Дибров М.В., Кузьменко Н.Г., Журавлев А.А. Маршрутизаторы. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы

Подождите немного. Документ загружается.

М.В. ДИБРОВ

Н.Г.КУЗЬМЕНКО

А.А. ЖУРАВЛЕВ

МАРШРУТИЗАТОРЫ

Учебно-методическое обеспечение

самостоятельной работы студентов

Красноярск 2008

Содержание

Введение .................................................................................................................... 5

Указания по выполнению самостоятельной работы ............................................. 6

1. Операционная система Cisco IOS ....................................................................... 7

1.1 Пользовательский интерфейс маршрутизатора ........................................... 7

1.2 Функции OC Cisco IOS ................................................................................... 9

1.3 Устранение неполадок в работе OC Cisco IOS .......................................... 12

1.4 Запуск и режимы работы OC Cisco IOS ..................................................... 14

1.5 Последовательность начальной загрузки маршрутизатора ...................... 15

1.6 Последовательность запуска маршрутизатора .......................................... 16

1.7 Определение местонахождения и загрузка программного обеспечения 17

1.8 Светодиодные индикаторы маршрутизатора ......................................... 19

1.9 Информация, выводимая при запуске маршрутизатора ........................... 20

1.10 Установка консольного соединения ......................................................... 21

1.11 Получение доступа к маршрутизатору ..................................................... 22

1.12 Вызов справочной информации ................................................................ 23

1.13 Редактирование команд в ОС Cisco IOS ................................................... 25

1.14 Журнал команд маршрутизатора .............................................................. 26

2 Конфигурирование маршрутизаторов ............................................................... 28

2.1 Режимы конфигурирования маршрутизатора ............................................ 28

2.1.1 Настройка имени маршрутизатора ....................................................... 29

2.1.2 Настройка защиты маршрутизатора паролями ................................... 30

2.1.3 Команды группы show ........................................................................... 31

2.2 Настройка последовательного интерфейса ................................................ 33

2.3 Настройка Ethernet интерфейса ................................................................... 34

2.4 Важность использования стандартизированных конфигурации .......... 35

2.4.1 Создание описаний интерфейсов .......................................................... 35

2.4.2 Использование баннеров ....................................................................... 36

2.5 Управление файловой системой Cisco ........................................................ 37

2.5.1 Управление файлом конфигурации с использованием TFTP ............ 39

2.5.2 Управление образами ОС Cisco IOS с использованием TFTP ........... 40

2.5.3 Восстановление образа ОС Cisco IOS .................................................. 41

3 Введение в списки контроля доступа ................................................................ 45

3.1 Принцип роботы списков ACL .................................................................... 49

3.2 Конфигурирование списков ACL ................................................................ 50

3.2.1 Использование битов wildcard mask ..................................................... 51

3.2.2 Использование шаблона any .................................................................. 53

3.2.3 Использование шаблона host ................................................................. 54

3.3 Проверка списков ACL ............................................................................. 54

3.4 Списки контроля доступа ............................................................................. 55

3.4.1 Стандартные списки ACL ...................................................................... 55

3.4.2 Расширенные списки ACL ..................................................................... 58

3.4.3 Использование именованных списков ACL ........................................ 63

3.5 Правила размещения списков ACL ............................................................. 64

3.6 Ограничение доступа к виртуальным терминалам .................................... 65

4. Обзор NAT .......................................................................................................... 67

4.1 Концепция и терминология NAT ................................................................ 68

4.2 Функции NAT ................................................................................................ 70

4.2.1 Преобразование внутренних локальных адресов ................................ 71

4.2.2 Перегрузка внутренних глобальных адресов ...................................... 72

4.2.3 Распределение нагрузки с помощью протокола TCP ......................... 73

4.2.4 Обработка перекрывающихся адресов ................................................. 74

4.3 Конфигурирование NAT .............................................................................. 75

4.3.1 Конфигурирование статического преобразования адресов ................... 75

4.3.2 Конфигурирование динамического преобразования адресов ............ 77

4.3.3 Конфигурирование перегрузки внутренних глобальных адресов ..... 78

4.3.4 Конфигурирование распределения нагрузки протокола TCP ............ 79

4.3.5 Конфигурирование NAT для перекрывающихся адресов .................. 80

4.4 Проверка работы NAT .................................................................................. 81

4.5 Устранение ошибок в работе NAT .............................................................. 83

4.6 Отчистка записей NAT .............................................................................. 84

Контрольные вопросы ........................................................................................... 86

Список использованных источников ................................................................... 88

Введение

Корпоративные сети передачи данных развиваются огромными темпа-

ми. С каждым годом задачи, возлагаемые на сеть передачи данных, значи-

тельно усложняются, вследствие чего усложняется ее внутренняя структура и

принципы организации, а также растет потребность в эффективной маршру-

тизации трафика.

Настоящее учебное пособие написано для подготовки магистров по

программе 230100.68.13 «Сети ЭВМ и телекоммуникации», хотя может быть

использовано так же для подготовки специалистов обучающихся по направ-

лению 210100 в качестве спец. курса по выбору в 9 семестре.

В учебном пособии рассматриваются как классические принципы по-

строения, так и современные тенденции в развитии архитектуры сетей пере-

дачи данных.

В курсе лекционных и практических занятий, рассматриваются различ-

ные принципы маршрутизации, а также детально изучаются протоколы дина-

мической маршрутизации, используемые в современных условиях.

Теоретический материал о каждом из протоколов маршрутизации, осно-

вывается на соответствующих стандартах RFC, что дает возможность

рассматривать протокол без привязки к оборудованию конкретного произво-

дителя.

Практическая часть курса, команды и примеры конфигурации маршру-

тизаторов, представленные в пособии, описаны для маршрутизаторов корпо-

рации Cisco с версией операционной системы IOS семейства 12.4. Такой вы-

бор сделан по многим причинам, главные из которых это широкое распро-

странение телекоммуникационного оборудования Cisco, а также унифициро-

ванный интерфейс ОС IOS для всего спектра маршрутизаторов Cisco.

Если у студента появится желание более глубокого изучения вопросов

описанных в данных методических материалах, он может воспользоваться

списком использованных источников.

Указания по выполнению самостоятельной работы

В связи с особенностями курса, такими как сложное и дорогостоящее

оборудование, на котором выполняется курс лабораторных работ. Самостоя-

тельная работа студентов по данному курсу сводится к изучению методиче-

ских материалов по операционной системе Cisco IOS, так как данные знания

необходимы для успешного выполнения лабораторных работ, а также расши-

ренного методического материала по некоторым особенно важным темам, ко-

торые рассматриваются в лекционном курсе.

Рассмотрение основ работы с операционной системой Cisco IOS выне-

сено на самостоятельное изучение в связи с тем, что данная тема напрямую

не относится к учебной программе маршрутизации и необходима только для

выполнения курса лабораторных работ.

Также вполне возможно, что магистры уже имеют определенный опыт

работы с данной операционной системой подчеркнутый из других учебных

курсов или из своей профессиональной деятельности.

Кроме работы с операционной системой Cisco IOS студенту самостоя-

тельно предлагается изучить основы работы с маршрутизаторами, более глу-

боко изучить типы принципы работы списков доступа, а также механизмы ра-

боты службы NAT.

Методические указания по самостоятельной работе разделяется на 4

раздела, которые студенту необходимо изучить во время изучения соответ-

ствующего раздела лекционного курса.

В данном учебном пособии собран необходимый минимум информации

для успешного изучения заявленных тем, если у студента возникнет желание

более детального изучения представленного материала он может воспользо-

ваться указанным списком источников для более детального изучения ин-

тересующей проблемы.

1. Операционная система Cisco IOS

В основе большинства технологий корпорации Cisco лежит специализи-

рованная операционная система – межсетевая операционная система корпора-

ции Cisco (Internetwork Operating System – IOS), которая представляет собой

специфическое программное обеспечение, управляемое функциями маршру-

тизации и коммутации устройств. Глубокое знание этой операционной систе-

мы необходимо каждому сетевому администратору для уверенного выполне-

ния своих обязанностей.

Подобно любому компьютеру, маршрутизатор или коммутатор не мо-

гут функционировать без операционной системы. В большинстве маршрути-

заторов компании Cisco и коммутаторов Catalyst используется специализиро-

ванная операционная система Cisco IOS В некоторых коммутаторах Catalyst

также используется интерфейс командной строки (Command Line Interface –

CLI). Маршрутизатор будет бесполезным набором деталей до тех пор, пока в

нем не будет загружена операционная система. Операционная система Cisco

IOS обеспечивает работу:

– основных служб маршрутизации и коммутации;

– функции надежного и безопасного доступа к сетевым ресурсам;

– средств масштабирования сети.

1.1 Пользовательский интерфейс маршрутизатора

В качестве традиционной интерактивной среды в операционной систе-

ме Cisco IOS используется интерфейс CLI. Особенности работы с интерфей-

сом изменяются в зависимости от конкретного межсетевого устройства. До-

ступ к среде командной строки можно получить несколькими методами.

– Посредством сеанса связи через консольный порт маршрутизатора. В

этом случае используется низкоскоростное соединение с терминалом или

компьютером, эмулирующим этот терминал. Для этого метода доступа не

требуется настройка сетевых служб маршрутизатора.

– Посредством коммутируемого соединения с использованием модема

или нуль–модемного соединения с портом AUX маршрутизатора. Для этого

метода доступа не требуется настройка сетевых служб маршрутизатора.

– Посредством Telnet сеанса с маршрутизатором в виде виртуального

терминала. Для создания Telnet сеанса связи с маршрутизатором должен быть

настроен, по крайней мере, один интерфейс для работы с IP протоколом. Вир-

туальному терминалу должно быть задано имя пользователя и пароль.

Интерфейс командной строки Cisco имеет иерархическую структуру.

Для выполнения различных задач эта структура требует перехода в различ-

ные режимы. Например, для настройки интерфейсов маршрутизатора необхо-

димо войти в режим конфигурирования интерфейсов. В режиме настройки

интерфейса администратор может менять только настройки интерфейсов. В

различных режимах маршрутизатора командная строка имеет различные мет-

ки приглашения командной строки, что позволяет не путать режимы и ис-

пользовать только команды, присущие текущему режиму.

Операционная система Cisco IOS обеспечивает работу интерпретатора

команд (EXEC). Интерпретатор проверяет и выполняет все команды, введен-

ные в консоли.

В целях безопасности в операционной системе Cisco IOS ЕХЕС сеансы

разделены на два уровня доступа: пользовательский ЕХЕС режим и привиле-

гированный ЕХЕС режим.

В пользовательском режиме доступен ограниченный набор основных

команд, которые позволяют отследить режимы работы маршрутизатора. Ча-

сто этот режим упоминается как режим просмотра. Пользовательский режим

не допускает изменения файла конфигурации маршрутизатора. Слово «поль-

зовательский» в названии этого режима не означает, что доступ к устройству

может получить любой обычный пользователь сети. Этот режим предназна-

чен для специалистов по информационным технологиям, технических специ-

алистов и сотрудников, которым нужен доступ к устройству только для про-

ведения мониторинга, но не нужны права на изменение конфигурации комму-

татора, маршрутизатора и т.п. В командной строке этот режим идентифици-

руется символом «>».

Привилегированный режим доступа дает возможность использовать все

команды маршрутизатора. Доступ к этому режиму только авторизированный,

он может быть ограничен паролем и идентификатором пользователя. Для вы-

полнения команд настройки и управления маршрутизатором системному

администратору необходимо войти в привилегированный режим. Доступ к

режиму глобальной конфигурации и другим специальным режимам может

быть получен только из привилегированного режима. В командной строке

этот режим идентифицируется символом «#».

Для перехода в привилегированный режим необходимо ввести команду

enable в командной строке с приглашением, которое оканчивается символом

«>». Синтаксис команды enable приводится в примере 1.1.

Пример 1.1 – Синтаксис команды enable

> enable [privilege-level] [view [ ]]

Описание параметров команды enable приводиться в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Параметры команды enable

Параметр Описание

privilege-level Номер уровня привилегий, на который

осуществляется переход. По умолча-

нию уровень 15.

view view-name Переход в указанное отображение до-

ступных команд.

Если пароль был установлен, то для продолжения работы маршрутиза-

тор его потребует, в целях безопасности сетевые устройства Cisco не отобра-

жают вводимые символы пароля. Если введенный пароль верен, то приглаше-

ние командной строки маршрутизатора меняется на «#», маршрутизатор вхо-

дит в привилегированный ЕХЕС режим. Введя символ «?» в привилегирован-

ном режиме, можно увидеть объемный список доступных команд; к некото-

рым из них можно получить доступ также из пользовательского режима.

Отображения настраиваются отдельно. В них перечисляются разрешен-

ные команды.

1.2 Функции OC Cisco IOS

Корпорация Cisco разрабатывает операционные системы Cisco IOS для

широкого круга сетевых платформ. Для оптимизации операционных систем

конкретно под каждое устройство компании приходится выпускать множе-

ство различных вариантов образов ОС Cisco IOS. Каждая операционная си-

стема имеет собственный набор функций, которые предназначены для работы

с определенным устройством, и связана с наличием определенного объема

памяти у устройства и потребностями покупателей.

Для различных типов устройств Cisco существует множество специали-

зированных образов операционных систем. Однако основная структура ко-

манд остается неизменной. Поэтому опыт, полученный при работе с одним

сетевым устройством корпорации Cisco, может быть очень полезен при рабо-

те с другим устройством.

c2600-js-l_121-3.bin

Версии и выпуск

Формат файла

Набор функций

Аппаратная платформа

Рисунок 1.1 – Пример описания формата файла образа IOS

Корпорация Cisco разрабатывает много различных версий программ-

ного обеспечения. Это программное обеспечение поддерживает разнооб-

разные платформы и функции.

Названия различных версий операционной системы регулируются со-

глашением и состоят из четырех частей:

– Аппаратная платформа. Первая часть имени файла указывает аппа-

ратную платформу, для которой предназначена эта версия.

– Набор функций. Вторая часть имени файла характеризует различные

функции, которые реализует этот файл. Пользователь может выбрать любые

наборы функций, которые упакованы в образы программного обеспечения.

Каждый набор функций содержит определенное подмножество из всего набо-

ра функций программного обеспечения Cisco IOS. Примеры таких наборов

приведены ниже.

– Базовый набор (Basic). Включает в себя основные функции для всех

аппаратных платформ. Примером функций базового набора является под-

держка протоколов IP и IP/FW.

– Дополнительные функции (Plus). Набор Plus представляет собой ба-

зовый набор, к которому добавлены такие дополнительные функции, как Plus,

IP/FW Plus и Enterprise Plus.

– Шифрование (k8/k9). Этот набор содержит функции 56–битового

шифрования данных, добавленные к набору Basic или набору Plus. Примера-

ми набора шифрования могут служить IP/ATM PLUS IPSEC 56 и Enterprise

Plus 56. Начиная с версии 12.2, в версиях Cisco IOS для обозначения шифро-

вания используются идентификаторы k8/k9. В версии 12.2 и более поздних

идентификатор к8 указывает на 64–битовое шифрование или шифрование с

меньшим количеством битов, в то время как к9 указывает на 64–битовое

шифрование или шифрование с большим количеством битов.

– Формат файла. Третья часть имени файла IOS указывает его формат.

Она показывает, хранится ли программное обеспечение IOS Cisco во Flash па-

мяти в сжатом виде и допускает ли образ IOS Cisco перемещение. Если Flash

образ хранится в сжатом виде, то в процессе загрузки он должен быть распа-