Corso Cisco 200-125 CCNA v3.0. Giorno 23. Tecnologie avanzate di routing

Oggi esamineremo più a fondo alcuni aspetti del routing. Prima di iniziare, voglio rispondere alla domanda degli studenti sulle mie pagine sui social media. A sinistra ho inserito i link alle pagine della nostra azienda, mentre a destra ci sono i miei profili personali. Vorrei sottolineare che non aggiungo amici su Facebook se non li conosco personalmente, quindi evitate di inviarmi richieste di amicizia.

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Come sempre, oggi esploreremo tre argomenti. Il primo è una spiegazione del concetto di routing, in cui parlerò delle tabelle di routing, del routing statico e così via. Poi esamineremo il routing Inter-Switch, ovvero come avviene il routing tra due switch. Alla fine della lezione, ci familiarizzeremo con il concetto di routing Inter-VLAN, in cui uno switch interagisce con più VLAN e come avviene la connessione tra queste reti. È un argomento molto interessante e potrebbe valere la pena rivederlo più volte. C'è anche un'altra tematica interessante chiamata Router-on-a-Stick, o "router su un bastone".

Quindi, cos'è una tabella di routing? È una tabella sulla base della quale i router prendono decisioni di routing. Puoi vedere come appare una tipica tabella di routing di router Cisco. Anche ogni computer che esegue Windows ha una tabella di routing, ma questo è un argomento diverso.

La lettera R all'inizio della riga indica che il percorso verso la rete 192.168.30.0/24 è fornito dal protocollo RIP, C significa che la rete è direttamente collegata all'interfaccia del router, S indica la routing statica, e il punto dopo questa lettera mostra che questo percorso è un candidate default, ovvero un candidato predefinito per l'implementazione della routing statica. Esistono diversi tipi di percorsi statici e oggi ci familiarizzeremo con essi.

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Consideriamo per esempio la prima rete 192.168.30.0/24. Nella riga vedete due numeri tra parentesi quadre, separati da una barra, di cui abbiamo già parlato. Il primo numero, 120, è la distanza amministrativa, che caratterizza il livello di fiducia in questo percorso. Supponiamo che nella tabella ci sia un altro percorso verso questa rete, contrassegnato con la lettera C o S, con una distanza amministrativa inferiore, ad esempio, 1, come nel caso della route statica. In questa tabella non troverete due reti identiche, se non utilizziamo un meccanismo come il bilanciamento del carico, ma supponiamo di avere 2 registrazioni per la stessa rete. Quindi, se vedete un numero inferiore, significa che questo percorso merita maggiore fiducia e viceversa, maggiore è il valore della distanza amministrativa, minore è la fiducia in questo percorso. Inoltre, nella riga è indicato attraverso quale interfaccia inviare il traffico – nel nostro caso è la porta 192.168.20.1 FastEthernet0/1. Ecco di quali componenti è composta una tabella di routing.

Ora parliamo di come il router prende decisioni di instradamento. Ho menzionato il candidato predefinito in precedenza e adesso spiegherò cosa significa. Supponiamo che il router riceva traffico per la rete 30.1.1.1, per la quale non esiste una voce nella tabella di instradamento. Normalmente, il router scarterebbe semplicemente questo traffico, ma se nella tabella è presente una voce per il candidato predefinito, significa che tutto ciò di cui il router non è a conoscenza sarà inviato al candidato predefinito. In questo caso, la voce indica che il traffico diretto a una rete sconosciuta al router deve essere inoltrato attraverso la porta 192.168.10.1. Pertanto, il traffico per la rete 30.1.1.1 seguirà il percorso del candidato predefinito.

Quando un router riceve una richiesta per stabilire una connessione con un indirizzo IP, innanzitutto verifica se tale indirizzo è presente in un percorso specifico. Quindi, quando riceve traffico per la rete 30.1.1.1, controlla prima se l'indirizzo si trova in una determinata voce della tabella di instradamento. Ad esempio, se il router riceve traffico per 192.168.30.1, dopo aver esaminato tutte le voci, vedrà che questo indirizzo è incluso nell'intervallo degli indirizzi della rete 192.168.30.0/24, dopodiché inoltrerà il traffico su quel percorso. Se non trova voci specifiche per la rete 30.1.1.1, il router instraderà il traffico destinato a essa tramite il percorso candidate default. Ecco come vengono prese le decisioni: prima si esaminano le voci delle specifiche rotte, poi si utilizza il percorso candidato di default.
Ora esaminiamo i diversi tipi di rotte statiche. Il primo tipo è il default route, o percorso predefinito.

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Come già detto, se un router riceve traffico indirizzato a una rete a lui sconosciuta, lo inoltrerà attraverso il percorso predefinito. L'informazione riguardante l'impostazione del percorso predefinito è comunicata dalla registrazione "Gateway of last resort is 192.168.10.1 to network 0.0.0.0", ovvero "Il gateway dell'ultimo ricorso per la rete 0.0.0.0 ha l'indirizzo IP 192.168.10.1". Questo percorso è riportato nell'ultima riga della tabella di routing, contrassegnata con la lettera S seguita da un punto.

Questo parametro può essere impostato dalla modalità di configurazione globale. Per una normale rotta tramite il protocollo RIP, è necessario digitare il comando ip route, specificando l'identificatore della rete pertinente, che nel nostro caso è 192.168.30.0, e la maschera di sottorete 255.255.255.0, quindi indicare 192.168.20.1 come prossimo salto. Tuttavia, quando si impostano le rotte di default, non è necessario specificare l'identificatore della rete e la maschera; basta digitare ip route 0.0.0.0 0.0.0.0, ovvero, al posto dell'indirizzo maschera di sottorete, si digitano nuovamente quattro zeri, e alla fine della riga si indica l'indirizzo 192.168.20.1, che rappresenterà il percorso predefinito.
Il tipo successivo di rotta statica è la Network Route, o rotta di rete. Per impostare una rotta di rete, è necessario specificare l'intera rete, utilizzando il comando ip route 192.168.30.0 255.255.255.0, dove lo 0 alla fine della maschera di sottorete indica l'intero range di 256 indirizzi di rete /24, e specificare l'indirizzo IP del prossimo hop.

Adesso disegnerò sopra un modello che rappresenta il comando per impostare la rotta predefinita e la rotta di rete. Esso appare nel modo seguente:

ip route prima parte dell'indirizzo seconda parte dell'indirizzo .

Per la rotta predefinita, sia la prima che la seconda parte dell'indirizzo saranno composte da 0.0.0.0, mentre per la rotta di rete la prima parte rappresenta l'identificativo di rete e la seconda la maschera di sottorete. Successivamente sarà indicato l'indirizzo IP della rete alla quale il router ha deciso di effettuare il prossimo hop.

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Per configurare un percorso host, si utilizza l'indirizzo IP di un host specifico. Nel modello del comando, questa sarà la prima parte dell'indirizzo, nel nostro caso 192.168.30.1, che indica un dispositivo specifico. La seconda parte è la maschera di rete 255.255.255.255, che indica anch'essa l'indirizzo IP di un host specifico e non di un'intera rete /24. Dopodiché è necessario specificare l'indirizzo IP del prossimo hop. In questo modo è possibile impostare un percorso host.

Il riassunto del percorso è un percorso aggregato. Ricordi che abbiamo già discusso l'argomento dell'aggregazione dei percorsi quando abbiamo un certo intervallo di indirizzi IP. Prendiamo ad esempio la prima rete 192.168.30.0/24 e immaginiamo di avere un router R1 a cui è connessa la rete 192.168.30.0/24 con quattro indirizzi IP: 192.168.30.4, 192.168.30.5, 192.168.30.6 e 192.168.30.7. Lo slash 24 significa che ci sono in totale 256 indirizzi validi in questa rete, tuttavia in questo caso abbiamo solo 4 indirizzi IP.

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Se dico che tutto il traffico per la rete 192.168.30.0/24 deve essere instradato tramite questa rotta, sarebbe una bugia, perché un indirizzo IP come 192.168.30.1 potrebbe non essere accessibile tramite questa interfaccia. Pertanto, in questo caso non possiamo usare come prima parte dell'indirizzo 192.168.30.0, ma dobbiamo specificare quali indirizzi specifici saranno accessibili. In questo caso, 4 indirizzi specifici saranno accessibili attraverso l'interfaccia a destra, mentre gli altri indirizzi della rete saranno attraverso l'interfaccia a sinistra del router. Ecco perché dobbiamo configurare una rotta aggregata o sommaria.

Dal principio di aggregazione delle rotte, ricordiamo che in una sottorete i primi tre ottetti dell'indirizzo rimangono invariati, e dobbiamo creare una sottorete che unisca tutti e 4 gli indirizzi. Per fare ciò, dobbiamo specificare la prima parte dell'indirizzo come 192.168.30.4, e nella seconda parte utilizzare la maschera di sottorete 255.255.255.252, dove 252 indica che in questa sottorete ci sono 4 indirizzi IP: .4, .5, .6 e .7.

Se nel tuo tavolo di routing ci sono due voci: una rotta RIP per la rete 192.168.30.0/24 e una rotta sommaria 192.168.30.4/252, secondo i principi di routing, la rotta prioritaria per il traffico specifico sarà precisamente la rotta sommaria. Tutto ciò che non riguarda questo traffico specifico utilizzerà la rotta di rete.

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Ecco cosa rappresenta una rotta sommaria: si sommano diversi indirizzi IP specifici e si crea una rotta separata per essi.

Nel gruppo delle rotte statiche, esiste anche quella che viene chiamata 'rotta flottante', o Floating Route. Questa è una rotta di riserva. Viene utilizzata in caso di problemi con la connessione fisica attraverso la rotta statica, che ha un valore di distanza amministrativa uguale a 1. Nel nostro esempio, questa è la rotta attraverso l'indirizzo IP 192.168.10.1 nell'ultima riga del tavolo di routing e, nel caso in cui questa rotta si interrompa a livello fisico, viene utilizzata la rotta di riserva flottante.

Per attivare il percorso di riserva, alla fine della riga di comando, invece dell'indirizzo IP del prossimo hop, che di default è impostato a 1, si deve specificare un valore diverso per i hop, ad esempio 5. Il percorso fluttuante non è indicato nella tabella di routing, perché viene attivato solo quando il percorso statico non è disponibile a causa di un guasto.

Se non hai capito qualcosa di quanto ho appena spiegato, rivedi questo video. Se hai ancora domande, puoi inviarmi un'email e ti spiegherò tutto.

Ora iniziamo a esaminare il routing Inter-Switch. A sinistra nel diagramma c'è uno switch che serve la rete blu del dipartimento vendite. A destra c'è un altro switch che lavora solo con la rete verde del dipartimento marketing. In questo caso, si utilizzano due switch indipendenti che servono dipartimenti diversi, poiché in questa topologia non viene utilizzata una rete VLAN comune.

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Se hai bisogno di stabilire una connessione tra questi due switch, cioè tra due reti diverse 192.168.1.0/24 e 192.168.2.0/24, è necessario utilizzare un router. In questo modo, queste reti possono scambiarsi pacchetti e accedere a Internet tramite il router R1. Se avessimo utilizzato VLAN1 di default per entrambi gli switch, collegandoli con un cavo fisico, avrebbero potuto comunicare tra loro. Ma poiché questo è tecnicamente impossibile a causa della separazione delle reti appartenenti a diversi domini di broadcast, è necessario un router per la loro comunicazione.

Supponiamo che ciascuno degli switch abbia 16 porte. Nel nostro caso non utilizziamo 14 porte, poiché in ciascun dipartimento ci sono solo 2 computer. Pertanto, in questo caso è ottimale utilizzare VLAN, come mostrato nello schema seguente.

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In questo caso, la rete VLAN10 blu e la rete VLAN20 verde hanno ciascuna il proprio dominio di broadcasting. La rete VLAN10 è collegata tramite cavo a una porta del router, mentre la rete VLAN20 è collegata a un'altra porta, con entrambi i cavi provenienti da porte diverse dello switch. Sembra che grazie a questa soluzione brillante abbiamo stabilito una connessione tra le reti. Tuttavia, poiché il router ha un numero limitato di porte, stiamo utilizzando in modo estremamente inefficiente le capacità di questo dispositivo, occupandole in questo modo.

Esiste una soluzione più efficiente: il "router su un bastone". In questo caso, colleghiamo la porta dello switch tramite trunk a una delle porte del router. Abbiamo già detto che per impostazione predefinita il router non comprende l'incapsulamento secondo lo standard .1Q, quindi è necessario utilizzare un trunk per collegarlo. In questo modo si verifica quanto segue.

La rete VLAN10 invia il traffico attraverso uno switch all'interfaccia F0/0 del router. Questa porta è suddivisa in sottointerfacce (sub-interface), ognuna delle quali ha un indirizzo IP situato nell'intervallo di indirizzi della rete 192.168.1.0/24 oppure di quella 192.168.2.0/24. Qui si presenta una certa ambiguità, poiché per due reti diverse sono necessari due indirizzi IP distinti. Pertanto, sebbene il trunk tra lo switch e il router sia creato su un'interfaccia fisica, dobbiamo creare due sottointerfacce per ogni VLAN. Così, una sottointerfaccia gestirà la rete VLAN10 e l'altra la VLAN20. Per la prima sottointerfaccia dobbiamo scegliere un indirizzo IP dall'intervallo di indirizzi 192.168.1.0/24, mentre per la seconda dall'intervallo 192.168.2.0/24. Quando la VLAN10 invia un pacchetto, il gateway sarà un indirizzo IP, e quando la VLAN20 invia un pacchetto, il secondo indirizzo IP sarà utilizzato come gateway. In questo modo, il "router su palo" prenderà decisioni riguardo al passaggio del traffico da ciascuno dei due computer appartenenti a VLAN diverse. In parole semplici, stiamo dividendo un'interfaccia fisica del router in due o più interfacce logiche.

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Vediamo come appare nel programma Packet Tracer.

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Ho semplificato un po' lo schema, quindi abbiamo un computer PC0 con l'indirizzo IP 192.168.1.10 e un secondo computer PC1 con l'indirizzo 192.168.2.10. Nella configurazione dello switch, assegno un'interfaccia alla VLAN10 e un'altra alla VLAN20. Accedo alla console CLI e digito il comando show ip interface brief per assicurarmi che le interfacce FastEthernet0/2 e 0/3 siano attive. Poi visualizzo il database VLAN e vedo che attualmente tutte le interfacce dello switch fanno parte della VLAN predefinita. Successivamente, digito i comandi config t e int f0/2 per selezionare la porta alla quale è collegata la VLAN del reparto vendite.

Successivamente utilizzo il comando switchport mode access. Il modo access è utilizzato per impostazione predefinita, quindi digito semplicemente questo comando. Dopo di che, digito switchport access VLAN10, e il sistema risponde che poiché questa rete non esiste, creerà automaticamente VLAN10. Se desiderate creare una rete VLAN manualmente, ad esempio VLAN20, dovete digitare il comando vlan 20, dopo di che la riga di comando passerà alle impostazioni della rete virtuale, cambiando il suo intestazione da Switch(config) # a Switch(config-vlan) #. Successivamente, è necessario assegnare alla rete creata il nome MARKETING usando il comando name . Poi configuriamo l'interfaccia f0/3. Immetto successivamente i comandi switchport mode access e switchport access vlan 20, dopo di che la rete risulta connessa a questa porta.

Pertanto, puoi configurare lo switch in due modi: il primo – utilizzando il comando switchport access vlan 10, dopo di che la rete viene creata automaticamente su questa porta, il secondo – quando prima crei la rete e poi la colleghi a una porta specifica.
Allo stesso modo, si può procedere con VLAN10. Tornerò indietro e ripeterò il processo di configurazione manuale per questa rete: entrerò nella modalità di configurazione globale, digiterò il comando vlan 10, poi assegnerò un nome name SALES e così via. Ora vi mostrerò cosa succede se non lo facciamo, cioè permettere al sistema di creare automaticamente la rete VLAN.

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Vedete che abbiamo entrambe le reti, ma la seconda, che abbiamo creato manualmente, ha il proprio nome MARKETING, mentre la prima rete VLAN10 ha ricevuto il nome predefinito VLAN0010. Posso correggerlo se ora, in modalità di configurazione globale, digito il comando name SALES. Ora vedete che dopo questo il nome della prima rete è cambiato in SALES.

Ora torniamo a Packet Tracer e verifichiamo se il computer PC0 può comunicare con il computer PC1. A tal fine, aprirò il terminale della riga di comando del primo computer e invierò un ping all'indirizzo del secondo computer.

Vediamo che il ping non ha avuto successo. La causa è che PC0 ha inviato una richiesta ARP all'indirizzo 192.168.2.10 tramite il gateway 192.168.1.1. A questo punto, il computer ha effettivamente chiesto allo switch chi fosse questo 192.168.1.1. Tuttavia, lo switch ha solo un'interfaccia per la rete VLAN10, e la richiesta ricevuta non può andare da nessuna parte: arriva su quella porta e qui si perde. Il computer non riceve risposta, quindi il motivo del fallimento del ping è indicato come scadenza del timeout. Non è stata ricevuta alcuna risposta perché nella rete VLAN10 non ci sono altri dispositivi oltre a PC0. Inoltre, anche se entrambi i computer fossero stati parte della stessa rete, non sarebbero stati in grado di comunicare, poiché hanno gamme di indirizzi IP diverse. Per far funzionare questo schema, è necessario utilizzare un router.

Tuttavia, prima di mostrarti come attivare il router, farò una piccola digressione. Collegherò la porta Fa0/1 dello switch e la porta Gig0/0 del router con un cavo, e poi aggiungerò un altro cavo, che sarà collegato alla porta Fa0/4 dello switch e alla porta Gif0/1 del router.

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Collegherò la rete VLAN10 alla porta f0/1 dello switch, per cui inserirò i comandi int f0/1 e switchport access vlan10, mentre la rete VLAN20 sarà collegata alla porta f0/4, utilizzando i comandi int f0/4 e switchport access vlan 20. Se ora guardiamo il database VLAN, vediamo che la rete SALES è collegata alle interfacce Fa0/1, Fa0/2, mentre la rete MARKETING è collegata alle porte Fa0/3, Fa0/4.

Torniamo di nuovo al router e accediamo alle impostazioni dell'interfaccia g0/0, inseriamo il comando no shutdown e assegnamo un indirizzo IP: ip add 192.168.1.1 255.255.255.0.

Configuriamo in modo simile l'interfaccia g0/1, assegnandole l'indirizzo ip add 192.168.2.1 255.255.255.0. Poi chiederemo di mostrarci la tabella di routing, che ora contiene le voci sulle reti 1.0 e 2.0.

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Verifichiamo se questo schema funziona. Aspettiamo che entrambe le porte dello switch e del router diventino verdi e ripetiamo il ping all'indirizzo IP 192.168.2.10. Come potete vedere, tutto ha funzionato!

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Il computer PC0 invia una richiesta tramite il protocollo ARP allo switch, e lo switch la indirizza al router, il quale restituisce al computer il proprio indirizzo MAC. Successivamente, il computer invia un pacchetto ping lungo lo stesso percorso. Il router sa che la rete VLAN20 è collegata alla sua porta g0/1, quindi invia il pacchetto allo switch, che re-invia il pacchetto al destinatario – PC1.

Questo schema funziona, ma non è efficiente, poiché utilizza 2 interfacce del router, il che significa che stiamo sfruttando in modo irrazionale le capacità tecniche del router. Pertanto, mostrerò come ottenere lo stesso risultato utilizzando un'unica interfaccia.

Rimuoverò lo schema con due cavi e ripristinerò la connessione precedente tra lo switch e il router con un solo cavo. L'interfaccia f0/1 dello switch deve diventare una porta trunk, quindi torno alle impostazioni dello switch e utilizzo il comando switchport mode trunk per questa porta. La porta f0/4 non la utilizziamo più. Successivamente, utilizziamo il comando show int trunk per verificare se la porta è configurata correttamente.

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Possiamo vedere che la porta Fa0/1 è in modalità trunk secondo il protocollo di incapsulamento 802.1q. Dai un'occhiata alla tabella VLAN: vediamo che l'interfaccia F0/2 è occupata dalla rete del reparto vendite VLAN10, e l'interfaccia f0/3 è occupata dalla rete marketing VLAN20.

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In questo caso, lo switch è collegato alla porta g0/0 del router. Nelle impostazioni del router utilizzo i comandi int g0/0 e no ip address per rimuovere l'indirizzo IP di quest'interfaccia. Tuttavia, quest'interfaccia continua a funzionare e non è in stato di shutdown. Se ricordi, il router deve ricevere traffico da entrambe le reti: 1.0 e 2.0. Poiché lo switch è collegato al router tramite un trunk, il traffico proveniente da entrambe le reti arriverà al router. Quale indirizzo IP deve essere assegnato a quest'interfaccia del router in questo caso?

G0/0 rappresenta un'interfaccia fisica che per impostazione predefinita non ha un indirizzo IP. Pertanto, utilizziamo il concetto di sott'interfaccia logica. Se digito il comando int g0/0, il sistema offre due possibili varianti del comando: la barra / o il punto. La barra è utilizzata per la configurazione modulare delle interfacce di tipo 0/0/0, mentre il punto viene usato se si dispone di una sott'interfaccia.

Se digito nella riga int g0/0. ?, il sistema mi restituirà l'intervallo di numeri dei sottinterfacce logiche GigabitEthernet, che sono indicati dopo il punto: . Questo intervallo contiene più di 4 miliardi di numeri, il che significa che è possibile creare un numero così elevato di sottinterfacce logiche.

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Indicherò dopo il punto il numero 10, che rappresenterà VLAN10. Ora siamo nelle impostazioni del sottinterfaccia, come evidenziato dalla modifica dell'intestazione della riga delle impostazioni CLI in Router (config-subif) #, nel caso specifico riguarda il sottinterfaccia g0/0.10. Ora devo assegnargli un indirizzo IP, per fare ciò userò il comando ip add 192.168.1.1 255.255.255.0. Prima di impostare questo indirizzo, è necessario eseguire l'incapsulamento, in modo che il sottinterfaccia creato sappia quale protocollo di incapsulamento utilizzare — 802.1q o ISL. Digito nella riga la parola encapsulation e il sistema restituisce le possibili opzioni per questo comando.

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Utilizzo il comando encapsulation dot1Q. Tecnica mente non è obbligatorio inserire questo comando, ma lo digito per indicare al router quale protocollo utilizzare per lavorare con VLAN, poiché attualmente funziona come switch, gestendo il trunking VLAN. Con questo comando indichiamo al router che tutto il traffico deve essere incapsulato secondo il protocollo dot1Q. Successivamente, nella riga di comando, devo specificare che questa incapsulazione riguarda la rete VLAN10. Il sistema ci mostra l'indirizzo IP utilizzato e l'interfaccia per la rete VLAN10 inizia a funzionare.

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Analogamente, configuro l'interfaccia g0/0.20. Creo un nuovo sottointerfaccia, imposto il protocollo di incapsulazione e assegno l'indirizzo IP con il comando ip add 192.168.2.1 255.255.255.0.

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È quindi essenziale rimuovere l'indirizzo IP dall'interfaccia fisica, poiché attualmente l'interfaccia fisica e il sottointerfaccia logico hanno lo stesso indirizzo per la rete VLAN20. A tal fine, digito successivamente i comandi int g0/1 e no ip address. Quindi disabilito questa interfaccia, poiché non ci serve più.

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Ora torno di nuovo all'interfaccia g0/0.20 e gli assegno l'indirizzo IP con il comando ip add 192.168.2.1 255.255.255.0. Adesso funzionerà sicuramente.

Attualmente utilizzo il comando show ip route per visualizzare la tabella di routing.

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Possiamo vedere che la rete 192.168.1.0/24 è direttamente collegata al sottointerfaccia GigabitEthernet0/0.10, mentre la rete 192.168.2.0/24 è direttamente collegata al sottointerfaccia GigabitEthernet0/0.20. Ora tornerò al terminale della riga di comando di PC0 e farò un ping a PC1. In questo modo, il traffico arriva alla porta del router, che lo reindirizza al sottointerfaccia appropriato e lo rimanda attraverso lo switch al computer PC1. Come potete vedere, il ping è andato a buon fine. I primi due pacchetti sono stati scartati perché il passaggio tra le interfacce del router richiede del tempo, e inoltre i dispositivi devono apprendere gli indirizzi MAC; tuttavia, altri due pacchetti sono arrivati con successo al destinatario. Questo è come funziona il concetto di «router su un bastone».

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Fonte: habr.com

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