Kategoria: Warstwa Trzecia modelu OSI

Podstawowe zagadnienia

Zagadnienia związane z routingiem

• Dynamic routing protocol – Zestaw zasad, wiadomości oraz algorytmów wykorzystywanych przez router do wykrywania nowych  sieci, jak i tras do nich prowadzących. Poprzez poszukiwanie nowych oraz analizowanie istniejących tras routingu w celu określenia jednej najlepszej trasy względem każdej z istniejących sieci. Przykładowym protokołem routingu dynamicznego jest protokół RIP, EIGRP, OSPF, BGP czy IS-IS.
• Routed Protocol and Routable protocol – Protokół określający strukturę pakietu oraz logiczną adresację sieci (IPv4, IPv6)
• Proces routingu – Następuje gdy ruter lub inne urządzenie warstwy trzeciej, podejmie decyzję o przesłaniu pakietów na podstawie informacji zawartych w tablicy routingu (adresacji sieci).

Rola routingu w sieci firmowej (Enterprise Network)

• Typowe komponenty sieci firmowej (Enterprise Network):
  • Warstwa Building Access – Zapewnia zweryfikowanym użytkownikom końcowym, dostęp do zasobów sieci.
  • Warstwa Building Distribution – Łączy ze sobą wiele przełączników warstwy dostępowej.
  • Warstwa Campus Backbone – Łączy ze sobą wiele przełączników warstwy dystrybucji zapewniając wysoką wydajność.
  • Warstwa Edge Distribution – Łączy przełączniki warstwy rdzenia z routerami brzegowymi.
  • Warstwa Internet Gateways – Łączy sieć lokalną LAN z Internetem.
  • Warstwa WAN Aggregation – Łączy sieć lokalną LAN z siecią WAN (Innymi biurami zdalnymi).

Zasady działania rutera względem nadchodzącego ruchu sieciowego

• Jeżeli adres docelowy należy do sieci lokalnej:
  • Urządzenie końcowe wykorzystuje protokół ARP w celu znalezienia adresu MAC hosta docelowego.
  • Urządzenie końcowe enkapsuluje dane, a następnie wysyła je pod otrzymany adres MAC hosta docelowego.
• Jeżeli adres docelowy nie należy do sieci lokalnej:
  • Urządzenie końcowe wykorzystuje protokół ARP w celu znalezienia adresu MAC bramy domyślnej.
  • Urządzenie końcowe enkapsuluje dane, a następnie wysyła je pod otrzymany adres MAC bramy domyślnej.

Proces routingu

1. Ruter otrzymuje ramkę na swoim interfejsie:
   1. Sprawdza czy docelowy adres MAC należy do niego lub jest adresem rozgłoszeni-owym czy Multicast-owym.
   2. Wylicza sumę kontrolną na podstawie otrzymanej ramki, a następnie porównuje ją z wartością FCS zapisaną w nagłówku ramki Ethernet-owej.
2. Ruter de-enkapsuluje ramkę do warstwy trzeciej.
3. Ruter porównuje zawartość pakietu do tablicy routingu w celu znalezienia adresu kolejnego przez-skoku oraz interfejsu wyjściowego dla otrzymanego pakietu.
4. Ruter z powrotem enkapsuluje pakiet do ramki ethernet-owej, wyliczając nową sumę kontrolną  (FCS).
5. Ruter przesyła ramkę na określony w punkcie trzecim interfejs sieciowy.

Tablica ARP na ruterze

• Rutery posiadają tablicę APR, dzięki czemu są w stanie przesyłać ramki ethernet-owe na podstawie adresów IP.
• Dane zapisane w tablicy ARP są przechowywane przez 240 minut. W przypadku wykorzystania określonego wpisu jego czas jest resetowany do zera. Komenda [clear ip arp] przyspiesza proces usunięcia wpisu z tablicy ARP, czyszcząc całą dynamiczną zawartość tablicy ARP.

Router-on-a-stick

Router-on-a-stick ROAS

• Rutery Cisco umożliwiają stworzenie wirtualnych interfejsów, przesyłających ruch z wielu sieci VLAN. Dzięki czemu wystarczy jedynie jedno połączenie pomiędzy przełącznikiem a ruterem, aby przesyłać ruch sieciowy z wielu sieci VLAN.
• Troubleshooting ROAS (Router on the Stick):

Troubleshooting połączenia Router on the Stick

Konfiguracja Router-on-a-stick

(config)# interface interfejs.pod-interfejs(interface g0/0.10)

Przechodzi do konfiguracji określonego pod-interfejsu.

(config-if)# encapsulation {dot1q / ISL} pod-interfejs

Określa rodzaj tagowania ramek Ethernet-owych (wartość „pod-interfejs” oznacza numer ID VLAN-u do którego będzie należał konfigurowany pod-interfejs).

(config-if)# ip address adres-IP

Przypisuje adres IP, do konfigurowanego interfejsu sieciowego.

(config-if)# interface interfejs

Przechodzi do poziomu konfiguracji określonego interfejsu sieciowego.

(config-if)# no shutdown

Administracyjnie włącza interfejs sieciowy.

W przypadku skonfigurowania pod interfejsu bez użycia komendy „encapsulation”, pod interfejs będzie korzystał z domyślnej sieci VLAN. Podobny efekt można uzyskać za pomocą komendy [encapsulation {dot1q / isl} native].

Routing statyczny

Zalety routingu statycznego

• Routing
  statyczny nie rozgłasza żadnych informacji na temat topologii sieciowej, tym
  samym jest bardzie bezpieczny od routingu dynamicznego.
• Routing
  statyczny nie zużywa pasma sieciowego oraz minimalizuje zużycie procesora CPU.

Wady routingu statycznego

• Routing statyczny jest:
  • Czasochłonny w konfiguracji oraz zarządzaniu.
  • Ciężki w konfiguracji w przypadku dużych sieci.
  • Wymaga interwencji administratora w przypadku zajścia zmian w topologii sieciowej
  • Wymaga od administratora wiedzy na temat całej topologii sieciowej.
  • Jest słabo skalowalny.

Rodzaje routingu statycznego

• Standard Static Route – Określa sieć (Adres IP z maską) wraz z interfejsem bądź adresem następnego przeskoku.
  • Komenda wydana w trybie konfiguracji rutera [ip route adres-IP maska {adres-następnego-przeskoku / interfejs}].
• Default Static Route – Stanowi domyślną drogę dla sieci nie znajdujących się w tablicy routingu. Najlepszym zastosowaniem dla tego typu trasy jest ruter brzegowy mający połączenie z dostawcą Internetu ISP, dzięki czemu każdy pakiet kierujący się poza sieć firmą, będzie docierał do tego interfejsu.
  • Komenda wydana w trybie konfiguracji rutera [ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 {adres-następnego-przeskoku / interfejs}]
• Summary Static Route – Definiuję grupę sieci zsumaryzowanych do jednej komendy. Przykładowo adresy 10.0.0.0/24, 10.0.1.0/24 i 10.0.2.0/24 mogą być zapisane jako jedna sieć 10.0.0.0/22, tym samym zamiast trzech wpisów w tablicy routingu znajdzie się jeden, co w przypadku dużej ilości pod sieci może znacząco ograniczyć ilość wpisów.
• Floating Static Route – Umożliwia określenie dwóch tras prowadzących do tej samej sieci docelowej. Za pomocą manipulacji wartościami dystansu administracyjnego, który dla tras statycznych domyślnie wynosi „1”.
  • Komenda wydana w trybie konfiguracji rutera [ip route adres-IP {adres-następnego-przeskoku / interfejs}]
  • Komenda wydana w trybie konfiguracji rutera [ip route adres-IP maska {adres-następnego-przeskoku / interfejs} 10].
• Next-Hop Static IPv4 Route – Określa sieć (Adres IP z maską) wraz z adresem następnego przeskoku
  • Komenda wydana w trybie konfiguracji rutera [ip route adres-IP maska adres-następnego-przeskoku].
• Directly Connected Static IPv4 Route – Określa sieć (Adres IP z maską) wraz z interfejsem następnego przeskoku.
  • Komenda wydana w trybie konfiguracji rutera [ip route adres-IP maska interfejs-następnego-przeskoku].
• Fully Specyfice Static IPv4 Route – Określa sieć (Adres IP z maską) wraz z interfejsem oraz adresem następnego przeskoku.
  • Komenda wydana w trybie konfiguracji rutera [ip route adres-IP maska adres-i-interfejs-następnego-przeskoku].

W przypadku konfiguracji następnego przeskoku, Cisco zaleca stosowanie adresu IP zamiast interfejsu następnego przeskoku.

Pozostałe tematy związane z routing-iem

• Budowa rutera
• Wstęp do routingu
• Protokoły routingu dynamicznego
• Redystrybucja tras routingu
• Uwierzytelnianie protokołów routingu
• Prefix lista
• Tag lista
• Router mapa
• Policy-Based Routing
• Object Groups