Cisco koolitus 200-125 CCNA v3.0. 18. päev. Marsruutimise põhialused

Täna alustame ruuteritega tutvumist. Kui olete läbinud minu videokursuse esimesest kuni 17. tunnini, olete juba õppinud lülitite põhitõdesid. Nüüd liigume järgmise seadme – ruuteri – juurde. Nagu te teate eelmisest videost, on üks CCNA kursuse teema nimetatud – Cisco lülitamine ja suunamine.

Selles seerias me ei hakka uurima Cisco ruutereid, vaid vaatame suunamise kontseptsiooni üldiselt. Meil on kolm teemat. Esimene – ülevaade sellest, mida te juba ruuteritest teate, ja arutelu selle üle, kuidas seda saab rakendada koos teadmistega, mille olete omandanud lülitite õppimise käigus. Peame mõistma, kuidas lülitite ja ruuteri koostöö toimub.

Seejärel käsitleme, mis asi on suunamine, mida see tähendab ja kuidas see töötab, ning seejärel räägime suunamisprotokollide tüüpidest. Täna kasutan topoloogiat, mida olete juba eelnevates tundides näinud.

Olemegi arutanud, kuidas andmed liiguvad võrkus ja kuidas toimub TCP kolmeastmeline kätetöö. Esimene sõnum, mis saadetakse võrku, on SYN-pakett. Vaatame, kuidas kolmeastmeline kätetöö toimub, kui arvuti, mille IP-aadress on 10.1.1.10, soovib ühendust võtta serveriga 30.1.1.10, s.t. üritab luua FTP-ühendust.
Ühenduse alustamiseks loob arvuti juhusliku allika pordi numbriga 25113. Kui te unustasite, kuidas see toimub, soovitan vaadata üle eelnevad videod, kus seda küsimust käsitleti.

Seejärel paneb ta raami sihtpordi numbri, kuna teab, et peab ühenduma pordiga 21, seejärel lisab kolmanda tasandi OSI teabe, s.t. oma IP-aadressi ja sihtkoha IP-aadressi. Tooted, mis on joonega ringiga ümber tõmmatud, ei muutu enne, kui jõuavad lõpp-punkti. Kui nad serverisse jõuavad, ei muutu need samuti, kuid server lisab raami teise tasandi teabe, s.t. MAC-aadressi. Seda seetõttu, et lülitid tunnustavad ainult teise tasandi OSI teavet. Selles stsenaariumis on ruuter ainus võrgu seade, mis käsitleb kolmanda tasandi teavet, loomulikult töötavad selle teabega ka arvutid. Nii et lüliti töötab ainult teise tasandi teabega, samas kui ruuter – kolmanda tasandi.

Lüliti teab algset MAC-aadressi XXXX:XXXX:1111 ja soovib teada serveri MAC-aadressi, millega arvuti ühendust võtab. Ta võrdleb algset IP-aadressi sihtaadressiga, mõistab, et need seadmed asuvad erinevates alamvõrkudes, ja otsustab kasutada väravat teise alamvõrku sisenemiseks.

Küsin sageli, kes otsustab, milline peaks olema värava IP-aadress. Esiteks otsustab selle võrguadministraator, kes loob võrgu ja määrab igale seadmele IP-aadressi. Administraatorina võite määrata ruuterile mistahes aadressi, mis on lubatud teie alamvõrgu aadresside vahemikus. Tavaliselt on see esimene või viimane lubatud aadress, kuid selle määramisel ei ole rangeid reegleid. Meie puhul määras administraator värava või ruuteri aadressiks 10.1.1.1 ja määras selle port F0/0.

Kui seadistate arvutis võrku staatilise IP-aadressiga 10.1.1.10, määrate alamvõrgu maski 255.255.255.0 ja vaikevärava 10.1.1.1. Kui te ei kasuta staatilist aadressi, kasutab arvuti DHCP-d, mis määrab dünaamilise aadressi. Olenemata sellest, kas arvuti kasutab staatilist või dünaamilist IP-aadressi, peab teise võrguga ühenduv värav olema olemas.

Nii teab arvuti 10.1.1.10, et peab edastama raamatu ruuterile 10.1.1.1. See edastus toimub kohalikus võrgus, kus IP-aadressil ei ole tähtsust, oluline on ainult MAC-aadress. Oletame, et arvuti ei ole varem ruuteriga ühendust võtnud ja ei tea tema MAC-aadressi, seega peab ta esmalt saatma ARP-päringu, mis küsib kõigilt alamvõrgu seadmetelt: "Hei, kes teist omab aadressi 10.1.1.1? Palun andke mulle oma MAC-aadress!". Kuna ARP on laialdane sõnum, jõuab see kõikide seadmete portidesse, sealhulgas ruuterisse.

Arvuti 10.1.1.12, saades ARP, mõtleb: „ei, minu aadress ei ole 10.1.1.1“ ja loobub päringust. Samamoodi käitub arvuti 10.1.1.13. Ruuter, saamata päringut, mõistab, et küsitakse just temalt, ja saadab MAC-aadressi porti F0/0 – kõikidel portidel on erinevad MAC-aadressid – arvutile 10.1.1.10. Nüüd, teades värava aadressi XXXX:AAAA, mis antud juhul on sihtaadress, lisab arvuti selle raamile, mis on adresseeritud serverile. Koos sellega seab ta raamile FCS/CRC pealkirja, mis on vigade kontrollimise mehhanism.

Pärast seda saadetakse arvuti 10.1.1.10 raam juhtmete kaudu ruuterisse 10.1.1.1. Pärast raami saamist eemaldab ruuter FCS/CRC, kasutades kontrollimiseks sama algoritmi, mis arvutil. Andmed koosnevad mitte millestki muust kui nullidest ja ühtedest. Kui andmed on rikutud, st 1 muutub 0-ks või 0 muutub 1-ks, või toimub andmelekkeid, mis sageli esinevad hubi kasutamisel, peab seade raami uuesti edastama.

Kui FCS/CRC kontroll läbis edukalt, vaatab ruuter allika ja sihtkoha MAC-aadresse ning eemaldab need, kuna need on 2. taseme teave, ja liigub raami kehale, milles on 3. taseme teave. Sellest saab ta teada, et raami sisaldavad andmed on mõeldud seadmele, mille IP-aadress on 30.1.1.10.

Ruuter teab kuidagi, kus see seade asub. Me ei arutanud seda teemat, kui käsitlesime lüliteid, seega vaatame seda nüüd. Ruuteril on 4 porti, seetõttu olen sellele lisanud veel mõned ühendused. Kust ruuter teab, et andmed seadmele, mille IP-aadress on 30.1.1.10, tuleb saata läbi pordi F0/1? Miks ta ei saada neid läbi pordi F0/3 või F0/2?

Asi on selles, et ruuter töötab marsruudistustabeliga. Igal ruuteril on selline tabel, mis võimaldab otsustada, läbi millise porti edastada konkreetne raam.

Antud juhul on F0/0 port seadistatud IP-aadressile 10.1.1.1, mis tähendab, et see on ühendatud võrku 10.1.1.10/24. Sarnaselt on F0/1 port seadistatud aadressile 20.1.1.1, see tähendab, et see on ühendatud võrku 20.1.1.0/24. Ruuter tunneb neid kahte võrku, sest need on otseselt ühendatud tema portidega. Seega on teada, et liiklus võrgu 10.1.10/24 peab minema läbi F0/0 pordi ning võrgu 20.1.1.0/24 läbi F0/1 pordi. Kust aga ruuter teab, milliseid porte kasutada teiste võrkude suhtes?

Me näeme, et võrk 40.1.1.0/24 on ühendatud F0/2 porti, võrk 50.1.1.0/24 – F0/3 porti ja võrk 30.1.1.0/24 seob teist ruuterit serveriga. Teisel ruuteril on samuti marsruutimistabel, milles on kirjas, et võrk 30. on ühendatud tema pordiga, tähistame seda 0/1, ning esimene ruuter on ühendatud selle kaudu pordi 0/0. See ruuter teab, et tema 0/0 port on ühendatud võrgu 20. ja 0/1 port võrgu 30. ning ei tea rohkem.

Sarnaselt teab esimene ruuter võrke 40. ja 50., millel on ühendus portidega 0/2 ja 0/3, kuid ei tea võrku 30. Marsruutimisprotokoll提供给了路由器它们默认不具备的信息。这些路由器之间交互的机制是路由的基础，并且存在动态和静态路由。

Käsitsi marsruutimine seisneb selles, et esimesele ruuterile antakse teave: kui tuleb suhelda võrguga 30.1.1.0/24, siis tuleb kasutada F0/1 porti. Siiski, kui teisele ruuterile saabub serverilt liiklus, mis on suunatud arvutile 10.1.1.10, ei tea ta, mida sellega teha, sest tema marsruutimistabelis on ainult andmed võrkude 30. ja 20. kohta. Seega peab ka sellele ruuterile seadma staatilise marsruutimise: kui ta saab liiklust võrgu 10. jaoks, peab ta selle saatma läbi 0/0 pordi.

Staatilise marsruutimise probleem seisneb selles, et ma pean käsitsi seadistama esimest ruuterit, et töötada võrgu 30. ja teist ruuterit, et töötada võrgu 10. See on lihtne, kui mul on ainult 2 ruuterit, kuid kui mul on 10 marsruuterit, siis võtab staatilise marsruutimise seadistamine hullult aega. Sel juhul on mõistlik kasutada dünaamilist marsruutimist.
Nii, saanud raam arvutist, vaatab esimene ruuter oma marsruudilehte ja otsustab saata selle läbi pordi F0/1. Samuti lisab ta raami allika MAC-aadressi XXXX.BBBB ja sihtkohtade MAC-aadressi XXXX.CCCC.

Saades selle raami, lõikab teine ruuter ära teise taseme OSI-ga seotud MAC-aadresid ja liigub edasi kolmanda taseme teabe juurde. Ta näeb, et siht-IP-aadress 30.1.1.10 kuulub samasse võrku kui ruuteri port 0/1, lisab raami allika MAC-aadressi ja sihtseadmest MAC-aadressi ning saadab raami serverile.

Nagu ma juba ütlesin, kordub sarnane protsess vastupidises suunas, st toimub käepigistuse teine etapp, kus server saadab tagasi SYN ACK-teate. Enne seda filtreerib ta kõik liigse teabe välja ja jätab ainult SYN-paketi.

Saades selle paketi, vaatab teine ruuter saadud teavet, täiendab seda ja saadab edasi.

Nii, eelnevatel tundidel oleme uurinud, kuidas lülitid töötavad, ja nüüd saame teada, kuidas ruuterid funktsioneerivad. Vastame küsimusele, mis on marsruutimine globaalses mõttes. Eeldame, et olete kohanud sellist liiklusmärki, mis on paigaldatud ringristmikult. Näete, et esimene haru viib Fairfaxi Kuninglike Õhuvägede baasi, teine lennujaama, kolmas lõuna poole. Kui valite neljanda väljaku, siis jõuate ummikusse, kuid viiendast pääsete linna keskusesse, Brecksby lossi.

Üldiselt on marsruutimine see, mis paneb ruuteri otsustama, kuhu liiklust suunata. Antud juhul peate juhtidena otsustama, millisest väljaku väljuda. Võrkudes peavad ruuterid otsustama, kuhu pakette või raame saata. Te peate mõistma, et marsruutimine võimaldab luua tabeleid, mille alusel ruuterid neid otsuseid teevad.

Nagu ma ütlesin, on olemas staatiline ja dünaamiline marsruutimine. Vaatame staatilist marsruutimist, milleks ma joonistan 3 seadet, mis on omavahel ühendatud, nii et esimene ja kolmas seade on seotud võrkudega. Eeldame, et üks võrk 10.1.1.0 soovib ühendust võtta võrguga 40.1.1.0, ja ruuterite vahel asuvad võrgud 20.1.1.0 ja 30.1.1.0.

Selles olukorras peavad ruuterite pordid kuuluma erinevatesse alasse. Ruuter 1 teab vaikimisi ainult võrke 10. ja 20. ning ei tea teistest võrkudest midagi. Ruuter 2 tunneb ainult võrgus 20. ja 30., kuna need on temaga ühendatud, ja ruuter 3 tunneb ainult võrgus 30. ja 40. Kui võrgu 10. on vaja suhelda võrgu 40. -ga, pean ma rääkima ruuterile 1 võrgu 30. -st ja öelda, et kui ta soovib edastada võrgu 40. kaadrit, siis peab ta kasutama võrgu 20. liidest ja edastama kaadri läbi sama võrgu 20.

Teisele ruuterile pean määrama 2 marsruuti: kui ta soovib edastada paketti võrgu 40. -st võrku 10., siis peab ta kasutama võrgu 20. porti, ja paketi edastamiseks võrgu 10. -st võrku 40. -sse – võrgu 30. porti. Samamoodi pean ma varustama ruuteri 3 teabega võrke 10. ja 20. kohta.

Kui teil on väikesed võrgud, on staatilise marsruutimise seadistamine väga lihtne. Kuid mida suurem on võrk, seda rohkem tekib staatilise marsruutimisega probleeme. Kujutage ette, et olete loonud uue ühenduse, mis otse ühendab esimest ja kolmandat ruuterit. Sel juhul uuendab dünaamilise marsruutimise protokoll automaatselt ruuteri 1 marsruuditabelit, märkides järgmist: „Kui teil on vaja suhelda ruuteriga 3, kasutage otsemarsruuti“!

On olemas kahte tüüpi marsruutimisprotokolle: sisesed värava protokollid (IGP) ja välishalduri protokollid (EGP). Esimene protokoll töötab eraldi, autonoomse süsteemiga, mida tuntakse marsruudistamisdomeenina. Kujutage ette, et teil on väike organisatsioon, kus on kokku 5 ruuterit. Kui räägime ainult nende ruuterite vahelisest suhtlusest, siis viitame IGP-le; kui aga kasutate oma võrku internetiga ühendamiseks, nagu teevad teenusepakkujad, siis kasutate EGP-d.

IGP kasutab 3 populaarset protokolli: RIP, OSPF ja EIGRP. CCNA õppekavas mainitakse ainult kahte viimast protokolli, kuna RIP on aegunud. See on kõige lihtsam marsruutimisprotokoll, mida kasutatakse jätkuvalt mõnes jaos, kuid see ei taga vajalikku võrgu turvalisust. See on üks põhjus, miks Cisco välistas RIP õpikursusest. Kuid ma räägin sellest ikkagi, sest selle õppimine aitab mõista marsruutimise põhialuseid.

EGP protokollide klassifitseerimine kasutab kahte protokolli: BGP ja ise EGP protokolli. CCNA kursust läbi vaadates arutame me ainult BGP, OSPF ja EIGRP. RIP-i rääkimist võite pidada boonusinfoks, mis kajastub ühes videoõpetuses.
On veel 2 tüüpi marsruutimisprotokolle: kaugusvektorprotokollid (Distance Vector) ja kanalite oleku marsruutimisprotokollid (Link State).

Esimene protokoll käsitleb kauguse ja suuna vektoreid. Näiteks võin luua otseühenduse ruuteri R1 ja R4 vahel, või võin luua ühenduse marsruudilt R1-R2-R3-R4. Kui räägime kaugusvektorimeetodit kasutavatest marsruutimisprotokollidest, siis sel juhul toimub ühendus alati lühima teega. Samas ei oma tähtsust, et see ühendus on minimaalse kiirusiga. Meie puhul on see 128 kbit/s, mis on oluliselt aeglasem kui ühendus marsruudil R1-R2-R3-R4, kus kiirus on 100 Mbit/s.

Vaatame kaugusvektorprotokolli RIP. Ma joonistan R1 ruuteri ette võrgu 10., ja R4 ruuteri taha võrgu 40. Oletame, et nendes võrkudes on palju arvuteid. Kui soovin luua ühendust võrgu 10. R1 ja võrgu 40. R4 vahel, siis määran R1-le staatilise marsruutimise: "kui on vaja ühendust luua võrgu 40., kasuta otseühendust ruuteriga R4". Sel juhul pean ma kõigil 4 ruuteril käsitsi seadistama RIP-i. Siis R1 marsruudietabel teatab automaatselt, et kui võrk 10. soovib luua ühendust võrguga 40., tuleb kasutada otseühendust R1-R4. Isegi kui kõrvalteed oleksid kiiremad, valib Distance Vector protokoll ikkagi lühima tee, millel on minimaalne edastusvahemaa.

OSPF on kanalite oleku marsruurimisprotokoll, mis jälgib alati võrgu segmentide seisundit. Sel juhul hindab see kanalite kiirus, ja kui näeb, et R1-R4 kanali kaudu on andmeedastuse kiirus väga madal, valib ta tee, millel on suurem kiirus R1-R2-R3-R4, isegi kui selle pikkus ületab lühima tee. Nii et kui seadistan kõigil ruuteritel OSPF protokolli, siis püüdes luua ühendust võrgu 40. ja võrgu 10. vahel, saadetakse liiklus marsruudilt R1-R2-R3-R4. Seega on RIP kaugusvektorprotokoll, kuid OSPF on kanalite oleku marsruurimisprotokoll.

On veel üks protokoll – EIGRP, Cisco proprieetne marsruutimisprotokoll. Kui rääkida teiste tootjate võrguseadmest, näiteks Juniperist, siis need ei toeta EIGRP-d. See on suurepärane marsruutimisprotokoll, mis on palju tõhusam kui RIP ja OSPF, kuid seda saab kasutada ainult Cisco seadmetega põhinevates võrkudes. Hiljem räägin lähemalt, kui häid omadusi see protokoll omab. Hetkel märgin, et EIGRP ühendab kauge vahemaa protokollide ja kanaliriigi marsruutimisprotokollide omadusi, olles hübriidprotokoll.

Järgmises videos tutvume põhjalikult Cisco ruuteritega, ma räägin natuke ka Cisco IOS operatsioonisüsteemist, mis on mõeldud nii lülititele kui ruuteritele. Loodan, et 19. või 20. päevaks hakkame seente, jaastonm, det.Configurate protokollide näiteid basis.

Aitäh, et olete meiega. Kas teile meeldivad meie artiklid? Kas soovite näha rohkem huvitavat sisu? Toetage meid tellimuse esitamise või tuttavatele soovitamisega, 30% allahindlus Habr'i kasutajatele ainulaadsele sissetuleku tasemel serverile, mille oleme teie jaoks välja mõelnud: Kogu tõde VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 tuuma) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps alates $20 või kuidas õigesti serverit jagada? (saadaval RAID1 ja RAID10 variandid, kuni 24 tuuma ja kuni 40GB DDR4).

Dell R730xd kaks korda odavam? Ainult meie juures 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TB alates $199 Hollandis! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — alates $99! Lugege sellest Kuidas luua ettevõtte tasemel infrastruktuuri, kasutades Dell R730xd E5-2650 v4 servereid, mille hind on 9000 eurot, taskukohase hinna eest?

Allikas: habr.com