Маршрутизация с помощью протокола векторов расстояния

Objectives (план)
Корпоративные сети
Основные характеристики RIP.
Основные характеристики EIGRP.

Корпоративные сети
Для взаимодействия между уровнями иерархии необходимо сочетание технологий LAN и WAN. По мере роста компании или развития операций электронной коммерции может понадобиться демилитаризованная зона (DMZ), чтобы разместить в ней серверы.

Compare and Contrast a Flat Network and a Hierarchical Routed Topology
В корпоративных сетях необходимо управление трафиком, иначе они просто не смогут функционировать.
Маршрутизаторы направляют трафик и предупреждают засорение основных каналов важных служб широковещательными рассылками. Они управляют потоками трафика между LAN, так что через сеть поступает только нужный трафик.

Корпоративные сети
Корпоративные сети предусматривают высокий уровень надежности и обслуживания.
Для этого специалисты по сетям:
разрабатывают сети с резервными каналами на случай отказа основного маршрута данных;
внедряют службу QoS, чтобы важные данные обрабатывались в первую очередь;
используют фильтрацию пакетов, чтобы исключить некоторые типы пакетов, увеличить пропускную способность канала и защитить сеть от угрозы атак.

Корпоративная топология
Правильный выбор физической топологии позволяет компании расширить свои сетевые службы без ущерба их надежности и производительности. Сетевые разработчики принимают решения о выборе топологии на основе корпоративных требований к производительности и надежности. Топология типа звезда и ячеистая топология обычно внедряются в корпоративных средах.

Типология типа «звезда»
Одна из наиболее распространенных физических топологий - топология типа "звезда". Центр "звезды" соответствует вершине иерархии, которая может представлять главное управление компании или главный офис. Филиалы в тех или иных местоположениях соединяются с центром или концентратором звезды.

Ячеистые топологии
Топологии типа "звезда" и "расширенная звезда" образуют единую точку отказа. Ячеистые топологии позволяют устранить эту проблему.
Каждое дополнительное соединение дает альтернативный канал передачи данных и повышает надежность сети. По мере добавления соединений топология становится ячеистой со взаимосоединенными узлами. Каждое дополнительное соединение увеличивает себестоимость и накладные расходы. Более того, при этом усложняется управление сетями.

Частично-ячеистая
топология
С добавлением дополнительных соединений только в определенные области корпоративной сети образуется частично-ячеистая топология. Эта топология отвечает требованиям надежности и коэффициента доступного времени в таких критически важных областях, как серверные фермы и сети хранения данных, позволяя к тому же сократить до минимума дополнительные расходы. Другие области сети по-прежнему подвержены отказам. Таким образом, ячеистую топологию необходимо размещать там, где это наиболее выгодно.

Полносвязная топология
Если простои в работе сети недопустимы, тогда требуется полносвязанная топология. В полносвязанной топологии каждый узел соединяется со всеми узлами в компании. Это самая отказоустойчивая топология, но ее внедрение требует самых больших затрат.

Сеть Интернет пример ячейистой топологии
Сеть Интернет - яркий пример ячеистой топологии. Управление устройствами в сети Интернет выполняется не одним лицом или организацией. В результате топология сети Интернет постоянно меняется - некоторые соединения становятся активными, а другие неактивными. Дополнительные соединения позволяют сбалансировать трафик и обеспечивают надежный канал к адресу назначения.

Статическая и динамическая маршрутизация
Физическая топология корпоративной сети задает структуру для передачи данных. Маршрутизация обеспечивает механизм ее реализации. В корпоративных сетях усложняется поиск оптимального маршрута до адреса назначения, поскольку у маршрутизатора может быть много источников информации, на основе которой создается таблица маршрутизации.

Статическая и динамическая маршрутизация
Таблица маршрутизации - это файл данных, который находится в ОЗУ и хранит сведения о подключенных напрямую и удаленных сетях. В таблице маршрутизации каждая сеть связана либо с выходным интерфейсом, либо со следующим переходом.

Статическая и динамическая маршрутизация
В таблице каждому маршруту назначается номер, отражающий достоверность и точность источника сведений маршрутизации. Это значение выражает административное расстояние.
Маршрутизаторы обслуживают сведения о напрямую подключенных, статических и динамических маршрутах.

Статическая и динамическая маршрутизация

Маршруты с прямым подключением. Статические маршруты
Напрямую подключенная сеть подключается к интерфейсу маршрутизатора. С помощью настройки интерфейса с IP-адресом и маской подсети интерфейс становится узлом в подключенной сети. Адрес сети и маска подсети интерфейса вместе с типом и номером интерфейса отображаются в таблице маршрутизации в качестве напрямую подключенной сети.
Статические маршруты
Статические маршруты - это маршруты, настраиваемые администратором сети вручную. Статический маршрут включает в себя адрес сети и маску подсети для сети назначения вместе с выходным интерфейсом или IP-адресом маршрутизатора следующего перехода. В таблице маршрутизации статические маршруты обозначаются символом S

Динамическая маршрутизация
Каждый протокол отправляет и получает пакеты данных, выполняя поиск других маршрутизаторов, обновляя и обслуживая таблицы маршрутизации. Маршруты, полученные по протоколу динамической маршрутизации, определяются используемым протоколом. Например, R обозначается протокол RIP, а D - протокол EIGRP. Им назначается административное расстояние протокола.
Хакер может перехватить обновление динамической маршрутизации, чтобы получить сведения о сети.
Для динамической маршрутизации охват территории не имеет значения, только для загрузки протоколов нужен дополнительный ресурс

Статический маршрут
В корпоративных сетях используют динамический и статический маршрут
Если корпорация ограничена одним маршрутизатором в таком случае образуется закрытая сеть, чтобы избежать дополнительной нагрузки протоколами лучше применять статический маршрут. Более того в точке назначения (POP) в целях безопасности используют статический маршрут.
После изменения статических маршрутов в сети могут возникнуть ошибки и сбои маршрутизации в ходе перенастройки вручную. По этим причинам статическая маршрутизация неприменима для повседневного использования в больших корпоративных средах.

Настройка статического маршрута
Глобальной командой для настройки большинства статических маршрутов является ip route с указанием сети назначения, маски подсети и пути до нее. Таким образом, команда следующая:
Router(config)# ip route [адрес сети] [маска подсети] [адрес следующего перехода ИЛИ выходного интерфейса]
Router(config)# ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 s0/0/0 ( выходной интерфейс)
Router(config)# ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.2 (адрес след. перехода)
Подходит для соединения пограничных маршрутов соединением точка-точка

Настройка статического маршрута

Рекурсивный поиск
Статическим маршрутам, настроенным для работы с интерфейсом следующего перехода, требуется два шага, чтобы определить выходной интерфейс. Это называется рекурсивный поиск.
В ходе рекурсивного поиска:
маршрутизатор сопоставляет IP-адрес назначения для пакета со статическим маршрутом;
далее он сопоставляет IP-адрес следующего перехода статического маршрута с записями в таблице маршрутизации, чтобы определить интерфейс для использования.
Если отключен выходной интерфейс, статические маршруты не будут отображаться в таблице маршрутизации. После включения интерфейса маршруты будут в ней переустановлены.

Суммарный маршрут
Объединение нескольких статических маршрутов в одну запись сокращает размер таблицы маршрутизации и повышает эффективность процесса поиска. Этот процесс называется суммированием маршрутов.
Один статический маршрут суммирует несколько статических маршрутов, если:
сети назначения объединены в единый сетевой адрес;
все статические маршруты используют один и тот же IP-адрес выходного интерфейса или следующего перехода.
Без суммарных маршрутов таблицы маршрутизации на магистральных маршрутизаторах сети Интернет становятся неуправляемыми. В корпоративных сетях возникают те же проблемы. Суммарные статические маршруты – незаменимое решение в управлении размерами таблиц маршрутизации.

Плавающий статический маршрут
В зависимости от корпоративных служб WAN статические маршруты могут обеспечивать резервное копирование при отказе соединения основной WAN. В этом случае в целях резервного копирования используется функция плавающих статических маршрутов. Во время функционирования динамического маршрута в таблице маршрутизации плавающий статический маршрут не отображается, в случае каких либо проблем с динамическим маршрутом появляется ПСМ.(административное расстояние ПСМ > административного расстояния ДМ не отображается в таблице маршрутизации )

Маршрут по умолчанию
При росте таблицы маршрутизации требуется больше ОЗУ и выч. мощности при таких ситуациях используется маршрут по умолчанию для выхода на ISP. Маска в таком случае отображается в виде 4х нулей, следовательно числа не должны совпадать .Таким образом пакет оказывается в интернете, настраивается также как и статический маршрут. Шлюз надежды высылает данные маршрута всем маршрутизаторам, следовательно пакет доходит до назначения. Если в данном случае настроен динамический маршрут пакет передается всем маршрутизаторам в виде обновления

Протоколы маршрутизации на основе вектора расстояния
Протоколы динамической маршрутизации подразделяются на две основные категории:
1. протоколы векторов расстояния
2. протоколы на базе состояния канала.
Маршрутизаторы, работающие по протоколам маршрутизации на основе векторов расстояния, совместно используют сведения о сетях с напрямую подключенными соседями. Соседние маршрутизаторы далее передают эти сведения своим соседям, пока они не будут известны всем маршрутизаторам корпоративной сети.

Вектор расстояния
Маршрутизатор, работающий по протоколу на основе векторов расстояния, не знает весь путь до адреса назначения, ему известно только расстояние до удаленной сети и направление, или вектор. Он получает необходимые сведения от напрямую подключенных соседей.
Как и все протоколы маршрутизации, протоколы на основе векторов расстояния используют метрику для определения оптимального маршрута. Протоколы на основе векторов расстояния рассчитывают оптимальный маршрут, исходя из расстояния от маршрутизатора до сети.

Протоколы вектора расстояния
Протоколы на основе вектора расстояния работают со старыми моделями так как не требует большой вычислительной мощности, при широковещательной рассылки пакет доставляется за одинаковый промежуток времени, так как могут быть случаи, что неизвестны последние сведения сети могут образовать петли.
Протоколы RIP v 1,2 являются протоколами вектора расстояния с ограниченными возможностями , а протокол EIGRP - протоколом на основе векторов расстояния с расширенными возможностями. Протокол RIPng, новая версия протокола RIP, был специально разработан для поддержки IPv6.

Протокол RIP
Протокол RIP v1 не поддерживает VLSM, -классовый, не отправляет в обновлении сведения о маске подсети
По умолчанию протокол RIPv1 выполняет широковещательную передачу обновлений маршрутов по всем активным интерфейсам каждые 30 секунд.
Протокол RIP v2 схожий с протоколом RIP v1 , но является бесклассовым и может отключить суммарный маршрут.
Протокол RIPv2 имеет механизм аутентификации (проверка подлинности), а RIPv1 - нет. Сведения маршрута получают из таблицы маршрутизации соседей, если есть какие-то обновления соседний маршрутизатор сообщает при применении протокола RIP

Настройка протокола RIP
Перед настройкой RIPv2 назначьте IP-адреса и маски всем интерфейсам, задействованным в маршрутизации. Задайте при необходимости тактовую частоту для последовательных каналов. После завершения базовой настройки настройте протокол RIPv2.
Базовая настройка RIPv2 состоит из трех команд:
Router(config)#router rip- Включение протокола маршрутизации.
Router(config)#version 2 -Определение версии.
Router(config-router)#network [адрес сети]
Определение всех напрямую подключенных сетей, которым требуется уведомление протоколом RIP.
По умолчанию протокол RIPv2 будет суммировать все сети, которые требуется объявить, по своей классовой границе,

Проблемы связанные с RIP
1. точность таблицы маршрутизации
2. суммарный маршрут при протоколов RIP v 1,2 может путать классы А,В,С
RIP v2 может отключить суммарный маршрут следующей командой:
Router(config-router)#no auto-summary
Что обеспечит достоверность таблицу маршрутизации
После команды network протокол RIP рассылает уведомления обновления, в некоторых участках сети от данной рассылки могут быть только проблемы уязвимости сети.

команда passive-interface- определяет маршрутизаторы для извещения о маршрутах RIP.
Router(config-router)#passive-interface тип_интерфейса номер_интерфейса
В сложных корпоративных сетях, в которых задействовано более одного протокола маршрутизации, команда passive-interface определяет маршрутизаторы для извещения о маршрутах RIP. При ограничении количества интерфейсов, извещающих о маршрутах RIP, повышается безопасность и ужесточается контроль над трафиком.

Проблемы связанные с RIP
Петли маршрутизации отрицательно сказываются на производительности сети. В протоколе RIP предусмотрено несколько функций для устранения этой проблемы.
обратный запрет; ( метрика маршрута 16 след. становится недостижимым так как у RIP =15 )
разделение горизонта (не отправляет обновления для интерфейса от которой получила обновления);
таймер удержания (время удержания 180 секунд, следовательно стабилизирует маршрут );
обновления при включении (в процессе удержания обнаруживается ошибка, автоматически метрику увеличивают на 16 и рассылает обновление со сведениями об ошибке )

Проверка протокола RIP
Команды show ip protocols и show ip route необходимы для проверки и устранения ошибок в любом протоколе маршрутизации.
Следующие команды специально предназначены для проверки и устранения ошибок протокола RIP:
show ip rip database: отображение всех маршрутов, полученных протоколом RIP;
debug ip rip или debug ip rip {events}: отображение обновлений маршрутов RIP, отправляемых и получаемых в реальном времени.
С помощью команды show running-config удобно проверять правильность ввода всех команд.

Протокол EIGRP
Ограничения протокола RIP привели к разработке более усовершенствованных протоколов. Специалистам по сетям необходим был протокол с поддержкой VLSM и CIDR, легкой масштабируемостью и малым временем конвергенции в сложных корпоративных сетях.
И в компании Cisco разработали собственный протокол маршрутизации на основе векторов расстояния - протокол EIGRP.
относительно других протоколов векторов расстояния протокол EIGRP огромное количество обновления + и новые функции.
протокол EIGRP – оптимальный выбор для больших многопротокольных сетей, в которых используются, в основном, устройства компании Cisco.

Преимущества
Максимальное число переходов протокола, равное 255, позволяет поддерживать большие сети. –выгодно для больших КС.
В таблице маршрутизации EIGRP отображаются маршруты, полученные как внутри, так и снаружи локальной системы.
Вместо отправки периодических обновлений маршрутов протокол EIGRP отсылает небольшие пакеты приветствия для обновления сведений о своих соседях. (смежности )

Преимущества EIGRP
Двумя основными задачами протокола EIGRP являются обеспечение беспетлевой среды маршрутизации и быстрой конвергенции. С этими целями протокол EIGRP задействует способ расчета оптимального маршрута, отличный от протокола RIP.
Алгоритм диффузионного обновления (DUAL), используемый в протоколе EIGRP, гарантирует отсутствие петель при расчете маршрутов.
По этим причинам административное расстояние для протокола EIGRP равно 90, а для протокола RIP - 120. Малое число отражает увеличение надежности протокола EIGRP и повышение точности метрики

Суммарный маршрут EIGRP
Суммарный маршрут называется родительским маршрутом, а маршруты подсетей - дочерними маршрутами.
Для всех родительских маршрутов в таблице маршрутизации EIGRP устанавливает суммарный маршрут Null0. Интерфейс Null0 означает, что это не фактический маршрут, а некое суммирование в целях передачи сведений. Если пакет соответствует одному из дочерних маршрутов, он направляется с верного интерфейса. Если пакет соответствует суммарному маршруту и не соответствует ни одному из дочерних, он будет отклонен.

Compare and Contrast a Flat Network and a Hierarchical Routed Topology
Building the routing table
Exit interface
Next hop
Administrative distance

Compare and Contrast a Flat Network and a Hierarchical Routed opology

Compare and Contrast a Flat Network and a Hierarchical Routed Topology
Advantages of static routing
Stub networks
Security
Lower overhead

Compare and Contrast a Flat Network and a Hierarchical Routed Topology
Static route configuration

Compare and Contrast a Flat Network and a Hierarchical Routed Topology
Summary static routes
Floating static routes

Compare and Contrast a Flat Network and a Hierarchical Routed Topology
Default routes
Gateway of Last Resort

Routing Using the RIP Protocol
Characteristics of distance vector protocols
Hop count metric
Advantages and disadvantages

Routing Using the RIP Protocol
Characteristics of RIPv1
Automatically summarizes at classful boundary
Broadcasts routing updates every 30 seconds

Routing Using the RIP Protocol
Characteristics of RIPv2
Classless
Multicasts updates
Provides authentication mechanism

Routing Using the RIP Protocol
RIPv2 configuration
Basic commands
Authentication
Default route redistribution

Routing Using the RIP Protocol
Problem
Discontiguous subnets
Unnecessary traffic
Routing loops
Solution
No auto-summary
Passive-interface
Poisoned reverse, split horizon, holddown timer, triggered updates
Problems with RIP and their solutions:

Routing Using the RIP Protocol
Verification commands
Troubleshooting commands
Ping for end-to-end connectivity

Describe and Plan a Network Using EIGRP
Disadvantages of distance vector routing protocols

Describe and Plan a Network Using EIGRP
Compare EIGRP and RIP

Describe and Plan a Network Using EIGRP
Characteristics of EIGRP
Composite metric
Guaranteed loop-free operation
Bounded updates
Hello packets

Describe and Plan a Network Using EIGRP
Neighbor table
Topology table
Routing table

Describe and Plan a Network Using EIGRP
Successors and feasible successors
External routes

Describe and Plan a Network Using EIGRP
EIGRP neighbors and adjacencies
Hello protocol
EIGRP packet types

Describe and Plan a Network Using EIGRP
RTP: Reliable Transport Protocol
PDM: Protocol Dependent Module

Describe and Plan a Network Using EIGRP
EIGRP metrics and convergence
K values
Feasible and reported distance

Design and Configure a Network Using EIGRP
Basic EIGRP configuration
Wildcard masks
Logging neighbor changes
Bandwidth
Load balancing

Design and Configure a Network Using EIGRP
EIGRP summarization
Parent and child routes
Null0 interface
Manual summarization

Design and Configure a Network Using EIGRP
Verification commands
Troubleshooting commands

Design and Configure a Network Using EIGRP
EIGRP issues and limitations