Настройка маршрутизации

Содержание

Введение

Основной задачей коммутаторов является обеспечение связности узлов в рамках одной сети (см. Коммутация в устройствах семейств InfiLINK 2x2 и InfiMAN 2x2.), поэтому в сети должны быть выделены устройства, обеспечивающих связность сетей между собой. В статье будут рассмотрены сценарии использования и конфигурации таких функций на устройствах Инфинет различных семейств.

Терминология

• Коммутация - процесс соединения абонентов через промежуточные устройства. В большинстве современных сетей коммутация кадров выполняется на основе заголовка Ethernet (MAC-адрес назначения и идентификатор vlan). В рамках статьи термины коммутация и L2-технология передачи данных тождественны.
• Коммутатор - устройство, выполняющее коммутацию.
• Маршрутизация - процесс определения пути передачи данных, являющимся лучшим по одному из критериев. В большинстве современных сетей маршрутизация пакетов выполняется на основе заголовка IP (IP-адрес получателя). В рамках статьи термины маршрутизация и L3-технология передачи данных тождественны.
• Маршрутизатор - устройство, выполняющее маршрутизацию.
• Локальная сеть
• Глобальная сеть

Маршрутизация

Основной функцией сетей является возможность организации связи между произвольными узлами, подключенными к этой сети. Использование для этих задач технологий коммутации пакетов, ассоциируемых с канальным уровнем модели сетевого взаимодействия, имеет ряд недостатков:

• При использовании некоторых протоколов канального уровня, например Ethernet, существует риск возникновения петель. Риск может быть минимизирован с использованием сторонних инструментов, например протокола STP, однако не ограничивается стандартными средствами Ethernet.
• Объём широковещательного трафика зависит от числа устройств, подключенных в сети, что накладывает ограничения на размер широковещательного домена. Таким образом, использование канальных протоколов не позволяет достичь глобальной связности устройств.
• Каждая из записей таблицы коммутации содержит MAC-адрес интерфейса устройства и не поддерживает механизм группирования этих адресов. Таким образом, обеспечения глобальной связности потребует наличия таблиц коммутации, включающих в себя MAC-адреса всех устройств в мире, на каждом из сетевых узлов.

Данных недостатков лишен протокол сетевого уровня IP, который широко используется для обеспечения связности в крупных и глобальных сетях. Протокол IP не является заменой Ethernet, эти протоколы работают совместно и выполняют разные функции: Ethernet обеспечивает передачу данных в рамках канала связи, IP - отвечает за глобальную адресацию и связь узлов.

На текущий момент распространение получили две версии протокола IP: IPv4 и IPv6. Поскольку в устройствах Инфинет реализована поддержка только протокола IPv4, то далее будет рассматривать только эта версия протокола IP.

Протокол IP

IP-адрес

Протокол IP предусматривает использование 32 бит для адресации узлов в сети, которые принято делить на четыре октета и записывать в десятичной форме, разделяя октеты точками (рис. 1). Примеры записи IP-адресов:

• 10.94.200.7
• 192.17.0.0
• 201.15.2.255

Маска сети

Протокол IP предусматривает группировку адресов в сети с помощью двух инструментов:

• использование классов сети: в современных сетях практически полностью отказались от использования данного инструмента, из-за пяти предустановленных размеров сетей и отсутствии возможности установки промежуточных значений;
• использование масок сети: маска сети накладывается на IP-адрес и определяет изменяемые и неизменяемые биты. Это позволяет определить диапазон IP-адресов, используемых в сети.

Маска сети имеет размер 32 бита и записывается в таком же формате, как IP-адрес, однако имеет одно отличие: маска состоит из последовательности единичных битов, за которыми следуют нулевые биты, т.е. набор масок предустановлен и состоит из 33 значений. Поэтому маска сети также имеет сокращённый формат записи, в котором через косую черту указывается количество единичных бит в маске (см. таблицу ниже).

IP-адреса не используются в отрыве от маски сети, т.к. правила маршрутизации подразумевают разный подход при передаче данных устройству из "своей" сети и остальным устройствам. Следует иметь в виду, что маска сети указывается в конфигурации устройств и не передаётся в служебном заголовке IP-пакета.

Типы адресов

Пространство IP-адресов можно разделить по нескольким критериям:

• по области применения;
• по принадлежности.

По области применения адреса можно разделить на две большие группы: публичные и частные (рис. 2). Глобальная связность может быть организована только между публичными адресами, т.е. частная адресация используется в локальной сети предприятия, а публичная - в сети Интернет. Публичный адрес является уникальным, а частные адреса можно переиспользовать, т.е. устройства ПК-2 и ПК-6 могут иметь одинаковые адреса и это не является проблемой, т.к. связность между локальными сетями LAN-1 и LAN-2 отсутствует. Однако, адресация в рамках одной локальной сети должна быть уникальна, т.е. адреса ПК-5 и ПК-6 должны отличаться.

Помимо публичных и частных адресов выделяют несколько служебных диапазонов, которые используются, например, для передачи трафика группового вещания, трафика петлевых интерфейсов и т.д.

По принадлежности в любой сети можно выделить следующие адреса:

• Адрес сети: адрес, закреплённый за этой сетью. Зачастую адрес сети используется в таблицах маршрутизации устройств, как будет показано далее. В качестве адреса сети используется наименьший адрес из диапазона разрешённых: в примере 1 - 10.94.200.0, в примере 2 - 192.17.0.0.
• Широковещательный адрес: адрес, получателями которого являются все устройства, подключенные к сети. Пакет, в котором в качестве получателя указан широковещательный адрес сети, будет доставлен всем устройствам, подключенным к этой сети. В качестве широковещательного адреса используется наибольший адрес из диапазона разрешённых: в примере 1 - 10.94.200.255, в примере 2 - 192.17.0.3.
• Адреса хостов: адреса, которые можно использовать для назначения сетевым интерфейсам устройств, которые подключены к сети. В качестве адресов хостов можно использовать все разрешённые адреса, кроме адреса сети и широковещательного адреса: в примере 1 - 10.94.200.1-10.94.200.254, в примере 2 - 192.17.0.1-192.17.0.2.

Место маршрутизатора в сети

На рисунке 2 отсутствуют элементы, которые связывают сети друг с другом и позволяют передавать данные между сетями, используя IP-адресацию. Такие элементы называются маршрутизаторами (см. рисунок 3). В общем случае маршрутизатор объединяет несколько сетей произвольного типа, а не публичную и частную, как это показано в примере.

Можно выделить следующие ключевые особенности маршрутизаторов:

• Основная функция маршрутизатора - передача данных между сетями, к которым он подключен.
• Подключение маршрутизатора к сети выполняется через подключение к сети одного из интерфейсов маршрутизатора и назначение этому интерфейсу IP-адреса из диапазона разрешённых. В качестве интерфейса может быть использован как физический, так и виртуальный интерфейс.
• При передаче данных маршрутизатор руководствуется таблицей маршрутизации.
• Данные внутри сети передаются с использованием технологии коммутации, а между сетями - маршрутизации, т.е. протоколы IP и Ethernet, как было сказано ранее, дополняют друг друга.

Таблица маршрутизации

Рассмотрим схему сети (рис. 4), включающую в себя следующие элементы:

• локальная сеть LAN-1 для подключения пользовательских устройств ПК1 и ПК2. В сети используется адресация 192.168.1.0/24, ПК1 ассоциирован с адресом 192.168.1.10/24, ПК2 - с адресом 192.168.1.20/24, R1 - с адресом 192.168.1.1/24;
• локальная сеть LAN-3 для подключения пользовательского устройства ПК1 и ПК2. В сети используется адресация 172.16.3.0/30, ПК1 ассоциирован с адресом 172.16.3.2/30, R3 - с адресом 172.16.3.1/30;
• локальная сеть LAN-2 для соединения маршрутизаторов R1, R2 и R3 между собой. В сети используется адресация 10.10.2.0/29, R1 ассоциирован с адресом 10.10.2.1/29, R2 - с адресом 10.10.2.2/29, R3 - с адресом 10.10.2.3;
• подключение маршрутизатора R2 к глобальной сети WAN.

Таблица маршрутизации включает в себя следующие колонки (таблица 2):

Адрес сети: адрес сети, в которой находится получатель пакета, указанный в служебном заголовке IP

Адрес шлюза:

Выходной интерфейс:

Distance:

Метрика:

сделать схему с кучей маршрутов

Обосновать необходимость маршрутизации

    Таблица маршрутизации. Структура и алгоритм использования.

    Механизмы заполнения таблицы маршрутизации. Статическая и динамическая маршрутизация.

    Маршрут по умолчанию.

Дополнительные материалы

White papers

Онлайн-курсы

Коммутация в устройствах семейств InfiLINK 2x2 и InfiMAN 2x2.

Вебинары

Прочее

МАРШРУТИЗАЦИЯ

    Описание.

    Отличие маршрутизации и коммутации. Не противопоставляются.

    Место маршрутизатора в сети.

    Понятие адреса. Понятие сети. Классовые и безклассовые сети.

    Публичные и приватные адреса.

    Таблица маршрутизации. Структура и алгоритм использования.

    Механизмы заполнения таблицы маршрутизации. Статическая и динамическая маршрутизация.

    Маршрут по умолчанию.

ТАБЛИЦА МАРШРУТИЗАЦИИ В УСТРОЙСТВАХ ИНФИНЕТ

    Место ARDA в архитектуре R5000

    Команды для анализа таблицы маршрутизации на R5000, XG и Octopus

СТАТИЧЕСКАЯ МАРШРУТИЗАЦИЯ

    R5000

        Пример с добавлением маршрутов и анализом таблицы маршрутизации

    XG

        Ограничение маршрутизации для mgmt-трафика

        Пример с добавлением маршрутов и анализом таблицы маршрутизации

    Octopus

        Ограничение маршрутизации для mgmt-трафика

        Пример с добавлением маршрутов и анализом таблицы маршрутизации

ДИНАМИЧЕСКАЯ МАРШРУТИЗАЦИЯ

    Виды протоколов динамической маршрутизации: distance-vector и link-state

    Область применения: R5000. Поддерживаемые протоколы: RIP, OSPF, ODR.

    RIP

        Описание алгоритма. AD и расчёт метрик.

        Пример настройки и анализ вывода команд.

        Область применения. Достоинства и недостатки.

    OSPF

        Описание алгоритма. AD и расчёт метрик.

        Пример настройки и анализ вывода команд.

        Область применения. Достоинства и недостатки.

        Отличие distance-vector и link-state.

    ODR

        Описание алгоритма. AD и расчёт метрик.

        Пример настройки и анализ вывода команд.

        Область применения. Достоинства и недостатки.

+попробовать wildcard mask

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ

РЕДИСТРИБУЦИЯ МАРШРУТОВ

    Описание.

    Редистрибуция в RIP

        Редистрибуция статических маршрутов в RIP

        Редистрибуция маршрута по умолчанию в RIP

        Редистрибуция OSPF в RIP

        Редистрибуция ODR в RIP

    Редистрибуция в OSPF

        Редистрибуция статических маршрутов в OSPF

        Редистрибуция маршрута по умолчанию в OSPF

        Редистрибуция RIP в OSPF

        Редистрибуция ODR в OSPF

    Редистрибуция в ODR

        Редистрибуция статических маршрутов в ODR

        Редистрибуция маршрута по умолчанию в ODR

        Редистрибуция RIP в ODR

        Редистрибуция OSPF в ODR