Что используют маршрутизаторы для выбора наилучшего пути для исходящих пакетов данных

Обновлено: 05.07.2024

Один из самых интересных аспектов маршрутизаторов Cisco, особенно для пользователей, малознакомых с маршрутизацией, — это метод, который маршрутизатор использует для выбора наилучшего из доступных маршрутов, созданных протоколами маршрутизации, при помощи ручной настройки и другими способами. Несмотря на то, что процесс выбора маршрута проще, чем можно предположить, полное понимание этого процесса требует некоторых знаний принципа работы маршрутизаторов Cisco.

Связанные процессы

Различные процессы маршрутизации, на основе которых работает сетевой протокол (или протокол маршрутизации), например EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol), BGP (Border Gateway Protocol), IS-IS (Intermediate System-to-Intermediate System) или OSPF (Open Shortest Path First).
Сама таблица маршрутизации, которая получает сведения от процессов маршрутизации и отвечает на запросы, которые отправляет процесс переадресации.
Процесс переадресации, который запрашивает информацию из таблицы маршрутизации, чтобы принять решение о переадресации пакета.

Построение таблицы маршрутизации

Административное расстояние — это мера надежности источника маршрута. Если маршрутизатор получает данные о назначении из нескольких протоколов маршрутизации, их административные расстояния сравниваются и преимущество получают маршруты с меньшим административным расстоянием. Другими словами, это степень доверия источнику маршрута.
Метрики — это мера, которую протокол маршрутизации использует для расчета лучшего пути к заданному месту назначения, если известно о нескольких путях к этому месту назначения. Каждый протокол маршрутизации использует свою метрику.
Длина префикса

Маршрутизатор принимает решение об установке маршрутов, представленных процессами маршрутизации, основываясь на административном расстоянии маршрута. Путь с наименьшим административным расстоянием до места назначения (по сравнению с другими маршрутами таблицы), устанавливается в таблицу маршрутизации. Если этот маршрут не является маршрутом с лучшим административным расстоянием, он отклоняется.

Чтобы лучше понять этот процесс, рассмотрим пример. Предположим, что в маршрутизаторе работает 4 процесса маршрутизации — EIGRP, OSPF, RIP и IGRP. Все 4 процесса получили данные о различных маршрутах к сети 192.168.24.0/24, и каждый выбрал наилучший путь к этой сети, используя внутренние метрики и процессы.

Каждый из четырех процессов пытается установить свой маршрут к сети 192.168.24.0/24 в таблицу маршрутизации. Каждому из процессов маршрутизации назначено административное расстояние, которое используется для принятия решения об установке маршрута.

Поскольку внутренний маршрут EIGRP имеет наилучшее административное расстояние (чем меньше административное расстояние, тем выше приоритет), он устанавливается в таблицу маршрутизации.

Резервные маршруты

Что другие протоколы — RIP, IGRP и OSPF — делают с неустановленными маршрутами? Что происходит, если оптимальный маршрут, полученный от протокола EIGRP, недоступен? ПО Cisco IOS использует два похода к решению этой проблемы. Первый заключается в том, что каждый процесс маршрутизации периодически пытается установить свои лучшие маршруты. Если наиболее предпочтительный маршрут недоступен, во время следующей попытки будет выбран маршрут, следующий по приоритету (в соответствии с административным расстоянием). Другое решение — протокол маршрутизации, которому не удалось установить маршрут в таблицу, должен удерживать этот маршрут. При этом таблица маршрутизации должна сообщить, если лучший маршрут даст сбой.

Для протоколов, не имеющих своих таблиц с данными маршрутизации, например IGRP, используется первый метод. Каждый раз, когда протокол IGRP получает обновление маршрута, он пытается установить обновленные данные в таблицу маршрутизации. Если в таблице маршрутизации уже есть маршрут к этому месту назначения, попытка установки заканчивается неудачей.

Протоколы, использующие собственную базу данных маршрутизации, например EIGRP, IS-IS, OSPF, BGP и RIP, регистрируется резервный маршрут, если первоначальная попытка установить маршрут оказывается неудачной. Если маршрут, установленный в таблице маршрутизации, отказывает по тем или иным причинам, процесс обслуживания таблицы маршрутизации вызывает процессы всех протоколов маршрутизации, которые зарегистрировали резервный маршрут, и просит установить этот маршрут в таблицу. Если резервный маршрут зарегистрировали несколько протоколов, предпочтительный маршрут выбирается на основе административного расстояния.

Изменение административного расстояния

Административное расстояние по умолчанию не всегда будет подходящим для конкретной сети, поэтому административные расстояния можно изменить, например, чтобы дать маршрутам RIP более высокий приоритет по сравнению с маршрутами IGRP. Перед рассмотрением процесса изменения административных расстояний, необходимо понять последствия этого изменения.

Изменение административного расстояния в протоколах маршрутизации опасно! Изменение расстояний по умолчанию может привести к образованию петель маршрутизации. Мы рекомендуем изменять административное расстояние с осторожностью, полностью осознавая цели и последствия своих действий.

Для полных протоколов изменение расстояния относительно просто. Для этого необходимо ввести команду distance в режиме субконфигурации процесса маршрутизации. Кроме того, расстояние маршрутов, полученных из одного источника можно изменять только в некоторых протоколах, и только для отдельных маршрутов.

Чтобы изменить расстояние для статических маршрутов, введите нужное расстояние после следующей команды ip route:

ip route network subnet mask next hop distance

Изменить расстояние для всех статических маршрутов одновременно нельзя.

Как метрики влияют на процесс выбора маршрута

Маршруты выбираются и встраиваются в таблицу маршрутизации на основе административного расстояния протокола маршрутизации. Маршруты с наименьшим административным расстоянием, полученные от протокола маршрутизации, устанавливаются в таблицу маршрутизации. Если к одному месту назначения существует несколько путей, основанных на одном протоколе маршрутизации, эти будут иметь одинаковые административные расстояния. В этом случае оптимальный путь будет выбираться на основе метрики. Метрики — это значения, привязанные к определенным маршрутам, и классифицирующие их от наиболее предпочтительных до наименее предпочтительных. Параметры, используемые для расчета метрик, зависят от протокола маршрутизации. Путь с самой низкой метрикой выбирается в качестве оптимального пути и устанавливается в таблицу маршрутизации. Если к одному месту назначения существует несколько путей с одинаковыми метриками, нагрузка распределяется по этим путям.

Длины префиксов

EIGRP (внутренний): 192.168.32.0/26
RIP: 192.168.32.0/24
OSPF: 192.168.32.0/19

Давайте посмотрим, как механизм переадресации использует данные таблицы маршрутизации для принятия решений о переадресации.

Принятие решений о переадресации

Давайте проанализируем три маршрута, которые мы только что установили в таблицу маршрутизации, и посмотрим, как они выглядят на маршрутизаторе.

Если пакет прибывает на интерфейс маршрутизатора с адресом назначения 192.168.32.1, какой маршрут выберет маршрутизатор? Это зависит от длины префикса или количества бит, установленного в маске подсети. При переадресации пакета более длинным префиксам всегда отдается предпочтение над короткими.

В этом примере, пакет, отправленный по адресу 192.168.32.1 направляется в сеть 10.1.1.1, так как адрес 192.168.32.1 находится в сети 192.168.32.0/26 (192.168.32.0–192.168.32.63). Адресу соответствуют еще два доступных маршрута, но маршрут 192.168.32.0/26 имеет самый длинный префикс в таблице маршрутизации (26 бит против 24 и 19 бит).

Аналогично, если пакет, отправленный по адресу 192.168.32.100, прибывает на один из интерфейсов маршрутизатора, он перенаправляется по адресу 10.1.1.2, поскольку адрес 192.168.32.100 не попадает в сеть 192.168.32.0/26 (192.168.32.0–192.168.32.63), но попадает в сеть назначение 192.168.32.0/24 (192.168.32.0–192.168.32.255). И снова он попадает в диапазон сети 192.168.32.0/19, но сеть 192.168.32.0/24 имеет более длинный префикс.

IP Classless

При использовании команды конфигурации ip classless процессы маршрутизации и переадресации становятся довольно запутанными. В реальности команда "IP classless" влияет только на работу процессов переадресации IOS, но не влияет на построение таблицы маршрутизации. Если функция "IP classless" не настроена (с помощью команды no ip classless), маршрутизатор не будет переадресовать пакеты в подсети. Для примера снова поместим три маршрута в таблицу маршрутизации и проведем пакеты через маршрутизатор.

Примечание. Если суперсеть или маршрут по умолчанию получены от протоколов IS-IS или OSPF, команда конфигурации no ip classless игнорируется. В этом случае режим коммутация пакетов работает так, как если бы команда ip classless была настроена.

Пакет, направленный по адресу 172.30.33.1, переадресуется на 10.1.1.2, так как этот маршрут имеет наибольший префикс.
Пакет, направленный по адресу 172.30.33.1, переадресуется на 10.1.1.2, так как этот маршрут имеет наибольший префикс.
Пакет, направленный по адресу 192.168.10.1 переадресуется на 10.1.1.3. Так как сеть отсутствует в таблице маршрутизации, пакет переадресуется на маршрут по умолчанию.
Пакет, отправленный по адресу 172.30.254.1, отбрасывается.

На этом основана маршрутизация типа classful. Если часть основной сети известна, но подсеть этой основной сети, для которой предназначен пакет, неизвестна, пакет отбрасывается.

Самым сложным для понимания аспектом этого правила является то, что маршрутизатор использует только маршрут по умолчанию, если основная сеть назначения отсутствует в таблице маршрутизации.

Это может вызвать проблемы в сети, в которой удаленный участок с одним подключением к остальной части сети не использует протоколы маршрутизации, как показано в примере.

Маршрутизатор удаленного узла настраивается следующим образом:

interface Serial 0
ip address 10.1.2.2 255.255.255.0
!
interface Ethernet 0
ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
!
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.2.1
!
no ip classless

В такой конфигурации узлы на удаленном узле могут достичь назначения через Интернет (через облако 10.x.x.x), но не назначений в облаке 10.x.x.x, которое является корпоративной сетью. Поскольку удаленный маршрутизатор имеет данные о части сети 10.0.0.0/8 и двух подсетях с прямым подключением, но ничего не знает о другой подсети 10.x.x.x, он предполагает, что другие подсети диапазона не существуют, и отбрасывает пакеты, которые в них направлены. Однако назначение трафика, направленного в Интернет не находится в диапазоне адресов 10.x.x.x и поэтому корректно направляется в маршрут по умолчанию.

Настройка команды ip classless на удаленном маршрутизаторе устраняет эту проблему. Она позволяет удаленному маршрутизатору игнорировать границы сетей classful в таблице маршрутизации и просто выбирать маршрут с наибольшей длиной префикса.

Выводы

Подводя итог, переадресация состоит из трех наборов процессов: протоколы маршрутизации, таблица маршрутизации и процесс переадресации, который принимает решения о переадресации и коммутирует пакеты. Эти три набора процессов и их взаимосвязь иллюстрируются ниже.

Маршрут с наибольшей длиной префикса всегда выигрывает среди маршрутов, установленных в таблице маршрутизации. Протокол маршрутизации с самым малым административным расстоянием выигрывает при установке маршрутов в таблицу маршрутизации.

Есть вопросы?
Обращайтесь в "Аквилон-А", чтобы узнать подробности и получить именно то, что вам требуется.

Этот документ был переведен Cisco с помощью машинного перевода, при ограниченном участии переводчика, чтобы сделать материалы и ресурсы поддержки доступными пользователям на их родном языке. Обратите внимание: даже лучший машинный перевод не может быть настолько точным и правильным, как перевод, выполненный профессиональным переводчиком. Компания Cisco Systems, Inc. не несет ответственности за точность этих переводов и рекомендует обращаться к английской версии документа (ссылка предоставлена) для уточнения.

Содержание

Введение

Один из самых интересных аспектов маршрутизаторов Cisco, особенно для пользователей, малознакомых с маршрутизацией, — это метод, который маршрутизатор использует для выбора наилучшего из доступных маршрутов, созданных протоколами маршрутизации, при помощи ручной настройки и другими способами. Несмотря на то что процесс выбора маршрута проще, чем можно предположить, полное понимание этого процесса требует некоторых знаний принципа работы маршрутизаторов Cisco.

Предварительные условия

Требования

Для данного документа отсутствуют предварительные условия.

Используемые компоненты

Настоящий документ не имеет жесткой привязки к каким-либо конкретным версиям программного обеспечения и оборудования.

Условные обозначения

Связанные процессы

В создание и поддержку таблицы маршрутизации в маршрутизаторе Cisco вовлечены три процесса:

Различные процессы маршрутизации, которые фактически запускают сетевой протокол или протокол маршрутизации, такой как улучшенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза (EIGRP), связь между промежуточными системами (IS-IS), первоочередное открытие кратчайших маршрутов (OSPF).

Сама таблица маршрутизации, которая получает сведения от процессов маршрутизации и отвечает на запросы данных от процесса переадресации.

Процесс переадресации, который запрашивает информацию из таблицы маршрутизации, чтобы принять решение о переадресации пакета.

Чтобы понять, как происходит построение таблицы маршрутизации, рассмотрим взаимодействие между протоколами маршрутизации и таблицей маршрутизации.

Построение таблицы маршрутизации

Основные вопроси при построении маршрутной таблицы:

Административное расстояние – Это мера надежности источника маршрута. Если маршрутизатор узнает о получателе из нескольких протоколов маршрутизации, то сравниваются административные расстояния и преимущество получают маршруты с меньшим административным расстоянием. Другими словами, это степень доверия источнику маршрута.

Метрики – это мера, используемая протоколом маршрутизации для вычисления лучшего пути к данному месту назначения, если известно множество путей к нему. Каждый протокол маршрутизации использует свою метрику.

Длина префикса

Поскольку каждый процесс маршрутизации получает обновления и иную информацию, он выбирает наилучший путь к указанному пункту назначения и предпринимает попытку внедрить данный путь в таблицу маршрутизации. Например, если протокол EIGRP определяет наилучший путь к адресу 10.1.1.0/24, выполняется попытка установки данного пути в таблицу маршрутизации.

Маршрутизатор решает, устанавливать ли маршруты, представленные процессом маршрутизации, основанном на административном расстоянии маршрута. Если данный маршрут имеет наименьшую административную длину до цели (по сравнению с другими маршрутами таблицы), он будет прописан в таблице маршрутизации. Если этот маршрут не является маршрутом с лучшим административным расстоянием, он отклоняется.

Для лучшего понимания давайте обратимся к примеру. Предположим, что в маршрутизаторе работает 4 процесса маршрутизации —: EIGRP, OSPF, RIP и IGRP. Все 4 процесса получили данные о различных маршрутах к сети 192.168.24.0/24, и каждый выбрал наилучший путь к этой сети, используя внутренние метрики и процессы.

Каждый из четырех процессов пытается установить свой маршрут к сети 192.168.24.0/24 в таблицу маршрутизации. Каждый из процессов маршрутизации назначил административное расстояние, которое используется для определения маршрута, который следует установить.

Так как внутренний маршрут EIGRP имеет наилучшее административное расстояние (чем меньше административное расстояние, тем выше приоритет), он устанавливается в таблицу маршрутизации.

Резервные маршруты

Что другие протоколы, RIP, IGRP и OSPF, делают с неустановленными маршрутами? Что делать, если оптимальный маршрут, полученный от EIGRP, недоступен? ПО Cisco IOS® использует два похода к решению этой проблемы: Сначала каждый процесс маршрутизации должен периодически пытаться установить свои лучшие маршруты. Если наиболее предпочтительный маршрут недоступен, то на следующей попытке будет выбран следующий по приоритету маршрут (в соответствие с административным расстоянием). Другим решением для протокола маршрутизации, которому не удалось установить маршрут в таблице, является использование маршрута и передача процессу таблицы маршрутизации команды послать отчет, если лучший маршрут даст сбой.

Для протоколов, не имеющих своей информации таблиц маршрутизации, например IGRP, используется первый метод. Каждый раз, когда протокол IGRP получает обновление маршрута, он пытается установить обновленные данные в таблицу маршрутизации. Если в таблице маршрутизации на это направление уже назначен маршрут, попытка установки закончится неудачей.

Для протоколов, не имеющих БД маршрутной информации, например EIGRP, IS-IS, OSPF, BGP и RIP, резервный маршрут регистрируется при сбое первоначальной попытки установить маршрут. Если маршрут, установленный в таблице маршрутизации, отказывает по тем или иным причинам, процесс обслуживания таблицы маршрутизации вызывает процессы всех протоколов маршрутизации, которые зарегистрировали резервный маршрут, и просит установить этот маршрут в таблицу. Если резервный маршрут зарегистрировали несколько протоколов, предпочтительный маршрут выбирается на основе административного расстояния.

Настройка административного расстояния

Административное расстояние по умолчанию не всегда подходит для вашей сети; можно внести изменение, чтобы маршруты RIP были предпочтительны, например, по сравнению с маршрутами IGRP. Перед тем как объяснить, как регулировать административные расстояния, необходимо посмотреть на последствия изменения административного расстояния.

Опасно изменять административное расстояние в протоколах маршрутизации! Изменение расстояний по умолчанию может привести к образованию петель маршрутизации. Рекомендуется изменять административное расстояние с осторожностью и с полным представлением о том, что требуется получить, и всех последствиях своих действий.

Для полных протоколов изменение расстояния относительно просто. Для этого необходимо ввести команду distance в режиме субконфигурации процесса маршрутизации. Также можно изменить расстояние маршрутов, полученных только из одного источника или расстояние только определенных маршрутов. Для получения дополнительной информации см. Изменение административного расстояния для выбора маршрута в примере настройки маршрутизаторов Cisco IOS.

ip-маршрут подсеть сети маска следующий транзитный участок расстояние

Невозможно одновременно изменить административное расстояние для всех статических маршрутов.

Как метрика определяет процесс выбора маршрута

Маршрутизаторы выбираются и включаются в маршрутизационную таблицу на основании административного расстояния протокола маршрутизации. Маршруты с наименьшим административным расстоянием, полученные от протокола маршрутизации, устанавливаются в таблицу маршрутизации. Если с одного протокола маршрутизации существует несколько путей к одному и тому же получателю, то эти пути имеют одно административное расстояние, а оптимальный путь выбирается на основе метрики. Метрики представляют собой значения, связанные с определенными маршрутами, ранжирующие их в интервале от наиболее предпочитаемых до наименее предпочитаемых. Параметры, используемые для расчета метрик, зависят от протокола маршрутизации. Путь с самой низкой метрикой выбирается в качестве оптимального пути и устанавливается в таблице маршрутизации. Если существует несколько путей с равной метрикой до одного назначения, распределение нагрузки выполняется по этим путям эквивалентной стоимости. Дополнительные сведения о распределении нагрузки см. в разделе "Как работает средство распределения нагрузки"?

Длина префикса

Давайте посмотрим на другой сценарий, чтобы увидеть, как маршрутизатор обрабатывает другую типичную ситуацию: переменные длины прификсов. Предположим, что в маршрутизаторе запущено четыре процесса со следующими маршрутами:

EIGRP (внутренний): 192.168.32.0/26

Который из этих маршрутов будет установлен в таблице маршрутизации? Поскольку внутренний маршрут EIGRP имеет наилучшее административное расстояние, легко предположить, что он будет установлен первым. Однако, маршруты имеют разные длины префиксов (маски подсети) и, следовательно, считаются маршрутами к разным местам назначения. В этом случае в таблицу маршрутизации будут добавлены все маршруты.

Давайте посмотрим, как переадресующий инструмент использует информацию таблицы маршрутизации для принятия решений о пересылке.

Принятие решений о переадресации

Давайте взглянем на три маршрута, которые мы только что установили в таблице маршрутизации, и посмотрим, как они выглядят на маршрутизаторе.

Если пакет прибывает на интерфейс маршрутизатора с адресом назначения 192.168.32.1, какой маршрут выберет маршрутизатор? Это зависит от длины префикса или количества бит, установленного в маске подсети. При пересылке пакета более длинные префиксы всегда предпочтительнее коротких.

В этом примере, пакет, отправленный по адресу 192.168.32.1 направляется в сеть 10.1.1.1, так как адрес 192.168.32.1 находится в сети 192.168.32.0/26 (192.168.32.0–192.168.32.63). Адресу соответствуют еще два доступных маршрута, но у 192.168.32.0/26 наиболее длинный префикс в таблице маршрутизации (26 бит против 24 и 19).

Точно так же, если пакет, направленный на адрес 192.168.32.100, прибывает на один из интерфейсов маршрутизатора, он перенаправляется на 10.1.1.2, поскольку 192.168.32.100 не попадает в диапазон адресов 192.168.32.0/26 (от 192.168.32.0 до 192.168.32.63), но попадает в диапазон адресов 192.168.32.0/24 назначения (от 192.168.32.0 до 192.168.32.255). Опять, он также попадает в область, перекрытую 192.168.32.0/19, но 192.168.32.0/24 имеет более длинный префикс.

Ip classless

Для тех адресов, для которых команда ip classless configuration попадает в данный диапазон, возможно возникновение сбоев в процессе маршрутизации и пересылки. В реальности команда "IP classless" влияет только на работу процессов переадресации IOS, но не влияет на построение таблицы маршрутизации. Если функция "IP classless" не настроена (с помощью команды no ip classless), маршрутизатор не будет переадресовать пакеты в подсети. Для примера снова поместим три маршрута в таблицу маршрутизации и проведем пакеты через маршрутизатор.

Примечание: Если суперсеть или маршрут по умолчанию получены через IS-IS или OSPF, то команда no ip classless configuration игнорируется. В этом случае режим коммутация пакетов работает так, как если бы команда ip classless была настроена.

Помня о том, что сеть 172.30.32.0/24 включает адреса с 172.30.32.0 по 172.30.32.255, а сеть 172.30.32.0/20 включает адреса с 172.30.32.0 по 172.30.47.255, мы можем выполнить коммутацию трех пакетов с использованием этой таблицы маршрутизации и проанализировать результаты.

Пакет, направленный по адресу 172.30.33.1, переадресуются на 10.1.1.2, так как этот маршрут имеет наибольший префикс.

Пакет, предназначенный для адреса 172.30.33.1, пересылается на 10.1.1.2, из-за совпадения самого длинного префикса.

Пакет, направленный по адресу 192.168.10.1 переадресуются на 10.1.1.3. Так как сеть отсутствует в таблице маршрутизации, пакет переадресуется на маршрут по умолчанию.

Пакет, отправленный по адресу 172.30.254.1, отбрасывается.

Удивительно, что из этих четырех пакетов был отброшен последний. Он отброшен потому, что его место назначения 172.30.254.1 находится внутри известной крупной сети 172.30.0.0/16, но маршрутизатор не знает об этой отдельной подсети внутри этой крупной сети.

На этом основана маршрутизация типа classful: Если одна часть основной сети известна, но подсеть в этой основной сети, для которой предназначен пакет, не известна, пакет отбрасывается.

Самым сложным для понимания аспектом этого правила является то, что маршрутизатор использует только маршрут по умолчанию, если крупная сеть назначения вообще не существует в таблице маршрутизации.

Это может вызвать проблемы в сети, когда удаленный участок с одной связью к остальной части сети не выполняет никаких протоколов маршрутизации, как проиллюстрировано.

Маршрутизатор удаленного сайта настраивается следующим образом:

В такой конфигурации узлы на удаленном узле могут достичь назначения через Интернет (через облако 10.x.x.x), но не назначений в облаке 10.x.x.x, которое является корпоративной сетью. Поскольку удаленный маршрутизатор обладает информацией о части сети 10.0.0.0/8, двух напрямую подключенных подсетях и ничего не знает о другой подсети диапазона 10.x.x.x, то он предполагает, что таких подсетей не существует, и сбрасывает предназначенные для них пакеты. Однако трафик, направленный в Интернет, не имеет получателя в диапазоне адресов 10.x.x.x и поэтому правильно направляется по стандартному маршруту.

Настройка бесклассового IP на удаленном маршрутизаторе позволяет решить эту проблему, так как она позволяет удаленному маршрутизатору игнорировать границы класса сетей в таблице маршрутизации и выполнять маршрутизацию просто по совпадению с наибольшей длиной префикса.

Сводка

В общих словах, переадресация состоит из трех наборов процессов: протоколы маршрутизации, таблица маршрутизации и процесс переадресации, который принимает решения о переадресации и коммутирует пакеты. Ниже иллюстрируются эти три набора процессов, а также их взаимосвязь.

Совпадение с наибольшей длиной префикса всегда выигрывает у маршрутов, установленных в таблице маршрутизации, в то время как протокол маршрутизации с самым коротким административным расстоянием всегда выигрывает при установке маршрутов в таблицу маршрутизации.

1. ABC Company just purchased three new routers to start their company network. Which items are needed to establish a terminal session between a PC and the router for the initial configuration? (Choose three.)

Компания ABC только что купила три новых маршрутизатора, чтобы начать делать свою сеть. Какие элементы необходимы для установления терминальной сессии между компьютером и маршрутизатором для начала конфигурирования? (Выберите 3 ответа)

+ terminal emulation software. Программное обеспечение - эмулятор терминала

+ rollover cable. Перевернутый кабель (нуль-модемный, зеркальный)

+ RJ-45 to DB-9 connector. Адаптер для преобразования RJ-45(коннектор витой пары) в DB-9(COM коннектор)

Для подключения маршрутизатора к компьютеру для базовой настройки требуется ролловер кабель, у которого с двух сторон порты rj-45. Один конец вставляется в порт маршрутизатора под названием Console, а второй конец необходимо подключить к COM-порту вашего компьютера. Для этого и требуется переходник (адаптер) с RJ-45 на DB-9 (COM-порт).

2. Which of the following descriptions are true regarding the management connections on a Cisco router? (Choose three.)

Какие из следующих описаний справедливы в отношении соединений для настройки на Cisco роутерах? (Выбрать три)

+ They are non-network connections. Они не являются сетевыми подключениями.

- They are used to connect the router to the rest of the production network.

+ They are used for initial router configuration. Они используются для начальной конфигурации маршрутизатора.

+ They are asynchronous serial ports. Они являются последовательными асинхронными портами.

Всё правильно, эти соединения не являются сетевыми, служат для первичной настройки и подключаются к COM-порту компьютера, который является последовательным асинхронным портом.

3. What contains the instructions that a router uses to control the flow of traffic through its interfaces?

Что содержит инструкции которые маршрутизатор использует для управления потоком трафика через свои интерфейсы?

Маршрутизатор маршрутизирует трафик с помощью заданных администратором конфигураций, которые хранятся в конфигурационных файлах.

4. Which of the following describes the function of a WAN?

+ provides connectivity over a large geographic area. Обеспечивает связь на большой географической области

WAN - (Wide Area Network) глобальная (большая) компьютерная сеть, которая охватывает крупные территории.

5. An internetwork must include which of the following? (Choose three.)

+ dynamic or static routing. Динамическая и статическая маршрутизация

+ consistent end-to-end addressing. Согласующаяся адрессация (из конца в конец сети)

Internetworking - переводится как "межсетевое" и обозначает "межсетье" (если конечно так можно выразиться), удобнее воспринимать это как интернет. А интернет включает в себя коммутацию, маршрутизацию и адрессацию.

6. Which basic components do a router and a standard desktop PC have in common? (Choose three.)

Какие общие основные компоненты имеют маршрутизатор и обычный компьютер?

Всё это ищите у себя на материнской плате. Системная шина служит для соединения процессора и оперативной памяти.

7. Terminal emulation software, such as HyperTerminal, can be used to configure a router. Which of the following HyperTerminal options shown in the graphic are correctly set to allow configuration of a Cisco router? (Choose three.)

Программное обеспечение эмуляции терминала, например, Гипертерминал, могут быть использованы для настройки маршрутизатора. Какие из следующих опций Гипертерминала показанных на рисунке правильно установлены, для конфигурирования Cisco роутера.

Правильные настройки для соединения с роутером показаны здесь.

8. Which of the following devices are used in the construction of a WAN? (Choose three.)

Какие из следующих устройств используются в построении WAN?

Роутеры маршрутизируют данные. Модемы передают данные по сети. Сервера обмениваются данными.

9. Which of the following are functions of RAM? (Choose three.)

+ holds fast switching cache. Содержит коммутационный кэш

+ stores running configuration file. Хранит файл запущенной конфигурации

При загрузке роутера начальная конфигурация хранящаяся в энергонезависимой памяти загружается в оперативную память и становится уже запущенной конфигурацией. Таблица маршрутизации содержит динамические и статические маршруты, которые в свою очередь тоже хранятся в оперативке. Сетевые устройства совершая обмен данными на втором уровне модели OSI хранят полученную информацию (например MAC-адреса) тоже в ОЗУ.

10. Why is a console connection to a router or switch preferred when troubleshooting? (Choose two.)

Почему когда совершается поиск и устранение неисправностей консольное соединение к роутеру или свитчу является предпочтительным?

+ does not depend on network services. Не зависит от сетевых услуг

Так как консольное соединение не является сетевым, ему не требуются сетевые услуги.

11. Which router component holds the configuration file when power is lost?

Какой компонент маршрутизатора содержит конфигурационный файл когда питание отсутствует?

+ non-volatile random access memory. Энергонезависимая память

Логично, что настройки хранятся в той памяти, в которой они не сотруться и после выключения роутера.

12. During the initial configuration of a 2600 series Cisco router, which cable is required for connecting a PC to the console port?

Во время начальной настройки роутера Cisco 2600, какой кабель требуется для подсоединения компьютера к консольному порту.

Перевернутый (нуль-модемный или зеркальный) кабель голубого цвета поставляется вместе с роутерами, служит для первичной настройки.

Маршрутизатор состоит из многих внутренних компонентов. Какой нижеследующий компонент хранит копию файла конфигурации роутера?

+ non-volatile random access memory. Энергонезависимая память.

Основные настройки хранятся именно в энергонезависимой памяти.

14. Several Ethernet hosts on a LAN need the gateway services of a Cisco 2500 series router. Which of the following would be needed to physically connect a router to all of the hosts on the LAN? (Choose two.)

Нескольким хостам в локальной сети необходим шлюз в виде Cisco роутера 2500 серии. Какие из следующих кабелей необходимы для физического соединения маршрутизатора для всех хостов в локальной сети.

- a crossover cable between the transceiver on a router and a switch.

- a crossover cables between a switch and hosts on a LAN.

- a straight-through cable between the auxiliary port on a router and a switch.

- a rollover cable between the console port on a router and a switch.

+ straight-through cables between a switch and hosts on a LAN. Прямой кабель между коммутатором и компьютерами в локальной сети

+ a straight-through cable between the transceiver on a router and a switch. Прямой кабель между роутером и коммутатором.

Хосты - чаще всего компьютеры в сети. Запомните, прямой кабель соединяет разные устройства (роутер-свитч, компьютер-свитч), перекрестные кабель соединяет одинаковые устройства (комп-комп, комп-роутер, свитч-свитч, роутер-роутер).

15. Which of the following are functions of NVRAM? (Choose two.)

+ retains contents when power is removed. Сохраняет содержимое когда питание отключается

+ stores the startup configuration file. Хранит начальный файл конфигурации

NVRAM - non-volatile random access memory, т.е. энергонезависимая память.

16. Which of the following layers of the OSI model are incorporated in WAN standards? (Choose two.)

Какие следующие уровни модели OSI включены в WAN стандарты?

По физическому уровню передаётя сигнал, а по канальному - передается информация из протоколов этого уровня. Типичным устройством этих двух уровней является коммутатор.

17. Which of the following are true regarding router interfaces? (Choose three.)

Какие из следующих утверждения являются истинными касательно интерфейсов маршрутизатора?

- provide temporary memory for the router configuration files.

+ connect the router to the network for packet entry and exit. соединяют роутер к сети для ввода и вывода пакетов данных

+ can be on the motherboard or a separate module. могут находиться на материнской плате или размещать в отдельных модулях

+ connect the router to LANs and WANs. подсоединяют роутер к локальным и глобальным сетям

18. The console port can be used for which of the following? (Choose three.)

Для каких целей может быть использован консольный порт?

Консольный порт не является сетевым и соединять его с сетевым портом вашего компьютера опасно!

19. Which of the following tasks can be accomplished through a management connection on a router? (Choose three.)

Какие из следующих задач можно достичь через соединение для управления роутером?

"management connection" - это соединение для настройки или управления.

20. What do routers use to select the best path for outgoing data packets?

Что используют маршрутизаторы для выбора наилучшего пути для исходящих пакетов данных?

Действительно, для выбора наилучшего пути следования пакета к пункту назначения используется таблица маршрутизации.

21. Select the statements that correctly describe flash memory in a 2600 series router? (Choose two.)

Выберете утверждения правильно описывающие flash-память в роутере серии 2600?

+ can be upgraded with single in-line memory modules. Может быть увеличена

+ stores Cisco IOS software images. Хранит образ программного обеспечения (операционной системы) Cisco IOS

Объединение нескольких локальных сетей в глобальную ( распределенную, составную ) WAN - сеть происходит с помощью устройств и протоколов сетевого Уровня 3 семиуровневой эталонной модели или уровня межсетевого взаимодействия четырехуровневой модели TCP/IP . Если LAN объединяют рабочие станции, периферию , терминалы и другое сетевое оборудование в одной аудитории или в одном здании, то WAN обеспечивают соединение LAN на широком географическом пространстве. В составную распределенную сеть ( internetwork , internet ) входят как локальные сети и подсети ( subnet ), так и отдельные пользователи. Устройствами, объединяющими LAN в составную сеть , являются:

маршрутизаторы ( routers );
модемы;
коммуникационные серверы.

Наиболее распространенными устройствами межсетевого взаимодействия сетей, подсетей и устройств являются маршрутизаторы. Они представляют собой специализированные компьютеры для выполнения специфических функций сетевых устройств. В лекции 4 было показано, что маршрутизаторы используются, чтобы сегментировать локальную сеть на широковещательные домены, т. е. являются устройствами LAN , но они применяются и как устройства формирования глобальных сетей. Поэтому маршрутизаторы имеют как LAN -, так и WAN -интерфейсы. Маршрутизаторы используют WAN -интерфейсы, чтобы связываться друг с другом, и LAN -интерфейсы – для связи с узлами (компьютерами), например через коммутаторы. Поэтому маршрутизаторы являются устройствами как локальных, так и глобальных сетей . Маршрутизаторы являются также основными устройствами больших корпоративных сетей .

На рис. 6.1 приведен пример того, как маршрутизаторы А, В и С объединяют несколько локальных сетей ( локальные сети № 1, № 2, № 3) в распределенную (составную) сеть . Поэтому маршрутизаторы имеют интерфейсы как локальных, так и глобальных соединений. К локальным сетям, созданным на коммутаторах , маршрутизатор присоединен через интерфейсы, которые на рис. 6.1 обозначены через F0/1, что означает: интерфейс Fast Ethernet , слот 0, номер 1. Глобальные соединения на рис. 6.1 представлены последовательными или серийными ( serial ) интерфейсами S0/1, S0/2. Через такой же последовательный интерфейс реализовано соединение составной сети с сетью Интернет ( Internet ). Подобная структурная схема , включающая несколько последовательно соединенных маршрутизаторов, характерна для многих корпоративных сетей .

В большинстве случаев соединение маршрутизатора локальной сети с сетью Интернет производится через сеть провайдера. Терминальное (оконечное) оборудование ( Data Terminal Equipment – DTE ), к которому относится и маршрутизатор , подсоединяется к глобальной сети (или к сети провайдера) через канальное коммуникационное оборудование ( Data Communications Equipment , или Data Circuit -Terminating Equipment , – DCE ). Маршрутизатор обычно является оборудованием пользователя, а оборудование DCE предоставляет провайдер . Услуги, предоставляемые провайдером для терминальных устройств DTE , доступны через модем или цифровое устройство согласования с каналом связи ( Channel Service Unit / Data Service Unit – CSU / DSU ), которые и являются оборудованием DCE ( рис. 6.2). Оборудование DCE является ведущим в паре DCE - DTE , оно обеспечивает синхронизацию и задает скорость передачи данных.

Поскольку маршрутизаторы в распределенных сетях ( рис. 6.1) часто соединяются последовательно, из двух последовательно соединенных серийных интерфейсов маршрутизаторов один должен выполнять роль устройства DCE , а второй – устройства DTE ( рис. 6.3).

Рис. 6.3. Последовательное соединение маршрутизаторов

Главными функциями маршрутизаторов являются:

выбор наилучшего пути для пакетов к адресату назначения;
продвижение ( коммутация ) принятого пакета с входного интерфейса на соответствующий выходной интерфейс.

Таким образом, маршрутизаторы обеспечивают связь между сетями и определяют наилучший путь пакета данных к сети адресата, причем технологии объединяемых локальных сетей могут быть различными.

Протоколы канального ( data link ) уровня WAN описывают, как по сети передаются кадры. Они включают протоколы, обеспечивающие функционирование через выделенные соединения " точка-точка " и через коммутируемые соединения. Основными WAN протоколами и стандартами канального уровня являются: High-level Data Link Control ( HDLC ), Point-to-Point Protocol ( PPP ), Synchronous Data Link Control ( SDLC ), Serial Line Internet Protocol ( SLIP ), X.25, Frame Relay , ATM . Основными протоколами и стандартами физического уровня являются: EIA / TIA -232, EIA / TIA -449, V.24, V.35, X.21, G.703, EIA-530 , ISDN , E1, E3, XDSL , SDH ( STM -1, STM -4 и др.).

Функционируя на Уровне 3 модели OSI , маршрутизаторы принимают решения, базируясь на сетевых логических адресах (IP-адресах). Для определения наилучшего пути передачи данных через связываемые сети маршрутизаторы строят таблицы маршрутизации и обмениваются сетевой маршрутной информацией с другими маршрутизаторами. Администратор может конфигурировать статические маршруты и поддерживать таблицы маршрутизации вручную. Однако большинство таблиц маршрутизации создается и поддерживается динамически, за счет использования протоколов маршрутизации ( routing protocol ), которые позволяют маршрутизаторам автоматически обмениваться информацией о сетевой топологии друг с другом.

Функционирование маршрутизаторов происходит под управлением сетевой операционной системы ( Internetwork Operation System – IOS ), текущая ( running ) версия которой находится в оперативной памяти RAM ( рис. 6.4). Помимо текущей версии IOS оперативная память хранит активный конфигурационный файл ( Active Configuration File ) и таблицы протоколов динамической маршрутизации , выполняет буферизацию пакетов и поддерживает их очередь , обеспечивает временную память для конфигурационного файла маршрутизатора, пока включено питание.

Загрузка операционной системы IOS в оперативную память обычно производится из энергонезависимой флэш-памяти ( Flash ), которая является перепрограммируемым запоминающим устройством ( ППЗУ ). После модернизации IOS она перезаписывается во флэш-память , где может храниться несколько версий. Версию операционной системы можно также сохранять на TFTP -сервере ( рис. 6.4).

Постоянное запоминающее устройство ( ПЗУ – ROM ) содержит программу начальной загрузки ( bootstrap ) и сокращенную версию операционной системы, установленную при изготовлении маршрутизатора. Обычно эта версия IOS используется только при выходе из строя флэш-памяти. Память ROM также поддерживает команды для теста диагностики аппаратных средств (Power-On Self Test – POST ).

Рис. 6.4. Элементы памяти и программы маршрутизатора

Энергонезависимая (non- volatile ) оперативная память NVRAM маршрутизатора является перепрограммируемым запоминающим устройством (ППЗУ). NVRAM хранит стартовый ( startup ) конфигурационный файл , который после изменения конфигурации перезаписывается в ППЗУ, где создается резервная копия ( backup ). Конфигурационные файлы содержат команды и параметры для управления потоком трафика, проходящим через маршрутизатор . Конфигурационный файл используется для выбора сетевых протоколов и протоколов маршрутизации , которые определяют наилучший путь для пакетов к адресуемой сети. Первоначально конфигурационный файл обычно создается с консольной линии (console) и помимо памяти NVRAM может сохраняться на TFTP -сервере ( рис. 6.4). Временное хранение входящих и исходящих пакетов обеспечивается в памяти интерфейсов, которые могут быть выполнены на материнской плате или в виде отдельных модулей.

При включении маршрутизатора начинает функционировать программа начальной загрузки bootstrap, которая тестирует оборудование и загружает операционную систему IOS в оперативную память RAM . В оперативную память загружается также конфигурационный файл , хранящийся в NVRAM . В процессе конфигурирования маршрутизатора задаются адреса интерфейсов, пароли, создаются таблицы маршрутизации , устанавливаются протоколы, проводится проверка параметров. Процесс коммутации и продвижения данных проходит под управлением операционной системы.

6.2. Принципы маршрутизации

Информационный поток данных, созданный на прикладном уровне, на транспортном уровне "нарезается" на сегменты, которые на сетевом уровне снабжаются заголовками и образуют пакеты (см. рис. 1.7, рис. 1.8). Заголовок пакета содержит сетевые IP-адреса узла назначения и узла источника. На основе этой информации средства сетевого уровня – маршрутизаторы осуществляют передачу пакетов между конечными узлами составной сети по определенному маршруту.

Маршрутизатор оценивает доступные пути к адресату назначения и выбирает наиболее рациональный маршрут на основе некоторого критерия – метрики. При оценке возможных путей маршрутизаторы используют информацию о топологии сети. Эта информация может быть сконфигурирована сетевым администратором или собрана в ходе динамического процесса обмена информацией между маршрутизаторами, который выполняется в сети протоколами маршрутизации.

Процесс прокладывания маршрута происходит последовательно от маршрутизатора к маршрутизатору. При прокладывании пути для пакета каждый маршрутизатор анализирует сетевую часть адреса узла назначения, заданного в заголовке поступившего пакета, т.е. вычленяет адрес сети назначения. Затем маршрутизатор обращается к таблице маршрутизации , в которой хранятся адреса всех доступных сетей, и определяет свой выходной интерфейс , на который необходимо передать (продвинуть) пакет. Таким образом, маршрутизатор ретранслирует пакет, продвигая его с входного интерфейса на выходной, для чего использует сетевую часть адреса назначения, обращаясь к таблице маршрутизации .

Выходной интерфейс связан с наиболее рациональным маршрутом к адресату. Конечный маршрутизатор на пути пакета непосредственно (прямо) связан с сетью назначения. Он использует часть сетевого адреса , содержащую адрес узла назначения, чтобы доставить пакет получателю данных.

Процесс ретрансляции пакетов маршрутизаторами рассмотрен на примере сети, приведенной на рис. 6.5. Маршрутизаторы в целом сетевого адреса не имеют, но поскольку они связывают между собой несколько сетей, каждый интерфейс ( порт ) маршрутизатора имеет уникальный адрес , сетевая часть которого совпадает с номером сети, соединенной с данным интерфейсом. Последовательные ( serial ) порты, соединяющие между собой маршрутизаторы, на рисунке обозначены молниевидной линией.

Путь от маршрутизатора A к маршрутизатору В может быть выбран:

через маршрутизатор С;
через маршрутизаторы D и E;
через маршрутизаторы F, G и H.

Оценка наилучшего пути производится на основе метрики. Например, если метрика учитывает только количество маршрутизаторов на пути к адресату, то будет выбран первый маршрут . Если же метрика учитывает полосу пропускания линий связи , соединяющих маршрутизаторы, то может быть выбран второй или третий маршрут при условии, что на этом пути наиболее широкополосные линии связи.

При выборе первого пути функция коммутации реализуется за счет продвижения поступившего на интерфейс 1а маршрутизатора A пакета на интерфейс 2а. Таким образом, пакет попадает на интерфейс 1с маршрутизатора С, который продвинет полученный пакет на свой выходной интерфейс 3с, т. е. передаст полученный пакет маршрутизатору В.

В процессе передачи пакета по сети используются как сетевые логические адреса (IP-адреса), так и физические адреса устройств ( MAC-адреса в сетях Ethernet ). Например, при передаче информации с компьютера Host X локальной сети Сеть 1, ( рис. 6.6) на компьютер Host Y, находящийся в удаленной Сети 2, определен маршрут через маршрутизаторы A, B, C.

Рис. 6.6. Использование маршрутизаторов для передачи данных по сети

Когда узел Host Х Сети 1 передает пакет адресату Host Y из другой Сети 2, ему известен сетевой IP- адрес получателя, который записывается в заголовке пакета, т. е. известен адрес 3-го уровня. При инкапсуляции пакета в кадр источник информации Host Х должен задать в заголовке кадра канальные адреса назначения и источника, т. е. адрес 2-го уровня (табл. 6.1).

У передающего узла нет информации об адресе канального уровня (MAC-адресе) узла назначения Host Y, поэтому Host Х в заголовке кадра в качестве адреса назначения задаст MAC-адрес входного интерфейса 1а маршрутизатора A. Именно через этот интерфейс , называемый шлюзом по умолчанию ( Default gateway ), все пакеты из локальной Сети 1 будут передаваться в удаленные сети. Однако и этот адрес источнику информации Host Х не известен. Процесс нахождения МАС-адреса по известному сетевому адресу реализуется с помощью протокола разрешения адресов Address Resolution Protocol – ARP, который входит в стек протоколов TCP/IP .

Читайте также: