Дибров М.В. Маршрутизаторы

Подождите немного. Документ загружается.

Статические маршруты должны быть заданы на обоих концах канала

связи между маршрутизаторами, иначе удаленный маршрутизатор не будет

знать маршрута, по которому нужно отправлять ответные пакеты и будет по-

строена лишь односторонняя связь (Рисунок 2.5)

172 .16.1.0/24

10.1.2.0/24

r1# ip route 10.1.2.0 255.255.255.0 Serial1

r2# ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 10.1.1.1

Рисунок 2.5 – Статические маршруты

В качестве выходного адреса с маршрутизатора для статического марш-

рута может применяться IP адрес входного интерфейса соседнего маршрути-

затора или указываться выходной интерфейс маршрутизатора. Единственным

различием между этими двумя видами записи команды будет являться адми-

нистративное расстояние маршрута при его помещении в таблицу маршрути-

зации. Стандартно при использовании адреса следующего перехода админи-

стративное расстояние устанавливается равным 1. При задании выходного

интерфейса для административного расстояния устанавливается значение 0.

Если требуется установить административное расстояние, отличающееся от

стандартного, то следует ввести значение в интервале от 0 до 255 в качестве

параметра distance команды ip route.

Если маршрутизатор, по каким либо причинам, не может использовать

выходной интерфейс, заданный в маршруте, то такой маршрут не будет зане-

сен в таблицу маршрутизации.

2.3.4 Использование «плавающих» статических маршрутов

Иногда статические маршруты могут использоваться в качестве резерв-

ных. Согласно административному расстоянию маршрутизатор в большей

степени доверяет статическим маршрутам. Когда существует необходимость

сконфигурировать резервный статический маршрут для динамического марш-

рута, то в такой ситуации статический маршрут не должен использоваться,

пока доступен динамический маршрут.

С помощью опции distance можно сделать статический маршрут менее

предпочтительным, чем динамический маршрут, или один статический марш-

рут сделать более предпочтительным, чем другой статический маршрут.

Статический маршрут, настроенный подобным образом, появится в та-

блице маршрутизации только в том случае, если станет недоступным динами-

ческий маршрут. Как только динамический маршрут вновь станет доступным,

статический маршрут будет вычеркнут из таблицы маршрутизации. Такие

маршруты называются плавающими (Рисунок 2.6).

Dial -Up

(BackUp )

R1 R2

r2# router eigrp 200

network 10.0.0.0

network 192.168.1.0

ip route 10.1.1.0 255.255.255.0 172.16.1.1 100

r1# router eigrp 200

network 10.0.0.0

network 192.168.1.0

ip route 10.1.2.0 255.255.255.0 172.16.1.2 100

10.1.1.0/24 10.1.2.0/24

192.168 .1.0/30

Рисунок 2.6 – Плавающий маршрут

На рисунке 2.6 маршрутизаторы R1 и R2 соединены скоростным кана-

лом связи, так же имеется возможность создания резервного канала связи,

когда основной канал связи недоступен. Пока будет доступен основной канал

связи, статический маршрут не будет занесен в таблицу маршрутизации, по-

тому что его административное расстояние больше чем у маршрута получен-

ного по динамическому протоколу EIGRP. Как только основной канал связи

станет недоступным, маршрут от протокола EIGRP будет удален из таблицы

маршрутизации и на его место будет внесен статический маршрут по резерв-

ному коммутируемому каналу.

2.3.5 Маршрутизация по умолчанию

Бывают ситуации, когда маршрутизатору не нужно знать обо всех сетях

в топологии (Рисунок 2.7). Такой маршрутизатор может быть сконфигуриро-

ван так, что бы посылать весь трафик или часть трафика, не описанного в та-

блице маршрутизации, по специальному маршруту, так называемому марш-

руту по умолчанию. Маршруты по умолчанию могут поступать на маршрути-

затор с помощью протоколов динамической маршрутизации или быть на-

строены на нем вручную.

WAN

172.16.1.0/24

10.1.2.0/24

r1# ip route 10.1.2.0 255.255.255.0 10.1.1.2

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.1.2

r2# ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 Serial 0

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Serial 1

192 .168 .1.0/30

r1# show ip route

...

Gateway of last resort is not set

...

C 172.16.1.0/24 is derectly connected, Ethernet 0

C 10.1.1.0/30 is derectly connected, Serial 1

S 10.1.2.0/24 [1/0] via 10.1.1.0

S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 10.1.1.0

Рисунок 2.7 – Маршрут по умолчанию

Для задания статического маршрута по умолчанию используется следу-

ющий формат команды ip route (Пример 2.3).

Пример 2.3 – Статический маршрут по умолчанию

(config) ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 [next-hop-address | outgoing interface]

Описание параметров статического маршрута по умолчанию приво-

диться в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Параметры статического маршрута по умолчанию

Параметр Описание

next-hop-address IP адрес маршрутизатора которому

перенаправляется пакет.

outgoing interface Выходной интерфейс, на который сле-

дует передать пакет для отправки.

Маршрут по умолчанию возможен для любого адреса сети получателя.

Так как маршрутизатор пытается найти в таблице маршрутизации наи-

большее соответствие между записями в таблице и адресом получателя, сети

присутствующие в таблице маршрутизации будут просмотрены раньше, чем

маршрутизатор обратиться к маршруту по умолчанию. Если альтернативного

пути в таблице маршрутизации найдено не будет, то будет использован марш-

рут по умолчанию.

2.4 Проверка и устранение ошибок в статических маршрутах

После того как статические маршруты сконфигурированы, важно про-

верить, что они находятся в таблице маршрутизации и пересылка пакетов по

ним осуществляется требуемым образом. Для просмотра таблицы маршрути-

зации и наличия маршрута в ней используется команда show ip route (Пример

2.4).

Пример 2.4 – Синтаксис команды show ip route

show ip route [ip-address [mask] [longer-prefixes] | protocol [process-id] |

list [access-list-number | access-list-name]

Описание параметров команды show ip route приводиться в таблице 2.4.

Таблица 2.4 – Параметры команды show ip route

Параметр Описание

ip-address IP адрес, по которому необходимо вы-

вести маршрутную информацию.

mask Маска подсети.

longer-prefixes Вывод информации о маршрутах, ко-

торые имеют больший префикс, чем

ip-address mask.

protocol Имя протокола или метода маршрути-

зации, по которому необходимо выве-

сти маршрутную информацию.

process-id Номер процесса для указанного прото-

кола маршрутизации.

list Вывод информации о маршрутах от-

фильтрованной списком доступа.

access-list-number Номер списка доступа.

access-list-name Имя списка доступа.

Для проверки сквозного соединения между маршрутизаторами исполь-

зуется команда ping. Для вывода пути пакета через маршрутизаторы находя-

щиеся между маршрутизаторами используется команда traceroute.

3 Принципы динамической маршрутизации

Протоколы динамической маршрутизации могут автоматически отсле-

живать изменения в топологии сети.

При использовании протоколов динамической маршрутизации, админи-

стратор сети конфигурирует выбранный протокол на каждом маршрутизаторе

в сети. После этого маршрутизаторы начинают обмен информацией об из-

вестных им сетях и их состояний. Причем маршрутизаторы обмениваются ин-

формацией только с теми маршрутизаторами, где запущен тот же протокол

динамической маршрутизации. Когда происходит изменение топологии сети,

информация об этих изменениях автоматически распространяется по всем

маршрутизаторам, и каждый маршрутизатор вносит необходимые изменения

в свою таблицу маршрутизации.

Показанная на рисунке 3.1 сеть по-разному адаптируется к изменениям

топологии, в зависимости от того, какой тип маршрутизации используется:

динамическая или статическая.



R1 R2

R3R4

Рисунок 3.1 – Динамический маршрут

Статическая маршрутизация позволяет переслать пакет из одной сети в

другую на основе вручную заданных маршрутов. В данном примере маршру-

тизатор R1 всегда пересылает потоки данных, предназначенные маршрутиза-

тору R3, через маршрутизатор R4. Маршрутизатор обращается к своей табли-

це маршрутизации и в соответствии находящейся там информацией о стати-

ческом маршруте направляет пакет на узел получатель.

Если маршрут от маршрутизатора R1 к маршрутизатору R4 по какой

либо причине становиться недоступным, то маршрутизатор R1 не может

передавать пакет маршрутизатору R4 по нему. Соответственно, до повторно-

го ручного конфигурирования маршрутизатора R1 на передачу пакетов через

маршрутизатор R2 связь с сетью получателем будет невозможна.

Динамическая маршрутизация обеспечивает большую гибкость. В соот-

ветствии с таблицей маршрутизации, созданной на маршрутизаторе R1, пакет

может быть доставлен к пункту назначения по более предпочтительному

маршруту через маршрутизатор R4. Однако при этом остается доступным и

второй путь к пункту назначения – через маршрутизатор R2. Когда маршру-

тизатор R1 узнает о том, что канал к маршрутизатору R4 вышел из строя, он

обновит свою таблицу маршрутизации, делая маршрут через маршрутизатор

R2 предпочтительным маршрутом к пункту назначения. В этом случае марш-

рутизаторы продолжают пересылку пакетов по резервному каналу.

После того как маршрут между маршрутизаторами R1 и R4 восстано-

виться, маршрутизатор R1 снова обновляет свою таблицу маршрутизации,

отдавая предпочтение основному маршруту через маршрутизатор R4.

Протоколы динамической маршрутизации могут также для повышения

эффективности работы сети применять механизм балансировки нагрузки по

нескольким маршрутам.

3.1 Операции динамической маршрутизации

Успешное функционирование динамической маршрутизации зависит от

выполнения маршрутизатором двух его основных функций при динамической

маршрутизации (Рисунок 3.2):

Протокол маршрутизации

Таблица маршрутизации

Протокол маршрутизации

Таблица маршрутизации

Рисунок 3.2 – Протоколы маршрутизации поддерживают

информацию о маршрутах

– Поддержка таблицы маршрутизации в актуальном состоянии;

– Своевременное распространение информации об известных им сетях

и маршрутах среди остальных маршрутизаторов.

При распространении информации о сетях механизм динамической

маршрутизации использует один из протоколов маршрутизации. Такой прото-

кол определяет набор правил, используемых маршрутизатором при осуще-

ствлении связи с соседними маршрутизаторами. Протокол маршрутизации

определяет:

– Каким образом распространяются обновления маршрутов;

– Какая информация содержится в обновлениях;

– Как часто рассылаются обновления;

– Каким образом выполняется поиск получателей обновлений.

3.1.1 Стоимость маршрута

Метрика маршрута или расстояние до сети также называемая стоимо-

стью маршрута одна из главных составляющих информации передаваемой

между маршрутизаторами об известных им маршрутах до сетей получателей.

Каждый протокол маршрутизации имеет собственные параметры и алгорит-

мы расчета метрик маршрутов. В качестве параметров для расчета метрик

маршрутов выступают: количество переходов на пути до сети получателя,

скорость передачи данных по каналу связи или более сложные метрики, в ко-

торых принимаются во внимание сразу несколько характеристик маршрута

(Рисунок 3.3).

R1 R2

R3R4

Полоса пропускания

Задержка

Загрузка канала

Надежность

Количество переходов

Стоимость

Рисунок 3.3 – Метрики, используемые для определения

наилучшего маршрута

Большинство протоколов маршрутизации ведут базы данных обо всех

известных им сетях, а так же обо всех известных маршрутах до этих сетей.

Если маршрутизатору известно больше одного маршрута до сети получателя,

то он сравнивает метрики этих маршрутов и передает в таблицу маршрутиза-

ции маршрут с наименьшей метрикой.

3.2 Внутренние и внешние протоколы маршрутизации

3.2.1 Понятие автономной системы и домена маршрутизации

В технологии маршрутизации существует два понятия автономная си-

стема и домен маршрутизации (Рисунок 3.4).

EIGRP

RIPIGRP

Автономная система

Рисунок 3.4 – Автономная система и домен маршрутизации

Автономная система (autonomous system, AS) – это набор сетей, кото-

рые находятся под единым административным управлением и в которых ис-

пользуются единая стратегия и правила маршрутизации. Автономная система

для внешних сетей представляется как некий единый объект.

Домен маршрутизации – это совокупность сетей и маршрутизаторов,

использующих один и тот же протокол маршрутизации.

В сети Интернет термин автономная система используется для описа-

ния крупных логически объединенных сетей, например сетей Internet про-

вайдеров. Каждая такая AS имеет в качестве своего идентификатора шестна-

дцати-битовое число. Для публичных сетей Internet провайдеров номер AS

выдает и регистрирует Американский реестр Internet номеров (American Re-

gistry of Internet Numbers – ARIN), согласно RFC 2270 для частных AS выде-

лен диапазон номеров 64512 – 65534, автономная система 65535 зарезервиро-

вана под служебные задачи.

Протоколы маршрутизации делятся на две категории: внутренние (In-

terior) и внешние (Exterior).

3.2.2 IGP – протоколы внутреннего шлюза

Внутренние протоколы имеют общее название IGP (Interior Gateway

Protocol, протоколы внутреннего шлюза). К ним относятся любой протокол

маршрутизации, используемый исключительно внутри автономной системы,

к таким протоколам относятся, например RIP, EIGRP и OSPF. Каждый IGP

протокол представляет один домен маршрутизации внутри AS. В пределах ав-

тономной системы может существовать множество IGP доменов (Рисунок

3.5).

RIP

EIGRP

AS100

Граничный

маршрутизатор

Домены

маршрутизации

Рисунок 3.5 – Домены маршрутизации внутри AS

Маршрутизаторы, поддерживающие один и тот же протокол IGP обме-

ниваются информацией друг с другом в пределах домена маршрутизации.

Маршрутизаторы, работающие более чем с одним протоколом IGP, например,

использующие протоколы RIP и OSPF, являются участниками двух отдель-

ным доменов маршрутизации. Такие маршрутизаторы называются граничны-

ми.

3.2.3 EGP – протоколы внешнего шлюза

Внешние протоколы – EGP (Exterior Gateway Protocol протоколы внеш-

него шлюза) – это протоколы маршрутизации, обеспечивающие маршрутиза-

цию между различными автономными системами. Протокол BGP (Border

Gateway Protocol, протокол пограничного шлюза) является одним из наиболее

известных межсистемных протоколов маршрутизации. Протоколы EGP обес-

печивают соединение отдельных AS и транзит передаваемых данных между

этими AS и через AS (Рисунок 3.6).

IGP

AS100

IGP

AS200

IGP

EGP

Рисунок 3.6 – Внешние протоколы маршрутизации

Протоколы EGP только распознают автономные системы в иерархии

маршрутизации, игнорируя внутренние протоколы маршрутизации. Гранич-

ные маршрутизаторы различных AS обычно поддерживают, во-первых, ка-

кой-либо тип IGP через интерфейсы внутри своих AS, и, во-вторых, BGP или

иной тип внешнего протокола через внешние интерфейсы, соединяющие соб-

ственную AS с удаленной.

3.3 Обзор классовых протоколов маршрутизации

Когда разрабатывались классовые протоколы маршрутизации сети

передачи данных сильно отличались от современных. Самые быстрые моде-

мы имели скорость передачи 300Бит/с., скорость в магистральных каналах

связи не превышала 56кБит/с., а маршрутизаторы имели максимум 640Кб

оперативной памяти. Обновления маршрутной информации были маленькие,

чтобы не занимать и так слишком малую пропускную способность маги-

стральных каналов, к тому же маршрутизаторы не имели вычислительных ре-

сурсов обрабатывать маршрутную информацию о каждой подсети.

Классовые протоколы маршрутизации не содержат в обновлениях

маршрутной информации информацию о подсетях. Поскольку маршрутная

информация не содержит информацию о подсетях, то маршрутизатор делает

предположение о маске подсети по адресу сети, пришедшему в обновлении.