ZiMSK. Routing dynamiczny 1

ZiMSK dr inż. Łukasz Sturgulewski, luk@kis.p.lodz.pl, http://luk.kis.p.lodz.pl/ dr inż. Artur Sierszeń, asiersz@kis.p.lodz.pl dr inż. Andrzej Frączyk, a.fraczyk@kis.p.lodz.pl Routing dynamiczny 1

Wykład Routing dynamiczny Protokół routingu OSPF Konfiguracja OSPF (Router, Firewall) Routing dynamiczny 2

Definicja routingu Routing dynamiczny 3

Rodzaje tras Routing dynamiczny 4

Protokół routowalny a protokół routingu Routing dynamiczny 5

Adres sieciowy Adres sieciowy składa się z dwóch części: sieci: służy do identyfikacji sieci; hosta: służy do identyfikacji jednostki w danej sieci. Część sieciowa adresu wykorzystywana jest przez router do podjęcia decyzji o wyborze właściwej ścieżki. Spójny schemat adresowania (adresy IP obowiązujące w warstwie trzeciej modelu OSI) ułatwia znalezienie właściwej ścieżki do odbiorcy (bez korzystania z transmisji rozgłoszeniowej). Routing dynamiczny 6

Adres sieciowy Routing dynamiczny 7

Routing dynamiczny Administrator ustala konfigurację inicjalizując routing dynamiczny. Informacje o trasach są wymieniane pomiędzy urządzeniami, które automatycznie dokonują zmian w swoich tablicach routingu. Następuje automatyczne dostosowywanie się do zmian w topologii sieci. Routing dynamiczny 8

System autonomiczny Routing dynamiczny 9

System autonomiczny Każdy zbiór sieci i routerów zarządzany przez jedno ciało jest uważany za pojedynczy system autonomiczny. W ramach systemu autonomicznego istnieje swobodny wybór wewnętrznej architektury wyznaczania tras. Do przekazywania informacji o osiągalności innym systemom wydelegowany jest jeden bądź kilka routerów. System autonomiczny System autonomiczny IGP EGP IGP Routing dynamiczny 10

Protokoły routingu - rodzaje Routing dynamiczny 11

Protokoły routingu - rodzaje Routing dynamiczny 12

Cechy protokołów routingu Prostota. Małe obciążenie sieci (dodatkowym ruchem). Odporność na zakłócenia, stabilność. Szybka zbieżność (stan, w którym wszystkie routery wykorzystują te same informacje o stanie sieci). Elastyczność, adaptacyjność do zmiennych warunków sieci. Routing dynamiczny 13

Zasada działania routingu dynamicznego Routing dynamiczny 14

Tablica routingu Przykładowa tablica routingu: Cel Następny router Odległość Liczniki czasowe Flagi Sieć A Router 1 3 t1, t2, t3 x, y Sieć B Router 2 5 t1, t2, t3 x, y............... Routing dynamiczny 15

Metryka routingu - komponenty Routing dynamiczny 16

Metryka routingu - komponenty Metryki umożliwiają określanie najlepszej ścieżki do sieci tylko routing dynamiczny. Tablica routingu powinna zawierać najlepsze informacje, stąd każda ścieżka ma swoją metrykę określającą jej dobroć. Generalnie im metryka mniejsza tym ścieżka lepsza. Do wyznaczenia metryki można używać kilku cech charakterystycznych dla ścieżek: Długość ścieżki (liczba skoków) liczba routerów które musi przebyć pakiet w drodze do sieci docelowej; Niezawodność stopa błędu łącza w sieci; Opóźnienie czas potrzebny do przesłania pakietu od nadawcy do odbiorcy; Pasmo (przepustowość) szerokość łącza; Obciążenie obciążenie danej ścieżki (łącza routerów); Koszt transportu wartość przypisywana przez administratora określająca koszt przesłania danych. Routing dynamiczny 17

Algorytmy routingu Routing dynamiczny 18

Algorytmy routingu Wektor odległości (distance vector) (algorytm Bellmana-Forda): Określa kierunek i odległość do danej sieci. Stan łącza (link state): Metoda najkrótszej ścieżki router tworzy i przechowuje bazy danych dotyczące topologii partycji sieci, w której się znajduje (zna wszystkie routery pośrednie w drodze do celu). Hybrydowy: Stanowi połączenia algorytmu wektor odległości oraz stan łącza. Routing dynamiczny 19

Koncepcja wektora odległości Routing dynamiczny 20

Wektor odległości wykrywanie sieci Routing dynamiczny 21

Wektor odległości zmiany topologii sieci Routing dynamiczny 22

Wektor odległości (distance vector) Problemy: Pętle routingu: Pojawiają się, gdy zbieżność protokołu routingu jest zbyt wolna. Liczenie do nieskończoności: występuje na skutek pojawienia się pętli routingu. Każde przejście pakietu przez kolejny router powoduje zwiększenie wektora odległości. Jeśli sieć docelowa jest niedostępna i pojawiła się pętla routingu, pakiet może krążyć w sieci w nieskończoność a wartość wektora odległości będzie rosła do nieskończoności. Rozwiązania: Maksymalna liczba skoków (metryka): Po osiągnięciu tej wartości sieć docelowa uważana jest za niedostępną. Podzielony horyzont (split horizon): Informacje o trasie nie są wysyłane z powrotem do miejsca, z którego one pochodzą. Liczniki wstrzymania: Gdy przybędzie informacja o niedostępności sieci uruchamiany jest licznik wstrzymania. Po upływie czasu wstrzymania sieć oznaczana jest jako niedostępna. Jeśli przed upływem czasu router otrzyma lepszą ofertę licznik wstrzymania jest usuwany i nowa ścieżka jest zapamiętywana. Jeśli otrzymana oferta będzie gorsza od istniejącej nic się nie dzieje. Routing dynamiczny 23

Stan łącza - koncepcja Routing dynamiczny 24

Stan łącza wykrywanie sieci Routing dynamiczny 25

Stan łącza zmiany topologii sieci Routing dynamiczny 26

Stan łącza - problemy Routing dynamiczny 27

Stan łącza (link state) Problemy: Przetwarzanie: Modyfikowanie tablicy routingu, wykorzystując protokół stanu łącza, wymaga dość skomplikowanych obliczeń. Zapotrzebowanie na pamięć: Przechowywanie wszystkich informacji potrzebnych do tworzenia tablicy routingu wymaga dużej ilości pamięci. Zapotrzebowanie na pasmo: Pierwotna operacja odkrywania struktury sieci wymaga wysłania dużej ilości pakietów LSA, co może obciążyć łącza sieci. W stanie zbieżności pakietów jest znacznie mniej. Uaktualnianie stanu łącza: Aby routing działał prawidłowo (generacja prawidłowych tras) wszystkie routery muszą otrzymywać niezbędne (w prawidłowej kolejności) pakiety LSA. Rozwiązanie: Mechanizm stanu łącza: Zmniejszenie liczby wysyłanych pakietów w stanie zbieżności. Uaktualnienia mogą być wysyłane do grup. W grupie znajduje się jeden przedstawiciel, który przechowuje spójne dane o topologii sieci. Wprowadzenie struktury hierarchicznej routerów (w dużych sieciach). Wprowadzenie mechanizmów koordynacji uaktualnień: znaczniki czasu, mechanizmy starzenia i inne. Routing dynamiczny 28

Zalety i wady routingu według stanu łącza Routing dynamiczny 29

Przegląd protokółów routingu według stanu łącza Routing dynamiczny 30

Różnice pomiędzy rodzinami protokołów routingu Routing dynamiczny 31

Konfiguracja routingu IP Routing dynamiczny 32

Polecenia router i network Routing dynamiczny 33

Protokoł OSPF w pojedynczym obszarze W porównaniu z protokołami RIP v1 i v2 protokół OSPF jest preferowanym rozwiązaniem, ponieważ jest skalowalnym protokołem. Routing dynamiczny 34

Terminologia używana w protokole OSPF Routing dynamiczny 35

Algorytm SPF (Shortest Path First) W przypadku tego algorytmu najlepszą trasą jest trasa o najniższym koszcie. Routing dynamiczny 44

Typy sieci OSPF Routing dynamiczny 45

Czynności wykonywane przez protokół OSPF Wykrywanie sąsiadów Routing dynamiczny 46

Czynności wykonywane przez protokół OSPF Wybór routerów DR i BDR w sieciach wielo-dostępowych Routing dynamiczny 47

Czynności wykonywane przez protokół OSPF Wybór najlepszej trasy Routing dynamiczny 48

Podstawowa konfiguracja OSPF Routing dynamiczny 49

Podstawowa konfiguracja OSPF Routing dynamiczny 50

Konfigurowanie adresu loopback Po uruchomieniu procesu OSPF w systemie Cisco IOS najwyższy lokalny aktywny adres IP jest używany jako własny identyfikator routera OSPF. W przypadku braku aktywnego interfejsu proces OSPF nie zostanie uruchomiony. Aby zapewnić stabilność działania protokołu OSPF, przez cały czas powinien istnieć aktywny interfejs procesu OSPF. W tym celu można skonfigurować interfejs pętli zwrotnej, będący interfejsem logicznym. Routing dynamiczny 51

Konfigurowanie adresu loopback Routing dynamiczny 52

Konfigurowanie priorytetu routera Priorytety mogą przyjmować wartości z przedziału od 0 do 255. Wartość 0 wyklucza router z wyborów. Router o najwyższym priorytecie OSPF zostanie wybrany routerem DR. Routing dynamiczny 53

Modyfikowanie metryki kosztu protokołu OSPF 10 8 / przepustowość [b/s] Routing dynamiczny 54

Konfigurowanie uwierzytelnienia w sieciach OSPF Routing dynamiczny 55

Konfigurowanie zegarów protokołu OSPF Routing dynamiczny 56

Propagowanie domyślnej trasy w protokole OSPF R.B(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 interfejs_s(r.c) R.B(config-router)#default-information originate Routing dynamiczny 57

Problemy związane z konfiguracją protokołu OSPF Routing dynamiczny 58

Weryfikacja konfiguracji OSPF show ip protocol show ip route show ip ospf interface shop ip ospf show ip ospf neighbor detail show ip ospf database Routing dynamiczny 59

Polecenia debug i clear sprawdzające poprawność konfiguracji OSPF Routing dynamiczny 60

OSPF w sieci laboratoryjnej OUTSIDE 200.200.200.0/24 outside security-level 0 192.168.1.0/24 dmz security-level 50 inside security-level 100 176.16.0.0/16 10.0.0.0/8 Routing dynamiczny 61

OSPF w sieci laboratoryjnej (włączenie protokołu i wybór sieci) OUTSIDE 200.200.200.0/24 outside security-level 0 192.168.1.0/24 dmz security-level 50 inside security-level 100 176.16.0.0/16 10.0.0.0/8 Routing dynamiczny 62

OSPF w sieci laboratoryjnej (weryfikacja) OUTSIDE 200.200.200.0/24 outside security-level 0 192.168.1.0/24 dmz security-level 50 inside security-level 100 176.16.0.0/16 10.0.0.0/8 Routing dynamiczny 63

OSPF w sieci laboratoryjnej (wyłączenie) OUTSIDE 200.200.200.0/24 outside security-level 0 192.168.1.0/24 dmz security-level 50 inside security-level 100 176.16.0.0/16 10.0.0.0/8 Routing dynamiczny 64

ZiMSK KONIEC Routing dynamiczny 65