Avui començarem a estudiar els encaminadors. Si heu completat el meu curs de vídeo des de la primera fins a la 17a lliçó, ja heu après els fonaments bàsics dels interruptors. Ara passem al següent dispositiu: l'encaminador. Com ja sabeu a la lliçó de vídeo anterior, un dels temes del curs CCNA s'anomena Cisco Switching & Routing.
En aquesta sèrie, no estudiarem els encaminadors Cisco, sinó que estudiarem el concepte d'encaminament en general. Tindrem tres temes. El primer és una visió general del que ja sabeu sobre els encaminadors i una conversa sobre com es pot aplicar juntament amb els coneixements adquirits en el procés d'estudi dels commutadors. Hem d'entendre com els commutadors i els encaminadors funcionen junts.
A continuació, veurem què és l'encaminament, què significa i com funciona, i després passarem als tipus de protocols d'encaminament. Avui faig servir una topologia que ja heu vist a les lliçons anteriors.
Vam analitzar com es mouen les dades a través d'una xarxa i com es realitza l'enllaç de tres direccions TCP. El primer missatge enviat a la xarxa és un paquet SYN. Vegem com es produeix una encaixada de mans a tres direccions quan un ordinador amb l'adreça IP 10.1.1.10 vol contactar amb el servidor 30.1.1.10, és a dir, intenta establir una connexió FTP.
Per començar la connexió, l'ordinador crea un port d'origen amb un número aleatori 25113. Si heu oblidat com passa això, us recomano que reviseu els tutorials de vídeo anteriors que parlaven d'aquest problema.
A continuació, posa el número de port de destinació al marc perquè sap que s'ha de connectar al port 21, després afegeix informació de la capa 3 OSI, que és la seva pròpia adreça IP i l'adreça IP de destinació. Les dades amb punts no canvien fins que arriben al punt final. Havent arribat al servidor, tampoc canvien, però el servidor afegeix informació de segon nivell al marc, és a dir, l'adreça MAC. Això es deu al fet que els interruptors només perceben informació de nivell 2 OSI. En aquest escenari, l'encaminador és l'únic dispositiu de xarxa que considera la informació de la capa 3 de manera natural, l'ordinador també treballa amb aquesta informació. Per tant, l'interruptor només funciona amb informació de nivell XNUMX i l'encaminador només funciona amb informació de nivell XNUMX.
El commutador coneix l'adreça MAC d'origen XXXX:XXXX:1111 i vol saber l'adreça MAC del servidor al qual accedeix l'ordinador. Compara l'adreça IP d'origen amb l'adreça de destinació, s'adona que aquests dispositius es troben en diferents subxarxes i decideix utilitzar una passarel·la per arribar a una subxarxa diferent.
Sovint em fan la pregunta de qui decideix quina ha de ser l'adreça IP de la passarel·la. En primer lloc, ho decideix l'administrador de la xarxa, que crea la xarxa i proporciona una adreça IP a cada dispositiu. Com a administrador, podeu assignar al vostre encaminador qualsevol adreça dins de l'interval d'adreces permeses a la vostra subxarxa. Normalment, aquesta és la primera o l'última adreça vàlida, però no hi ha regles estrictes sobre l'assignació. En el nostre cas, l'administrador va assignar l'adreça de la passarel·la, o encaminador, 10.1.1.1 i la va assignar al port F0/0.
Quan configureu una xarxa en un ordinador amb una adreça IP estàtica de 10.1.1.10, assigneu una màscara de subxarxa de 255.255.255.0 i una passarel·la predeterminada de 10.1.1.1. Si no utilitzeu una adreça estàtica, el vostre ordinador està utilitzant DHCP, que assigna una adreça dinàmica. Independentment de quina adreça IP utilitzi un ordinador, estàtica o dinàmica, ha de tenir una adreça de passarel·la per accedir a una altra xarxa.
Així, l'ordinador 10.1.1.10 sap que ha d'enviar una trama al router 10.1.1.1. Aquesta transferència es fa dins de la xarxa local, on l'adreça IP no importa, aquí només l'adreça MAC és important. Suposem que l'ordinador no s'ha comunicat mai abans amb l'encaminador i no coneix la seva adreça MAC, de manera que primer ha d'enviar una sol·licitud ARP que demani a tots els dispositius de la subxarxa: “ei, quin de vosaltres té l'adreça 10.1.1.1? Si us plau, digueu-me la vostra adreça MAC! Com que ARP és un missatge de difusió, s'envia a tots els ports de tots els dispositius, inclòs l'encaminador.
L'ordinador 10.1.1.12, després d'haver rebut l'ARP, pensa: "no, la meva adreça no és 10.1.1.1" i descarta la sol·licitud de l'ordinador 10.1.1.13; L'encaminador, després de rebre la sol·licitud, entén que és ell qui se li demana i envia l'adreça MAC del port F0/0 -i tots els ports tenen una adreça MAC diferent- a l'ordinador 10.1.1.10. Ara, coneixent l'adreça de passarel·la XXXX:AAAA, que en aquest cas és l'adreça de destinació, l'ordinador l'afegeix al final de la trama adreçada al servidor. Al mateix temps, estableix la capçalera de trama FCS/CRC, que és un mecanisme de comprovació d'errors de transmissió.
Després d'això, el marc de l'ordinador 10.1.1.10 s'envia pels cables al router 10.1.1.1. Després de rebre la trama, l'encaminador elimina el FCS/CRC utilitzant el mateix algorisme que l'ordinador per a la verificació. Les dades no són més que una col·lecció d'uns i zeros. Si les dades estan malmeses, és a dir, un 1 es converteix en un 0 o un 0 es converteix en un, o hi ha una fuga de dades, que sovint es produeix quan s'utilitza un concentrador, el dispositiu ha de tornar a enviar el marc.
Si la comprovació FCS/CRC té èxit, l'encaminador mira les adreces MAC d'origen i de destinació i les elimina, ja que es tracta d'informació de la capa 2, i passa al cos de la trama, que conté informació de la capa 3. D'ell s'assabenta que la informació continguda en el marc està destinada a un dispositiu amb adreça IP 30.1.1.10.
L'encaminador sap d'alguna manera on es troba aquest dispositiu. No vam parlar d'aquest problema quan vam veure com funcionen els interruptors, així que ara ho veurem. L'encaminador té 4 ports, així que li vaig afegir unes quantes connexions més. Aleshores, com sap l'encaminador que les dades del dispositiu amb l'adreça IP 30.1.1.10 s'han d'enviar a través del port F0/1? Per què no els envia pel port F0/3 o F0/2?
El fet és que l'encaminador funciona amb una taula d'encaminament. Cada encaminador té una taula que us permet decidir a través de quin port transmetre una trama específica.
En aquest cas, el port F0/0 està configurat a l'adreça IP 10.1.1.1 i això vol dir que està connectat a la xarxa 10.1.1.10/24. De la mateixa manera, el port F0/1 està configurat amb l'adreça 20.1.1.1, és a dir, connectat a la xarxa 20.1.1.0/24. L'encaminador coneix aquestes dues xarxes perquè estan connectades directament als seus ports. Així, la informació que el trànsit per a la xarxa 10.1.10/24 hauria de passar pel port F0/0, i per a la xarxa 20.1.1.0/24 pel port F0/1, es coneix per defecte. Com sap l'encaminador a través de quins ports ha de treballar amb altres xarxes?
Veiem que la xarxa 40.1.1.0/24 està connectada al port F0/2, la xarxa 50.1.1.0/24 està connectada al port F0/3 i la xarxa 30.1.1.0/24 connecta el segon encaminador al servidor. El segon encaminador també té una taula d'encaminament, que diu que la xarxa 30. està connectada al seu port, anotem-la 0/1, i està connectada al primer encaminador a través del port 0/0. Aquest encaminador sap que el seu port 0/0 està connectat a la xarxa 20. i el port 0/1 està connectat a la xarxa 30., i no sap res més.
De la mateixa manera, el primer encaminador sap de les xarxes 40. i 50. connectades als ports 0/2 i 0/3, però no sap res de la xarxa 30. El protocol d'encaminament proporciona als encaminadors informació que no tenen per defecte. El mecanisme pel qual aquests encaminadors es comuniquen entre ells és la base de l'encaminament, i hi ha un encaminament dinàmic i estàtic.
L'encaminament estàtic és que el primer encaminador rep informació: si necessiteu contactar amb la xarxa 30.1.1.0/24, heu d'utilitzar el port F0/1. Tanmateix, quan el segon encaminador rep trànsit d'un servidor destinat a l'ordinador 10.1.1.10, no sap què fer-hi, perquè la seva taula d'encaminament només conté informació sobre les xarxes 30. i 20. Per tant, aquest encaminador també necessita per registrar l'encaminament estàtic: si rep trànsit per a la xarxa 10, l'ha d'enviar a través del port 0/0.
El problema amb l'encaminament estàtic és que he de configurar manualment el primer encaminador perquè funcioni amb la xarxa 30. i el segon per treballar amb la xarxa 10. Això és fàcil si només tinc 2 encaminadors, però quan tinc 10 encaminadors, la configuració l'encaminament estàtic requereix molt de temps. En aquest cas, té sentit utilitzar l'encaminament dinàmic.
Així, després d'haver rebut una trama de l'ordinador, el primer encaminador mira la seva taula d'encaminament i decideix enviar-la a través del port F0/1. Al mateix temps, afegeix l'adreça MAC d'origen XXXX.BBBB i l'adreça MAC de destinació XXXX.CCSS a la trama.
Després d'haver rebut aquesta trama, el segon encaminador "talla" les adreces MAC relacionades amb la segona capa OSI i passa a la informació de la tercera capa. Veu que l'adreça IP de destinació 3 pertany a la mateixa xarxa que el port 30.1.1.10/0 de l'encaminador, afegeix l'adreça MAC d'origen i l'adreça MAC de destinació a la trama i envia la trama al servidor.
Com ja he dit, aleshores es repeteix un procés similar en sentit contrari, és a dir, es porta a terme la segona etapa de l'encaixada, en la qual el servidor envia de nou un missatge SYN ACK. Abans de fer-ho, descarta tota la informació innecessària i només deixa el paquet SYN.
Un cop rebut aquest paquet, el segon encaminador revisa la informació rebuda, la complementa i l'envia.
Per tant, a les lliçons anteriors vam aprendre com funciona un interruptor i ara vam aprendre com funcionen els encaminadors. Respondrem a la pregunta de què és l'encaminament en un sentit global. Suposem que us trobeu amb un senyal de trànsit d'aquest tipus instal·lat en una intersecció d'una rotonda. Podeu veure que el primer ramal porta a RAF Fairfax, el segon cap a l'aeroport, el tercer cap al sud. Si agafeu la quarta sortida estareu en un carreró sense sortida, però a la cinquena podreu conduir pel centre de la ciutat fins al castell de Braxby.
En general, l'encaminament és el que obliga l'encaminador a prendre decisions sobre on enviar trànsit. En aquest cas, vostè, com a conductor, ha de decidir quina sortida de la intersecció agafar. A les xarxes, els encaminadors han de prendre decisions sobre on enviar paquets o trames. Heu d'entendre que l'encaminament us permet crear taules en funció dels encaminadors que prenen aquestes decisions.
Com he dit, hi ha un enrutament estàtic i dinàmic. Vegem l'encaminament estàtic, per al qual dibuixaré 3 dispositius connectats entre si, amb el primer i el tercer dispositiu connectats a xarxes. Suposem que una xarxa 10.1.1.0 vol comunicar-se amb la xarxa 40.1.1.0, i entre els encaminadors hi ha xarxes 20.1.1.0 i 30.1.1.0.
En aquest cas, els ports de l'encaminador han de pertànyer a subxarxes diferents. L'encaminador 1 per defecte només sap de les xarxes 10. i 20. i no sap res d'altres xarxes. L'encaminador 2 només sap de les xarxes 20. i 30. perquè hi estan connectades, i l'encaminador 3 només sap de les xarxes 30. i 40. Si la xarxa 10. vol contactar amb la xarxa 40., he de dir a l'encaminador 1 sobre la xarxa 30. . i que si vol transferir una trama a la xarxa 40., ha d'utilitzar la interfície per a la xarxa 20. i enviar la trama a la mateixa xarxa 20.
He d'assignar 2 rutes al segon encaminador: si vol transmetre un paquet de la xarxa 40. a la xarxa 10., llavors ha d'utilitzar el port de xarxa 20. i per transmetre un paquet de la xarxa 10. a la xarxa 40. - xarxa port 30. De la mateixa manera, he de proporcionar informació de l'encaminador 3 sobre les xarxes 10. i 20.
Si teniu xarxes petites, configurar l'encaminament estàtic és molt fàcil. Tanmateix, com més gran creix la xarxa, més problemes sorgeixen amb l'encaminament estàtic. Imaginem que heu creat una connexió nova que connecta directament el primer i el tercer encaminador. En aquest cas, el protocol d'encaminament dinàmic actualitzarà automàticament la taula d'encaminament de l'encaminador 1 amb el següent: "si necessiteu contactar amb l'encaminador 3, utilitzeu una ruta directa"!
Hi ha dos tipus de protocols d'encaminament: Protocol de passarel·la interna IGP i Protocol de passarel·la externa EGP. El primer protocol funciona en un sistema independent i autònom conegut com a domini d'encaminament. Imagineu que teniu una organització petita amb només 5 encaminadors. Si només estem parlant de la connexió entre aquests encaminadors, ens referim a IGP, però si utilitzeu la vostra xarxa per comunicar-vos amb Internet, com fan els proveïdors d'ISP, feu servir EGP.
IGP utilitza 3 protocols populars: RIP, OSPF i EIGRP. El currículum CCNA només esmenta els dos últims protocols perquè el RIP està obsolet. Aquest és el protocol d'encaminament més senzill i encara s'utilitza en alguns casos, però no proporciona la seguretat de xarxa necessària. Aquesta és una de les raons per les quals Cisco va excloure RIP del curs de formació. Tanmateix, us ho parlaré de totes maneres perquè aprendre-lo us ajuda a entendre els fonaments bàsics de l'encaminament.
La classificació del protocol EGP utilitza dos protocols: BGP i el propi protocol EGP. Al curs CCNA, només cobrirem BGP, OSPF i EIGRP. La història sobre RIP es pot considerar informació addicional, que es reflectirà en un dels tutorials en vídeo.
Hi ha 2 tipus més de protocols d'encaminament: protocols de vector de distància i protocols d'encaminament d'estat d'enllaç.
La primera passada mira els vectors de distància i direcció. Per exemple, puc establir una connexió directament entre l'encaminador R1 i R4, o puc fer una connexió pel camí R1-R2-R3-R4. Si estem parlant de protocols d'encaminament que utilitzen el mètode del vector de distància, en aquest cas la connexió es realitzarà sempre pel camí més curt. No importa que aquesta connexió tingui una velocitat mínima. En el nostre cas, es tracta de 128 kbps, que és molt més lenta que la connexió per la ruta R1-R2-R3-R4, on la velocitat és de 100 Mbps.
Considerem el protocol de vector de distància RIP. Dibuixaré la xarxa 1 davant de l'encaminador R10 i la xarxa 4 darrere de l'encaminador R40 Suposem que hi ha molts ordinadors en aquestes xarxes. Si vull comunicar-me entre la xarxa 10. R1 i la xarxa 40. R4, assignaré un encaminament estàtic a R1 com: "si necessiteu connectar-vos a la xarxa 40., utilitzeu una connexió directa a l'encaminador R4". Al mateix temps, he de configurar manualment RIP als 4 encaminadors. Aleshores, la taula d'encaminament R1 dirà automàticament que si la xarxa 10. vol comunicar-se amb la xarxa 40., ha d'utilitzar una connexió directa R1-R4. Fins i tot si el bypass resulta més ràpid, el protocol Distance Vector seguirà escollint el camí més curt amb la distància de transmissió més curta.
OSPF és un protocol d'encaminament d'estat d'enllaç que sempre mira l'estat de les seccions de la xarxa. En aquest cas, avalua la velocitat dels canals, i si veu que la velocitat de transmissió del trànsit al canal R1-R4 és molt baixa, selecciona el camí amb la velocitat més alta R1-R2-R3-R4, encara que sigui la longitud supera el camí més curt. Així, si configuro el protocol OSPF a tots els encaminadors, quan intento connectar la xarxa 40. a la xarxa 10., el trànsit s'enviarà per la ruta R1-R2-R3-R4. Per tant, RIP és un protocol de vector de distància i OSPF és un protocol d'encaminament d'estat d'enllaç.
Hi ha un altre protocol: EIGRP, un protocol d'encaminament propietari de Cisco. Si parlem de dispositius de xarxa d'altres fabricants, per exemple, Juniper, no admeten EIGRP. Aquest és un excel·lent protocol d'encaminament molt més eficient que RIP i OSPF, però només es pot utilitzar en xarxes basades en dispositius Cisco. Més endavant us explicaré amb més detall per què aquest protocol és tan bo. De moment, notaré que EIGRP combina característiques dels protocols de vector de distància i protocols d'encaminament d'estat d'enllaç, representant un protocol híbrid.
A la següent lliçó de vídeo ens aproparem a la consideració dels encaminadors Cisco, us parlaré una mica del sistema operatiu Cisco IOS, que està pensat tant per a commutadors com per a encaminadors. Amb sort, el dia 19 o el dia 20, entrarem en més detalls sobre els protocols d'encaminament i mostraré com configurar els encaminadors Cisco utilitzant xarxes petites com a exemples.
Gràcies per quedar-te amb nosaltres. T'agraden els nostres articles? Vols veure més contingut interessant? Doneu-nos suport fent una comanda o recomanant als amics, 30% de descompte per als usuaris d'Habr en un únic anàleg de servidors d'entrada, que hem inventat per a tu: (disponible amb RAID1 i RAID10, fins a 24 nuclis i fins a 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 vegades més barat? Només aquí als Països Baixos! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2 Ghz 6C 128 GB DDR3 2 x 960 GB SSD 1 Gbps 100 TB - a partir de 99 $! Llegeix sobre
Font: www.habr.com