сборник. Практическая работа 1. Технология маршрутизации в ipсетях Тест к разделу Технология маршрутизации в ipсетях
 Скачать 5.89 Mb.
|
|
ручном режиме администратор помимо списка доступных адресов снабжает DHCP-сервер информацией о жестком соответствии IP-адресов фи- зическим адресам или другим идентификаторам клиентских узлов. DHCP- сервер, пользуясь этой информацией, всегда выдаст определенному DHCP- клиенту один и тот же назначенный ему администратором IP-адрес, а также другие конфигурационные параметры. В режиме автоматического назначения статических адресов DHCP- сервер самостоятельно без вмешательства администратора произвольным образом выбирает компьютеру IP-адрес из списка наличных IP-адресов. Ад- рес дается клиенту в постоянное пользование, т.е. между информацией, идентифицирующей клиента и его IP-адресом, как и при ручном назначении, существует постоянное соответствие. При всех последующих запросах сер- вер возвращает клиенту тот же IP-адрес. При динамическом распределении адресов DHCP-сервер выдает адрес клиенту на ограниченное время, называемое сроком аренды. Когда компью- тер, который является клиентом DHCP, удаляется из сети, назначенный ему IP-адрес автоматически освобождается. Это дает возможность использовать этот IP-адрес при подключении другого компьютера. Так, например, если со- трудник уехал в командировку со своим ноутбуком, то освободившийся IP- адрес может использовать другой сотрудник данной организации. Таким об- разом, общее количество IP-адресов, необходимое организации равно числу сотрудников, которые присутствуют в офисе. При динамическомраспределении адресов администратору при настройке DHCP-сервера достаточно один раз указать диапазон адресов, а каждый вновь прибывший сотрудник будет физически подключать в сеть свой компьютер, на котором запускается DHCP-клиент. 122 Контрольные вопросы 1. Опишите назначение службы DNS 2. Какие функции DHCP-сервера вы можете назвать? 3. Опишите ручной способ назначение статических адресов. 4. Опишите автоматическое назначение статических адресов. 5. Какие особенности автоматического распределения динамических адре- сов? 6. Пользователь выходит в сеть Интернет со своего смартфона через сеть Wi-Fi. Какой способ назначения IP-адреса будет применен в данном слу- чае? 7. Опишите сигнальный обмен по протоколу DHCP. 8. Что такое домен? 9. Напишите доменное имя вашей организации. 10. Какие устройства могут выступать в роли DHCP- сервера? Лабораторная работа №10. Изучение протокола DHCP с использовани- ем Cisco Packet Tracer Цель работы Изучить принципы работы протокола DHCP. Задание Построить сеть, состоящую из маршрутизатора, коммутатора и трех компьютеров. В качестве DHCP сервера необходимо использовать маршру- тизатор. Прописать список IP-адресов, которые необходимо назначать устройствам в данной сети и проверить работоспособность сети. Порядок выполнения работы 1.Открываем Cisco Packet Tracer. 2. Создать сеть, изображенную на рисунке 1. 123 Рисунок 1 - Сеть для исследования протокола DHCP Далее отказываемся от системной конфигурации и на вопрос « Continue with configuration dialog?» отвечаем no. Настраиваем маршрутизатор с помощью следующих команд: Router>en Router # Router #conf t Router (config)#int fa0/0 Router (config-if)#no shutdown Router (config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 Router (config-if)#exit Теперь надо создать DHCP pool, т.е. пространство IP-адресов, которое мы будем использовать в данной сети. Дадим ему название DHCP. В данной схеме в качестве DHCP сервера выступает машрутизатор (роутер), поэтому и адреса назначаем из сети, в которой находится маршрутизатор, т.е. из сети 192.168.1.0. Каждому компьютеру нам необходимо выдать IP-адрес, а также адрес шлюза, через который маршрутизируется трафик (шлюз по умолчанию - Default gateway). В качестве шлюза по умолчанию записываем IP-адрес маршртизатора- 192.168.1.1. Также для доступа в сеть Интернет необходимо указать DNS сервер. В качестве примера зададим DNS компании Google. Router (config)#ip dhcp pool DHCP Router (dhcp-config)#network 192.168.1.0 255.255.255.0 124 Router (dhcp-config)#default-router 192.168.1.1 Router (dhcp-config)#dns-server 8.8.8.8 Router (dhcp-config)#exit Предположим у нас есть сервер с IP-адресом 192.168.1.100 (на схеме не показан). Мы должны исключить его из пула адресов, чтобы этот адрес не присваивался другим устройствам сети. Серверам, которым необходим по- стоянный доступ в сеть Интернет, не рекомендуется выдавать динамические IP-адреса. Им лучше назначать статические адреса. Для исключения адреса 192.168.1.100 напишем следующую команду: Router (config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.100 Также исключим IP-адрес, который есть у роутера. Router (config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.1 Router (config)#exit Router (config)#wr mem Рисунок 2 - По умолчанию стоит параметр Static Меняем параметр Static на DHCP и компьютер PC0 автоматически получает IP-адрес, маску, адрес шлюза, а также DNS-сервер. 125 Рисунок 3 - Компьютер получил IP-адрес по протоколу DHCP Аналогично и другие компьютеры получают IP-адреса. Компьютер PC1 получает адрес 192.168.1.3, а PC2 – 192.168.1.4. Рисунок 4 - Проверка связи между компьютерами PC0, PC1 и PC2 126 Проверим взаимосвязь между компьютерами. Так для PC1 проверка связи показана на рисунке 4. Проверить связность между всеми компьютера- ми. Содержание отчета В индивидуальном отчёте должны быть указаны цель, задание, пред- ставлены необходимые снимки экрана и пояснения к ним. Следует проанали- зировать полученные данные. Практическая работа №10.Статическая и динамическая маршрутизации Цель работы Изучить принципы статической и динамической маршрутизации Задание 1.Ознакомиться со статической маршрутизацией; 2. Ознакомиться с динамической маршрутизацией; 3.Ответить на вопросы. Маршрутизация является функцией третьего уровня модели OSI. Под термином ‘‘маршрутизация’’подразумевают процесс определения наиболее эффективного пути от одного устройства к другому. Основным устройством, отвечающим за осуществление процесса маршрутизации, является маршру- тизатор. Маршрутизатор выполняет две ключевые функции: -поддерживает таблицы маршрутизации и обменивается информацией об изменениях в топологии сети с другими маршрутизаторами. Эта функция реализуется с помощью одного или нескольких протоколов маршрутизации; -когда пакеты приходят на один из интерфейсов, маршрутизатор, руко- водствуясь таблицей маршрутизации, должен определить, куда именно сле- дует отправить пакет. При этом он использует одну или несколько метрик маршрутизации для того чтобы установить оптимальный путь, по которому должен следовать сетевой трафик. Метрика маршрутизации это параметр, по которому опреде- ляется наиболее предпочтительный маршрут. Для определения наилучшего межсетевого маршрута вычисляются различные метрики: полоса пропуска- ния, задержки, надежность, загрузка, стоимость и др. 127 Маршрутизаторы используют протоколы маршрутизации для обмена таблицами маршрутизации и совместного использования информации о до- ступных маршрутах. При статической маршрутизации все записи в таблице имеют неизме- няемый статически статус, что подразумевает бесконечный срок их жизни. Записи о маршрутах составляются и вводятся в память каждого маршрутиза- тора вручную администратором сети. При изменении состоянии сети адми- нистратор должен отразить эти изменения в таблице маршрутизации. Стати- ческая маршрутизация не подходит для большинства сложных систем, так как сети включают избыточные связи, смешанные топологии и разнообраз- ные протоколы. При статической маршрутизации администратор полностью контролирует сеть, т.е. какой маршрут прописали, так и будет работать сеть. Это является ее плюсом. При динамической (адаптивной) маршрутизации все изменения в конфигурации сети автоматически отражаются в таблицах маршрутизации благодаря протоколам маршрутизации. Эти протоколы собирают информа- цию о топологии связей в сети, что позволяет им оперативно отражать все текущие изменения. В таблицах маршрутизации обычно имеется информация об интервале времени, в течение которого данный маршрут будет оставаться действительным. Это время называется время жизни маршрута (TTL). Если по истечении времени жизни существование маршрута не подтверждается протоколом маршрутизации, то он считается не рабочим и пакеты по нему больше не посылаются. Достоинства динамической маршрутизации: - автоматическое добавление маршрута; - организация отказоустойчивости сети. Так, если сеть доступна по двум или более маршрутам, то при недоступности основного маршрута про- изойдет автоматическое переключение на другой маршрут. Недостатки динамической маршрутизации: - более высокая загрузка вычислительных ресурсов сети (память и про- цессор); -требуется более высокая квалификация инженеров при поиске неис- правностей; - сеть менее предсказуема, т.е. если сеть очень сложная, то не всегда можно сказать, как пойдет тот или иной маршрут. Сами протоколы динамической маршрутизации можно классифициро- вать по нескольким критериям. По алгоритмам: 128 1) дистанционно-векторные протоколы (Distance-vector Routing Protocols) – RIP; 2) протоколы состояния каналов связи (Link-state Routing Protocols) - OSPF, IS-IS. Иногда выделяют третий класс, усовершенствованные дистанционно- векторные протоколы (advanced distance-vector), для того чтобы подчеркнуть существенные отличия протоколов от классических дистанционно- векторных, например EIGRP. По области применения: 1) протоколы междоменной маршрутизации (EGP) - BGP ; 2) протоколы внутридоменной маршрутизации (IGP): OSPF, RIP, EIGRP, IS-IS. IGP (Interior Gateway Protocol). IGP-протоколы используются для пе- редачи информации о маршрутах в пределах автономной системы (AS). Как правило, для упрощения, можно воспринимать автономную систему, как сеть одной компании. К современным IGP-протоколам, как правило, предъявля- ются такие требования: 1) быстрая сходимость; 2) выбор маршрутов в зависимости от физических характеристик сети (полоса пропускания, задержка); 3) поддержка масок переменной длины (VLSM); 4) возможность суммировать маршруты. Если говорить об использовании IGP-протоколов в сетях крупных про- вайдеров, то также можно добавиться такие требования: 1) поддержка большого количества маршрутов; 2) совместимость и поддержка других технологий. EGP (Exterior Gateway Protocol). EGP-протоколы используются для передачи информации между автономными системами (AS). На текущий мо- мент представителем этого класса является один протокол BGP. Хотя, чаще всего, BGP используется для передачи маршрутов между разными AS, он может также использоваться и внутри корпоративной сети. Особенно, когда сеть большая. OSPF (Open Shortest Path First) — протокол динамической марш- рутизации. Он используется для передачи информации между маршрутиза- торами в пределах одной автономной системы (AS). Протокол OSPF разбивает процедуру построения таблицы маршрути- зации на 2 этапа. К первому относится построение и поддержание базы дан- ных о состоянии связей сети, ко второму построение оптимального маршрута и генерация таблиц маршрутизации. 129 Построение и поддержание базы данных о состоянии связей сети Сети связи могут быть представлены в виде графа, в которых верши- нами графа являются маршрутизаторы, а ребрами – связи между ними. Каж- дый маршрутизатор обменивается со своими соседями о текущей конфигу- рации графа связей сети. Для контроля состояния связей между собой маршрутизаторы переда- ют каждые 10 секунд сообщения Hello. Если это сообщение не поступает от соседа, то маршрутизатор делает вывод, что состояние связи между ними из- менилось на неработоспособное и вносит соответствующие корректировки в свою базу данных. Одновременно он отсылает своим соседям объявления о состоянии связей - LSA (Link State Advertisment). Построение оптимального маршрута и генерация таблиц маршрутизации Задача нахождения оптимального пути на графе является достаточно сложной. Для ее решения используется алгоритм Дейкстры. Каждый марш- рутизатор в соответствии с этим алгоритмом ищет оптимальные маршруты от своих интерфейсов до всех известных ему сетей. В каждом найденном маршруте запоминается только один шаг – до следующего маршрутизатора. Эти данные и попадают в таблицу маршрутизации. При изменении состояния связей в сети, каждый маршрутизатор заново ищет оптимальные маршруты и корректирует свою таблицу маршрутизации. Если в сети появляется новый маршрутизатор, он объявляет о себе сообщением Hello. Вычислительная сложность алгоритма Дейкстры предъявляет высокие требования к мощности процессоров маршрутизаторов. Каждые 30 минут маршрутизаторы обмениваются всеми записями баз данных, т.е. синхрони- зируют их для более надежной работы сети. Контрольные вопросы 1. К какому уровню модели OSI относится марщрутизация? 2. Какие функции выполняет маршрутизатор? 3. Что такое метрика маршрутизации? 4. Опишите цель таблицы маршрутизации? 5. Что представляет собой статическая маршрутизация? 6. Что представляет собой динамическая маршрутизация? 7. Назовите достоинства и недостатки статической маршрутизации? 8. Назовите достоинства и недостатки динамической маршрутизации? 9. Как можно классифицировать протоколы динамической маршрутизации? 10. Приведите примеры протоколов динамической маршрутизации. 130 Лабораторная работа №11. Изучение процесса работы протокола дина- мической маршрутизации OSPF с использованием Cisco Packet Tracer Цель работы Изучить и практически освоить процесс настройки протокола динами- ческой маршрутизации OSPF с использованием сетевого симулятора Cisco Packet Tracer. Научиться настраивать протокол OSPF на маршрутизаторах, проверять доступность различных узлов сети. Задание 1. Ознакомиться с основными понятиями динамической маршрутиза- ции и протокола OSPF в частности. 2. Запустить Cisco Packet Tracer. 3. Собрать необходимую топологию сети, запустить и настроить вирту- альное оборудование. 4. Согласно пунктам выполнения лабораторной работы, сделать необ- ходимые снимки экрана. Изучить полученную информацию и оформить ее в соответствии с требованиями раздела «Содержание отчета». 5. Ответить на вопросыю Порядок выполнения работы 1.Предварительная настройка сетевого оборудования Соберите сетевую топологию согласно рисунку 1. Топология содержит 3 ПК и 3 маршрутизатора (Cisco 2911), на которых необходимо настроить динамическую маршрутизацию с использованием OSPF. Рисунок 1 - Топология сети 131 Каждому компьютеру присвойте IP-адрес: PC0 – 192.168.1.2/24 (шлюз по умолчанию 192.168.1.1); PC1 – 192.168.2.2/24 (шлюз по умолчанию 192.168.2.1); PC2 – 192.168.3.2/24 (шлюз по умолчанию 192.168.3.1). Для того чтобы назначить сетевые адреса компьютерам, один раз нажмите левой кнопкой мыши на устройстве и перейдите в закладку Desktop, а затем нажмите на IP Configurations. Введите IP-адрес, маску подсети и шлюз по умолчанию в соответствующие поля, как это показано на рисунке 2 для PC0. Повторите для других компьютеров. Рисунок 2 - Конфигурация для PC0 Необходимо удостовериться в правильности введенных настроек. Для этого один раз нажмите левой кнопкой мыши на устройстве и перейдите в закладку Desktop, а затем нажмите на Command Prompt. Введите команду: C:\>ipconfig Сделайте снимок экрана. Повторите для других PC. Настройте все маршрутизаторы согласно таблице 1. Таблица 1. Сетевые адреса маршрутизаторов Маршрутизатор Интерфейс IP-адрес Маска подсети Router0 Gig0/0 10.10.10.1 30 бит – 255.255.255.252 Gig0/1 10.10.11.1 30 бит – 255.255.255.252 Gig0/2 192.168.1.1 24 бита – 255.255.255.0 Router1 Gig0/0 10.10.10.2 30 бит – 255.255.255.252 Gig0/1 10.10.12.1 30 бит – 255.255.255.252 Gig0/2 192.168.2.1 24 бита – 255.255.255.0 Router2 Gig0/0 10.10.12.2 30 бит – 255.255.255.252 Gig0/1 10.10.11.2 30 бит – 255.255.255.252 Gig0/2 192.168.3.1 24 бита – 255.255.255.0 132 Настройте маршрутизатор Router0, для этого один раз нажмите по устройству и перейдите во вкладку CLI, на задаваемый вопрос введите no, затем вводите следующие команды (для завершения команды пользуйтесь клавишей Tab): Router>enable Router#configure terminal Router(config)#interface gigabitEthernet 0/0 Router(config-if)#ip address 10.10.10.1 255.255.255.252 Router(config-if)#no shutdown Router(config-if)#exit Router(config)#interface gigabitEthernet 0/1 Router(config-if)#ip address 10.10.11.1 255.255.255.252 Router(config-if)#no shutdown Router(config-if)#exit Router(config)#interface gigabitEthernet 0/2 Router(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 Router(config-if)#no shutdown Router(config-if)#exit Router(config)#exit Router#wr mem Повторите настройки для маршрутизаторов Router1 и Router2 с адреса- ми, взятыми из таблицы. Проверьте доступность шлюзов с каждого ПК. Для этого один раз нажмите левой кнопкой мыши на устройстве и перейдите в закладку Desktop, а затем нажмите на Command Prompt (рисунок 3) и введите команду ping. Рисунок 3 - Проверка связности для компьютера PC0 133 2.Настройка OSPF протокола Прежде чем настроить протокол динамической маршрутизации, следу- ет настроить адрес на loopback-интерфейсе. Это необходимо для корректной работы протокола OSPF. Loopback-интерфейс – логический интерфейс, не привязанный к физическим. Аналогичный адрес есть на любом из компьюте- ров. Настраиваем loopback-интерфейс на Router0: |