Uniwersytet Zielonogórski Wydział Elektrotechniki, Informatyki i Telekomunikacji. Sieci komputerowe Laboratorium 8

Transkrypt

1 Uniwersytet Zielonogórski Wydział Elektrotechniki, Informatyki i Telekomunikacji Sieci komputerowe Laboratorium 8 Budowa routera, tryby pracy, składnia i podstawowe komendy 1 Cel ćwiczenia Ćwiczenie ma na celu zapoznanie studentów z budową i konfiguracją urządzeń sieciowych. W szczególności student powinien nabyć następujących umiejętności: przedstawienie budowy routera - podstawowe elementy (ROM, RAM, FLASH, NVRAM, CPU, interfejsy, port konsoli), podłączenie komputera do portu konsoli routera, poznanie sekwencji startowej routera, zapoznanie sie z podstawowymi komendami (np. show, configure terminal, hostname, set clock, interface, copy, debug), samodzielna konfiguracja urządzeń zgodnie z zadanym schematem, zapoznanie się z narzędziem PacketTracer. 2 Budowa i inicjacja routera CISCO 2.1 Architektura sprzętowa routera Cisco 2500 Podstawowymi elementami budowy routerów są: CPU, RAM, ROM, FLASH, NVRAM, interfejsy (np. ethernet, serial). Budowa routera na przykładzie routerów CISCO serii 2500 została przedstawiona na rysunku 1 a serii 2600 na 2. Rys. 1: Architektura routerów CISCO (źródło: 1

2 Rys. 2: Architektura routerów CISCO (źródło: 2.2 Rodzaje i funkcje pamięci w routerach CISCO Routery CISCO posiadają kilka rodzajów pamięci, które pełnią różne funkcje w systemie (rysunek 3). Rys. 3: Rodzaje i funkcje pamięci w routerach CISCO. (źródło: Funkcje pamięci w routerach CISCO: ROM (ang. read-only memory) - zawiera program uruchomieniowy, oprogramowanie umożliwiające wystartowanie routera w trybie ROM Monitor oraz okrojoną wersje systemu IOS (tryb Boot ROM) umożliwiającą np. bezpieczny upgrade właściwego systemu IOS. RAM (ang. random access memory) - podzielona jest na dwa obszary: pamięć procesora i pamięć współdzielona. W pamięci procesora przechowywane są informacje związane z tablicą routingu, zawartość kolejek itp. W pamięci współdzielonej przechowywane są informacje o buforach zarówno systemowych jak i i tych przydzielonych do interfejsów. Informacje z pamięci RAM są tracone w czasie restatu systemu (rysunek 4). 2

3 Rys. 4: Rodzaje i funkcje pamięci w routerach CISCO. (źródło: NVRAM (ang. non-volatile random access memory) - jest to pamięć nieulotna, której podstawową funkcją jest przechowywanie startowego pliku konfiguracyjnego. Fizycznie realizowana jest przez układ EEPROM choć istnieją modele routerów, gdzie jest to wydzielony obszar pamięci FLASH (np. c2691). FLASH - wykorzystywana głównie do przechowywania właściego systemu operacyjnego IOS. 2.3 Sygnalizacja LED Jednym ze sposobów na przekazanie informacji o sprawności urządzeń sieciowych są diody LED. W różnych modelach routerów CISCO występują różne zestawy LED. W przypadku routerów serii 2500 oraz 2600 interpretacja informacji przekazywanych przez diody LED jest następująca: Dioda LED oznaczona OK powinna zawsze świecić w kolorze zielonym co oznacza prawidłowe zakończenie etapu testowania sprzętu (POST). W przypadku diody znajdującej się przy interfejsach szeregowych pulsowanie oznacza fizyczne zestawienie połączenia oraz przesyłanie pakietów podtrzymujących połączenie bądź danych użytkownika. Ciągłe świecenie diody LED oznacza duże obciążenie interfejsu sieciowego. Diody przy interfejsach Ethernet pokazują zarówno status połączenia fizycznego (ang. link) jak i obciążenie interfejsu. 2.4 Inicjacja routerów CISCO Inicjacja polega na wykonaniu programu uruchomieniowego, załadowaniu systemu operacyjnego oraz wczytaniu pliku konfiguracjyjnego (rysunek 5). Proces inicjacji można przedstawić w następujących punktach: Włączenie zasilania powoduje uruchomienie procedury testowania sprzętu tzw. POST (ang. poweron self test), gdzie między innymi sprawdzana jest poprawność działania CPU, RAM, FLASH, NVRAM, kontrolerów interfejsów sieciowych itp. W tym czasie wykonywany jest kod uruchomieniowy znajdujący się w pamięci ROM, który zawiera zestaw instrukcji testujących sprzęt oraz inicjujących ładownie systemy operacyjnego IOS. Ponieważ system operacyjny może znajdować się w różnych miejscach (np. FLASH, serwer TFTP) dlatego przed rozpoczęciem ładowania systemy operacyjnego sprawdzana jest wartość rejestru oraz wyszukiwane jest polecenie boot z pliku konfiguracyjnego. Zakończenie procedury uruchamiania systemu operacyjnego sygnalizowane jest wyświetlaniem lista sprzętu i oprogramowania. Plik konfiguracyjny ładowany jest domyślnie z pamięci NVRAM jednak i on może znajdować się w różnych miejscach (np. NVRAM, serwer TFTP). W przypadku braku pliku konfiguracyjnego w obu wymienionych lokalizacjach istnieje możliwość wprowadzenia go przez port konsoli wpisując kolejne komendy z terminala lub wygenerowanie nowego przez tryb setup. 3

4 Rys. 5: Inicjacja routera CISCO. (źródło: 3 Podłączenie terminala do portu konsoli routera CISCO Zestawienie sesji konsoli przy użyciu programu HyperTerminal, możliwe jest poprzez wykonanie następujących czynności: Przyłączenie terminala przy użyciu kabla do konsoli routera (kabel rollover RJ-45RJ-45 z przejściówką RJ-45DB-9 lub RJ-45DB-25), Skonfigurowanie terminala lub oprogramowania emulującego terminal (HyperTerminal) na komputerze PC: 9600 bs, 8 bitów danych, brak bitu parzystości, 1 bit stopu i brak kontroli przepływu (9600,8,N,1,N) (rusunek 6). Rys. 6: Podłączenie terminala do portu consoli routera. (źródło: 4 Sekwencja startowa i tryby pracy routerów CISCO Routery CISCO mogą pracować w trzech trybach środowiska systemu operacyjnego IOS a tryb uruchomienia routera w odpowiednim środowisku zależny jest od wartości rejestru. Wyświtelnie wartości rejestru możliwe jest przy użyciu komendy router#show version a modyfikacja router(config)#configregister wartość hex. Poniżej zostały przedstawione tryby pracy routerów wraz z odpowiadającymi im wartościami rejestru. Tryb ROM Monitor realizuje proces uruchomieniowy i udostępnia funkcje niskopoziomowe i diagnostyczne. Jest używany w przypadku awarii systemu oraz w celu odzyskania utraconego hasła. Router znajdujący się w trybie ROM monitor nie jest dostępny za pośrednictwem żadnego interfejsu sieciowego a jedyną metodą dostępu jest bezpośrednie fizyczne podłączenie przez port konsoli. router(config)#config-register 0x restart urządzenia... > lub ROMMON> Tryb Boot ROM umożliwia wykorzystanie jedynie ograniczonego zestawu funkcji systemu Cisco IOS. Tryb Boot ROM umożliwia operacje zapisu do pamięci FLASH i jest używany głównie w celu 4

5 zastąpienia obrazu systemu Cisco IOS znajdującego się w tej pamięci - upgrade systemu operacyjnego. router(config)#config-register 0x restart urządzenia... router(boot)> Tryb CISCO IOS jest to stan, w którym router wykorzystuje pełny obraz systemu Cisco IOS zapisany w pamięci FLASH. IOS w wiekszości przypadków uruchamiany jest z pamięci RAM chociaż istnieją urządzenia CISCO, w których jest on startowany z pamięci FLASH. System operacyjny IOS może zostać zapisany w pamieci FLASH w postaci skompresowanej a podczas uruchamiania routera jest on dekompresowany i kopiowany do pamieci RAM. router(config)#config-register 0x restart urządzenia... Uwaga: ostatnia liczba może przyjmować wartości router> od 2 do F (hex). Aby zobaczyć informacje o obrazie i wersji uruchomionego systemu operacyjnego IOS, należy użyć polecenia router#show version, które wyświetla również ustawienie rejestru konfiguracyjnego. Polecenie router#show flash umożliwia sprawdzenie, czy w systemie jest wystarczająca ilość pamięci do wykonania procedury aktualizacji systemu IOS. 5 Tryby pracy w CLI oraz podstawowe komendy konfiguracyjne System operacyjny IOS umożliwia wprowadzanie komend poprzez interfejs CLI (ang. command line interface). Poniżej przedstawiono listę podstawowych komend: hostname show version, show flash show clock, clock set show interfaces show running-config, show startup-config interface ethernet 0, interface fastethernet 0/0 ip address, shutdown line con 0, line vty 0 4 enable secret banner motd, ip host copy running-config startup-config Uwaga: wycofanie wprowadzonej komendy możliwe jest poprzez jej negację (jeśli na interfejsie wprowadzono komendę router(config-if)#shutdown to jej negacja wygląda następująco router(config-if)#no shutdown). Interfejs konfiguracji CLI udostępnia podstawowe cztery tryby pracy (rysunek 7): EXEC użytkownika (User EXEC) - umożliwia zmianę tymczasowych ustawień komunikacji z termianalem, wyświetlenie podstawowych statystyk oraz informacji o systemie. router> EXEC uprzywilejowany (Privileged EXEC) - udostępnia wszystkie komendy z trybu User EXEC a także pozostałe komendy pozwalające na zarządzanie oprogramowaniem IOS, plikami konfiguracyjnymi oraz wiele innych. router# konfiguracj globalna (Global Configuration) - udostępnia funkcje wpływające na zachowanie całego urządzenia. router(config)# 5

6 konfiguracja interfejsów (Interface Configuration) - umożliwia konfigurację interfejsów routera np. adresy ip, enkapsulacje. router(config-if)# Rys. 7: Tryby konfiguracji routerow w CLI (źródło: 6 Narzędzie PacketTracer Narzędzie PacketTracer jest pakietem symulującym działanie routerów, hostów, sieci a podstawowe funkcje oferowane przez ten pakiet to: tworzenie konfiguracji sprzętowej urządzeń budowa struktury logicznej oraz fizcznej sieci tworzenie konfiguracji urządzeń zarówno z CLI jak i przyjaznego interfejsu graficznego symulacja działania sieci z możliwością przechwytywania pakietów możliwość wygenerowania własnych pakietów. W ramach zadania domowego student powinien zbudować i skonfigurować sieć według rysunku 8 oraz załączonych wytycznych. Wytyczne: Komputer PC A - IP Rys. 8: PacketTracer - schemat sieci 6

7 Komputer PC B - IP Router Lab A - IP Fa , Ser Router Lab B - IP Ser , Ser Router Lab C - IP Fa , Ser routery powinny zostać zabezpieczone hasłami (uwaga: brak możliwości ustawienia enable secret ) uruchomienie protokołu routingu dynamicznego RIP lub konfiguracja routingu statycznego Literatura [1] Materiały szkoleniowe programu CNAP, [2] V. Amato, W. Lewis: Akademia Sieci CISCO. Pierwszy rok nauki, Mikom, Warszawa [3] M. Sportack: Podstawy adresowania IP, Mikom, Warszawa [4] M. Sportack: Routing IP. Podstawowy podręcznik, Mikom, Warszawa [5] T. Parker, M. Sportack: TCP/IP - Księga eksperta, Helion, Gliwice [6] M. Sportack: Sieci komputerowe. Księga eksperta, Helion, Gliwice