- •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
13.2 Типы объявлений о состоянии каналов
Иерархическое разделение домена маршрутизации OSPF на несколько зон приводит к нескольким способам прохождения пользовательского трафика по сети передачи данных.
–Трафик, отправитель и получатель которого располагаются в пределах одной зоны, проходит только через данную зону.
–Трафик, отправитель и получатель которого располагаются в разных зонах, проходит через магистральную зону до зоны, в которой располагается получатель.
–Трафик, получатель которого располагается во внешней автономной системе, поступает на пограничный маршрутизатор автономной системы, объявляющий соответствующую сеть получатель. Этот ASBR маршрутизатор является внутренним адресатом для домена маршрутизации OSPF, поэтому трафик на него поступает в соответствии с вышеописанными правилами.
Как говорилось ранее, предназначение сообщений LSA заключается в представлении топологической информации о сети передачи данных. Иерархическое разделение домена маршрутизации приводящее к различным способам прохождения пользовательского трафика также приводит к разделению сообщений LSA на несколько типов. Правила распространения сообщений LSA различных типов зависят как от содержания данных в сообщении, так и от маршрутизаторов которые их объявили.
13.2.1 Структура заголовка сообщения LSA
Хотя, все типы сообщений LSA описывают различные типы топологической информации, все сообщения имеют одинаковую структуру заголовка, показанную на рисунке 13.4.
Заголовок сообщения LSA
32 бита
8 |
8 |
8 |
8 |
Возраст сообщения |
Опции |
Тип |
Идентификатор сообщения
Объявляющий маршрутизатор
Порядковый номер сообщения
Контрольная сумма |
Длина |
|
|
Данные LSA
Рисунок 13.4 – Заголовок сообщения LSA
226
Стандартный заголовок сообщения LSA протокола OSPF размером 20 байт включает следующие восемь полей:
–Возраст сообщения. Поле содержит значение возраста сообщения LSA в секундах. Когда создается экземпляр сообщения LSA, его возраст устанавливается равным 0. Каждую секунду, пока сообщение находится в памяти маршрутизатора, его возраст увеличивается на единицу. Максимальное значение, которое может принимать поле «Возраст сообщения» равняется 1 часу (3600 с).
–Опции. Поле описывает дополнительные возможности маршрутизатора, объявившего данное сообщение LSA. Данное поле идентично полю «Опции» Hello пакета описанному в пункте 10.4.1.
–Тип. Поле указывает тип сообщения LSA. Различные типы сообщений LSA обычно называют по их номерам. В таблице 13.1 перечисляются типы LSA сообщений.
Таблица 13.1 – Типы сообщений LSA
Но- |
Тип LSA |
Описание |
Кем объявляется |
|
мер |
||||
|
|
|
||
|
Объявление со- |
Описывает состояния ин- |
Всеми маршрутизато- |
|
1 |
стояние маршру- |
терфейсов маршрутиза- |
рами. |
|
|
тизатора. |
тора. |
|
|
|
Объявление со- |
Перечисляет маршрути- |
DR маршрутизаторами. |
|
2 |
стояния сети. |
заторы, входящие в ши- |
|
|
|
|
роковещательный домен. |
|
|
|
Суммарное объ- |
Описывает суммарные |
Пограничными марш- |
|
3 |
явление о состоя- |
маршруты. |
рутизаторами зоны |
|
|
нии каналов. |
|
OSPF. |
|
|
Суммарное объ- |
Описывает пограничные |
Пограничными марш- |
|
4 |
явление о состоя- |
маршрутизаторы авто- |
рутизаторами зоны |
|
|
нии каналов. |
номной системы. |
OSPF. |
|
|
Объявления |
Описывает импортиро- |
Пограничными марш- |
|
5 |
внешних связей |
ванные маршруты из дру- |
рутизаторами автоном- |
|
автономной си- |
гих AS. |
ной системы. |
||
|
||||
|
стемы. |
|
|
|
|
Групповые LSA. |
Описания топологиче- |
MOSPF маршрутизато- |
|
|
|
ской информации для |
рами. |
|
6 |
|
группового трафика. |
Данный тип не поддер- |
|
|
|
|
живается маршрутиза- |
|
|
|
|
торами Cisco. |
227
Продолжение таблицы 13.1
Номер |
Тип LSA |
Описание |
Кем объявляется |
|
|
|
|
|
Внешние LSA для |
Описывает импортиро- |
Пограничные |
7 |
NSSA зон. |
ванные маршруты в об- |
маршрутизаторы |
|
ласть NSSA из других |
NSSA. |
|
|
|
||
|
|
AS. |
|
|
VPN LSA для взаимо- |
Описывает импортиро- |
Пограничные |
8 |
действия с BGP VPN |
ванные маршруты из |
маршрутизаторы |
|
v4 |
BGP VPN v4. |
PE. |
9,10,11 |
Зарезервировано. |
- |
- |
|
|
|
|
– Идентификатор сообщения. Поле является компонентом уникальной идентификации LSA сообщения. Другими компонентами являются поля «Тип сообщения» и «Объявляющий маршрутизатор». В зависимости от типа LSA этому полю присваиваются значения, приведенные в таблице 13.2.
Таблица 13.2 – Значения поля «Идентификатор сообщения»
Тип LSA |
Идентификатор сообщения |
1 |
RID маршрутизатора заявившего LSA. |
2 |
IP адрес интерфейса DR маршрутиза- |
|
тора подключенного к широковеща- |
|
тельному домену. |
3 |
Суммарный маршрут сети получателя. |
4 |
RID пограничного маршрутизатора ав- |
|
тономной системы. |
5 и 7 |
Сеть получатель. |
–Объявляющий маршрутизатор. Поле содержит RID маршрутизатора заявившего сообщение LSA.
–Порядковый номер сообщения. Поле содержит величину, идентифицирующую данный экземпляр сообщения LSA. Порядковый номер рассматривается как знаковое целое, он может быть изменен только маршрутизатором, который объявляет данное LSA. Самый первый экземпляр каждого сообщения LSA имеет порядковый номер 0x80000001 т.е. -231+1. Каждый раз при достижении максимального возраста сообщения LSA маршрутизатор создает новый экземпляр данного LSA и увеличивает порядковый номер на единицу. Максимальное значение порядкового номера равняется 0x7FFFFFFF т.е. 231-1. Минимальный период времени, за который при генерации новых экземпляров
228
LSA сообщений равным 5 секундам, данное значение будет достигнуто через 700 лет. Следовательно, слишком большие номера экземпляров сообщений LSA могут свидетельствовать о наличии какой-либо проблемы в аппаратном или программном обеспечении маршрутизатора.
–Контрольная сумма. Поле содержит контрольную сумму всего сообщения LSA за исключением двух полей: самого себя и поля возраст сообщения.
–Длина. Поле содержит длину сообщения в байтах.
После общего заголовка пакета OSPF идет поле данных со специфической информацией, относящейся к одному из семи типов LSA.
13.2.2 Объявление состояния маршрутизатора (Тип 1)
Сообщения LSA 1 типа описывают состояния связей маршрутизатора в отдельной зоне. Они объявляются всеми маршрутизаторами OSPF без исключений. Маршрутизатор OSPF генерирует отдельное сообщение первого типа для каждой зоны, к которой он подключен. Например, если маршрутизатор является ABR маршрутизатором, два интерфейса, которого подключены к магистральной зоне, а один к регулярной зоне, маршрутизатор сгенерирует одно сообщение LSA для магистральной зоны и одно для регулярной зоны. Первое сообщение будет описывать два интерфейса подключенные к магистральной зоне, второе сообщение – один интерфейс регулярной зоны. Маршрутизатор все интерфейсы, которого принадлежат одной зоне OSPF, заявляют одно сообщение LSA первого типа. Сообщения LSA первого типа распространяются только в пределах зоны, в которой они объявлены (Рисунок 13.5).
|
Зона 1 |
Internal |
Internal |
LSA |
1 |
Рисунок 13.5 – Область распространения LSA 1 типа
Структура сообщения LSA маршрутизатора представлена на рисунке
13.6.
229
Данные пакета LSA
32 бита
8 |
8 |
8 |
8 |
||
|
|
Заголовок |
LSA (Тип |
= 1) |
|
|
Флаги |
|
Количество связей |
||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Идентификатор связи |
|
||
|
|
Данные связи |
|
||
Тип связи |
|
Число ToS |
|
|
Метрика |
|
|
|
|||
ToS |
|
|
|
|
Метрика ToS |
|
|
|
|||
|
0 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Флаги |
|
Количество связей |
|
|
|
|
|
|
|
|
Идентификатор связи |
||
|
|
Данные связи |
|
|
|
|
|
|
|
Тип связи |
|
Число ToS |
|
Метрика |
ToS |
|
|
|
Метрика ToS |
|
|
|||
|
0 |
|
||
|
|
|
|
|
1 Связь
N Связь
Рисунок 13.6 – Структура сообщения LSA 1 типа
Структура сообщения включает в себя заголовок LSA со значением 1 в поле «Тип сообщения», далее идут поля данных:
–Флаги. Поле размеров в 16 бит имеет структуру, показанную на рисунке 13.7.
–Количество связей. Поле содержит число связей маршрутизатора описанное в сообщении.
16 бит
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
0 |
|
|
V |
E |
B |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
Рисунок 13.7 – Структура поля «Флаги»
Из 16 бит поля «Флаги» в настоящее время определены только 3, остальные зарезервированы для будущего использования и в настоящее время всегда равны 0. Три определенных в настоящее время бита выполняют следующие функции:
– Бит V. Бит указывает, что маршрутизатор имеет один или несколько виртуальных каналов, установленных через зону, для которой это сообщение LSA было создано.
230