Сьогодні ми ґрунтовніше розглянемо деякі аспекти маршрутизації. Перш ніж розпочати, я хочу відповісти на запитання студентів про мої сторінки в соціальних мережах. Ліворуч я помістив посилання на сторінки нашої компанії, а праворуч – на мої персональні сторінки. Зауважу, що я не додаю людину до своїх друзів на Facebook, якщо не знаю її особисто, тому не варто надсилати мені запити дружби.
Ви можете підписатися на мою сторінку Facebook і бути в курсі всіх подій. Я відповідаю на повідомлення в моєму обліковому записі LinkedIn, тому можете писати мені туди, і звичайно, я проявляю максимальну активність у Twitter. Під цим відеоуроком розміщені посилання на всі 6 соціальних мереж, тому ви можете ними скористатися.
Як завжди, сьогодні ми вивчимо три теми. Перша - це пояснення суті маршрутизації, де я розповім вам про таблиці маршрутизації, статичний роутинг і так далі. Потім ми розглянемо маршрутизацію Inter-Switch, тобто те, як відбувається маршрутизація між двома свитчами. Наприкінці уроку ми ознайомимося з концепцією маршрутизації Inter-VLAN, коли один світик взаємодіє з кількома VLAN і як відбувається зв'язок між цими мережами. Це дуже цікава тема, і, можливо, ви захочете переглянути її кілька разів. Є ще одна цікава тема, яка називається Router-on-a-Stick, або "маршрутизатор на паличці".
Отже, що таке таблиця маршрутизації? Це таблиця, з урахуванням якої роутери приймають рішення маршрутизації. Ви бачите, як виглядає типова таблиця маршрутизації роутерів Cisco. Кожен комп'ютер під керуванням Windows теж має таблицю маршрутизації, але це інша тема.
Літера R на початку рядка означає, що маршрут до мережі 192.168.30.0/24 забезпечується протоколом RIP, C означає, що мережа безпосередньо приєднана до інтерфейсу роутера S означає статичну маршрутизацію, а точка після цієї літери показує, що цей маршрут є candidate default, або кандидатом за умовчанням для статичної маршрутизації. Існує кілька типів статичних маршрутів і сьогодні ми з ними познайомимося.
Розглянемо для прикладу першу мережу 192.168.30.0/24. У рядку ви бачите два числа у квадратних дужках, розділені слішем, ми вже про них говорили. Перше число 120 - це адміністративна дистанція, що характеризує ступінь довіри до цього маршруту. Припустимо, в таблиці є ще один маршрут до цієї мережі, позначений літерою C або S з меншою величиною адміністративної дистанції, наприклад, як для статичного маршрутизації. У цій таблиці ви не зустрінете двох однакових мереж, якщо ми не використовуємо такий механізм, як балансування навантаження, але припустимо, що у нас є 1 записи для однієї і тієї ж мережі. Так от, якщо ви побачите меншу кількість, це буде означати, що даний маршрут заслуговує на більшу довіру, і навпаки, чим більше значення адміністративної дистанції, тим меншої довіри заслуговує на даний маршрут. Далі у рядку вказано, через який інтерфейс слід відправляти трафік – у нашому випадку це порт 2 FastEthernet192.168.20.1/0. Ось із яких компонентів складається таблиця маршрутизації.
Тепер поговоримо про те, як роутер ухвалює рішення про маршрутизацію. Вище я згадав за замовчуванням кандидата і зараз скажу, що це означає. Припустимо, до роутера надійшов трафік для мережі 30.1.1.1, запис про яку відсутня у таблиці маршрутизації. У звичайному випадку роутер просто відкине цей трафік, але якщо таблиця містить запис про кандидата за замовчуванням, це означає, що все, про що роутер не знає, буде направлятися до candidate default. У цьому випадку запис зазначає, що трафік, що надійшов для невідомої роутеру мережі, повинен прямувати далі через порт 192.168.10.1. Таким чином, трафік для мережі 30.1.1.1 пройде маршрутом, що є кандидатом за умовчанням.
Коли роутер надходить запит на встановлення зв'язку з будь-якою IP-адресою, він в першу чергу дивиться, чи не міститься ця адреса в якомусь певному маршруті. Тому коли він отримає трафік для мережі 30.1.1.1, то в першу чергу перевірить, чи не міститься її адреса в конкретному записі таблиці маршрутизації. Так, якщо роутер отримає трафік для 192.168.30.1, то перевіривши всі записи, побачить, що ця адреса міститься в діапазоні адрес мережі 192.168.30.0/24, після чого відправить трафік цим маршрутом. Не знайшовши жодних конкретних записів для мережі 30.1.1.1, роутер відправить призначений їй трафік за маршрутом candidate default. Ось як приймаються рішення: насамперед у таблиці проглядаються записи конкретних маршрутів, та був використовується маршрут кандидата за умовчанням.
Давайте розглянемо різні типи статичних маршрутів. Перший тип – це default route або маршрут за замовчуванням.
Як я вже сказав, якщо роутер отримав трафік, який адресований невідомій мережі, він відправить його за маршрутом за замовчуванням. Про те, що встановлено маршрут за замовчуванням, повідомляє запис Gateway of last resort is 192.168.10.1 to network 0.0.0.0, тобто «Шлюз останнього звернення до мережі 0.0.0.0 має IP-адресу 192.168.10.1». Цей маршрут вказано в останньому рядку таблиці маршрутизації, озаглавленої буквою S з точкою.
Призначити цей параметр можна у режимі глобальної конфігурації. Для звичайного маршруту за протоколом RIP потрібно набрати команду ip route , вказавши ідентифікатор відповідної мережі, в нашому випадку 192.168.30.0, маску підмережі 255.255.255.0, а потім вказати 192.168.20.1 як наступний хоп. Однак, коли ви встановлюєте маршрут за замовчуванням, вам не потрібно вказувати ідентифікатор мережі та маску, ви просто набираєте ip route 0.0.0.0 0.0.0.0, тобто замість адреси маски підмережі знову набираєте чотири нулі, а в кінці рядка вказуєте адресу 192.168.20.1. який і означатиме маршрут за промовчанням.
Наступний тип статичного маршруту – це Network Route або мережевий маршрут. Для встановлення мережного маршруту необхідно вказати цілу мережу, тобто використовувати команду ip route 192.168.30.0 255.255.255.0, де 0 наприкінці маски підмережі означає весь діапазон з 256 адрес мережі /24, і вказати IP-адресу наступного хопа.
Зараз я намалюю зверху шаблон, що зображує команду встановлення маршруту за промовчанням та мережного маршруту. Він виглядає так:
ip route перша частина адреси друга частина адреси .
Для маршруту за замовчуванням і перша, і друга частина адреси складатиметься з 0.0.0.0, а для мережного маршруту перша частина є ідентифікатором мережі, а друга - маскою підмережі. Далі буде розташована IP-адреса мережі, в яку роутер вирішив зробити наступний хоп.
Для налаштування маршруту хоста host route використовується IP-адреса конкретного хоста. У шаблоні команди це перша частина адреси, у разі це 192.168.30.1, яка вказує на конкретний пристрій. Друга частина є маскою підмережі 255.255.255.255, яка також вказує на IP-адресу конкретного хоста, а не на цілу мережу /24. Потім потрібно вказати IP-адресу наступного хопу. Ось у такий спосіб можна встановити маршрут хоста.
Summary route – це зведений маршрут. Ви пам'ятаєте, що ми вже обговорювали питання підсумовування маршрутів, коли ми маємо певний діапазон IP-адрес. Візьмемо для прикладу першу мережу 192.168.30.0/24 і уявімо, що ми маємо роутер R1, до якого приєднана мережа 192.168.30.0/24 з чотирма IP-адресами: 192.168.30.4. 192.168.30.5 . Сліш 192.168.30.6 означає, що всього в цій мережі 192.168.30.7 дійсних адрес, проте в даному випадку ми маємо лише 24 IP-адреси.
Якщо я повідомлю, що весь трафік для мережі 192.168.30.0/24 повинен йти за цим маршрутом, це буде брехнею, тому що така IP-адреса, як 192.168.30.1, може бути недоступна через цей інтерфейс. Тому в даному випадку ми не можемо використовувати як першу частину адреси 192.168.30.0, а повинні вказати, які адреси будуть доступні. У цьому випадку 4 конкретні адреси будуть доступні через правий інтерфейс, а інші адреси мережі – через лівий інтерфейс роутера. Ось чому нам потрібно налаштувати зведений або сумарний маршрут.
З принципів підсумовування маршрутів ми пам'ятаємо, що в одній підмережі перші три октети адреси залишаються незмінними, і нам потрібно створити підмережу, яка б поєднувала всі 4 адреси. Для цього нам потрібно вказати в першій частині адреси 192.168.30.4, а в другій частині як маску підмережі використовувати 255.255.255.252, де 252 означає, що в даній підмережі міститься 4 IP-адреси: .4, .5., .6 та .7.
Якщо у вас у таблиці маршрутизації будуть присутні два записи: маршрут RIP для мережі 192.168.30.0/24 та сумарний маршрут 192.168.30.4/252, то згідно з принципами маршрутизації пріоритетним маршрутом для конкретного трафіку буде саме Summary route. Все, що не ставитиметься до цього конкретного трафіку, використовуватиме мережевий маршрут Network route.
Ось що є зведений маршрут – ви підсумовуєте кілька конкретних IP-адрес і створюєте для них окремий маршрут.
У групі статичних маршрутів є ще так званий "плаваючий маршрут", або Floating Route. Це резервний маршрут. Його використовують у разі виникнення проблем з фізичним з'єднанням за статичним маршрутом, який має величину адміністративної дистанції, рівну 1. У нашому прикладі це маршрут через IP-адресу 192.168.10.1 в останньому рядку таблиці маршрутизації, і у випадку, коли цей маршрут розривається на фізичному рівні, використовується резервний плаваючий маршрут.
Для того, щоб задіяти резервний маршрут, в кінці рядку команди замість IP-адреси наступного хопу, який за замовчуванням має величину, рівну 1, вказують іншу величину хопів, наприклад, 5. Плаваюча маршрут не вказується в таблиці маршрутизації, тому що задіюється тільки в тому випадку, коли статичний маршрут виявляється недоступним через пошкодження.
Якщо ви щось не зрозуміли з того, що я щойно розповів, перегляньте це відео ще раз. Якщо у вас все одно залишаться питання, можете надіслати мені листа електронною поштою, і я вам все поясню.
А тепер приступимо до розгляду маршрутизації Inter-Switch. Зліва на схемі розташований свитч, який обслуговує синю мережу відділу продажу. Праворуч розташований інший свитч, який працює лише із зеленою мережею відділу маркетингу. В даному випадку використовуються два незалежні сувені, які обслуговують різні відділи, оскільки в цій топології не використовується спільна мережа VLAN.
Якщо вам потрібно встановити зв'язок між цими двома світильниками, тобто між двома різними мережами 192.168.1.0/24 та 192.168.2.0/24, то необхідно використовувати роутер. Тоді ці мережі можуть обмінюватися пакетами і виходити в інтернет через роутер R1. Якби ми використовували за умовчанням VLAN1 для обох свитків, зв'язавши їх фізичними кабелями, вони могли б спілкуватися один з одним. Але оскільки це технічно неможливо через розподіл мереж, що належать різним широкомовним доменам, то для їх комунікації необхідний роутер.
Припустимо, кожен із свитчів має по 16 портів. У нашому випадку ми не використовуємо 14 портів, оскільки в кожному відділі є всього по 2 комп'ютери. Тому в цьому випадку оптимально використовувати VLAN, як показано на наступній схемі.
У цьому випадку синя мережа VLAN10 та зелена мережа VLAN20 мають свій власний широкомовний домен. Мережа VLAN10 з'єднана кабелем з одним портом роутера, а мережа VLAN20 – з іншим портом, при цьому обидва кабелі виходять з різних портів світчу. Здається, що завдяки цьому чудовому рішенню ми встановили зв'язок між мережами. Однак оскільки роутер має обмежену кількість портів, то ми вкрай неефективно використовуємо можливості цього пристрою, займаючи їх таким чином.
Існує ефективніше рішення – «роутер на паличці». При цьому ми зв'язуємо порт світчу транком з одним із портів роутера. Ми вже говорили, що роутер не розуміє інкапсуляції за стандартом .1Q, тому для зв'язку з ним необхідно використовувати транк. У цьому відбувається таке.
Синя мережа VLAN10 відправляє трафік через освітлення до інтерфейсу F0/0 роутера. Цей порт розділений на підінтерфейси (sub-interface), кожен з яких має одну IP-адресу, розташовану в діапазоні адрес або мережі 192.168.1.0/24, або мережі 192.168.2.0/24. Тут виникає якась невизначеність – адже для двох різних мереж потрібно мати дві різні IP-адреси. Тому хоча транк між свитчем і роутером створено на одному фізичному інтерфейсі, нам потрібно створити два підінтерфейси для кожної VLAN. Таким чином, один підінтерфейс обслуговуватиме мережу VLAN10, а другий VLAN20. Для першого підінтерфейсу нам потрібно вибрати IP-адресу з діапазону адрес 192.168.1.0/24, а для другого – з діапазону 192.168.2.0/24. Коли VLAN10 відсилатиме пакет, шлюзом буде одна IP-адреса, а коли пакет буде відсилати VLAN20, то як шлюз буде використовуватися друга IP-адреса. При цьому «роутер на паличці» прийматиме рішення щодо пропуску трафіку від кожного з двох комп'ютерів, що належать різним VLAN. Простіше кажучи, ми ділимо один фізичний інтерфейс роутера на два або більше логічних інтерфейсів.
Подивимося, як це виглядає у програмі Packet Tracer.
Я трохи спростив схему, тому ми маємо один комп'ютер PC0 з IP-адресою 192.168.1.10 і другий комп'ютер PC1 з адресою 192.168.2.10. При налаштуванні освітлення я виділяю один інтерфейс для VLAN10, інший для VLAN20. Я заходжу в консоль CLI та вводжу команду show ip interface brief, щоб переконатися, що інтерфейси FastEthernet0/2 та 0/3 включені. Потім я переглядаю базу даних VLAN і бачу, що на даний момент всі інтерфейси світчу є частиною стандарту VLAN. Потім я послідовно набираю команди config t і int f0/2, щоб викликати порт, до якого підключено VLAN відділу продажу.
Далі використовую команду switchport mode access. Режим access використовується за замовчуванням, тому я набираю цю команду. Після цього я набираю switchport access VLAN10 і система відповідає, що оскільки такої мережі не існує, вона сама створить VLAN10. Якщо ви хочете створити мережу VLAN вручну, наприклад, VLAN20, потрібно набрати команду vlan 20, після чого командний рядок перейде на налаштування віртуальної мережі, змінивши свій заголовок з Switch (config) # на Switch (config-vlan) #. Далі необхідно присвоїти створеній мережі ім'я MARKETING за допомогою команди name <ім'я>. Потім налаштовуємо інтерфейс f0/3. Я послідовно вводжу команди switchport mode access і switchport access vlan 20, після чого мережа виявляється підключеною до цього порту.
Таким чином, ви можете налаштувати свитч двома способами: перший – використовуючи команду switchport access vlan 10, після чого мережа створюється автоматично на даному порту, другий – коли спочатку створюєте мережу, а потім прив'язуєте її до конкретного порту.
Так само можна зробити з VLAN10. Я повернуся назад і повторю процес ручного налаштування для цієї мережі: увійду в режим глобальної конфігурації, введу команду vlan 10, потім надаю їй ім'я name SALES і так далі. Зараз я покажу вам, що станеться, якщо цього не зробити, тобто дозволити системі створити мережу VLAN.
Ви бачите, що у нас є обидві мережі, але друга, яку ми створили вручну, має власне ім'я MARKETING, в той час як перша мережа VLAN10 отримала стандартне ім'я VLAN0010. Я можу це виправити, якщо зараз в режимі глобальної конфігурації введу команду SALES. Тепер ви бачите, що після цього перша мережа змінила свою назву SALES.
Тепер повернемося до Packet Tracer і перевіримо, чи зможе комп'ютер PC0 зв'язатися з комп'ютером PC1. Для цього я відкрию термінал командного рядка першого комп'ютера та відправлю пінг на другий комп'ютер.
Ми бачимо, що пінгування закінчилося невдало. Причина в тому, що PC0 надіслав запит ARP на адресу 192.168.2.10 через шлюз 192.168.1.1. У цьому комп'ютер фактично запитав свитч, хто такий 192.168.1.1. Однак свитч має лише один інтерфейс для мережі VLAN10, і отриманий запит не може нікуди піти - він надходить на даний порт і тут же гине. Комп'ютер не отримує відповіді, тому причиною невдачі пінгу вказується закінчення часу очікування. Відповідь не було отримано, тому що в мережі VLAN10 немає більше жодного пристрою, крім PC0. Більше того, навіть якби обидва комп'ютери були частинами однієї і тієї ж мережі, вони все одно не змогли б зв'язатися, тому що мають різний діапазон IP-адрес. Для того щоб змусити цю схему заробити, потрібно використовувати роутер.
Однак перед тим, як покажу, як задіяти роутер, я зроблю невеликий відступ. Я з'єднаю порт Fa0/1 свитча та порт роутера Gig0/0 одним кабелем, а потім додам ще один кабель, який буде підключений до порту Fa0/4 свитча та порту Gif0/1 роутера.
Я прив'яжу мережу VLAN10 до порту f0/1 свитча, для чого введу команди int f0/1 та switchport access vlan10, а мережу VLAN20 – до порту f0/4, використовуючи команди int f0/4 та switchport access vlan 20. Якщо тепер подивитися на базу даних VLAN видно, що мережа SALES прив'язана до інтерфейсів Fa0/1, Fa0/2, а мережа MARKETING – до портів Fa0/3, Fa0/4.
Давайте знову повернемося до роутера і увійдемо в налаштування інтерфейсу g0/0, введемо команду no shutdown і надамо IP-адресу: ip add 192.168.1.1 255.255.255.0.
Аналогічно налаштуємо інтерфейс g0/1, надавши йому адресу ip add 192.168.2.1 255.255.255.0. Потім попросимо показати нам таблицю маршрутизації, де тепер є записи про мережах 1.0 і 2.0.
Подивимося, чи спрацює ця схема. Дочекаємося, поки обидва порти світчу та роутера не стануть зеленими, і повторимо пінгування IP-адреси 192.168.2.10. Як бачите, все запрацювало!
Комп'ютер PC0 надсилає запит по протоколу ARP свитчу, свитч адресує його роутеру, а той надсилає комп'ютеру назад свою MAC-адресу. Після цього комп'ютер відправляє пакет пінгу цим же маршрутом. Роутер знає, що мережа VLAN20 приєднана до його порту g0/1, тому відправляє його свитку, який пересилає пакет адресату PC1.
Ця схема працює, але вона неефективна, оскільки займає 2 інтерфейси роутера, тобто ми нераціонально використовуємо технічні можливості маршрутизатора. Тому я покажу, як те саме можна зробити за допомогою одного інтерфейсу.
Я видалю схему з двома кабелями та відновлю попереднє з'єднання світчу та роутера одним кабелем. Інтерфейс f0/1 світчу повинен стати транк-портом, тому я повертаюся в налаштування світчу і використовую для даного порту команду switchport mode trunk. Порт f0/4 ми більше не використовуємо. Далі ми використовуємо команду show int trunk, щоб переглянути, чи правильно налаштований порт.
Ми бачимо, що порт Fa0/1 працює в режимі транка протоколом інкапсуляції 802.1q. Подивимося таблицю VLAN – бачимо, що інтерфейс F0/2 зайнятий під мережу відділу продажів VLAN10, а інтерфейс f0/3 – під мережу маркетингу VLAN20.
При цьому свитч приєднано до порту g0/0 роутера. У налаштуваннях маршрутизатора я використовую команди int g0/0 і no ip address, щоб видалити IP-адресу цього інтерфейсу. Але цей інтерфейс все одно працює, він не перебуває в стані shutdown. Якщо ви пам'ятаєте, роутер повинен приймати трафік з обох мереж – 1.0 та 2.0. Оскільки свитч з'єднаний з роутером транком, по ньому до роутера надходитиме трафік і від першої, і від другої мережі. Однак яку IP-адресу потрібно присвоїти інтерфейсу роутера в даному випадку?
G0/0 є фізичним інтерфейсом, який за умовчанням не має ніякої IP-адреси. Тому ми використовуємо концепцію логічного підінтерфейсу. Якщо я наберу в рядку int g0/0, система видасть два можливі варіанти команди: зліш / або точку. Сліш використовується при модульному налаштуванні інтерфейсів типу 0/0/0, а точка використовується в тому випадку, якщо у вас є підінтерфейс.
Якщо я наберу у рядку int g0/0. ?, система видасть мені діапазон можливих номерів логічного підінтерфейсу GigabitEthernet, які вказуються після точки: <0 - 4294967295>. Цей діапазон містить понад 4 мільярди номерів, тобто можна створити таку кількість логічних підінтерфейсів.
Я вкажу після точки число 10, яке позначатиме VLAN10. Тепер ми перейшли в налаштування підінтерфейсу, про що свідчить зміна заголовка рядка налаштувань CLI на Router (config-subif) #, у цьому випадку це стосується підінтерфейсу g0/0.10. Зараз я повинен привласнити IP-адресу, для чого використовую команду ip add 192.168.1.1 255.255.255.0. Перед тим, як встановити цю адресу, необхідно виконати інкапсуляцію, щоб створений нами підінтерфейс знав, який протокол інкапсуляції потрібно використовувати 802.1q або ISL. Я набираю в рядку слово encapsulation і система видає можливі варіанти параметрів для цієї команди.
Я використовую команду encapsulation dot1Q. Технічно вводити цю команду необов'язково, але я набираю її для того, щоб вказати роутер на те, який протокол потрібно застосовувати для роботи з VLAN, тому що в даний момент він працює як свитч, обслуговуючи транкінг VLAN. Цією командою ми вказуємо роутеру, що весь трафік має інкапсулюватись за протоколом dot1Q. Далі в рядку команди я маю вказати, що ця інкапсуляція стосується мережі VLAN10. Система показує нам використовувану IP-адресу, і інтерфейс для мережі VLAN10 починає працювати.
Аналогічно я налаштовую інтерфейс g0/0.20. Я створюю новий підінтерфейс, задаю протокол інкапсуляції та встановлюю IP-адресу командою ip add 192.168.2.1 255.255.255.0.
При цьому мені обов'язково потрібно видалити IP-адресу фізичного інтерфейсу, тому що зараз фізичний інтерфейс і логічний підінтерфейс має ту саму адресу для мережі VLAN20. Для цього я послідовно набираю команди int g0/1 та no ip address. Потім я відключаю цей інтерфейс, тому що він нам більше не потрібен.
Далі я знову повертаюся до інтерфейсу g0/0.20 і надаю йому IP-адресу командою ip add 192.168.2.1 255.255.255.0. Ось тепер усе точно працюватиме.
Наразі я використовую команду show ip route, щоб подивитися на таблицю маршрутизації.
Ми бачимо, що мережа 192.168.1.0/24 безпосередньо приєднана до підінтерфейсу GigabitEthernet0/0.10, а мережа 192.168.2.0/24 безпосередньо приєднана до підінтерфейсу GigabitEthernet0/0.20. Зараз я повернуся до терміналу командного рядка PC0 і пропінгу PC1. При цьому трафік надходить до порту роутера, який переводить його на відповідний підінтерфейс і відправляє назад через свитч комп'ютера PC1. Як бачите, пінг пройшов успішно. Два перших пакети були відкинуті, тому що перемикання між інтерфейсами роутера займає деякий час, до того ж пристрої повинні дізнатися MAC-адреси, але два інших пакети успішно досягли адресата. Ось таким чином працює концепція «роутера на паличці».
Дякую, що залишаєтеся з нами. Вам подобаються наші статті? Бажаєте бачити більше цікавих матеріалів? Підтримайте нас, оформивши замовлення або порекомендувавши знайомим, 30% знижка для користувачів Хабра на унікальний аналог entry-level серверів, який був винайдений нами для Вас: (Доступні варіанти з RAID1 і RAID10, до 24 ядер і до 40GB DDR4).
Dell R730xd у 2 рази дешевше? Тільки в нас у Нідерландах! Dell R420 – 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB – від $99! Читайте про те
Джерело: habr.com