Oggi parleremo del routing statico e tratteremo tre argomenti: cos'è il routing statico, come configurarlo e quale sia la sua alternativa. Vedi la topologia della rete, che include un computer con indirizzo IP 192.168.1.10, collegato tramite uno switch a un gateway, o router. Per questa connessione si utilizza la porta f0/0 del router con indirizzo IP 192.168.1.1.
La seconda porta di questo router f0/1 con indirizzo IP 192.168.2.1 è collegata alla porta f0/0 di un altro router, e questo'interfaccia ha l'indirizzo 192.168.2.2. Il secondo router è collegato tramite la porta f0/1 con indirizzo 192.168.3.2 a un terzo router, che utilizza per questa connessione la porta f0/0 con indirizzo IP 192.168.3.3.
Infine, il terzo router è collegato al secondo switch tramite la porta f0/1 con indirizzo 192.168.4.3, e lo switch è collegato al secondo computer con l'indirizzo IP 192.168.4.10.
Se sai come suddividere le sottoreti in base agli indirizzi IP, allora determina che il tratto dal primo computer al primo router appartiene a una sottorete, il tratto tra il primo e il secondo router appartiene alla seconda rete, quello tra il secondo e il terzo router alla terza rete e tra il terzo router e il secondo computer alla quarta rete. Così, abbiamo 4 reti diverse.
Se il computer 192.168.1.10 vuole comunicare con il computer 192.168.4.10, prima deve inviare i suoi dati al gateway 192.168.1.1. Crea un frame in cui inserisce l'indirizzo IP di origine e di destinazione, l'indirizzo MAC di origine e di destinazione e lo invia al router. Quest'ultimo scarta le informazioni di secondo livello, ovvero gli indirizzi MAC, e guarda le informazioni di terzo livello. Scoprendo che i dati sono indirizzati a un dispositivo con l'indirizzo IP 192.168.4.10, il router capisce che tale dispositivo non è collegato a lui, quindi deve semplicemente inoltrare questo frame più avanti nella rete. Si riferisce alla sua tabella di routing e vede che i dati per la rete 4 devono essere inviati al dispositivo con l'indirizzo IP 192.168.2.2.
Analogamente, il secondo router verifica la sua tabella di routing, scoprendo che i dati per la rete 4 devono essere inviati all'indirizzo IP 192.168.3.3, e invia il frame al terzo router. Infine, il terzo router controlla la sua tabella, determina che la rete 4 è collegata a lui stesso e invia il frame al secondo computer.
Esaminiamo come si crea una tabella di routing. Utilizzeremo Cisco Packet Tracer e osserveremo come viene implementato il concetto di routing. Qui è rappresentata la stessa topologia di rete, e ora assegnerò ai router gli indirizzi IP appropriati, specificando anche gli indirizzi dei gateway predefiniti.
Non facciamo nulla con lo switch, poiché funziona con le impostazioni predefinite e utilizza VLAN1. Iniziamo con la configurazione del primo router Router0. Prima assegniamo il nome host R1, dopodiché inseriamo l'indirizzo IP e la subnet mask per l'interfaccia f0/0. Successivamente, dobbiamo applicare il comando no shutdown. Si può vedere come l'indicatore dell'interfaccia sia cambiato da rosso a verde, cioè la porta è stata attivata nella rete.
Ora dobbiamo configurare la seconda porta del router f0/1, mantenendo lo stesso nome host. Aggiungiamo semplicemente l'indirizzo IP 192.168.2.1 e la maschera di sottorete 255.255.255.0. Non c'è nulla di nuovo qui, è una configurazione semplice, conosci già tutti i comandi, quindi passerò rapidamente agli altri router. Mentre assegno indirizzi IP e utilizzo il comando no shut, le porte dei router cambieranno colore in verde, indicando che la connessione tra i dispositivi è stabilita. In questo modo creo le reti 1., 2., 3. e 4. L'ultimo ottetto dell'indirizzo IP della porta del router indica il numero del router stesso, mentre il penultimottetto indica il numero della rete collegata a quella porta.
In questo modo, il primo router avrà gli indirizzi delle porte 192.168.1.1 (primo router, prima rete) e 192.168.2.1 (primo router, seconda rete), il secondo router avrà 192.168.2.2 (secondo router, seconda rete) e 192.168.3.2 (secondo router, terza rete), e il terzo router avrà 192.168.3.3 (terzo router, terza rete) e 192.168.4.3 (terzo router, quarta rete). A mio avviso, è abbastanza facile da ricordare, ma in realtà gli indirizzi possono essere generati in modo diverso, a seconda delle regole adottate dalla vostra azienda. Dovete seguire le regole aziendali, perché sarà più facile per il vostro collega risolvere i problemi della vostra rete se la configurate secondo queste regole.
Quindi, ho finito di assegnare indirizzi IP alle porte del router, e vedete che la porta del secondo switch ha anche cambiato colore in verde, poiché la connessione tra essa e il secondo computer è stata stabilita automaticamente.
Ora chiamerò il terminale della riga di comando del primo computer e farò ping al secondo computer all'indirizzo 192.168.4.10. Passiamo alla modalità simulazione: ora vedete il movimento animato dei pacchetti ping attraverso i segmenti di rete. Adesso eseguirò di nuovo il ping in modo che possiate osservare attentamente cosa sta succedendo. A destra nella tabella vedete ICMP, Internet Control Message Protocol: questo è il termine che indica il ping. Il ping è un protocollo che utilizziamo per verificare la connessione.
Inviate un pacchetto di test a un altro dispositivo e se questo lo restituisce, la connessione è stata stabilita con successo. Cliccando sul pacchetto ping nello schema, è possibile visualizzare informazioni sul trasferimento.
Qui vedete i dati del livello 3 del modello OSI: gli indirizzi IP di origine e di destinazione del ping, i dati del livello 2 sotto forma di indirizzi MAC corrispondenti, e i dati del livello 1 sotto forma di designazione della porta (porte): si tratta di FastEthernet0. Potete anche dare un'occhiata al formato del frame ping: intestazione, tipo e corpo del pacchetto.
Il frame viene inviato allo switch, che analizza gli indirizzi MAC e lo inoltra al router. Il router vede l'indirizzo IP 192.168.4.10 e scarta il pacchetto, poiché non conosce tale indirizzo. Diamo un'occhiata a ciò che accade in tempo reale, tornando al ping nella finestra del prompt dei comandi.
Notate che in un tentativo di pingare il computer 192.168.4.10 tutti e 4 i pacchetti sono andati persi: dal router 192.168.1.1 è stata ricevuta la risposta che l'host di destinazione non è disponibile. Torniamo alla finestra dell'interfaccia della riga di comando del router e inseriamo il comando show ip route. Vedete la parte più importante: la tabella di instradamento, e il comando che ho inserito è uno dei comandi fondamentali del routing Cisco. Attualmente, questa tabella contiene 2 voci. All'inizio della tabella c'è un elenco di abbreviazioni utilizzate, da cui si evince che la lettera C indica le connessioni. La prima voce indica che la rete 192.168.1.0/24 è direttamente collegata alla porta FastEthernet0/0, mentre la rete 192.168.2.0/24 è direttamente collegata alla porta FastEthernet0/1. Ciò significa che al momento il router conosce solo queste due reti.
Il valore 192.168.1.0/24 è l'identificatore della rete. Quando abbiamo creato le sottoreti, abbiamo contemporaneamente creato i loro identificatori. Questi identificatori informano il router che tutti i dispositivi il cui indirizzo IP è compreso tra 192.168.1.1 e 192.168.1.254 si trovano in questa sottorete. Pertanto, tutti questi dispositivi devono essere tecnicamente accessibili al router, poiché è collegato a questa rete.
Se alla fine dell'identificatore c'è il valore /24, significa che a tutti i dispositivi di questa rete, dalla posizione 1 alla 254, verrà inviato un broadcast. Dunque, al router sono collegate solo le reti 1 e 2, quindi conosce solo queste reti. Quando un ping dall'indirizzo 192.168.4.10 raggiunge il router, questo non sa che l'indirizzo è accessibile tramite il percorso Router0- Router1- Router2.
Ma tu, come amministratore della rete, sai che questo percorso è accessibile, ovvero che il primo router può inviare questo pacchetto al secondo router. Pertanto, devi organizzare il routing statico. Proviamo a farlo.
Diremo a questo router che ogni pacchetto e ogni traffico destinato alla rete 192.168.4.0/24 deve essere inviato al secondo router. Il formato del comando per impostare il routing statico è il seguente: ip route .
Ora vi mostrerò cosa significa. Per questo comando utilizziamo la modalità di configurazione globale del router. Digito ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 – significa che qui arriva qualsiasi traffico per i dispositivi della rete i cui indirizzi IP hanno un valore dell'ultimo ottetto compreso tra 1 e 254, e poi digito o l'indirizzo IP o la designazione della porta a cui deve essere inviato questo traffico. In questo caso digito la designazione dell'interfaccia f0/1, ovvero il comando assume la forma: ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 f0/1.
Invece dell'interfaccia del gateway, posso specificare il suo indirizzo IP, allora il comando di routing statico avrà la forma ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.2.2.
Potresti chiederti quale sia la soluzione migliore. Credo che per le reti broadcast come Ethernet sia preferibile specificare un indirizzo IP. Se invece utilizzi reti point-to-point, come Frame Relay (reti con ritrasmissione o commutazione di pacchetti), è meglio usare l'interfaccia di uscita. In seguito parleremo delle reti Frame Relay, ma per ora utilizzo una variante più appropriata del comando di routing -192.168.4.0 255.255.255.0.
Ora diamo un'occhiata alla tabella di routing, utilizzando il comando do show ip address. Vedi che è stata aggiunta una nuova voce contrassegnata con la lettera S, ossia statico.
Questa voce indica che se c'è traffico per la rete 192.168.4.0/24, deve essere inviato all'indirizzo tramite un dispositivo con indirizzo IP 192.168.2.2. Torniamo alla riga di comando del computer e facciamo pingare l'indirizzo necessario di nuovo. Ora il traffico dovrebbe passare attraverso il primo router e raggiungere il secondo router, il quale dovrebbe scartare i pacchetti.
Nel primo caso, il router non ha solo scartato i pacchetti, ma ha anche informato il computer che l'indirizzo IP 192.168.4.10 non è disponibile. Tuttavia, il secondo router può rispondere solo al primo router da cui ha ricevuto il traffico. Diamo un'occhiata alla tabella di routing del secondo router. Qui si dice che Router1 conosce solo le reti 2 e 3 e non sa nulla della rete 4, a cui dovrebbe inviare i pacchetti del primo computer. Invierebbe un messaggio che informa che l'host di destinazione non è disponibile, ma non sa come contattare il computer che ha inviato questi pacchetti, poiché non conosce nulla della rete 1. Ecco perché, anziché ricevere un messaggio di indisponibilità dell'host di destinazione, abbiamo ottenuto un messaggio di Request timed out – tempo di attesa scaduto. Diversi dispositivi di rete hanno valori TTL diversi, quindi quando i pacchetti IP raggiungono questo valore, vengono distrutti. Durante questo processo, avviene un countdown – si effettua un hop, e il contatore TTL cambia da 16 a 15, il secondo – da 15 a 14 e così via, finché il valore TTL non raggiunge 0 e il pacchetto viene distrutto.
Ecco come funziona il meccanismo di prevenzione dell'anello nei pacchetti IP. Se il dispositivo non riceve una richiesta entro un tempo stabilito, il sistema restituisce un messaggio simile. Quindi passiamo alle impostazioni del secondo router e mostriamo come raggiungere la quarta sottorete. Per fare ciò, utilizzo il comando ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.3.3. Ora la relativa voce è apparsa nella tabella di routing, che abbiamo richiamato con il comando do show ip route.
Ora Router1 sa come inviare il traffico agli indirizzi della quarta sottorete. Lo inoltra al terzo router. Il terzo router, Router2, essendo connesso alla rete 4., sa sicuramente come inviare il pacchetto al secondo computer.
Cosa succederà se invio di nuovo un ping? Ora tutti i dispositivi di rete sanno come raggiungere il secondo computer. Il ping all'indirizzo IP 192.168.4.10 avrà successo? No, non avrà successo!
Come ho già detto, ICMP è un protocollo di comunicazione bidirezionale, quindi, se qualcuno invia pacchetti ping, devono tornare indietro. Il routing consiste nel fatto che ogni dispositivo di rete deve non solo sapere come inviare un messaggio a qualcuno, ma deve anche sapere come consegnare il messaggio di risposta al mittente della richiesta. Quindi, il pacchetto inviato dal primo computer ha raggiunto con successo il secondo computer. Il secondo computer pensa: «ottimo, ho ricevuto il tuo messaggio e ora devo inviarti una risposta». Questa risposta, indirizzata al dispositivo con l'indirizzo IP 192.168.1.10, arriva al router Router2. Il terzo router vede che deve inviare il pacchetto alla prima subnet, ma nella sua tabella di routing ha solo registrazioni per la terza e la quarta subnet. Pertanto, dobbiamo creare un percorso statico usando il comando ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.3.2. Questo comando indica che il traffico destinato alla rete identificata da 192.168.1.0 deve essere inviato al secondo router con l'indirizzo IP 192.168.3.2.
Cosa succederà dopo? Il secondo router è a conoscenza delle reti 2, 3 e 4, ma non ha informazioni sulla prima rete. Pertanto, è necessario accedere alle impostazioni del secondo router Router1 e utilizzare il comando ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1, specificando che il traffico per la rete 1 deve essere inviato attraverso la rete 2 al primo router Router0.
Dopo ciò, il pacchetto raggiunge il primo router, che conosce il dispositivo 192.168.1.10, perché la prima rete, in cui si trova questo computer, è collegata alla porta di questo router. Va notato che ora il primo router non ha informazioni sulla rete 3, e il terzo router non ha conoscenza della seconda rete. Questo potrebbe creare un problema, poiché questi router non sono a conoscenza dell'esistenza delle sottoreti intermedie.
Sto pingando di nuovo l'indirizzo 192.168.4.0 e come potete vedere, questa volta il ping è andato a buon fine. I pacchetti hanno percorso l'intero tragitto dal primo al secondo computer e la risposta è tornata al mittente. Nella finestra del prompt dei comandi si può vedere il messaggio che indica che ciascuno dei 4 pacchetti di risposta da 192.168.4.0 è di 32 byte, TTL= 125 ms, con un successo del ping del 100%. Questo significa che la sorgente ha ricevuto una risposta dall'host di destinazione. Quindi, anche se i dispositivi non sono a conoscenza di alcune reti intermedie, ciò non importa se funzionano secondo il principio del “mittente finale – destinatario finale”. Il primo computer sa come raggiungere il secondo computer e il secondo sa come tornare al primo.
Consideriamo un'altra situazione. Quindi, il primo computer può comunicare con successo con il secondo computer, mentre il traffico passa attraverso tutti questi dispositivi. Vediamo se il PC0 può mettersi in contatto con il terzo router Router2 all'indirizzo 192.168.3.3 – questo è il port di rete 3 del terzo router. Il ping indica che ciò non è possibile – l'host di destinazione non è disponibile.
Vediamo qual è il problema. Aprendo la tabella di routing del primo router, notiamo che conosce solo 3 reti: la prima, la seconda e la quarta, ma non ha informazioni sulla terza rete. Quindi, se voglio collegarmi a questa rete, devo impostare un percorso statico.
Quindi, abbiamo visto come configurare il routing statico per tre router. Se hai 10 router e 50 diverse sotto-reti, la configurazione manuale del routing statico richiede molto tempo. Ecco perché abbiamo bisogno del routing dinamico.
Ora rimuoverò tutti i percorsi che ho creato. Per fare ciò, richiamerò a turno le tabelle di routing di tutti i router e aggiungerò la parola «no» all'inizio di ogni voce di routing statico, cioè utilizzerò il comando di negazione. Adesso possiamo esaminare cosa comporta il routing dinamico.
Per la routing dinamica devo attivare il protocollo RIP, che è un protocollo molto veloce. Ma oggi non discuteremo di RIP; il nostro argomento è il routing statico e volevo mostrarvi quanto può essere meticoloso e faticoso. Tuttavia, vi dimostrerò rapidamente come funziona RIP, che esamineremo in dettaglio nella prossima lezione.
Prendendo come esempio il primo router, utilizzo il comando router rip, poi digiterò ver 2 per indicare la versione del protocollo e successivamente elencherò in righe separate le reti per le quali utilizzare il protocollo di routing dinamico: 192.168.1.0, 192.168.2.0, dopo di che passerò al secondo router e farò in modo simile. Tecnicalmente, sto semplicemente indicando le reti collegate a questo dispositivo, quindi per il secondo router indicherò 192.168.2.0 e 192.168.3.0, e per il terzo, dopo il comando rip ver 2, gli indirizzi 192.168.3.0 e 192.168.4.0. Poi tornerò al primo router e guarderò la tabella di routing.
Puoi osservare che tutte le reti sono magicamente apparse, le prime due sono quelle collegate direttamente al router, mentre le altre due sono quelle con cui ci si connette tramite il protocollo di routing dinamico RIP. Una situazione simile si verifica nelle tabelle di routing del secondo e del terzo router. Se collegherò le reti 5 e 6 al secondo router, tutti i dispositivi che utilizzano RIP saranno a conoscenza di queste nuove reti. Questo è il vantaggio del routing dinamico.
Se ora faccio un ping al secondo computer, la connessione funzionerà senza problemi. Posso fare un ping al terzo router, e il ping avrà successo, perché il primo router, grazie a RIP, conosce tutti i dispositivi di tutte le reti. Anche il secondo e il terzo router avranno questa stessa 'conoscenza'. Non sto dicendo che RIP sia il miglior protocollo, ma è in grado di svolgere molte funzioni in modo efficace. Per ora, voglio solo farvi capire che cos'è il routing e come funziona, cosa sia una tabella di routing e quale importanza essa abbia.
Indipendentemente dal fatto che tu stia utilizzando la routing statica o dinamica, il ruolo dei protocolli è quello di riempire la tabella di routing. Questa tabella deve conoscere tutti i percorsi verso tutti i dispositivi della rete, affinché un dispositivo possa stabilire una connessione con un altro dispositivo.
Quindi, oggi hai appreso che la routing è il processo che garantisce l'insorgere di voci sui percorsi nelle tabelle di routing, affinché il router possa prendere decisioni sull'invio del traffico in rete.
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Fonte: habr.com
