- •Введение
- •Условные обозначения, используемые в пособии
- •Графические символы
- •Соглашения по синтаксису командного языка
- •1 Проектирование масштабируемых сетей передачи данных
- •1.1 Масштабируемые сети передачи данных
- •1.2 Архитектура корпоративной сети передачи данных
- •1.3 Введение в технологию подсетей и ее обоснование
- •1.4 Применение технологии VLSM
- •1.5 Суммирование маршрутов
- •1.6 Проектирование масштабируемого адресного пространства
- •2 Принципы маршрутизации
- •2.1 Определение маршрутизации
- •2.1.1 Маршрутизируемые и маршрутизирующие протоколы
- •2.1.2 Основные функции маршрутизаторов
- •2.2 Концептуальные основы маршрутизации
- •2.2.1 Таблицы маршрутизации
- •2.2.2 Административное расстояние
- •2.2.3 Метрики маршрутов
- •2.2.4 Построение таблицы маршрутизации
- •2.3 Механизмы маршрутизации
- •2.3.1 Прямое соединение
- •2.3.2 Статическая маршрутизация
- •2.3.3 Настройка статических маршрутов
- •2.3.4 Использование «плавающих» статических маршрутов
- •2.3.5 Маршрутизация по умолчанию
- •2.4 Проверка и устранение ошибок в статических маршрутах
- •3 Принципы динамической маршрутизации
- •3.1 Операции динамической маршрутизации
- •3.1.1 Стоимость маршрута
- •3.2 Внутренние и внешние протоколы маршрутизации
- •3.2.1 Понятие автономной системы и домена маршрутизации
- •3.2.2 IGP – протоколы внутреннего шлюза
- •3.2.3 EGP – протоколы внешнего шлюза
- •3.3 Обзор классовых протоколов маршрутизации
- •3.3.1 Суммирование маршрутов при классовой маршрутизации
- •3.3.2 Суммирование маршрутов в разобщенных классовых сетях
- •3.4 Обзор бесклассовых протоколов маршрутизации
- •3.4.1 Суммирование маршрутов при бесклассовой маршрутизации
- •3.4.2 Суммирование маршрутов в разобщенных классовых сетях
- •3.5 Категории алгоритмов маршрутизации
- •3.5.1 Особенности дистанционно-векторных протоколов
- •3.5.2 Маршрутизация по состоянию канала
- •3.5.3 Гибридные протоколы маршрутизации
- •3.6 Конфигурирование протокола маршрутизации
- •4 Дистанционно-векторная маршрутизация
- •4.1 Дистанционно-векторный алгоритм
- •4.1.1 Дистанционно-векторный алгоритм для протокола IP
- •4.2 Маршрутизация по замкнутому кругу
- •4.3 Максимальное количество транзитных переходов
- •4.4 Применения принципа расщепления горизонта
- •4.5 Обратное обновление
- •4.6 Таймеры удержания информации
- •4.7 Механизм мгновенных обновлений
- •5 Протокол RIP
- •5.1 Настройка протокола RIP
- •5.2 Протокол RIP v1
- •5.2.1 Заголовок и поля протокола RIP v1
- •5.2.2 Команда – 1 байт
- •5.2.3 Версия – 1 байт
- •5.2.4 Неиспользуемые поля – 2 байта
- •5.2.5 Идентификатор семейства адресов – 2 байта
- •5.2.6 IP адрес – 4 байта
- •5.2.6 Метрика – 4 байта
- •5.3 Использование команды ip classless
- •5.4 Недостатки протокола RIP v1
- •5.5 Протокол RIP v2
- •5.5.1 Заголовок и поля протокола RIP v2
- •5.5.2 Тег маршрута – 2 байта
- •5.5.3 Маска подсети – 4 байта
- •5.5.4 Следующая пересылка – 4 байта
- •5.6 Аутентификация в протоколе RIP v2
- •5.6.1 Настройка аутентификации для протокола RIP
- •5.7 Суммирование маршрутов в протоколе RIP
- •5.7.1 Распространение маршрута по умолчанию
- •5.8 Расширенная настройка протокола RIP
- •5.8.1 Таймеры протокола RIP
- •5.8.2 Совместное использование в сети протокола RIP v1 и v2
- •5.8.3 Распределение нагрузки в протоколе RIP
- •5.8.4 Настройка протокола RIP для работы в сетях NBMA
- •5.8.5 Механизм инициированных обновлений в протоколе RIP
- •5.9 Тестирование и устранение ошибок в работе протокола RIP
- •6 Протокол EIGRP
- •6.1 Алгоритм диффузионного обновления
- •6.2 Преимущества протокола EIGRP
- •6.3 Автономная система протокола EIGRP
- •6.4 База данных протокола EIGRP
- •6.4.1 Таблица соседства
- •6.4.2 Таблица топологии
- •6.5 Метрика протокола EIGRP
- •6.6 Функционирование протокола EIGRP
- •6.6.1 Надежность передачи пакетов протокола EIGRP
- •6.6.2 Разрыв соседских отношений
- •6.6.3 Запланированное отключение
- •6.6.5 Меры обеспечения стабильности протокола EIGRP
- •6.7 Алгоритм DUAL
- •6.7.1 Работа алгоритма DUAL
- •6.8 Механизм ответов на запросы
- •7 Конфигурирование и тестирование протокола EIGRP
- •7.1 Запуск протокола EIGRP
- •7.2 Настройка аутентификации в протоколе EIGRP
- •7.3 Суммирование маршрутов в протоколе EIGRP
- •7.4 Настройка маршрута по умолчанию в протоколе EIGRP
- •7.5 Распределение нагрузки в протоколе EIGRP
- •7.6 Расширенная настройка протокола EIGRP
- •7.6.1 Таймеры протокола EIGRP
- •7.6.2 Изменение административного расстояния протокола EIGRP
- •7.6.3 Изменение весовых коэффициентов протокола EIGRP
- •7.6.4 Настройка протокола EIGRP для сетей NBMA
- •7.6.5 Использование EIGRP пропускной способности каналов связи
- •7.6.6 Идентификация маршрутизаторов в протоколе EIGRP
- •7.7 Тестирование и устранение ошибок в работе протокола EIGRP
- •8 Использование протокола EIGRP в масштабируемых сетях
- •8.1 Масштабируемость. Проблемы и решения
- •8.2 Использование суммарных маршрутов
- •8.3 Использование тупиковых маршрутизаторов
- •8.4 Использование протокола EIGRP в современных условиях
- •9 Протоколы маршрутизации по состоянию канала
- •9.1 Алгоритм «кратчайшего пути» Дейкстры
- •10 Протокол OSPF
- •10.1 Характеристики протокола OSPF
- •10.1.1 Групповая рассылка обновлений состояния каналов
- •10.1.2 Аутентификация
- •10.1.3 Быстрота распространения изменения в топологии
- •10.1.4 Иерархическое разделение сети передачи данных
- •10.2 База данных протокола OSPF
- •10.2.1 Таблица соседства
- •10.2.2 Таблица топологии
- •10.3 Метрика протокола OSPF
- •10.4 Служебные пакеты протокола OSPF
- •10.4.1 Пакет приветствия
- •10.4.2 Суммарная информация о таблице топологии
- •10.4.3 Запрос на получение информации о топологическом элементе
- •10.4.4 Обновление информации о топологических элементах
- •10.4.5 Подтверждение о получении
- •10.5 Процесс установки соседских отношений
- •10.5.1 Поиск соседей
- •10.5.2 Обмен топологической информацией
- •11 Настройка протокола OSPF в одной зоне
- •11.1 Запуск протокола OSPF
- •11.2 Управление значением идентификатора маршрутизатора OSPF
- •11.3 Настройка аутентификации в протоколе OSPF
- •11.3.1 Проверка функционирования аутентификации
- •11.4 Настройка маршрута по умолчанию в протоколе OSPF
- •11.5 Распределение нагрузки в протоколе OSPF
- •11.6 Расширенная настройка протокола OSPF
- •11.6.1 Таймеры протокола OSPF
- •11.6.2 Изменение административного расстояния протокола OSPF
- •11.7 Тестирование и устранение ошибок в работе протокола OSPF
- •12 Работа протокола OSPF в сетях различных типов
- •12.1 Работа протокола OSPF в сетях «Точка-Точка»
- •12.2 Работа протокола OSPF в широковещательных сетях
- •12.2.1 Правила выбора DR и BDR маршрутизаторов
- •12.3 Работа протокола OSPF в сетях NBMA
- •12.4 Режимы работы протокола OSPF в сетях NBMA
- •12.5 Режимы работы протокола OSPF в сетях Frame Relay
- •12.5.1 Нешироковешательный режим
- •12.5.2 Многоточечный режим
- •12.5.3 Использование подинтерфейсов
- •12.6 Проверка работы протокола OSPF в сетях различных типов
- •13 Работа протокола OSPF в нескольких зонах
- •13.1 Типы маршрутизаторов OSPF
- •13.1.1 Внутренние маршрутизаторы
- •13.1.2 Магистральные маршрутизаторы
- •13.1.3 Пограничные маршрутизаторы
- •13.1.4 Пограничные маршрутизаторы автономной системы
- •13.2 Типы объявлений о состоянии каналов
- •13.2.1 Структура заголовка сообщения LSA
- •13.2.2 Объявление состояния маршрутизатора (Тип 1)
- •13.2.3 Объявление состояния сети (Тип 2)
- •13.2.4 Суммарные объявления о состоянии каналов (Тип 3 и 4)
- •13.2.5 Объявления внешних связей (Тип 5 и 7)
- •13.3 Построение таблицы маршрутизации протоколом OSPF
- •13.3.1 Типы маршрутов протокола OSPF
- •13.3.2 Расчет метрики внешних маршрутов
- •13.4 Суммирование маршрутов протоколом OSPF
- •13.4.1 Суммирование межзональных маршрутов
- •13.4.2 Суммирование внешних маршрутов
- •13.4.3 Отображение внешних суммарных маршрутов
- •14 Специальные типы зон протокола OSPF
- •14.1 Типы зон протокола OSPF
- •14.1.1 Правила тупиковых зон
- •14.2 Тупиковые зоны протокола OSPF
- •14.2.1 Настройка тупиковой зоны
- •14.3 Полностью тупиковые зоны протокола OSPF
- •14.3.1 Настройка полностью тупиковой зоны
- •14.4 Таблицы маршрутизации в тупиковых зонах
- •14.5 Не совсем тупиковые зоны протокола OSPF
- •14.5.1 Настройка не совсем тупиковой зоны
- •14.5.2 Настройка полностью тупиковой зоны NSSA
- •14.6 Проверка функционирования специальных зон протокола OSPF
- •15 Виртуальные каналы в протоколе OSPF
- •15.1 Настройка виртуальных каналов
- •15.1.2 Примеры использования виртуальных каналов
- •15.2 Проверка функционирования виртуальных каналов
- •16 Перераспределение маршрутной информации
- •16.1 Понятие перераспределения маршрутной информации
- •16.2 Понятие метрического домена
- •16.3 Маршрутные петли
- •16.3.1 Односторонние перераспределение маршрутной информации
- •16.3.2 Двухсторонние перераспределение маршрутной информации
- •16.3.3 Протоколы маршрутизации подверженные образованию маршрутных петель
- •17 Совместная работа нескольких протоколов маршрутизации
- •17.2 Настройка базового перераспределения маршрутной информации
- •17.2.1 Метрика, присваиваемая перераспределяемым маршрутам
- •17.3 Настройка перераспределения маршрутной информации из присоединенных и статических маршрутов
- •17.4 Настройка перераспределения маршрутной информации в протокол RIP
- •17.5 Настройка перераспределения маршрутной информации в протокол EIGRP
- •17.6 Настройка перераспределения маршрутной информации в протокол OSPF
- •18 Управление трафиком маршрутных обновлений
- •18.1 Использование пассивных интерфейсов
- •18.1.1 Настройка пассивных интерфейсов
- •18.2 Фильтрация маршрутной информации, передаваемой между маршрутизаторами
- •18.2.1 Фильтрация сетей получателей по IP адресу сети
- •18.2.2 Фильтрация сетей получателей по длине префикса
- •18.2.3 Использование списков доступа и списков префиксов при фильтрации маршрутной информации
- •18.3 Фильтрация маршрутной информации в процессе перераспределения маршрутной информации
- •19 Маршрутные карты
- •19.1 Понятие маршрутных карт
- •19.2 Настройка маршрутной карты
- •19.3 Использование маршрутных карт при перераспределении маршрутной информации
- •19.4 Проверка конфигурации маршрутных карт
- •20 Маршрутизация по политикам
- •20.1 Понятие маршрутных политик
- •20.2 Настройка маршрутизации по политикам
- •20.3 Пример маршрутизации по политикам
- •20.4 Проверка маршрутизации по политикам
- •21 Обзор протокола BGP
- •21.1 Автономные системы
- •21.2 Использование протокола BGP
- •21.2.1 Когда используется протокол BGP
- •21.2.2 Когда не следует использовать протокол BGP
- •22 Терминология и концепции протокола BGP
- •22.1 Характеристики протокола BGP
- •22.2 Таблицы протокола BGP
- •22.3 Одноранговые устройства или соседи BGP
- •22.4 Маршрутизация по политикам
- •22.5 Атрибуты протокола BGP
- •22.5.1 Содержимое сообщения обновления протокола BGP
- •22.5.2 Стандартные и опциональные атрибуты
- •22.5.3 Атрибут «Путь к AS»
- •22.5.4 Атрибут «Узел следующего перехода»
- •22.5.5 Атрибут «Локальный приоритет»
- •22.5.6 Атрибут MED
- •22.5.7 Атрибут «Отправитель»
- •22.5.7 Атрибут «Сообщество»
- •22.5.8 Атрибут «Вес»
- •23 Работа протокола BGP
- •23.1 Типы сообщений протокола BGP
- •23.1.1 Состояния BGP соседей
- •23.2 Процесс принятия решения при выборе пути
- •23.2.1 Выбор нескольких путей
- •23.3 CIDR маршрутизация и суммирование маршрутов
- •24 Настройка протокола BGP
- •24.1 Одноранговые группы
- •24.2 Основные команды протокола BGP
- •24.2.1 Модификация атрибута NEXT-HOP
- •24.2.2 Описание объединенного адреса в BGP таблице
- •24.2.3 Перезапуск протокола BGP
- •24.3 Проверка работоспособности протокола BGP
- •25 Множественная адресация
- •25.1 Типы множественной адресации
- •Заключение
- •Словарь терминов
- •Список использованных источников
10.1.1.0/24
QR
QR
R1
R2
10.0.0.0/8
10.0.0.0/8
R3
R4
R5
Рисунок 8.3 – Обработка изменений в топологии сети с использованием суммарных маршрутов
Такой подход уменьшает время сходимости при избыточной топологии
сети.
8.3 Использование тупиковых маршрутизаторов
Возможность создания тупиковых EIGRP маршрутизаторов появилась в ОС Cisco IOS начиная с 12.0(7)T.
Использование тупиковых EIGRP маршрутизаторов улучшает стабильность сети, уменьшает использование вычислительных и сетевых ресурсов и упрощает конфигурацию маршрутизаторов.
При использовании данной возможности, только удаленные маршрутизаторы могут быть сконфигурированы как тупиковые.
Настройка удаленных маршрутизаторов как тупиковых EIGRP маршрутизаторов информирует вышестоящие маршрутизаторы о том, что посылать им запросы не имеет смысла потому, что они не имеют нижестоящих соседей и не могут знать альтернативных маршрутов.
Тупиковые маршрутизаторы могут иметь соседские отношения только с вышестоящими маршрутизаторами. Однако применение тупиковых маршрутизаторов не запрещает им распространять маршруты о сетях непосредственно подключенных к ним, или настроенные на них суммарные и статические маршруты.
Топология «звезда» наилучшим образом подходит для создания тупиковых маршрутизаторов. В данной топологии удаленный маршрутизатор весь трафик, который не является локальным передает центральному маршрутизатору. Удаленный маршрутизатор не должен знать таблицы маршрутизации всей сети, ему достаточно знать маршрут на центральный маршрутизатор. В топологии «звезда» размещение таблицы маршрутизации всей сети на уда-
155
ленном маршрутизаторе не имеет ни какой технической необходимости, так как все равно все маршруты проходят через центральный маршрутизатор.
Для настройки процесса маршрутизации EIGRP как тупикового применяется команда eigrp stub, синтаксис команды приводится в примере 8.1
Пример 8.1 – Синтаксис команды eigrp stub
(config-router)#eigrp stub [receive-only | connected | static | summary | redistributed]
(config-router)no eigrp stub [receive-only | connected | static | summary | redistributed]
Описание параметров команды eigrp stub приводиться в таблице 8.1.
Таблица 8.1 – Параметры команды eigrp stub
Параметр |
Описание |
receive-only |
Ограничивает функции маршрутизато- |
|
ра только получением маршрутов от |
|
других маршрутизаторов. Маршрути- |
|
затор сконфигурированный, данной |
|
командой не рассылает другим марш- |
|
рутизаторам известные ему маршруты. |
|
Любые другие опции при использова- |
|
нии receive–only становятся недоступ- |
|
ны, потому что они предусматривают |
|
рассылку маршрутов во внешнюю |
|
сеть. |
connected |
Опция разрешает рассылку маршрутов |
|
на сети, которые являются непосред- |
|
ственно подключенными к данному |
|
маршрутизатору. Эта опция включает- |
|
ся по умолчанию при конфигурации |
|
тупикового маршрутизатора и являет- |
|
ся наиболее используемой. |
static |
Даная опция позволяет маршрутизато- |
|
ру производить рассылку статических |
|
маршрутов из его таблицы маршрути- |
|
зации. Для корректной работы марш- |
|
рутизатора в данной конфигурации |
|
необходимо присутствие команды re- |
|
distribute static в настройках EIGRP |
|
маршрутизатора |
156
Продолжение таблицы 8.1 |
|
|
|
Параметр |
Описание |
summary |
Опция позволяет рассылку суммарных |
|
маршрутов. Суммарные маршруты мо- |
|
гут быть настроены вручную при по- |
|
мощи команды summary–address или |
|
автоматически командой auto–sum- |
|
mary. Опция summary включается ав- |
|
томатически. |
redistributed |
Опция позволяет рассылку маршрутов |
|
полученную от других протоколов |
|
маршрутизации. Для корректной рабо- |
|
ты маршрутизатора в данной конфигу- |
|
рации необходима настройка механиз- |
|
мов перераспределения маршрутной |
|
информации от других протоколов |
|
маршрутизации |
Команда eigrp stub может конфигурироваться с несколькими опциями, которые могут использоваться в любой комбинации, за исключением receiveonly. Опция receive-only используется индивидуально.
При использовании технологии тупиковых маршрутизаторов на вышестоящих маршрутизаторах не могут автоматически создаваться суммарные маршруты для тупиковых маршрутизаторов. В протоколе EIGRP администратору сети, если это необходимо, приходиться вручную настраивать суммарные маршруты для тупиковых маршрутизаторов.
10.1.1.0/24
QR R3
R1
|
R4 |
S |
|
|
|
R2 |
R5 |
|
Рисунок 8.4 – Обработка изменений в топологии сети с использованием тупиковых маршрутизаторов
157
Использование тупиковых маршрутизаторов в удаленных офисах (Рисунок 8.4) позволяет центральным маршрутизаторам немедленно отвечать на запросы о поиске альтернативных маршрутов без распространения запросов в сторону удаленных маршрутизаторов. Таким образом, сокращается время сходимости сети.
Использование тупиковых маршрутизаторов предотвращает проблему, рассылки удаленными маршрутизаторами маршрутов от центральных маршрутизаторов другим маршрутизаторам находящимся в центральной части сети.
8.4 Использование протокола EIGRP в современных условиях
В настоящее время в сетях передачи данных широкое распространение получили высокоскоростные каналы передачи данных со скоростями 1Гбит/с и выше. Также значительно изменился вид передаваемого трафика. Если раньше это был в основном FTP трафик, трафик почтовых и WEB приложений, то в настоящее время все большую долю трафика в сетях передачи данных занимает трафик приложений реального времени, таких как IP-телефония или видеоконференции.
Исходя из этого, значительно изменились требования к устойчивости и времени сходимости сети. Если раньше время сходимости сети после произошедших изменений равнявшееся нескольким секундам считалось хорошим, и ни как не сказывалось на работе приложений, то в настоящее время подобные задержки могут негативно сказаться на работе приложений реального времени.
Для избегания подобных проблем используется ряд мер: использование высокоскоростных каналов связи, резервирование каналов связи, а также внесение изменений в работу маршрутизаторов и протоколов маршрутизации с целью уменьшения времени сходимости сети при обнаружении изменений. Для протокола EIGRP применяется два основных механизма уменьшения времени сходимости сети.
Это уменьшение Hello интервала до минимума равного 1 секунде. Применение данного механизма может показаться чересчур расточительным с точки зрения использования пропускной способности каналов связи. Однако доля Hello пакетов, по сравнению с другим служебным трафиком в сети передачи данных, при использовании высокоскоростных каналов связи незначительна.
Вторым методом уменьшения времени сходимости сети является уменьшение времени реакции маршрутизатора на изменения в состоянии его интерфейсов. По умолчанию, время реакции маршрутизатора ни переход интерфейса из состояния Up в Down и наоборот равно 2 секундам. Минималь-
158
ным значением времени реакции маршрутизатора является ноль секунд, т.е. мгновенная реакция. Время реакции на переход интерфейса между его состояниями устанавливается независимо на каждом из интерфейсов при помощи команды carrier-delay синтаксис команды приводится в примере 8.2
Пример 8.2 – Синтаксис команды carrier-delay
(config-if)#carrier-delay [seconds | msec milliseconds] (config-if)#no carrier-delay [seconds | msec milliseconds]
Описание параметров команды carrier-delay приводиться в таблице 8.2.
Таблица 8.2 – Параметры команды carrier-delay
Параметр |
Описание |
seconds |
Время реакции в секундах на измене- |
|
ние состояния интерфейса. По умолча- |
msec milliseconds |
нию 2 секунды. |
Время реакции в миллисекундах на из- |
|
|
менение состояния интерфейса. По |
|
умолчанию 50 миллисекунд. |
На рисунке 8.5 приводится пример настройки маршрутизаторов с целью уменьшения времени обнаружения изменений в топологии сети.
GI 1 |
|
|
R1 |
GI 0 |
R2 |
|
||
r1# interface GigabitEthernet 1 |
r2# interface GigabitEthernet 0 |
|
ip hello -interval eigrp 1 |
ip hello-interval eigrp 1 |
|
ip hold-time eigrp 3 |
ip hold-time eigrp 3 |
|
carrier-delay msec 0 |
carrier-delay msec 0 |
Рисунок 8.5 – Минимизация времени обнаружения изменений в топологии мети
159