Ruting dynamiczny EIGRP

Transkrypt

1 UNIWERSYTET KAZIMIERZA WIELKIEGO Wydział Matematyki Fizyki i Techniki Zakład Teleinformatyki Celem ćwiczenia jest zapoznanie z protokołem rutingu EIGRP stosowanym w małych i średnich sieciach komputerowych. Po skonfigurowaniu sieci symulowane będzie uszkodzenie mające na celu sprawdzenie szybkości rekonfiguracji sieci o raz mechanizmu wyznaczającego metrykę. 1. Podstawy teoretyczne 1.1. Charakterystyka protokołu EIGRP EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) jest protokołem rutingu zamkniętym, opracowany przez firmę Cisco do stosowanie tylko w produktach tej firmy. EIGRP jest zaawansowanym protokółem routingu wykorzystujący wektor odległości. Działa on jednak również jako protokół stanu łącza, ponieważ w podobny sposób wysyła aktualizacje do sąsiednich urządzeń i przechowuje informacje o routingu. Czasami nazywany jest protokołem hybrydowym. EIGRP obsługuje bezklasowy routing międzydomenowy CIDR (Classless Inter- Domain Routing) oraz technikę adresowanie ze maską o zmiennej długości VLSM (Variable Length Subnet Masks). W porównaniu z poprzednikiem klasowym protokołem IGRP, EIGRP zapewnia szybszą zbieżność, lepszą skalowalność i lepsze zarządzanie pętlami routingu. Laboratorium Sieci Komputerowych ćwiczenie: 12 Ruting dynamiczny EIGRP Bydgoszcz 2011r. prowadzący: mgr inż. Piotr Żmudziński zmudzinski@ukw.edu.pl Głównym zadaniem protokołu rutingu jest tworzenie i utrzymywanie tablicy rutingu według ustalonych reguł. W odróżnieniu od RIP, protokół EIGRP utrzymuje następujące trzy tablice: tablica sąsiadów, tablica topologii, tablica routingu. Najważniejsza z nich jest tablica sąsiadów. Każdy router EIGRP utrzymuje tablicę sąsiadów, w której są wymienione sąsiadujące z nim routery. Tablicę tę można porównać do bazy danych przylegania używanej przez protokół OSPF. Dla każdego protokołu obsługiwanego przez protokół EIGRP istnieje osobna tablica sąsiadów. Wykrycie nowego urządzenia w sąsiedztwie powoduje zapisanie informacji o jego adresie i interfejsie. Gdy sąsiednie urządzenie wysyła pakiet hello, ogłasza swój czas przetrzymania. Czas przetrzymania to czas, przez jaki router uważa sąsiednie urządzenie za dostępne i działające. Jeśli w tym okresie pakiet hello nie zostanie odebrany, czas przetrzymania wygasa. Po przekroczeniu czasu dead_time, protokół DUAL wyznacza nową trasę główną oraz zapasową. Tablicę topologii tworzą wszystkie tablice routingu protokołu EIGRP w systemie autonomicznym. Na podstawie informacji zawartych w tablicy sąsiadów i tablicy topologii algorytm DUAL oblicza trasy do każdego miejsca docelowego charakteryzujące się najniższym kosztem. Protokół EIGRP śledzi te informacje, tak, aby routery EIGRP mogły szybko znaleźć trasy alternatywne i zostać na nie przełączone. P.Żmudziński, r. ver 3.0 1

2 W tablicy routingu EIGRP są przechowywane informacje o najlepszych trasach do danego miejsca docelowego. Informacje te są pozyskiwane z tablicy topologii. Routery EIGRP utrzymują osobne tablice routingu dla każdego protokołu sieciowego. Na podstawie danych z zgromadzonych w tablicach sąsiadów i topologii wyznaczone są trasy główne i trasy zapasowe. Najlepsza trasa główna zostaje zapisana przez algorytm DUAL w tablicy rutingu. Dla każdej sieci docelowej mogą istnieć maksymalnie do 4 trasy główne. Trasy zapasowe wyznaczone są jednocześnie z trasami głównymi, jednak zapisywane są w tablicy topologii. W przypadku uszkodzeni trasy głównej, trasa zapasowa o najniższym koszcie zostaje podniesiona do rangi trasy głównej i zostaje zainstalowana w tablicy rutingu. To rozwiązania wypływa zdecydowanie na szybką reakcję sieci na awarie Przeglądanie dostępnych tablic TABLICA RUTINGU Aby możliwe było jakiekolwiek kierowanie pakietów konieczne jest utworzenie w pamięci operacyjnej rutera tablicy rutingu. W każdej chwili administrator może uzyskać dostęp do tablicy rutingu przez wydanie w trybie uprzywilejowanym polecenia: #show ip route Tab. 1. Przykładowa zawartość tablicy rutingu zbudowana przez protokół EIGRP Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR P - periodic downloaded static route Gateway of last resort is not set D /8 [90/ ] via , 00:00:08, Serial0/0 C /16 is directly connected, Serial0/0 D /24 [90/ ] via , 00:00:11, Serial0/1 C /24 is directly connected, FastEthernet0/0 D /24 [90/ ] via , 00:00:08, Serial0/0 C /24 is directly connected, Serial0/1 gdzie pojedynczy wpis dokonany na skutek działania DUAL w EIGRP może wyglądać następująco: D /24 [90/ ] via , 00:04:30, Serial0 źródło informacji podsieć docelowa metryka odległość administracyjna nazwa interfejsu lokalnego interfejs do którego należy przesłać pakiet (następnego skoku) TABLICA SĄSIADÓW Aby sprawdzić tablicę sąsiedztwa dla dowolnego rutera, należy w trybie uprzywilejowanym wydać polecenie, np: AMSTERDAM#sh ip eigrp neighbors H Address Interface Hold Uptime SRTT RTO Q Seq (sec) (ms) Cnt Num Ser0/ :13: Ser0/ :05: W kolejnych kolumnach znajdują się następujące informacje: adres sąsiada, lokalny interfejs, za pomocą którego pakiety Hello są odbierane od sąsiada wartość timera holdtime (domyślnie trzykrotność wartości timera Hello), czas jaki upłynął od odebrania pierwszego pakietu Hello od sąsiada, wartość SRTT - czas w milisekundach pomiędzy wysłaniem pakietu do sąsiada a odbiorem potwierdzenia jego dostarczenia, wartość RTO, ilość pakietów w kolejce do wysłania. TABLICA TOPOLOGII Polecenie #sh ip eigrp topology polecenie na wyświetlenie zawartości tablicy topologii a także weryfikacje działania algorytmu DUAL. Dla każdej ze znanych podsieci administrator otrzyma miedzy innymi informacje o stanie połączenia (active lub passive), adresie podsieci i jej masce, ilości znanych tras do podsieci, wybranej trasie oraz wartości FD i koszcie połączenia. Feasible Distance (FD) to najniższy znany koszt do innej podsieci. #sh ip eigrp topology IP-EIGRP Topology Table for AS 20 Codes: P - Passive, A - Active, U - Update, Q - Query, R - Reply, r - Reply status P /24, 1 successors, FD is via Connected, FastEthernet0/0 P /8, 1 successors, FD is via Connected, Serial0/1 P /24, 1 successors, FD is via ( /28160), Serial0/1 via ( / ), Serial0/0 P /24, 1 successors, FD is P.Żmudziński, r. ver 3.0 2

3 via Connected, Serial0/0 P /16, 2 successors, FD is via ( / ), Serial0/1 via ( / ), Serial0/0 P /24, 1 successors, FD is via ( /28160), Serial0/0 via ( / ), Serial0/1 Polecenie #sh ip eigrp traffic to pozwala na śledzenie ilości pakietów charakterystycznych dla protokołu EIGRP, które zostały wysyłane i odbierane przez dany ruter. #sh ip eigrp traffic IP-EIGRP Traffic Statistics for process 20 Hellos sent/received: 1346/798 Updates sent/received: 19/19 Queries sent/received: 1/2 Replies sent/received: 2/1 Acks sent/received: 22/11 Input queue high water mark 1, 0 drops SIA-Queries sent/received: 0/0 SIA-Replies sent/received: 0/0 czasem osiągania zbieżności, może następować utrata aktualizacji tras lub może mieć miejsce nieoptymalny wybór tras. 2. Zagadnienia do przestudiowania 1. Co to protokół HELLO w EIGRP 3. Bibliografia [1] Vademecum teleinformatyka I / II / III,, IDG [2] W. Lewis: Akademia sieci Cisco, CCNA sem.3 Podstawy przełączania i routing pośredni, PWN, 2007 [3] [4] Enhanced_IGRP.pdf 1.3. Metryka w EIGRP Metryka łącza jest liczona podobnie jak w protokole IGRP. Wartość metryki łącza wyliczana jest wg wzoru: K = + 2 pasmo K metryka 256 K pasmo K opóźpóźnie K obciąbciążenie 4 niezawodność gdzie K1-K5 są parametrami binarnymi, o wskazują czy dana charakterystyka jest używana, odpowiadają one kolejno charakterystykom: pasmo, obciążenie, opóźnienie, niezawodność, MTU. Domyślnie wagi K1 i K3 =1, pozostałe równe są 0. Wzór na metrykę upraszcza się do sumy dwóch składników: metryka = pasmo + opóźnienie pasmo = ( /(najniższa_przepustowsość[kbit/s]) * 256 opóźnienie=( skumulowane_opóźnienie_ścieżki[us]/10 )*256 Widać zatem że metryka w EIGRP jest bardziej skomplikowana niż RIP, jej składniki lepiej charakteryzują trasę niż liczba skoków. Dla poprawnego funkcjonowanie protokołu rutingu, podczas konfigurowania łączy szeregowych za pośrednictwem protokołu EIGRP należy skonfigurować ustawienia przepływności interfejsu. Jeśli krok ten zostanie pominięty, protokół EIGRP przyjmie dla łącza pasmo domyślne, czyli 1,544 Mbit/s zamiast faktycznego. Jeśli rzeczywista przepływność łącza będzie odbiegać od przyjętej przez protokół, prawidłowe działanie protokołu DUAL będzie zakłócone, co może skutkować długim P.Żmudziński, r. ver 3.0 3

4 4. Przebieg ćwiczenia Do realizacji ćwiczenia wykorzystywane będą 3 rutery Cisco 2801 oraz 3 przełączniki Cisco Ćwiczenie realizowane będzie na stanowisku D, zasadniczym celem jest zapoznanie z koncepcją samoczynnego budowania tablicy rutingu przez ruter na podstawie wiadomości jakie wymienia on z sąsiadami Fizyczne łączenie urządzeń. Do realizacji ćwiczenia niezbędne będzie połączenie sieci zgodnie z Rys.2. Intersieć składa się z 6 sieci połączonych ze sobą szeregowymi łączami dzierżawionymi. Konfiguracja warstwy fizycznej sprowadza się do połączenia odpowiednich portów patch panela oraz przełączników. Żółte porty E1-E20 oznaczają interfejsy Ethernet poszczególnych PC, niebieskie porty C1-C20 oznaczają porty szeregowe poszczególnych PC. Należy łączyć porty ethernetowe komputerów z żółtymi portami przełączników. Porty przełączników połączyć z portami ruterów. Prot patchpanela /0 oznacza ruter interfejs Fa0/0. Dla porządku porty ethernetowe łączyć żółtymi kablami. Drugim zadaniem jest połączenie niebieskimi kablami portów szeregowych PC15-PC17 do portów konsolowych ruterów niebieski porty -R16. Połączenia szeregowe oznaczone na schemacie kolorem czerwonym są już przygotowane przed zajęciami /24 Rys. 2 Schemat sieci laboratoryjnej Urządzenie Interfejs IP adres Maska podsieci brama domyślna R /24 R15 Fa0/ N/A S0/1/ N/A S0/1/ N/A Fa0/ N/A S0/1/ N/A S0/1/ N/A /24 R /24 R16 Fa0/ N/A S0/1/ N/A S0/1/ N/A Rys. 1 Schemat adresacji podsieci PC15 LAB PC16 LAB PC17 LAB P.Żmudziński, r. ver 3.0 4

5 W kolejnych podpunktach opisane zostaną czynności niezbędne do konfiguracji rutera. Dla pozostałych ruterów należy wykonać analogiczne czynności mając na uwadze schemat sieci wraz z obowiązującą w nich adresacja sieci oraz numerami fizycznie połączonych interfejsów Połączenie terminalowe Aby komunikować się z systemem operacyjnym Cisco IOS, należy skonfigurować połączenie z wykorzystaniem emulatora terminala, który w systemach Windows nosi nazwę HyperTerminal. Domyślne parametry portu konsoli rutera Cisco, jakie należy ustawić przed nawiązaniem połączenia przez COM1 to: - liczba bitów na sekundę (szybkość): 9600, - bity danych: 8, - parzystość: brak, - bity stopu:1, - sterowanie przepływem: brak. następnie należ wybrać ikonę telefonu co rozpoczyna połączenie. Na pulpicie każdego z komputerów znajduję się skrót do skonfigurowanego połączenia terminalowego o nazwie Cisco.ht Konfiguracja ogólna rutera Po załadowaniu IOS z pamięci flash oraz pliku konfiguracyjnego z NVRAM, ruter zgłasza gotowość do realizacji poleceń w trybie użytkownika o czym świadczy znak zachęty (prompt) - >. Poniżej przestawiony zostanie sposób konfiguracji rutera jako przykład. Jeśli ruter wymaga hasła, należy podać: cisco lub class. W nawiasach podano komendy skrócone. 1. Przejść do trybu uprzywilejowanego: >enable /Jeśli ruter żąda hasła, podać cisco lub class/ 2. Skasować bieżącą konfigurację: #erase startup-config #reload /Na pytanie dot. zapisania konfiguracji running -config odpowiedzieć no/ Przy starcie ruter zaproponuje: Continue with configuration dialog? [yes/no]: no 3. Przejść do trybu konfiguracji globalnej Router#configure terminal 4. Zmienić nazwę rutera: Router(config)#hostname 4.4. Konfiguracja interfejsu ethernetowego Aby skonfigurować dowolny interfejs należy z trybu konfiguracji globalnej wejść do trybu konfiguracji danego interfejsu. Wyjście o poziom wyżej exit. W ruterach z serii 2800 interfejsy ethernetowe numerowane są np. Fa0/0 i Fa0/1. 1. Jeśli konieczne - znak zachęty nie wskazuje na (config)# - wejść do trybu konfiguracji globalnej: #configure terminal 2. Mając na uwadze schemat sieci Rys.2, wybrać interfejs Fa0/0, zwrócić uwagę na zmianę znaku zachęty. (config)#interface Fa0/0, 3. Ustawić adres IP dla interfejsu (config-if)#ip address Uruchomić (tzw. podnieść) interfejs: (config-if)#no shutdown 5. Skonfigurować adres IP i maskę dla PC15, jako bramę domyślą podać adres rutera we własnej sieci. 6. Sprawdzić osiągalność PC15 z rutera. W tym celu wyjść z trybów konfiguracji poleceniem exit wydawanym tak długo, aż ze znaku zachęty zniknie słowo config. Sprawdzić osiągalność hosta od strony rutera własnej sieci. Wykrzykniki świadczą o sukcesie. #ping Sprawdzić osiągalność rutera od strony PC Konfiguracja interfejsu szeregowego Konfiguracja interfejsu szeregowego przebiega nieco inaczej. Jeden z interfejsów łącza szeregowego musi generować sygnał zegarowy, do którego synchronizuje się interfejs po stronie przeciwnej. Jeśli interfejs pracuje jako DCE, generuje sygnał zegarowy i ma podłączony kabel z wtykiem oznaczonym jako DCE. Na schematach oznacza się ten interfejs literami DCE. W ruterach z serii 2800 interfejsy szeregowe numerowane są trzema cyframi, np. s0/1/0, s0/1/1. 1. Uzyskać dostęp do linii komend w trybie uprzywilejowanym (opisano wyżej) 2. Wejść do trybu konfiguracji globalnej: #configure terminal 3. Wejść do trybu konfiguracji interfejsu szeregowego 0/1/0: (config)#interface s0/1/0 4. Ustawić enkapsulację warstwy łącza danych (config-if)#encapsulation hdlc 5. Ponieważ na schemacie widnieje symbol DCE, należy skonfigurować częstotliwość taktowania zgodnie z Rys.1, przykład dla (config-if)#clock rate Skonfigurować adres interfejsu zgodnie ze schematem sieci: (config-if)#ip address P.Żmudziński, r. ver 3.0 5

6 7. Uruchomić interfejs: (config-if)#no shutdown 8. Wyjść z trybu konfiguracji s0/1/0 (config-if)#exit Skonfigurować pozostałe rutery zgodnie ze schematem sieci danych na Rys.1. Zwrócić szczególną uwagę na adresowanie interfejsów oraz konieczność konfiguracji taktowania tylko dla interfejsów szeregowych oznaczonych symbolem DCE. 9. Skonfigurować komputery PC15/16/ Sprawdzić stan wszystkich interfejsów ruterów #sh ip interface brief ( ) 4.6. Konfiguracja protokołu rutingu EIGRP 1. W trybie uprzywilejowanym wejść do trybu konfiguracji ogólnej: #configure terminal 2. Wejść do trybu konfiguracji protokołu EIGRP: (config)#router eigrp 10 /numer podany po poleceniu oznacza numer systemu autonomicznego, na wszystkich ruterach należy podać ten sam/ 3. Wskazać sieci w których ma działać protokół EIGRP. Ruter sprawdza, które interfejsy znajdują się we wskazanych sieciach i rozpoczyna nasłuchiwanie komunikatów EIGRP oraz rozsyłanie własnych ogłoszeń. (config-router)#network Czynność należy wykonać dla wszystkich przyłączonych do rutera sieci, czyli dla należy ponadto dodać: (config-router)#network (config-router)#network Sprawdzenie konfiguracji rutera 1. W trybie uprzywilejowanym znak zachęty: # wydać polecenie #show ip interface brief celem sprawdzenia stanu interfejsów oraz konfiguracji adresów IP. 2. Sprawdzić wzajemną osiągalność PC15/16/17 pomocą ping ( ). 2. Zanotować zawartość tablicy rutingu rutera i R16 #show ip route ( ) 3. Wyświetlić tablicę topologii EIGRP dla rutera #show ip eigrp topology 4.9. Korekta metryki dla EIGRP 1. Sprawdzić trasę pakiety z PC15 do PC17 ( ) - tracert 2. Ala każdego interfejsu szeregowego każdego rutera ustawić parametr pasmo, tak by odpowiadał rzeczywistej przepływności. (config)#int s0/1/1 (config-if)#bandwidth 19 /wartość przepływności podana jest na Rys.2/ 3. Zanotować zawartość tablicy rutingu i R16 ( ) 4. Ponownie sprawdzić trasę pakiety z PC15 do PC17 ( ) - tracert #show ip route Symulacja awarii. 1. Na PC15 wydać polecenie ping do PC17 z parametrem t, co spowoduje nieskończoną liczbę powtórzeń (przerwanie Ctrl+C) 2. Sprawdzić na czy trasa do sieci /24 prowadzi przez R15 czy przez R16, #show ip route 3. Zasymulować uszkodzenie łącza R16 s0/1/0. Sekwencja kolejno wydawanych poleceń z trybu uprzywilejowanego: R16# conf t; interface s0/1/1; shutdown 4. Obserwować okna z uruchomionym pingiem ( ). 5. Zanotować tablicę ruting w ruterze. Porównać z pkt Porównać metrykę trasy na do sieci Sprawdzić ponownie wzajemną osiągalność hostów PC15 i PC17( ). 8. Wykonać ponownie śledzenie drogi #traceroute ( ). 5. Sprawozdanie 4.8. Tablice protokołu EIGRP 1. Wyświetlić tablicę sąsiadów rutera i R16: #show ip eigrp neighbors ( ) P.Żmudziński, r. ver 3.0 6

7 NIWERSYTET KAZIMIERZA WIELKIEGO, WMFiT, ZT Laboratorium Sieci Komputerowych Tablica sąsiadów rutera R16 Sprawozdanie z wykonania ćwiczenia nr ćwiczenia: 12 grupa : zespół: data: ocena : Ruting dynamiczny EIGRP Imię i Nazwisko członków zespołu (drukowanymi literami) Tablice rutingu dla i R16, pominąć nagłówki, wpisać tylko trasy dynamiczne 5.5 Sprawdzenie konfiguracji rutera, stany interfejsów (up / down) Interfejs R15 R16 Fa0/0 / / / Fa0/1 / / / s0/1/0 / / / s0/1/1 / / / 5.7 Wzajemna osiągalność hostów, zanotować średnie RTT ---- PC15 PC16 PC17 PC15 PC16 PC Tablice protokołu EIGRP Tablica sąsiadów rutera R16 P.Żmudziński, r. ver 3.0 7

8 5.9 Tablice rutingu dla i R16, pominąć nagłówki, wpisać tylko trasy dynamiczne Trasa pakietu z PC15 do PC17 Trasa pakietu z PC15 do PC17 po zmianie metryki 5.10 Symulacja awarii. Ile pingów zostało straconych do momentu skonwergowania sieci? Czy wszystkie hosty są nadal osiągalne? TAK / NIE R16 Wynik polecenia #traceroute P.Żmudziński, r. ver 3.0 8