Hoje vamos dar uma olhada em alguns aspectos do roteamento. Antes de começar, quero responder a uma pergunta de um aluno sobre minhas contas de mídia social. À esquerda, coloquei links para as páginas de nossa empresa e à direita - para minhas páginas pessoais. Observe que não adiciono uma pessoa aos meus amigos do Facebook se não a conhecer pessoalmente, portanto, não me envie solicitações de amizade.
Você pode simplesmente se inscrever na minha página do Facebook e estar ciente de todos os eventos. Eu respondo às mensagens na minha conta do LinkedIn, então sinta-se à vontade para me enviar mensagens por lá e, claro, sou muito ativo no Twitter. Abaixo deste tutorial em vídeo estão links para todas as 6 redes sociais, para que você possa usá-las.
Como sempre, hoje estudaremos três tópicos. A primeira é uma explicação da essência do roteamento, onde falarei sobre tabelas de roteamento, roteamento estático e assim por diante. Em seguida veremos o roteamento Inter-Switch, ou seja, como ocorre o roteamento entre dois switches. Ao final da aula, conheceremos o conceito de roteamento entre VLANs, quando um switch interage com várias VLANs e como essas redes se comunicam. Este é um tópico muito interessante, e você pode querer revisá-lo várias vezes. Há outro tópico interessante chamado Router-on-a-Stick, ou "roteador em um stick".
Então, o que é uma tabela de roteamento? Esta é uma tabela com base na qual os roteadores tomam decisões de roteamento. Você pode ver a aparência de uma tabela de roteamento típica do roteador Cisco. Todo computador com Windows também possui uma tabela de roteamento, mas esse é outro assunto.
A letra R no início da linha significa que a rota para a rede 192.168.30.0/24 é fornecida pelo protocolo RIP, C significa que a rede está conectada diretamente à interface do roteador, S significa roteamento estático e o ponto após esta letra significa que esta rota é candidata padrão ou a candidata padrão para roteamento estático. Existem vários tipos de rotas estáticas e hoje vamos nos familiarizar com elas.
Considere, por exemplo, a primeira rede 192.168.30.0/24. Na linha você vê dois números entre colchetes, separados por uma barra, já falamos sobre eles. O primeiro número 120 é a distância administrativa, que caracteriza o grau de confiança nesta rota. Suponha que haja outra rota na tabela para esta rede, indicada pela letra C ou S com uma distância administrativa menor, por exemplo, 1, como para roteamento estático. Nesta tabela, você não encontrará duas redes idênticas, a menos que usemos um mecanismo como balanceamento de carga, mas vamos supor que temos 2 entradas para a mesma rede. Portanto, se você visualizar um número menor, isso significará que essa rota merece mais confiança e vice-versa, quanto maior o valor da distância administrativa, menos confiança essa rota merece. A seguir, a linha indica por qual interface o tráfego deve ser enviado - no nosso caso, é a porta 192.168.20.1 FastEthernet0/1. Esses são os componentes da tabela de roteamento.
Agora vamos falar sobre como o roteador toma decisões de roteamento. Mencionei o candidato padrão acima e agora direi o que isso significa. Suponha que o roteador tenha recebido tráfego para a rede 30.1.1.1, cuja entrada não está na tabela de roteamento. Normalmente, o roteador apenas descartará esse tráfego, mas se houver uma entrada para o candidato padrão na tabela, isso significa que qualquer coisa que o roteador não conheça será roteada para o candidato padrão. Nesse caso, a entrada indica que o tráfego que chega a uma rede desconhecida do roteador deve ser encaminhado pela porta 192.168.10.1. Assim, o tráfego para a rede 30.1.1.1 seguirá a rota candidata padrão.
Quando um roteador recebe uma solicitação para estabelecer uma conexão com um endereço IP, ele primeiro verifica se esse endereço está contido em alguma rota específica. Portanto, ao receber o tráfego para a rede 30.1.1.1, ele primeiro verificará se seu endereço está contido em uma determinada entrada da tabela de roteamento. Portanto, se o roteador receber tráfego para 192.168.30.1, depois de verificar todas as entradas, ele verá que esse endereço está contido no intervalo de endereços de rede 192.168.30.0/24, após o qual enviará tráfego ao longo dessa rota. Se não encontrar nenhuma entrada específica para a rede 30.1.1.1, o roteador enviará o tráfego destinado a ela pela rota padrão candidata. Veja como as decisões são tomadas: primeiro procure as entradas para rotas específicas na tabela e, em seguida, use a rota candidata padrão.
Vejamos agora os diferentes tipos de rotas estáticas. O primeiro tipo é a rota padrão ou a rota padrão.
Como eu disse, se o roteador receber tráfego endereçado a uma rede desconhecida, ele o enviará pela rota padrão. A entrada Gateway de último recurso é 192.168.10.1 para a rede 0.0.0.0 indica que a rota padrão está definida, ou seja, "O gateway de último recurso para a rede 0.0.0.0 tem um endereço IP de 192.168.10.1." Essa rota é listada na última linha da tabela de roteamento, que é encabeçada pela letra S seguida de um ponto.
Você pode atribuir este parâmetro no modo de configuração global. Para uma rota RIP regular, digite o comando ip route, especificando o ID de rede apropriado, em nosso caso 192.168.30.0, e a máscara de sub-rede 255.255.255.0 e, em seguida, especificando 192.168.20.1 como o próximo salto. No entanto, ao definir a rota padrão, não é necessário especificar o ID e a máscara da rede, basta digitar ip route 0.0.0.0 0.0.0.0, ou seja, em vez do endereço da máscara de sub-rede, digite quatro zeros novamente e especifique o endereço 192.168.20.1 no final da linha, que será a rota padrão.
O próximo tipo de rota estática é a rota de rede ou rota de rede. Para definir uma rota de rede, você deve especificar toda a rede, ou seja, usar o comando ip route 192.168.30.0 255.255.255.0, onde 0 no final da máscara de sub-rede significa todo o intervalo de 256 endereços de rede / 24 e especificar o endereço IP do próximo salto.
Agora vou desenhar um modelo no topo mostrando o comando para definir a rota padrão e a rota de rede. Se parece com isso:
rota ip primeira parte do endereço segunda parte do endereço .
Para uma rota padrão, a primeira e a segunda partes do endereço serão 0.0.0.0, enquanto para uma rota de rede, a primeira parte é o ID da rede e a segunda parte é a máscara de sub-rede. Em seguida, será localizado o endereço IP da rede para a qual o roteador decidiu fazer o próximo salto.
A rota do host é configurada usando o endereço IP do host específico. No modelo de comando, essa será a primeira parte do endereço, no nosso caso é 192.168.30.1, que aponta para um determinado dispositivo. A segunda parte é a máscara de sub-rede 255.255.255.255, que também aponta para o endereço IP de um determinado host, não para toda a rede /24. Então você precisa especificar o endereço IP do próximo salto. É assim que você pode definir a rota do host.
A rota resumida é uma rota resumida. Você lembra que já discutimos a questão da sumarização de rotas quando temos um intervalo de endereços IP. Vamos pegar a primeira rede 192.168.30.0/24 como exemplo e imaginar que temos um roteador R1, ao qual a rede 192.168.30.0/24 está conectada com quatro endereços IP: 192.168.30.4, 192.168.30.5, 192.168.30.6 e 192.168.30.7 . A barra 24 significa que existem 256 endereços válidos nesta rede, mas neste caso temos apenas 4 endereços IP.
Se eu disser que todo o tráfego da rede 192.168.30.0/24 deve passar por essa rota, isso será falso, porque um endereço IP como 192.168.30.1 pode não ser acessado por essa interface. Portanto, neste caso, não podemos usar 192.168.30.0 como a primeira parte do endereço, mas devemos especificar quais endereços específicos estarão disponíveis. Nesse caso, 4 endereços específicos estarão disponíveis na interface direita e o restante dos endereços de rede na interface esquerda do roteador. Por isso precisamos montar um sumário ou rota sumária.
Dos princípios de sumarização de rotas, lembramos que em uma sub-rede os três primeiros octetos do endereço permanecem inalterados e precisamos criar uma sub-rede que combine todos os 4 endereços. Para fazer isso, precisamos especificar 192.168.30.4 na primeira parte do endereço e usar 255.255.255.252 como máscara de sub-rede na segunda parte, onde 252 significa que esta sub-rede contém 4 endereços IP: .4, .5. , .6 e .7.
Se você tiver duas entradas na tabela de roteamento: a rota RIP para a rede 192.168.30.0/24 e a rota resumida 192.168.30.4/252, de acordo com os princípios de roteamento, a rota resumida será a rota prioritária para tráfego específico. Qualquer coisa não relacionada a esse tráfego específico usará a rota de rede.
Isso é o que é uma rota de resumo - você soma vários endereços IP específicos e cria uma rota separada para eles.
No grupo das rotas estáticas, existe também a chamada “rota flutuante”, ou Rota Flutuante. Esta é uma rota de backup. É usado quando há um problema com uma conexão física em uma rota estática que possui um valor de distância administrativa de 1. Em nosso exemplo, esta é a rota pelo endereço IP 192.168.10.1.nível, uma rota flutuante de backup é usada.
Para usar uma rota de backup, no final da linha de comando, em vez do endereço IP do próximo salto, que por padrão tem valor 1, especifique um valor de salto diferente, por exemplo, 5. A rota flutuante é não indicado na tabela de roteamento, pois só é utilizado quando uma rota estática não está disponível devido a danos.
Se você não entendeu algo do que acabei de dizer, assista a este vídeo novamente. Se ainda tiver dúvidas, pode me mandar um e-mail que te explico tudo.
Agora vamos começar a olhar para o roteamento Inter-Switch. À esquerda no diagrama, há um switch que atende à rede azul do departamento de vendas. À direita está outro switch que só funciona com a rede verde do departamento de marketing. Neste caso, são utilizados dois switches independentes que atendem departamentos diferentes, já que esta topologia não utiliza uma VLAN comum.
Se você precisar estabelecer uma conexão entre esses dois switches, ou seja, entre duas redes diferentes 192.168.1.0/24 e 192.168.2.0/24, precisará usar um roteador. Então essas redes poderão trocar pacotes e acessar a Internet através do roteador R1. Se usássemos a VLAN1 padrão para ambos os switches, conectando-os com cabos físicos, eles poderiam se comunicar entre si. Mas como isso é tecnicamente impossível devido à separação de redes pertencentes a diferentes domínios de transmissão, é necessário um roteador para sua comunicação.
Vamos supor que cada um dos switches tenha 16 portas. No nosso caso, não utilizamos 14 portas, pois existem apenas 2 computadores em cada um dos departamentos. Portanto, neste caso, o ideal é usar VLAN, conforme mostrado no diagrama a seguir.
Nesse caso, a VLAN10 azul e a VLAN20 verde têm seu próprio domínio de broadcast. A rede VLAN10 é conectada por cabo a uma porta do roteador, e a rede VLAN20 é conectada a outra porta, enquanto ambos os cabos vêm de diferentes portas de switch. Parece que, graças a esta bela solução, estabelecemos uma conexão entre as redes. No entanto, como o roteador possui um número limitado de portas, somos extremamente ineficientes em usar os recursos desse dispositivo, ocupando-os dessa maneira.
Existe uma solução mais eficiente - um "roteador em um stick". Ao mesmo tempo, conectamos a porta do switch com um tronco a uma das portas do roteador. Já dissemos que por padrão o roteador não entende o encapsulamento de acordo com o padrão .1Q, então você precisa usar um tronco para se comunicar com ele. Nesse caso, ocorre o seguinte.
A rede VLAN10 azul envia tráfego através do switch para a interface F0/0 do roteador. Essa porta é dividida em subinterfaces, cada uma com um endereço IP localizado na faixa de endereços da rede 192.168.1.0/24 ou da rede 192.168.2.0/24. Há alguma incerteza aqui - afinal, para duas redes diferentes, você precisa ter dois endereços IP diferentes. Portanto, embora o trunk entre o switch e o roteador seja criado na mesma interface física, precisamos criar duas subinterfaces para cada VLAN. Assim, uma subinterface atenderá à rede VLAN10 e a segunda - VLAN20. Para a primeira subinterface, precisamos selecionar um endereço IP da faixa de endereços 192.168.1.0/24, e para a segunda, da faixa 192.168.2.0/24. Quando a VLAN10 envia um pacote, o gateway será um endereço IP, e quando o pacote é enviado pela VLAN20, o segundo endereço IP será usado como gateway. Neste caso, o "router on a stick" tomará uma decisão sobre a passagem do tráfego de cada um dos 2 computadores pertencentes a diferentes VLANs. Simplificando, dividimos uma interface de roteador físico em duas ou mais interfaces lógicas.
Vamos ver como fica no Packet Tracer.
Simplifiquei um pouco o diagrama, então temos um PC0 em 192.168.1.10 e um segundo PC1 em 192.168.2.10. Ao configurar o switch, aloco uma interface para VLAN10 e outra para VLAN20. Vou para o console CLI e insiro o comando show ip interface brief para garantir que as interfaces FastEthernet0/2 e 0/3 estejam ativas. Em seguida, examino o banco de dados de VLAN e vejo que todas as interfaces no switch fazem parte da VLAN padrão. Em seguida, digito config t seguido de int f0/2 na sequência para chamar a porta à qual a VLAN de vendas está conectada.
Em seguida, uso o comando de acesso ao modo switchport. O modo de acesso é o padrão, então apenas digito este comando. Depois disso, digito switchport access VLAN10 e o sistema responde que, como essa rede não existe, ele criará a própria VLAN10. Se você deseja criar uma VLAN manualmente, por exemplo, VLAN20, é necessário digitar o comando vlan 20, após o qual a linha de comando mudará para as configurações de rede virtual, alterando seu cabeçalho de Switch(config) # para Switch(config- vlan) #. Em seguida, você precisa nomear a rede criada MARKETING usando o comando name <name>. Em seguida, configuramos a interface f0/3. Eu insiro sequencialmente os comandos switchport mode access e switchport access vlan 20, após o que a rede é conectada a esta porta.
Assim, você pode configurar o switch de duas maneiras: a primeira é usando o comando switchport access vlan 10, após o qual a rede é criada automaticamente em uma determinada porta, a segunda é quando você primeiro cria uma rede e depois a vincula a uma determinada porta porta.
Você pode fazer o mesmo com VLAN10. Voltarei e repetirei o processo de configuração manual para esta rede: entre no modo de configuração global, insira o comando vlan 10 e, em seguida, nomeie-o como SALES e assim por diante. Agora vou mostrar o que acontece se você não fizer isso, ou seja, deixar o próprio sistema criar uma VLAN.
Você pode ver que temos as duas redes, mas a segunda, que criamos manualmente, tem um nome próprio MARKETING, enquanto a primeira rede, VLAN10, recebeu o nome padrão VLAN0010. Posso corrigir isso se agora inserir o comando name SALES no modo de configuração global. Agora você pode ver que depois disso, a primeira rede mudou seu nome para VENDAS.
Agora vamos voltar ao Packet Tracer e ver se o PC0 pode se comunicar com o PC1. Para fazer isso, abrirei um terminal de linha de comando no primeiro computador e enviarei um ping para o endereço do segundo computador.
Vemos que o ping falhou. O motivo é que PC0 enviou uma solicitação ARP para 192.168.2.10 por meio do gateway 192.168.1.1. Ao mesmo tempo, o computador realmente perguntou ao switch quem é esse 192.168.1.1. Porém, o switch possui apenas uma interface para a rede VLAN10, e a solicitação recebida não pode ir a lugar nenhum - ele entra nesta porta e morre aqui. O computador não recebe uma resposta, portanto, o motivo da falha do ping é fornecido como um tempo limite. Nenhuma resposta foi recebida porque não há outro dispositivo na VLAN10 além de PC0. Além disso, mesmo que ambos os computadores fizessem parte da mesma rede, eles ainda não seriam capazes de se comunicar porque possuem um intervalo diferente de endereços IP. Para fazer esse esquema funcionar, você precisa usar um roteador.
No entanto, antes de mostrar como usar o roteador, farei uma pequena digressão. Vou conectar a porta Fa0/1 do switch e a porta Gig0/0 do roteador com um cabo, e depois adicionar outro cabo que será conectado na porta Fa0/4 do switch e na porta Gif0/1 do switch roteador.
Vou vincular a rede VLAN10 à porta f0/1 do switch, para a qual inserirei os comandos int f0/1 e switchport access vlan10, e a rede VLAN20 à porta f0/4 usando o int f0/4 e switchport acesse os comandos vlan 20. Se olharmos agora para o banco de dados VLAN, podemos ver que a rede SALES está vinculada às interfaces Fa0/1, Fa0/2 e a rede MARKETING está vinculada às portas Fa0/3, Fa0/4 .
Vamos voltar ao roteador novamente e inserir as configurações da interface g0 / 0, inserir o comando no shutdown e atribuir um endereço IP a ele: ip add 192.168.1.1 255.255.255.0.
Vamos configurar a interface g0/1 da mesma forma, atribuindo a ela o endereço ip add 192.168.2.1 255.255.255.0. Em seguida, pediremos para nos mostrar a tabela de roteamento, que agora possui entradas para as redes 1.0 e 2.0.
Vamos ver se esse esquema funciona. Vamos esperar até que ambas as portas do switch e do roteador fiquem verdes e repita o ping do endereço IP 192.168.2.10. Como podem ver, deu tudo certo!
O computador PC0 envia uma solicitação ARP ao switch, o switch a endereça ao roteador, que envia de volta seu endereço MAC ao computador. Depois disso, o computador envia um pacote de ping pela mesma rota. O roteador sabe que a rede VLAN20 está conectada à sua porta g0/1, então a envia para o switch, que encaminha o pacote para o destino - PC1.
Esse esquema funciona, mas é ineficiente, pois ocupa 2 interfaces do roteador, ou seja, estamos usando irracionalmente os recursos técnicos do roteador. Portanto, mostrarei como o mesmo pode ser feito utilizando uma única interface.
Vou remover o diagrama de dois cabos e restaurar a conexão anterior do switch e do roteador com um cabo. A interface f0/1 do switch deve se tornar uma porta trunk, então volto para as configurações do switch e uso o comando switchport mode trunk para esta porta. A porta f0/4 não é mais usada. Em seguida, usamos o comando show int trunk para verificar se a porta está configurada corretamente.
Vemos que a porta Fa0/1 está operando no modo trunk usando o protocolo de encapsulamento 802.1q. Vejamos a tabela VLAN - vemos que a interface F0 / 2 é ocupada pela rede do departamento de vendas VLAN10 e a interface f0 / 3 é ocupada pela rede de marketing VLAN20.
Nesse caso, o switch está conectado à porta g0/0 do roteador. Nas configurações do roteador, utilizo os comandos int g0/0 e no ip address para remover o endereço IP desta interface. Mas esta interface ainda funciona, não está no estado de desligamento. Se você se lembra, o roteador deve aceitar o tráfego de ambas as redes - 1.0 e 2.0. Como o switch está conectado ao roteador por um tronco, ele receberá tráfego da primeira e da segunda rede para o roteador. No entanto, qual endereço IP deve ser atribuído à interface do roteador neste caso?
G0/0 é uma interface física que não possui nenhum endereço IP por padrão. Portanto, usamos o conceito de uma subinterface lógica. Se eu digitar int g0/0 na linha, o sistema dará duas opções de comando possíveis: uma barra / ou um ponto. A barra é usada ao modularizar interfaces como 0/0/0, e o ponto é usado se você tiver uma subinterface.
Se eu digitar int g0/0. ?, então o sistema me dará uma faixa de números possíveis da subinterface lógica GigabitEthernet, que são indicados após o ponto: <0 - 4294967295>. Esse intervalo contém mais de 4 bilhões de números, o que significa que você pode criar tantas subinterfaces lógicas.
Vou indicar o número 10 após o ponto, que vai indicar VLAN10. Agora passamos para as configurações da subinterface, conforme evidenciado pela alteração no cabeçalho da linha de configurações CLI para Router (config-subif) #, neste caso, refere-se à subinterface g0/0.10. Agora tenho que fornecer um endereço IP, para o qual uso o comando ip add 192.168.1.1 255.255.255.0. Antes de definir este endereço, precisamos realizar o encapsulamento para que a subinterface que criamos saiba qual protocolo de encapsulamento usar - 802.1q ou ISL. Eu digito a palavra encapsulamento na linha e o sistema fornece opções possíveis de parâmetros para esse comando.
Estou usando o comando dot1Q de encapsulamento. Não é tecnicamente necessário digitar este comando, mas eu o digito para dizer ao roteador qual protocolo usar para trabalhar com a VLAN, porque no momento ele funciona como um switch, atendendo ao entroncamento da VLAN. Com este comando, indicamos ao roteador que todo o tráfego deve ser encapsulado usando o protocolo dot1Q. Em seguida, na linha de comando, devo especificar que esse encapsulamento é para VLAN10. O sistema nos mostra o endereço IP em uso e a interface para a rede VLAN10 começa a funcionar.
Da mesma forma, configuro a interface g0/0.20. Eu crio uma nova subinterface, defino o protocolo de encapsulamento e defino o endereço IP com ip add 192.168.2.1 255.255.255.0.
Nesse caso, definitivamente preciso remover o endereço IP da interface física, pois agora a interface física e a subinterface lógica têm o mesmo endereço para a rede VLAN20. Para fazer isso, digito sequencialmente os comandos int g0 / 1 e nenhum endereço ip. Então desativo essa interface porque não precisamos mais dela.
Em seguida, volto à interface g0 / 0.20 novamente e atribuo um endereço IP a ela com o comando ip add 192.168.2.1 255.255.255.0. Agora tudo definitivamente funcionará.
Agora uso o comando show ip route para examinar a tabela de roteamento.
Podemos ver que a rede 192.168.1.0/24 está diretamente conectada à subinterface GigabitEthernet0/0.10 e a rede 192.168.2.0/24 está diretamente conectada à subinterface GigabitEthernet0/0.20. Agora, retornarei ao terminal de linha de comando PC0 e executarei ping em PC1. Nesse caso, o tráfego entra na porta do roteador, que o transfere para a subinterface apropriada e o envia de volta pelo switch para o computador PC1. Como você pode ver, o ping foi bem-sucedido. Os dois primeiros pacotes foram descartados porque a alternância entre as interfaces do roteador leva algum tempo e os dispositivos precisam aprender os endereços MAC, mas os outros dois pacotes chegaram ao destino com sucesso. É assim que funciona o conceito de "roteador em um bastão".
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Fonte: habr.com