Аналогично настроим интерфейсы Fa 0/2 под VLAN 3 и интерфейс Fa 0/3, под VLAN 4.
Лабораторная работа № 6 Использование маршрутизатора. Цель работы: изучить принципы работы и возможности настройки маршрутизатора. Программа работы: · Сравнительный анализ коммутатора и маршрутизатора; · Настройка маршрутизатора для работы в простой сети; · Настройка многосегментной сети на основе маршрутизатора; · Изучение понятия маршрутизация; · Работа современных компьютерных сетей требует организации надежных и производительных механизмов построения и прокладки маршрутов из одной сети в другую. Из предыдущей лабораторной работы можно сделать вывод, что как только в сети появляется несколько сегментов, то возникает необходимость использования маршрутизирующего оборудования. Такое оборудование функционирует на третьем уровне модели OSI. На прошлом занятии мы использовали для этой цели коммутатор третьего уровня. Однако следует помнить, что коммутатора - устройство, в первую очередь предназначенное для локальной компьютерной сети. Что такое маршрутизация? В свою очередь маршрутизатор предназначен для подключения локальной компьютерной сети к глобальной компьютерной сети, то есть осуществляет маршрутизацию трафика во внешний мир. Маршрутизация (routing) — процесс определения маршрута следования информации в сетях связи. Маршруты сетевого устройства содержатся в специальной таблице маршрутизации. По способы заполнения таблицы маршруты разделяют на статические и динамические. Маршруты, задаваемые вручную администратором сети называются статическими. Динамические маршруты — маршруты, которые были получены как результат вычисления алгоритмов маршрутизации на основе данных о топологии сети и ее состоянии. Информация о сети предоставляется различными протоколами маршрутизации. Как правило, в компьютерных сетях функция маршрутизации выполняется специальными программно-аппаратными средствами — маршрутизаторами.
Таким образом, маршрутизатор ( router, роутер ) это сетевое устройство третьего уровня модели OSI, обладающее как минимум двумя сетевыми интерфейсами, которые находятся в разных сетях. Причем, в сетях могут использовать различные технологии физического и канального уровней. Таблица маршрутизации хранится в памяти устройства. Что такое маршрутизатор? Маршрутизатор обладает следующим функционалом: · IP маршрутизация; · NAT · VPN · Межсетевой экран. Проведем практическую настройку простейшей сети состоящей из трех компьютеров, коммутатора и маршрутизатора функции которого будут состоять в организации доступа пользователей сети в Интернет. Схема сети созданная в симуляторе Cisco Packet Tracer будет иметь вид представленный на рисунка.
Определяем наши компьютеры в соответствующие сегменты. Настройку и подключение компьютеров к коммутатору будем осуществлять на основании данных из таблицы.
В нашей сети присутствуют три сегмента VLAN 2, 3 4. Проведем настройки коммутатора последовательностью команд приведенных в таблице.
Далее настроим соответствующие интерфейсы для работы с VLAN. Настройку будем производить последовательностью команд приведенных в таблице.
Аналогично настроим интерфейсы Fa 0/2 под VLAN 3 и интерфейс Fa 0/3, под VLAN 4. |
Теперь настроим соединение коммутатора и маршрутизатора. Настройку будем производить последовательностью команд приведенных в таблице.
Заголовок строки ввода | Вводимая команда | Описание действия команды |
Switch(config)# | interface fastEthernet 0/4 | Заходим в настройки интерфейса Fa 0/4 |
Switch(config-if)# | switchport mode trunk | Задаем режим работы порта |
Switch(config-if)# | switchport trunk allowed vlan 2,3,4 | Перечисляем VLANы входящие в этот порт |
Switch(config-if)# | exit | Выходим из режима настройки порта Fa 0/4 |
Switch(config)# | exit | Выходим из режима глобального конфигурирования |
Switch# | write memory | Сохраняем настройки |
Теперь проведем настройки маршрутизатора. Настройку будем производить последовательностью команд приведенных в таблице.
Заголовок строки ввода | Вводимая команда |
Описание действия команды | |||
Router> | enable | Заходим в привилегированный режим маршрутизатора | |||
Router# | configure terminal | Заходим в режим глобального конфигурирования | |||
Router(config)# | interface fastEthernet 0/0 | Заходим в настройки интерфейса Fa 0/0 | |||
Router(config-if)# | no shutdown | Включаем порт выключенный по умолчанию | |||
Router(config-if)# | Exit | Выходим из в настроек интерфейса Fa 0/0 | |||
Router(config)# | interface fastEthernet 0/0.2 | Создадим подинтерфейс Fa 0/0.2 | |||
Router(config-subif)# | encapsulation dot1Q 2 | Укажем VLAN который будет обслуживаться подинтерфейсом Fa 0/0.2 | |||
Router(config-subif)# | ip address 192.168.2.1 255.255.255.0 | Зададим IP адрес который будет играть для компьютера роль шлюза и маску подсети | |||
Router(config-subif)# | no shutdown | Включаем подинтерфейс | |||
Router(config-subif)# | Exit | Выходим из настроек подинтерфейс Fa 0/0.2 | |||
Аналогично выполним настройки подинтерфейсов для VLAN 3 и 4 задавая им IP адреса из таблицы | |||||
Router(config)# | Exit | Выходим из режима глобального конфигурирования | |||
Router# | write memory
| Сохраняем конфигурацию | |||
Router# | show running-config | Выведем на консоль получившуюся конфигурацию | |||
Для чего нужно создавать подинтерфейс на маршрутизаторе?
Выполним проверку созданной сети. Вначале с компьютера ПК0 пропингуем шлюз. Результат успешного пинга видим на рисунке.
Также пропингуем соседние сегменты командой ping 192.168.3.2 и ping 192.168.4.2.
Аналогичным образом протестируем все компьютеры сети.
Таким образом, мы с помощью маршрутизатора организовали маршрутизацию трафика между тремя сегментами.
Рассмотрим более сложный пример более похожий на практическое применение маршрутизатора. Внешний вид сети представлен на рисунке. Данную сеть реализуем в этом же проекте симулятора, так как в дальнейшем объединим их через маршрутизаторы.
Здесь уже присутствует отдельный сегмент серверов выделенный в отдельный VLAN. Из пользовательских компьютеров для примера возьмем только четыре, хотя их может быть сотни. Для маршрутизации трафика локальной сети используем коммутатор третьего уровня за его высокое быстродействие.
Для чего в сети используют коммутаторы третьего уровня?
Сразу же выполним настройки компьютеров согласно таблице
Имя компьютера | Порт коммутатора | IP адрес | Маска подсети | IP адрес шлюза |
ПК3 | FastEthernet0/1 | 192.168.22.2 | 255.255.255.0 | 192.168.22.1 |
ПК4 | FastEthernet0/2 | 192.168.33.2 | 255.255.255.0 | 192.168.33.1 |
ПК5 | FastEthernet0/1 | 192.168.22.3 | 255.255.255.0 | 192.168.22.1 |
ПК6 | FastEthernet0/2 | 192.168.33.3 | 255.255.255.0 | 192.168.33,1 |
Сервер0 | FastEthernet0/1 | 192.168.44.2 | 255.255.255.0 | 192.168.44.1 |
Сервер1 | FastEthernet0/2 | 192.168.44.3 | 255.255.255.0 | 192.168.44.1 |
Следующим шагом настроим VLAN на коммутаторах используя схему распределения сегментов представленную на рисунке.
Соединение с коммутатором третьего уровня для всех коммутаторов второго уровня (Коммутатор0, 1, 2) выполняем через порты FastEthernet0/3 оформив его как транк-порт.
Все настройки коммутаторов выполняем аналогично настройкам в лабораторной работе № 5 «Использование коммутаторов третьего уровня».
Настроим Многоуровневый коммутатор0. В нем к порту Fa 0/1 будет подключен Коммутатор0, к порту Fa 0/2 – Коммутатор1, к порту Fa 0/3 – Коммутатор2. Все порты будут работать в режиме trunk.
|
|
Настройку будем осуществлять последовательностью команд приведенных в таблице.
Заголовок строки ввода | Вводимая команда | Описание действия команды |
Switch> | enable | Заходим в привилегированный режим коммутатора |
Switch# | configure terminal | Заходим в режим конфигурирования терминала |
Switch(config)# | vlan 2 | Создадим первый сегмент сети - vlan 2 |
Switch(config-vlan)# | name VLAN2 | Зададим ему имя VLAN2 |
Switch(config-vlan)# | exit | Выходим из режима настройки vlan 2 |
Аналогично создадим сегменты vlan 3 и 4 с именем VLAN3 и VLAN4 | ||
Switch(config)# | interface fastEthernet 0/1 | Заходим в режим конфигурирования интерфейса Fa 0/1 |
Switch(config-if)# | switchport trunk encapsulation dot1q | Задаем инкапсуляцию trunk-порта |
Switch(config-if)# | switchport mode trunk | Задаем режим работы порта trunk |
Switch(config-if)# | switchport trunk allowed vlan 2,3 | Подключаем к trunk-порту 2й и 3й vlan |
Switch(config-if)# | Exit | Выходим из режима конфигурирования интерфейса |
Аналогично настраиваем интерфейс порта Fa 0/2 на vlan 2,3, а порта Fa 0/3 на vlan 4. | ||
Switch(config)# | interface vlan 2 | Заходим в режим конфигурирования интерфейса vlan 2 |
Switch(config-if)# | ip address 192.168.22.1 255.255.255.0 | Задаем IP адрес |
Switch(config-if)# | Exit | Выходим из режима конфигурирования интерфейса |
Аналогично настраиваем интерфейс для vlan 3 с IP адресом 192.168.33.1 и vlan 4 с IP адресом 192.168.44.1 | ||
Switch(config)# | ip routing | Включим функцию маршрутизации трафика |
Switch(config-if)# | Exit | Выходим из режима конфигурирования интерфейса |
Switch(config)# | Exit | Выходим из режима конфигурирования терминала |
Switch# | show running-config | Проверим правильность настройки |
Switch# | write memory | Сохраним конфигурацию |
Покажите, где можно увидеть настройки интерфейса VLAN (интерфейс, IP адрес и др.)?
В результате настроек мы полностью реализовали все взаимодействия локальной сети на основе коммутаторов второго и третьего уровней. Для доступа во внешнюю сеть, например в сеть Интернет нам необходимо устанавливать маршрутизатор.
Для этой цели в нашей сети также настроим маршрутизатор. Пусть он займет отдельный сегмент – VLAN 5. Настройку начнем с многоуровневого коммутатора используя последовательность команд приведенных в таблице.
Заголовок строки ввода | Вводимая команда | Описание действия команды |
Switch> | enable | Заходим в привилегированный режим коммутатора |
Switch# | configure terminal | Заходим в режим конфигурирования терминала |
Switch(config)# | vlan 5 | Создадим первый сегмент сети - vlan 5 |
Switch(config-vlan)# | name VLAN5 | Зададим ему имя VLAN5 |
Switch(config-vlan)# | exit | Выходим из режима настройки vlan |
Switch(config)# | interface vlan 5 | Создадим виртуальный интерфейс vlan 5 |
Switch(config-if)# | ip address 192.168.55.2 255.255.255.0 | Задаем IP адрес |
Switch(config-if)# | no shutdown | Включим виртуальный интерфейс |
Switch(config-if)# | Exit | Выходим из режима конфигурирования интерфейса |
Switch(config)# | interface fastEthernet 0/4 | Заходим в режим конфигурирования порта |
Switch(config-if)# | switchport mode access | Задаем режим работы порта access |
Switch(config-if)# | switchport access vlan 5 | Определяем порт во vlan 5 |
Switch(config-if)# | Exit | Выходим из режима конфигурирования порта |
Switch(config)# | exit | Выходим из режима конфигурирования терминала |
Switch# | show running-config | Проверим правильность настройки |
Switch# | write memory | Сохраним конфигурацию |
Почему при настройке VLAN 5 мы определяем его режим как access а не trunk?
|
|
Переходим к настройке маршрутизатора. Настройку будем осуществлять последовательностью команд приведенных в таблице.
Заголовок строки ввода | Вводимая команда | Описание действия команды |
Router> | enable | Заходим в привилегированный режим |
Router# | configure terminal | Заходим в режим конфигурирования терминала |
Router(config)# | interface fastEthernet 0/0 | Заходим в режим конфигурирования порта |
Router(config-if)# | no shutdown | Включим интерфейс |
Router(config-if)# | ip address 192.168.55.1 255.255.255.0 | Задаем IP адрес |
Router(config-if)# | end | Выходим из режима конфигурирования терминала |
Router# | ping 192.168.55.2 | Проверим соединение с коммутатором |
Все остальные устройства нашей сети пинговаться не будут, так как для работы маршрутизатора необходимо настроить алгоритм маршрутизации.
Маршрутизация – упорядочивание сети Интернет с целью упрощения прохождения информации от одного узла к другому.
Маршрутизация это простейшая логическая задача. Аналогией в данном случае можно считать обычную почту. При отправке писем из одной квартиры в другую находящейся в одном подъезде нет необходимости выходить на улицу. К тому же все жильцы подъезда знают друг друга, и прибегать к услугам почтовой службы нет необходимости. В данном случае это аналог локальной сети, в которой пакеты передаются от компьютера к компьютеру напрямую. При передаче письма в другой дом необходимо уже выйти на улицу. Поэтому это уже обязанность почтовой службы. Письмо нужно отнести в почтовое отделение, где точно знают, где находится адресат и как туда добраться. Путь от квартиры до почтового отделения это и есть маршрут.
Маршрут – (marche — ход, движение вперёд и route — дорога, путь) — путь следования объекта, учитывающий направление движения относительно ориентиров, с указанием начальной и конечной точек, основных пунктов. В для компьютерных сетей это определение полностью подходит, только в качестве объекта следования выступают пакеты информации, а точки движения представлены различным сетевым оборудованием, в том числе и маршрутизаторы.
У каждого компьютера имеется в настройках сетевой карты такой параметр как адрес шлюза. В нашей аналогии это адрес почтового отделения, где обрабатывается как входящая так исходящая корреспонденция нашего адресата. В компьютере адрес шлюза также называют маршрутом по умолчанию.
В реальном мире добраться из одного города в другой очень редко можно на прямую без промежуточных остановок. Поэтому наше почтовое отделение должно знать направление, куда нужно отправить письмо, чтобы оно дошло до адресата. В компьютерном мире такая информация собирается в таблицы маршрутизации.
Таблица маршрутизации - содержит информацию, на основе которой маршрутизатор принимает решение о дальнейшей пересылке пакетов. Таблица состоит из некоторого числа записей — маршрутов, в каждой из которых содержится идентификатор сети получателя (состоящий из адреса и маски сети), адрес следующего узла, которому следует передавать пакеты, административное расстояние — степень доверия к источнику маршрута и некоторый вес записи — метрика. Метрики записей в таблице играют роль в вычислении кратчайших маршрутов к различным получателям. В зависимости от модели маршрутизатора и используемых протоколов маршрутизации, в таблице может содержаться некоторая дополнительная служебная информация.
Если данные о пути следования информации не изменяется в процессе работы то такие маршруты называют статическими.
Статическая маршрутизация - когда записи в таблице вводятся и изменяются вручную. Такой способ требует вмешательства администратора каждый раз, когда происходят изменения в топологии сети. С другой стороны, он является наиболее стабильным и требующим минимума аппаратных ресурсов маршрутизатора для обслуживания таблицы.
Динамическая маршрутизация - — когда записи в таблице обновляются автоматически при помощи одного или нескольких протоколов маршрутизации (RIP, OSPF, IGRP, EIGRP, IS-IS, BGP), и др. Кроме того, маршрутизатор строит таблицу оптимальных путей к сетям назначения на основе различных критериев — количества промежуточных узлов, пропускной способности каналов, задержки передачи данных и т. п. Критерии вычисления оптимальных маршрутов чаще всего зависят от протокола маршрутизации, а также задаются конфигурацией маршрутизатора. Такой способ построения таблицы позволяет автоматически держать таблицу маршрутизации в актуальном состоянии и вычислять оптимальные маршруты на основе текущей топологии сети. Однако динамическая маршрутизация оказывает дополнительную нагрузку на устройства, а высокая нестабильность сети может приводить к ситуациям, когда маршрутизаторы не успевают синхронизировать свои таблицы, что приводит к противоречивым сведениям о топологии сети в различных её частях и потере передаваемых данных.
Таблица маршрутизации в маршрутизаторе (роутере) содержит следующую информацию:
· Сеть – получатель куда мы прописываем маршрут
· IP адрес через который мы будем эту сеть искать
· Атрибут который показывает что это статический маршрут – s либо сеть подключенная напрямую – c.
Перейдем к практической реализации. Выполним настройку метода статической маршрутизации последовательностью команд приведенных в таблице.
Заголовок строки ввода | Вводимая команда | Описание действия команды |
Router# | configure terminal | Заходим в режим конфигурирования терминала |
Router(config)# | ip route 192.168.22.0 255.255.255.0 192.168.55.2 | Перечислим все сети которые нам доступны указав IP адрес через который они подключены |
Router(config)# | ip route 192.168.33.0 255.255.255.0 192.168.55.2 | |
Router(config)# | ip route 192.168.44.0 255.255.255.0 192.168.55.2 | |
Router(config)# | ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.70.2 | Пропишем маршрут по умолчанию, если IP адрес отсутствует в списке |
Router(config)# | end | Выходим из режима конфигурирования терминала |
Router# | ping 192.168.22.2 | Проверим доступность сетей |
Аналогичным образом проверим доступность всех адресов сети |
Теперь соединим оба маршрутизатора, как показано на рисунке.
Продолжим настройку Маршрутизатора 1 последовательностью команд приведенных в таблице.
Заголовок строки ввода | Вводимая команда | Описание действия команды |
Router# | configure terminal | Заходим в режим конфигурирования терминала |
Router(config)# | interface fastEthernet 0/1 | Заходим в режим конфигурирования порта |
Router(config-if)# | no shutdown | Включим интерфейс |
Router(config-if)# | ip address 192.168.70.1 255.255.255.252 | Задаем IP адрес |
Router(config-if)# | End | Выходим из режима конфигурирования порта |
Router# | write memory | Сохраним конфигурацию |
Перейдем к настройке Маршрутизатора 0 последовательностью команд приведенных в таблице.
Заголовок строки ввода | Вводимая команда | Описание действия команды |
Router> | enable | Заходим в привилегированный режим |
Router# | configure terminal | Заходим в режим конфигурирования терминала |
Router(config)# | ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.70.1 | Пропишем маршрут по умолчанию. |
Router(config)# | interface fastEthernet 0/1 | Заходим в режим конфигурирования порта |
Router(config-if)# | no shutdown | Включим интерфейс |
Router(config-if)# | ip address 192.168.70.2 255.255.255.252 | Задаем IP адрес |
Router(config-if)# | end | Выходим из режима конфигурирования порта |
Router# | ping 192.168.70.1 | Поверим соединение |
Как видно из рисунка проверка соединения маршрутизаторов прошла успешно. Для того чтобы компьютеры одной сети увидели компьютеры другой сети осталось последним штрихом указать маршрут по умолчанию на коммутаторе третьего уровня. Настройку будем производить последовательностью команд приведенных в таблице.
Заголовок строки ввода | Вводимая команда | Описание действия команды |
Switch> | enable | Заходим в привилегированный режим |
Switch# | configure terminal | Заходим в режим конфигурирования терминала |
Switch(config)# | ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.55.1 | Пропишем маршрут по умолчанию. |
Проверим работоспособность сети с помощью команд ping.
Урок 10 23 02
Задание для самостоятельной работы:
1. Создать сеть, с использованием коммутатора третьего уровня аналогично показанной в примере.
2. Настроить сеть согласно своего варианта. IP адреса для сегментов VLAN выбрать из таблицы. IP адреса компьютеров выбрать в диапазоне тех же сетей что и порты коммутатора.
3. Проверить работу сети используя команду ping
4. Оформить отчет о проделанной работе.
5. Дать ответы на вопросы:
6.
|
|