Какой тип статического маршрута настроенный на маршрутизаторе использует только выходной интерфейс

Обновлено: 06.07.2024

Маршруты к удаленным сетям могут быть сконфигурированы для каждого маршрутизатора вручную администратором (статическая маршрутизация) или созданы с помощью маршрутизирующих протоколов (динамическая маршрутизация).

Статические маршруты полностью определены администратором, поэтому они более безопасны, требуют меньше вычислительных ресурсов и более узкую полосу пропускания по сравнению с динамическими маршрутами. Однако сети, использующие статическую маршрутизацию, плохо масштабируемы, при изменении топологии требуется внесение изменений администратором в конфигурацию, что может приводить к ошибкам. Поэтому статическая маршрутизация используется либо в малых сетях, либо в комбинации с протоколами динамической маршрутизации на отдельных участках сети. Статические маршруты, по сравнению с динамическими, характеризуются более высоким приоритетом, поскольку административное расстояние AD = 1 (см. табл. 1.1).

Статическая маршрутизация часто используется в тупиковых сетях, обмен данными с которыми реализуется через маршрутизатор , который подключен к одному соседнему маршрутизатору. При рассмотрении статической маршрутизации используется составная сеть , структурная схема которой приведена на рис. 2.1. В приведенной схеме сети тупиковой является Сеть 1, а тупиковым маршрутизатором - R-А, поскольку он соединен только с маршрутизатором R-В. Все пакета из Сети 1 могут быть отправлены только через маршрутизатор R-А по стандартному статическому маршруту в маршрутизатор R-В.

Статическая маршрутизация используется также при создании маршрута по умолчанию, который указывает путь к сетям, не имеющим соответствующих входов в таблице маршрутизации. В схеме сети рис. 2.1 пакеты с неизвестными адресами сетей назначения из маршрутизатора R-С можно направлять в Интернет , т.е. в сеть провайдера ISP . Адрес маршрута по умолчанию 0.0.0.0/0 означает любые адреса сетей с любыми масками.

Статическая маршрутизация также используется при формировании суммарных(объединенных) маршрутов, что сокращает количество записей в таблице маршрутизации (см. курс "Основы построения сетей пакетной коммутации").

Кроме того, для создания резервных путей конфигурируются плавающие статические маршруты. Когда основной маршрут "падает", включается резервный, для чего администратор вручную задает резервному пути более высокое значение административного расстояния AD . Так если основной маршрут имеет административное расстояние 1, то резервному статическому пути следует задать AD > 1,например, AD = 5.

2.2. Конфигурирование статической маршрутизации

Чтобы сконфигурировать статическую маршрутизацию администратор должен задать маршруты ко всем возможным сетям назначения, которые не присоединены непосредственно к данному маршрутизатору. Например, из маршрутизатора R-A ( рис. 2.1), к которому прямо присоединены две сети ( Сеть 1, Сеть 4), необходимо проложить маршруты к четырем оставшимся сетям (из шести представленных на схеме). К маршрутизатору R-Bпрямо присоединены 3 сети ( Сеть 2, Сеть 4, Сеть 5), поэтому из него следует проложить 3 маршрута к оставшимся сетям.

Для конфигурирования статической маршрутизации используется команда ip route , которая содержит три параметра:

адрес сети назначения,
сетевую маску,
адрес входного интерфейса следующего маршрутизатора на пути к адресату (next hop) или идентификатор выходного интерфейса.

Адрес входного интерфейса следующего маршрутизатора (следующего перехода) на пути к адресату иногда называют шлюзом. Например, для пакетов, попавших в маршрутизатор R-В, шлюзами будут:

Интерфейс s1/1 маршрутизатора R-A с адресом 200.4.4.11,
Интерфейс s1/2 маршрутизатора R-С с адресом 200.5.5.12.

Ниже приведен пример конфигурирования статической маршрутизации для Cisco-маршрутизатора R-В, когда используется адрес следующего перехода. Маршрутизатор R-В непосредственно связан с сетями 192.168.20.0, 200.4.4.0 и 200.5.5.0, поэтому статические маршруты нужно создать для остальных трех сетей, которые прямо не присоединены к R-В.

Аналогично конфигурируются остальные маршрутизаторы.

Верификация статической конфигурации производится по командам show ip route и show running-config . Например, по команде show ip route отображается таблица маршрутизации :

Символами С в таблице маршрутизации помечены непосредственно присоединенные к маршрутизатору R-В сети, а символом S - созданные администратором статические маршруты к удаленным сетям. Так статический маршрут к сети 192.168.10.0 проложен через интерфейс s1/1 маршрутизатора R-A с адресом 200.4.4.11, маршруты к двум другим сетям проложены через шлюз 200.5.5.12.Приведенные в распечатке значения [1/0] представляют собой административное расстояние AD = 1 и метрику = 0.

При получении маршрутизатором R-В пакета, адресованного, например, узлу в сети 192.168.30.0, производится обращение к таблице маршрутизации, где есть строка S 192.168.30.0/24 [1/0] via 200.5.5.12 , в которой указано, что адресом следующего перехода будет 200.5.5.12. Однако в этой строке таблицы не указан выходной интерфейс , на который следует скоммутировать поступивший пакет. Поэтому определяется сеть адреса следующего перехода (200.5.5.0) и производится второе обращение к таблице маршрутизации, что называется рекурсией. Из таблицы следует, что сеть 200.5.5.0 присоединена к интерфейсу Serial1/1. Таким образом, при создании маршрутов следующего перехода производится рекурсивная обработка маршрута, т.е. два обращения к таблице, что замедляет процесс обработки маршрута.

Для ускорения процесса маршрутизации вместо адреса следующего перехода ( next hop ) можно задать идентификатор выходного интерфейса маршрутизатора и тем самым избежать рекурсивной обработки маршрута. При этом формируется прямо присоединенный статический маршрут. В процессе конфигурирования предварительно нужно удалить все ранее созданные статические маршруты по команде no ip route :

Ниже приведен пример конфигурирования маршрутизатора R-B ( рис. 2.1) с использованием выходного интерфейса:

Статические маршруты и Выходные интерфейсы Ethernet

Давайте сконфигурируем статический маршрут с интерфейсом выхода Ethernet вместо IP-адреса следующего транзитного участка.

Измените статический маршрут для 192.168.2.0/24, чтобы использовать интерфейс выхода Ethernet с этой командой:

Различие между Сетью Ethernet и последовательной сетью точка-точка - в том, что у сети точка-точка есть только одно другое устройство в этой сети - маршрутизатор на другом конце связи. С Сетями Ethernet может быть много различных устройств, совместно использующих ту же самую сеть с множественным доступом, включая узлы и даже несколько маршрутизаторов. При определении только интерфейса выхода Ethernet в статическом маршруте, у маршрутизатора не будет достаточно информации, чтобы определить, какое устройство является устройством следующего транзитного участка.

R1 знает, что пакет должен инкапсулироваться в Кадр Ethernet и быть отослан на интерфейс FastEthernet 0/1. Однако, R1 не знает IP-адреса следующего транзитного участка, и поэтому он не может определить целевой MAC-адрес для Кадра Ethernet.

В зависимости от топологии и конфигураций на других маршрутизаторах, этот статический маршрут может работать, а может и не работать. Мы не будем проникаться здесь в детали, но рекомендуется, чтобы, когда интерфейсом выхода является Сеть Ethernet, Вы не использовали лишь интерфейс выхода в статическом маршруте.

Можно было бы спросить: Есть ли какой-либо способ, чтобы сконфигурировать статический маршрут по Сети Ethernet так, чтобы он не использовал рекурсивный поиск IP-адреса следующего транзитного участка? Да - это может быть сделано, конфигурируя статический маршрут, который будет включать и интерфейс выхода, и IP-адрес следующего транзитного участка.

Как можно видеть на рисунке, интерфейсом выхода является FastEthernet 0/1, а IP-адресом следующего транзитного участка будет 172.16.2.2.

Запись таблицы маршрутизации для этого маршрута была бы:

S 192.168.2.0/24 [1/0] via 172.16.2.2 FastEthernet0/1

Процесс таблицы маршрутизации должен будет выполнить только один поиск, чтобы получить и интерфейс выхода, и IP-адрес следующего транзитного участка.

Преимущества использования интерфейса выхода со статическими маршрутами

Существует преимущество при использовании интерфейсов выхода в статических маршрутах как для последовательной сети точка-точка, так и для сети Ethernet. Процесс таблицы маршрутизации должен выполнить только один поиск, чтобы найти интерфейс выхода, и не выполнять второй поиск, чтобы разрешить адрес следующего транзитного участка.

Для статических маршрутов с исходящими последовательными сетями точка-точка, лучше конфигурировать статические маршруты только с интерфейсом выхода. Для последовательных интерфейсов точка-точка адрес следующего транзитного участка в таблице маршрутизации никогда не используется процедурой доставки пакетов, и таким образом, это не требуется.

Для статических маршрутов с исходящими Сетями Ethernet, лучше конфигурировать статические маршруты и с адресом следующего транзитного участка, и с интерфейсом выхода.

Для уменьшения числа записей в таблице маршрутизации можно объединить несколько статических маршрутов в один статический маршрут. Это возможно при следующих условиях:

· Сети назначения являются смежными и могут быть объединены в один сетевой адрес.

· Все статические маршруты используют один и тот же выходной интерфейс или один IP-адрес следующего перехода.

Плавающий статический маршрут

Плавающие статические маршруты — это статические маршруты, используемые для предоставления резервного пути основному статическому маршруту или динамическому маршруту на случай сбоя в работе канала. Плавающий статический маршрут используется только тогда, когда основной маршрут недоступен.

Для этой цели плавающий статический маршрут настраивается с более высоким значением административного расстояния, чем основной маршрут. Административное расстояние определяет надежность маршрута. При наличии нескольких путей к адресу назначения маршрутизатор выбирает путь с самым низким значением административного расстояния.

По умолчанию статические маршруты имеют значение административного расстояния, равное 1, поэтому они имеют приоритет перед маршрутами, полученными от протоколов динамической маршрутизации. Например, для некоторых распространенных протоколов динамической маршрутизации используются следующие административные расстояния:

Плавающие маршруты не представлены в таблице маршрутизации до тех пор, пока не произойдет сбой в работе предпочтительного маршрута.

Команда ip route

Статические маршруты настраиваются с помощью команды глобальной конфигурации ip route.

Статический маршрут IPv6 (Также как и для IPv4)

Статический маршрут IPv6 можно реализовать следующим образом:

· стандартный статический маршрут IPv6;

· статический маршрут IPv6 по умолчанию;

· объединенный статический маршрут IPv6;

· плавающий статический маршрут IPv6.

Как и в случае с IPv4, эти маршруты можно настроить как рекурсивные, подключенные напрямую или полностью заданные маршруты.

Доп инфа (Также как и для IPv4)
Следующий переход может быть идентифицирован IPv6-адресом, выходным интерфейсом или обоими параметрами сразу. В зависимости от того, как указано место назначения, создается один из трех возможных типов маршрута.

· Статический маршрут IPv6 следующего перехода –(также как IPv4)

· Статический маршрут IPv6 с прямым подключением — (также как IPv4)

· Полностью заданный статический маршрут IPv6 — указываются IP-адрес следующего перехода и выходной интерфейс.

В полностью заданном статическом маршруте указываются как выходной интерфейс, так и IPv6-адрес следующего перехода. Как и полностью заданные статические маршруты для IPv4, эти маршруты используются в том случае, когда на маршрутизаторе не включена функция CEF, и выходной интерфейс размещен в сети с множественным доступом. При использовании CEF статический маршрут, использующий только IPv6-адрес следующего перехода, будет предпочтительным методом даже в том случае, когда выходной интерфейс является сетью с множественным доступом.

В отличие от IPv4, в IPv6 возможна ситуация, когда требуется использование полностью заданного статического маршрута. Если статический маршрут IPv6 использует IPv6-адрес типа link-local в качестве адреса следующего перехода, то необходимо использовать полностью заданный статический маршрут, включающий выходной интерфейс.

Причина, по которой требуется использование полностью заданного статического маршрута, заключается в том, что IPv6-адрес типа link-local не добавлен в таблицу маршрутизации IPv6. Адреса типа link-local являются уникальными только в данном канале или сети. Адреса следующего перехода типа link-local могут быть допустимыми адресами в нескольких сетях, подключенных к маршрутизатору. По этой причине необходимо добавить выходной интерфейс.

Для того чтобы маршрутизатор мог осуществлять пересылку пакетов для IPv6, необходимо настроить команду глобальной конфигурации ipv6 unicast-routing.

Ip route для ipv6

Следующий переход может быть идентифицирован IP-адресом, выходным интерфейсом или обоими параметрами сразу. В зависимости от того, как указано место назначения, создается один из трех возможных типов маршрута:

· Маршрут следующего перехода — указывается только IP-адрес следующего перехода.

Перед пересылкой маршрутизатором любого пакета с помощью таблицы маршрутизации определяется выходной интерфейс, который будет использоваться для пересылки пакета. Такая операция называется разрешимостью маршрута.

Для пересылки пакетов в сеть требуется два процесса поиска по таблице маршрутизации. Процесс повторного поиска маршрутизатором в таблице маршрутизации перед пересылкой пакета известен как рекурсивный поиск. Поскольку рекурсивный поиск расходует ресурсы маршрутизатора, рекомендуется по возможности избегать его.

Рекурсивный статический маршрут является допустимым (т. е. может быть добавлен в таблицу маршрутизации), только если указанный следующий переход напрямую или косвенно связан с допустимым выходным интерфейсом. Если для выходного интерфейса установлен параметр down (отключен) или administratively down (отключен администратором), то статический маршрут не будет добавлен в таблицу маршрутизации.

· Статический маршрут с прямым подключением — указывается только выходной интерфейс маршрутизатора.

Настройка напрямую подключенного статического маршрута с выходным интерфейсом позволяет таблице маршрутизации преобразовать выходной интерфейс в ходе одного процесса поиска вместо двух. Хотя запись в таблице маршрутизации указывает на «прямое подключение», административное расстояние статического маршрута по-прежнему равно 1. Только напрямую подключенный интерфейс может иметь административное расстояние, равное 0.

Технология CEF (Cisco Express Forwarding) используется по умолчанию на большинстве устройств, работающих под управлением операционной системы IOS 12.0 (или более поздней версии). CEF обеспечивает возможность оптимизированного поиска для эффективной пересылки пакетов за счет двух основных структур данных, хранящихся в плоскости данных: базы сведений о пересылке (FIB), которая является копией таблицы маршрутизации, и таблицы смежности, которая содержит сведения об адресации второго уровня. Сведения, объединенные в этих таблицах, используются совместно, поэтому использование рекурсивного поиска при поиске IP-адреса следующего перехода не требуется. Иными словами, когда на маршрутизаторе включена функция CEF, статический маршрут, использующий IP-адрес следующего перехода, требует единичного поиска. Несмотря на то что статические маршруты, которые используют только выходной интерфейс в сетях типа «точка-точка», широко распространены, использование метода пересылки CEF по умолчанию устраняет необходимость в таком подходе. Технология CEF подробно описана далее в этом курсе.

· Полностью заданный статический маршрут — указываются IP-адрес следующего перехода и выходной интерфейс.

В полностью заданном статическом маршруте указываются как выходной интерфейс, так и IP-адрес следующего перехода. Это еще один тип статического маршрута, который используется в более ранних версиях IOS, не имеющих функции CEF.

Такой статический маршрут используется в случаях, когда выходной интерфейс представляет собой интерфейс множественного доступа и необходимо явно определить следующий переход. Следующий переход должен быть напрямую подключен к указанному выходному интерфейсу.

Различие между сетью Ethernet с множественным доступом и последовательной сетью типа «точка-точка» заключается в том, что сеть «точка-точка» содержит только одно устройство — маршрутизатор на другом конце канала. Сети Ethernet могут содержать множество различных устройств, использующих одну сеть с множественным доступом, включая узлы и даже несколько маршрутизаторов. Если выходной интерфейс Ethernet просто обозначен в статическом маршруте, у маршрутизатора недостаточно данных, чтобы определить, какое устройство является устройством следующего перехода.

Возможность функционирования статического маршрута определяется топологией и настройками на других маршрутизаторах. Если выходной интерфейс является сетью Ethernet, рекомендуется использовать полностью заданный статический маршрут, включая как выходной интерфейс, так и IP-адрес следующего перехода.

При использовании CEF настройка полностью заданного статического маршрута не требуется. В таком случае следует использовать статический маршрут, использующий адрес следующего перехода.

В части 3 , необходимо использовать несколько вариантов настройки статических маршрутов и маршрутов по умолчанию, проверить информацию о том, что маршруты были добавлены в таблицы маршрутизации R1 и R3, далее проверить соединения на основе введенных маршрутов.

Шаг 1: Настройка рекурсивного статического маршрута.

В рекурсивном статическом маршруте указывается IP- адрес следующего перехода. Так как указан только следующий -хоп, маршрутизатор должен выполнять несколько операций поиска в таблице маршрутизации перед пересылкой пакетов .

Чтобы настроить рекурсивные статические маршруты, используйте следующий синтаксис :

a. На маршрутизаторе R1 настроить статический маршрут к сети 172.31.0.0/24 с использованием IP- адреса Serial 0/0/0 интерфейса маршрутизатора R2 в качестве адреса следующего перехода.

б. Просмотрите таблицу маршрутизации маршрутизатора R1для проверки новой записи статического маршрута.

Как выглядит запись нового маршрута в таблице маршрутизации?

Есть ли связь PC-1 с хостом PC- 2?

Примечание: Результат выполнения команды ping должен быть неудачным.

Если рекурсивный статический маршрут настроен правильно, пакет с командой ping прибывает на PC-2 . Хост РС-2 посылает ping- ответ обратно хосту PC-1 . Однако, он отбрасывается маршрутизатором R2 , потому что в таблице маршрутизации R2 не указан обратный путь к сети 172.31.1.0/25.

с. На маршрутизаторе R1 конфигурируйте рекурсивные статические маршруты к сетям 172.31.1.196/30 и 172.31.1.128/26.

d. Проверьте связи.

Шаг 2: Настройка напрямую подключенного (directly connected)статического маршрута.

В статическом маршруте directly connected указывается параметр выходного интерфейса данного маршрутизатора, что позволяет ему принять решение о пересылке пакета с однократным обращением к таблице маршрутизации.

Статический маршрут типа directly connected обычно используется в соединениях типа «точка-точка», где указывают последовательный интерфейс.

Чтобы настроить статические маршруты directly connected, используется следующий синтаксис:

a. На маршрутизаторе R2 настроить статические маршруты к удаленным сетям 172.31.1.0/25 и 172.31.1.128/26 с использованием S0/0/0 интерфейса в качестве выходного.

б. Просмотрите таблицу маршрутизации R2 для проверки новых записей статических маршрутов.

Как эти новые маршруты отражены в таблице маршрутизации?

с. Пошлите команду ping от PC-2 к хосту PC- 3

Есть ли связь PC-2 с хостом PC- 3?

Примечание: Возможно понадобится отключить брандмауэры PC для выполнения команды ping между PC.

Шаг 3: Настройка статического маршрута по умолчанию (Default Route)на маршрутизато-ре R3.

a. В чем отличие маршрута Default Route от статических маршрутов directly connected и recursive?

б. Конфигурируйте маршрут по умолчанию на маршрутизаторе R3 к удаленным сетям.

с. Как этот маршрут отображается в таблице маршрутизации?

Часть 4: Проверка работы сети

a. Выполните команду ping для проверки работы сети.

Содержание протокола

В протоколе должны быть отражены название данной работы, ее цель, результаты выполнения домашнего задания, резуульаты выполнения лабораторного задания, выводы по резульатам проделанной работы.

Литература

7.1 Топология сети ЛР№1.3.

7.2 Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. – С.Пб.: Питер, 2005.

7.3 Иртегов Д.В. Введение в сетевые технологии. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004 . –560 с.

Приложение A: Команды конфигурирования

Настройка IP параметров интерфейса s0/0/1 маршрутизатора R2

Конфигурирование статических маршрутов

Конфигурирование статического рекурсивного маршрута к сети 172.31.0.0/24 на R1

Конфигурирование маршрута directly connected к сети 172.31.1.0/25 на R2

Читайте также: