации содержатся две записи «D» (маршруты EIGRP). Концепции маршрутизации. Заключение При обсуждении сетей можно использовать множество ключевых структур и характеристик, связанных с производительностью: топология, скорость, стоимость, безопасность, доступность, масштабируемость и надежность. Маршрутизаторы и коммутаторы Cisco во многом похожи. Они поддерживают сходные модальные операционные системы, используют одинаковые структуры команд и команды. Одним из существенных различий между коммутаторами и маршрутизаторами являются поддерживаемые устройствами типы интерфейсов. После настройки интерфейса на обоих устройствах необходимо проверить рабочий интерфейс с помощью соответствующих команд show. Основное назначение маршрутизатора заключается в соединении нескольких сетей и пересылке пакетов из одной сети в другую. Это означает, что в большинстве случаев маршрутизатор имеет несколько интерфейсов. Каждый интерфейс — это участник или узел в другой IP-сети. В операционной системе Cisco IOS для определения маршрута и занесения его в таблицу IP-маршрутизации применяется так называемое административное расстояние (AD). Таблица маршрутизации — это список сетей, известных маршрутизатору. Таблица маршрутизации содержит сетевые адреса для собственных интерфейсов, т. е. сетей с прямым подключением, а также сетевые адреса для удаленных сетей. Удаленная сеть — это сеть, которую можно достичь исключительно путем пересылки пакета на другой маршрутизатор. Удаленные сети добавляются в таблицу маршрутизации двумя способами: либо сетевой администратор настраивает статические маршруты вручную, либо реализуется протокол динамической маршрутизации. Статические маршруты не добавляют так много нагрузки (на маршрутизатор), как динамические протоколы, однако статические маршруты могут потребовать больше обслуживания, если топология постоянно изменяется или нестабильна. Протоколы динамической маршрутизации автоматически адаптируются к изменениям без какого-либо вмешательства со стороны сетевого администратора. Протоколы динамической маршрутизации требуют больше ресурсов процессора, а также используют определенный объем пропускной способности канала для обновлений маршрутизации и сообщений. Во многих случаях таблица маршрутизации содержит как статические, так и динамические маршруты. Маршрутизаторы принимают главное решение о передаче на 3-м уровне, т. е. сетевом уровне. Однако интерфейсы маршрутизатора работают на 1-м, 2-м и 3-м уровнях. IP-пакеты 3-го уровня инкапсулируются в кадр канала передачи данных 2-го уровня и зашифровываются в биты на 1-м уровне. Интерфейсы маршрутизатора участвуют в процессах 2-го уровня, связанного с их инкапсуляцией. Например, интерфейс Ethernet на маршрутизаторе участвует в ARP-процессах, как и другие узлы в этой локальной сети. Таблица IP-маршрутизации Cisco не является плоской базой данных. Таблица маршрутизации фактически является иерархической структурой, которая используется для ускорения процедуры поиска маршрутов и пересылки пакетов. Компоненты таблицы маршрутизации IPv6 очень схожи с компонентами таблицы маршрутизации IPv4. Например, она содержит сведения об интерфейсах с прямым подключением, статических маршрутах и маршрутах, полученных динамически. |