Характеристики сети

Появление сетей существенно отразилось на нашей повседневной жизни. Помимо нашего образа жизни, они также повлияли на рабочие процессы и способы развлечений.

Сети позволяют нам общаться, сотрудничать и взаимодействовать в совершенно новой форме. Мы по-разному используем сети — пользуемся веб-приложениями, IP-телефонией, проводим видеоконференции, играем онлайн, учимся и делаем покупки через Интернет и т. д.

Как показано на рисунке, при обсуждении сетевых технологий можно упомянуть множество ключевых структур и свойств, связанных с производительностью сети.

• Топология: существуют физические и логические топологии. Физическая топология — схема расположения кабелей, сетевых устройств и конечных систем. В ней описывается, как сетевые устройства соединены между собой с помощью проводов и кабелей. Логическая топология — это путь, по которому данные передаются по сети. В ней описывается, как пользователи видят соединения сетевых устройств.
• Скорость — это количество переданных данных по какому-либо каналу сети, измеряемое в битах в секунду (бит/с).
• Стоимость указывает общие расходы на приобретение компонентов сети, установку и обслуживание сети.
• Безопасность указывает на степень защищенности сети, в том числе защищенности информации, передаваемой по сети. Фактор безопасности играет очень важную роль, поэтому технологии и методы обеспечения безопасности постоянно развиваются. При любых действиях, которые могут повлиять на работу сети, необходимо обращать внимание на обеспечение безопасности.
• Доступность указывает на возможность использования сети в момент обращения пользователя.
• Масштабируемость показывает, насколько легко сеть может вмещать большее число пользователей и соответствовать требованиям передачи данных. Если проект сети оптимизирован только для выполнения текущих задач, то расширение сети для соответствия растущим требованиям влечет за собой большие трудности и высокие затраты.
• Надежность указывает на степень безотказности компонентов, из которых состоит сеть: маршрутизаторов, коммутаторов, компьютеров и серверов. Надежность часто измеряется как вероятность сбоя или как среднее время безотказной работы (MTBF).

Эти характеристики и свойства обеспечивают способы для сравнения различных сетевых решений.

Примечание. Хотя термин «скорость» нередко используется для обозначения пропускной способности сети, технически это неправильно. Фактическая скорость, с которой передаются биты, остается неизменной в рамках одной среды. Различие в пропускной способности возникает из-за количества бит, передаваемых за секунду, а не из-за скорости их прохождения по проводам или беспроводной среде.

В качестве системного ПО устройства Cisco используют операционную систему Cisco IOS.

Механизмы пересылки пакетов

Маршрутизаторы поддерживают три механизма пересылки пакетов:

• Программная коммутация — это устаревший механизм пересылки пакетов, который по-прежнему доступен на маршрутизаторах Cisco. Когда пакет прибывает на интерфейс, он пересылается на уровень управления, где ЦП сопоставляет адрес назначения с записью в таблице маршрутизации, а затем определяет выходной интерфейс и пересылает пакет. Важно понимать, что маршрутизатор совершает это с каждым пакетом, даже если целый поток пакетов предназначен для одного адреса назначения. Механизм программной коммутации работает очень медленно и редко реализуется в современных сетях.
• Быстрая коммутация — это распространенный механизм пересылки пакетов, который использует кэш быстрой коммутации для хранения информации о следующих переходах. Когда пакет прибывает на интерфейс, он пересылается на уровень управления, где ЦП ищет совпадение в кэше быстрой коммутации. Если совпадение не найдено, пакет проходит программную коммутацию и пересылается на выходной интерфейс. Информация о трафике для пакетов также хранится в кэше быстрой коммутации. Если на интерфейс прибывает другой пакет, адресованный тому же назначению, то из кэш-памяти повторно используется информация о следующем переходе без вмешательства ЦП.
• Cisco Express Forwarding (CEF) — это новейший и наиболее предпочтительный для Cisco IOS способ пересылки пакетов. Как и быстрая коммутация, CEF создает 24-портовую базу данных переадресации (FIB) и таблицу смежности (adjacency table). Однако записи таблицы инициированы не пакетами, как при быстрой коммутации, а изменениями — например изменениями в сетевой топологии. Таким образом, по завершении сходимости сети в базе данных FIB и таблице смежности содержится вся информация, необходимая маршрутизатору при пересылке пакета. FIB содержит предварительно вычисленные обратные просмотры, информацию о следующих переходах для маршрутизаторов, в том числе информацию об интерфейсе и 2-м уровне. Коммутация CEF — это самый быстрый механизм пересылки, наиболее предпочтительный для использования на маршрутизаторах Cisco.

Документирование сетевой адресации

При проектировании новой сети или сопоставлении существующей сети необходимо документирование сети. Как минимум, документация должна определять:

• имена устройств;
• интерфейсы, используемые в проекте;
• IP-адреса и маски подсетей;
• адреса шлюзов по умолчанию.

Как показано на рисунке, эту информацию можно собрать путем создания двух полезных сетевых документов:

• Схема топологии обеспечивает визуальную информацию, которая указывает на физические соединения и логическую адресацию 3-го уровня. Часто создается с помощью такого программного обеспечения, как Microsoft Visio.
• Таблица адресации, в которой собраны имена устройств, интерфейсы, IPv4-адреса, маски подсети и адреса шлюзов по умолчанию.

Документация схемы адресации и подключений устройств

Для сбора информации, необходимой для документирования сети, используйте следующие команды:

show ip interface brief

show interfaces

show running-config

ipconfig

Введите команды для настройки имени маршрутизатора «R2».

Router# configure terminal

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router(config)# hostname R2

Задайте «class» в качестве секретного пароля.

R2(config)# enable secret class

Задайте «cisco» в качестве пароля консольного канала и настройте процедуру входа для пользователей. Выйдите из режима конфигурации канала.

R2(config)# line console 0

R2(config-line)# password cisco

R2(config-line)# login

R2(config-line)# exit

Задайте «cisco» в качестве пароля виртуального терминала (VTY) для каналов от 0 до 4 и настройте процедуру входа для пользователей.

R2(config)# line vty 0 4

R2(config-line)# password cisco

R2(config-line)# login

Выйдите из режима конфигурации канала и зашифруйте все открытые пароли.

R2(config-line)# exit

R2(config)# service password-encryption

Введите баннер «Authorized access only!» (Только для санкционированного доступа) и используйте символ «#» в качестве разделителя.

R2(config)# banner motd #Authorized Access Only!#

Выйдите из режима глобальной конфигурации и сохраните конфигурацию.

R2(config)# exit

R2# copy running-config startup-config

Destination filename [startup-config]?

Building configuration...

[OK]

R2#

Вы успешно настроили основные параметры маршрутизатора R2.

Настройте интерфейс GigabitEthernet 0/0 с IP-адресом 10.1.1.1 и маской подсети 255.255.255.0. Опишите канал как «Link to LAN 3» и активируйте интерфейс.

R2(config)# interface gigabitethernet 0/0

R2(config-if)# ip address 10.1.1.1 255.255.255.0

R2(config-if)# description Link to LAN 3

R2(config-if)# no shutdown

%LINK-5-CHANGED: Interface GigabitEthernet0/0, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface GigabitEthernet0/0, changed state to up

Настройте интерфейс GigabitEthernet 0/1 с IP-адресом 10.1.2.1 и маской подсети 255.255.255.0. Опишите канал как «Link to LAN 4» и активируйте интерфейс.

R2(config-if)# interface gigabitethernet 0/1

R2(config-if)# ip address 10.1.2.1 255.255.255.0

R2(config-if)# description Link to LAN 4

R2(config-if)# no shutdown

%LINK-5-CHANGED: Interface GigabitEthernet0/1, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface GigabitEthernet0/1, changed state to up

Настройте последовательный интерфейс 0/0/0 с IP-адресом 209.165.200.226 и маской подсети 255.255.255.252. Опишите канал как «Link to R1» и активируйте интерфейс.

R2(config-if)# interface Serial 0/0/0

R2(config-if)# ip address 209.165.200.226 255.255.255.252

R2(config-if)# description Link to R1

R2(config-if)# no shutdown

%LINK-5-CHANGED: Interface Serial0/0/0, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial0/0/0, changed state to up

Вы успешно настроили интерфейсы для маршрутизатора R2.

Настройка параметров IPv6 на интерфейсе маршрутизатора

IPv6-настройки интерфейса мало чем отличаются от IPv4-настроек. Большинство команд конфигурации и проверки IPv6 в Cisco IOS похожи на свои аналоги IPv4. В большинстве случаев единственное отличие между ними — использование команд ipv6 вместо ip.

Интерфейс с IPv6-настройками необходимо:

• Настроить, указав адрес IPv6 и маску подсети. Используйте команду настройки конфигурации: ipv6 address ipv6-address/prefix-length [link-local | eui-64].
• Активировать: интерфейс необходимо активировать с помощью команды no shutdown.

Примечание. Интерфейс может сгенерировать собственный локальный IPv6-адрес канала без глобального индивидуального адреса с помощью команды конфигурации интерфейса ipv6 enable.

В отличие от IPv4, интерфейсы с IPv6-настройками обычно используют несколько IPv6-адресов. Как минимум, устройство IPv6 должно иметь локальный адрес канала IPv6, но, скорее всего, им также будет использоваться глобальный индивидуальный IPv6-адрес. Кроме того, в рамках IPv6 интерфейс может иметь несколько глобальных индивидуальных IPv6-адресов для одной подсети. Для статического создания глобального индивидуального или локального IPv6-адреса канала можно использовать следующие команды:

• ipv6 address ipv6-address/prefix-length – создание глобального индивидуального IPv6-адреса.
• ipv6 address ipv6-address/prefix-length eui-64 — с помощью процесса EUI-64 настраивает глобальный индивидуальный IPv6-адрес с идентификатором интерфейса в младших 64 битах IPv6-адреса.
• ipv6 address ipv6-address/prefix-length link-local — настраивает статический локальный адрес канала на интерфейсе, который используется вместо автоматически настроенного локального адреса канала, когда глобальный индивидуальный IPv6-адрес назначается интерфейсу или включается с помощью команды ipv6 enable. Как вы помните, команда интерфейса ipv6 enable используется для автоматического создания локального IPv6-адреса канала вне зависимости от того, был ли назначен глобальный индивидуальный адрес.

В примере топологии, показанной на рис. 1, маршрутизатор R1 необходимо настроить для поддержания следующих сетевых IPv6-адресов:

• 2001:0DB8:ACAD:0001:/64 или равнозначный 2001:DB8:ACAD:1::/64
• 2001:0DB8:ACAD:0002:/64 или равнозначный 2001:DB8:ACAD:2::/64
• 2001:0DB8:ACAD:0003:/64 или равнозначный 2001:DB8:ACAD:3::/64

Когда маршрутизатор настроен с помощью команды глобальной конфигурации ipv6 unicast-routing, он начинает рассылать из интерфейса ICMPv6-сообщения объявлений маршрутизатора. В результате выполнения этой команды ПК, подключенный к интерфейсу, автоматически настраивает IPv6-адрес и настраивает шлюз по умолчанию без помощи сервисов DHCPv6-сервера. Либо компьютеру, подключенному к сети IPv6, вручную назначается IPv6-адрес, как показано на рис. 2. Обратите внимание, что адрес шлюза по умолчанию, настроенный на компьютере PC1 — это глобальный индивидуальный IPv6-адрес интерфейса маршрутизатора R1 GigabitEthernet 0/0.

Интерфейсы маршрутизатора из примера топологии нужно настроить и включить, как показано на рис. 3-5.

Для настройки глобальных индивидуальных IPv6-адресов на маршрутизаторе R2 используйте инструмент проверки синтаксиса на рис. 6.

Настройка интерфейса loopback для IPv4

Другая распространенная конфигурация маршрутизаторов Cisco IOS — задействование интерфейса loopback.

Интерфейс loopback — это логический интерфейс внутри маршрутизатора. Он не назначается физическому порту, поэтому его нельзя подключить к другому устройству. Он считается программным интерфейсом, который автоматически переводится в состояние up (активен) во время работы маршрутизатора.

Применение интерфейса loopback может быть целесообразным при тестировании и управлении устройством Cisco IOS, поскольку он обеспечивает доступность хотя бы одного интерфейса. Его можно использовать в целях тестирования — например, для тестирования внутренних процессов маршрутизации, путем имитации сетей за пределами маршрутизатора.

Кроме того, IPv4-адрес, назначенный loopback-интерфейсу, может быть необходим для процессов маршрутизатора, в которых используется IPv4-адрес интерфейса в целях идентификации. Один из таких процессов — алгоритм кратчайшего пути (OSPF). При включении интерфейса loopback для идентификации маршрутизатор будет использовать всегда доступный адрес интерфейса loopback, нежели IP-адрес, назначенный физическому порту, работа которого может быть нарушена.

Включение интерфейса и назначение loopback-адресов выполняется с помощью простого набора команд:

Router(config)# interface loopbacknumber

Router(config-if)# ip address ip-address subnet-mask

Router(config-if)# exit

На маршрутизаторе можно активировать несколько интерфейсов loopback. IPv4-адрес для каждого интерфейса loopback должен быть уникальным и не должен быть задействован другим интерфейсом.

Проверка настроек интерфейса

Для проверки работы и настройки интерфейса можно использовать несколько команд show. Для того чтобы быстро определить состояние интерфейса, рекомендуется использовать следующие три команды:

• Команда show ip interface briefотображает краткую информацию обо всех интерфейсах, в том числе IPv4-адрес интерфейса и текущее рабочее состояние.
• Команда show ip route отображает содержимое таблицы IPv4-маршрутизации, которая хранится в ОЗУ. В Cisco IOS 15 активные интерфейсы должны быть указаны в таблице маршрутизации с двумя связанными с ними записями, которые определены кодом «C» (подключен) или «L» (локальный). В предыдущих версиях IOS появляется только запись с кодом «С».
• show running-config interface interface-id– отображает команды, настроенные на указанном интерфейсе.

На рис. 1 показаны выходные данные команды show ip interface brief. Выходные данные указывают, что интерфейсы LAN и канал WAN активированы и работают, на что указывает значение «up» в графе Status и значение «up» в графе Protocol. Получение других выходных данных указывает на проблему с конфигурацией или кабельным соединением.

Примечание. На рис. 1 отображение интерфейса Embedded-Service-Engine0/0 объясняется тем, что маршрутизаторы Cisco ISR G2 оснащены двухъядерными ЦП на материнской плате. Интерфейс Embedded-Service-Engine0/0 не рассматривается в рамках настоящего курса обучения.

На рис. 2 показаны выходные данные команды show ip route. Обратите внимание на три записи о сетях с прямым подключением и на три записи об интерфейсе маршрута локального узла. Административное расстояние маршрута локального узла равно 0. Его маска для IPv4 равна /32, а для IPv6 — /128. Маршрут локального узла относится к маршрутам на маршрутизаторе с IP-адресом. Он используется для того, чтобы маршрутизатор мог обрабатывать пакеты, предназначенные для этого IP.

На рис. 3 показаны выходные данные команды show running-config interface. Выходные данные отображают текущие команды, настроенные на указанном интерфейсе.

Для получения дополнительной информации об интерфейсе используются следующие две команды:

• Команда show interfaces отображает информацию об интерфейсе и счетчик потока пакетов для всех интерфейсов на устройстве.
• Команда show ip interface отображает информацию, связанную с IPv4, для всех интерфейсов маршрутизатора.

Для проверки интерфейсов на маршрутизаторе R1 используйте инструмент проверки синтаксиса на рис. 4-5.

Проверка настроек IPv6 на интерфейсе

Команды для проверки настроек IPv6 на интерфейсе схожи с командами, используемыми для проверки настроек IPv4.

Команда show ipv6 interface brief, представленная на рис. 1, отображает краткую информацию для каждого из интерфейсов. Выходные данные up/up, расположенные в той же строке, что и имя интерфейса, обозначают состояние интерфейсов 1-го и 2-го уровней. Аналогичные данные отображаются в столбцах «Состояние» и «Протокол» при выходных данных эквивалентной команды IPv4.

В выходных данных отображаются два настроенных IPv6-адреса на каждый интерфейс. Один из адресов — глобальный индивидуальный адрес IPv6, который был введен вручную. Другой адрес, который начинается с FE80, это локальный индивидуальный адрес канала для интерфейса. Локальный адрес канала автоматически добавляется на интерфейс при назначении глобального индивидуального адреса. Для сетевого интерфейса с IPv6-настройками требуется локальный адрес канала, но необязателен глобальный индивидуальный адрес.

Результат выполнения команды show ipv6 interface gigabitethernet 0/0, представленный на рис. 2, отображает состояние интерфейса и все IPv6-адреса, принадлежащие этому интерфейсу. Кроме локального адреса канала и глобального индивидуального адреса, выходные данные содержат групповые адреса, назначенные интерфейсу и начинающиеся с префикса FF02.

Команду show ipv6 route, показанную на рис. 3, можно использовать для проверки того, что сети, использующие IPv6, и конкретные IPv6-адреса интерфейса были внесены в таблицу маршрутизации IPv6. Команда showipv6route отображает только сети IPv6, а не IPv4.

В таблице маршрутизации символ «С» рядом с маршрутом означает, что это сеть с прямым подключением. Когда интерфейс маршрутизатора настраивается с глобальным индивидуальным адресом и находится в активном состоянии (up/up), IPv6-префикс и длина префикса добавляются в таблицу IPv6-маршрутизации в качестве подключенного маршрута.

Глобальный индивидуальный адрес IPv6, настраиваемый на интерфейсе, также заносится в таблицу маршрутизации в качестве локального маршрута. Локальный маршрут имеет префикс /128. Локальные маршруты используются таблицами маршрутизации для эффективной обработки пакетов с адресом интерфейса маршрутизатора в качестве назначения.

Команда ping для IPv6 идентична команде, используемой для IPv4, за исключением того, что используется IPv6-адрес. Как показано на рис. 4, команда ping используется для проверки подключения 3-го уровня между маршрутизатором R1 и компьютером PC1.

Фильтрация выходных данных команды show

Команды, которые производят несколько экранов выходных данных, по умолчанию приостанавливаются после 24 строк. В конце приостановленных выходных данных отображается текст --More--. Для вывода следующей строки нажмите ВВОД, а для отображения набора строк нажмите ПРОБЕЛ. Для указания количества отображаемых строк используйте команду terminal length. Значение 0 (ноль) позволяет просмотреть выходные данные без приостановки в процессе вывода данных на экран.

Удобство работы с интерфейсом командной строки также можно повысить с помощью фильтрации выходных данных команды show. Для отображения определенных разделов выходных данных можно использовать команды фильтрации. Чтобы включить фильтрацию, введите вертикальную черту (|) после команды show, а затем введите параметр и выражение фильтрации.

К параметрам фильтрации, которые следует указывать после вертикальной черты, относятся:

• section — показать целый раздел, который начинается с заданного фильтра.
• include — включить все строки выходных данных, которые соответствуют заданному фильтру.
• exclude — исключить все строки выходных данных, которые соответствуют заданному фильтру.
• begin — показать все строки выходных данных от конкретного места, начиная с линии, которая соответствует заданному фильтру.

Примечание. Фильтры выходных данных можно использовать в сочетании с любой командой show.

На рисунках 1-4 представлены примеры различных фильтров выходных данных.

Для фильтрации выходных данных используйте инструмент проверки синтаксиса на рис. 5.

Функция истории команд

Функция истории команд обеспечивает возможность временного хранения списка выполненных команд для последующего просмотра.

Для вызова команды из буфера команд нажмите комбинацию клавиш Ctrl+P или клавишу СТРЕЛКА ВВЕРХ. Отображение команд начинается с последней выполненной команды. Повторяйте это сочетание клавиш для вызова каждой последующей, более старой команды. Для возврата к последним выполненным командам нажмите комбинацию клавиш Ctrl+N или клавишуСТРЕЛКА ВНИЗ. Повторяйте это сочетание клавиш для вызова каждой последующей, более новой команды.

Функция истории команд включена по умолчанию; система записывает последние десять командных строк в своем буфере. Чтобы отобразить содержимое буфера, используйте команду привилегированного режима show history.

На время текущего сеанса можно увеличить количество командных строк, записываемых в буфер. Для того чтобы увеличить или уменьшить размер буфера, используйте команду пользовательского режима terminal history size.

На рис. 1 показан пример команд terminal history size и show history.

Для отработки этих команд используйте инструмент проверки синтаксиса на рис. 2.

Решения маршрутизации

Основная функция маршрутизатора заключается в определении оптимального пути для отправки пакетов. Для определения оптимального пути маршрутизатор ищет в своей таблице маршрутизации сетевой адрес, соответствующий IP-адресу места назначения пакета.

Результаты поиска могут вывести один из трех видов путей:

• Сеть с прямым подключением — если IP-адрес назначения пакета принадлежит устройству в сети с прямым подключением к одному из интерфейсов маршрутизатора, то этот пакет пересылается напрямую в устройство назначения. Это означает, что IP-адрес назначения пакета — это узловой адрес в той же подсети, что и интерфейс маршрутизатора.
• Удаленная сеть — если IP-адрес назначения пакета принадлежит удаленной сети, пакет пересылается на другой маршрутизатор. Отправить пакет в удаленные сети можно только с помощью пересылки на другой маршрутизатор.
• Маршрут не определен — если IP-адрес назначения пакета не принадлежит подключенной или удаленной сети, маршрутизатору нужно определить, доступен ли «шлюз последней надежды». «Шлюз последней надежды» задается, когда на маршрутизаторе настроен или известен маршрут по умолчанию. Если есть маршрут по умолчанию, то пакет пересылается на «шлюз последней надежды». Если маршрутизатор не располагает маршрутом по умолчанию, то пакет отбрасывается.

Логическая рабочая диаграмма на рисунке показывает процесс принятия решения о пересылке пакетов на маршрутизаторе.

Оптимальный путь

Определение оптимального пути подразумевает оценку нескольких путей в одну и ту же сеть назначения и выбор оптимального или кратчайшего пути для прохождения этого маршрута. Когда существует несколько путей до одной сети, каждый путь использует различный выходной интерфейс маршрутизатора для достижения сети.

Протокол маршрутизации выбирает наилучший путь, исходя из значения или метрики, используемых для определения расстояния до сети. Метрика — это числовое значение, используемое для измерения расстояния до заданной сети. Наиболее оптимальным путем к сети является путь с наименьшей метрикой.

Протоколы динамической маршрутизации обычно используют собственные правила и метрики для построения и обновления таблиц маршрутизации. Алгоритм маршрутизации генерирует значение (или метрику) для каждого пути через сеть. Метрики могут основываться на одной или нескольких характеристиках пути. Некоторые протоколы маршрутизации выбирают маршрут на основе нескольких метрик, объединяя их в одну метрику.

Далее приведен список динамических протоколов и используемых ими метрик:

• Протокол RIP — количество переходов.
• Протокол OSPF («алгоритм кратчайшего пути») — метрика компании Cisco, основанная на суммарной полосе пропускания от источника до места назначения.
• Протокол EIGRP (усовершенствованный протокол внутренней маршрутизации между шлюзами, EIGRP) — пропускная способность, задержка, нагрузка и надежность.

Анимация на рисунке демонстрирует зависимость пути от используемой метрики.

Балансировка нагрузки

Что происходит, когда в таблице маршрутизации содержатся два или более пути с идентичными показателями алгоритмов достижения одной и той же сети назначения?

Если маршрутизатор располагает двумя или более путями к пункту назначения с метриками равной стоимости, он отправляет пакеты по обоим путям. Это называется распределением нагрузки в соответствии с равной стоимостью. Таблица маршрутизации содержит одну сеть назначения, но несколько выходных интерфейсов — по одному для каждого пути с равной стоимостью. Маршрутизатор пересылает пакеты через несколько выходных интерфейсов, указанных в таблице маршрутизации.

При правильной конфигурации распределение нагрузки может повысить эффективность и производительность сети. Распределение нагрузки с равной стоимостью можно настроить на использование как динамических протоколов маршрутизации, так и статических маршрутов.

Примечание. Только протокол EIGRP поддерживает распределение нагрузки с неравной стоимостью.

Анимация на рисунке демонстрирует пример распределения нагрузки с равной стоимостью.

Административное расстояние

Маршрутизатор можно настроить, используя несколько протоколов маршрутизации и статических маршрутов. В этом случае таблица маршрутизации может содержать несколько источников маршрута для одной сети назначения. Например, если на маршрутизаторе настроены протоколы RIP и EIGRP, оба протокола маршрутизации могут получить одну и ту же сеть назначения. Однако, исходя из метрики протокола маршрутизации, каждый протокол маршрутизации может выбирать разные пути для достижения места назначения. Протокол RIP выбирает путь, исходя из количества переходов, а протокол EIGRP руководствуется сведениями о его составной метрике. Каким образом маршрутизатор решает, какой маршрут использовать?

В операционной системе Cisco IOS для определения маршрута и занесения его в таблицу IP-маршрутизации применяется так называемое административное расстояние (AD). Административное расстояние представляет «надежность» маршрута; чем меньше его значение, тем более надежным является источник маршрута. Например, значение AD статического маршрута равно 1, а значение AD маршрута, рассчитанного по протоколу EIGRP, составляет 90. Имея два разных маршрута до одного и того же места назначения, маршрутизатор выбирает маршрут с наименьшим значением AD. При условии выбора между статическим маршрутом и маршрутом, рассчитанным по EIGRP, выбирается статический маршрут. По аналогии, маршрут до сети с прямым подключением с AD, равным 0, «выигрывает» у статического маршрута с AD, равным 1.

На рисунке приведены различные протоколы маршрутизации и соответствующие им значения AD.

Таблица маршрутизации

В таблице маршрутизации маршрутизатора хранится следующая информация:

• Маршруты с прямым подключением — это маршруты, поступающие из активных интерфейсов маршрутизатора. Маршрутизаторы добавляют маршрут с прямым подключением, когда интерфейс настроен с IP-адресом и активирован.
• Удаленные маршруты — это удаленные сети, подключенные к другим маршрутизаторам. Маршруты к этим сетям могут быть настроены статически либо динамически с помощью протоколов динамической маршрутизации.

В частности, таблица маршрутизации представляет собой файл данных в ОЗУ, используемый для хранения информации о сетях с прямым подключением и удаленных сетях. Таблица маршрутизации содержит ассоциации с сетями или следующими переходами. С помощью этих ассоциаций маршрутизатор узнает о том, что достигнуть конкретного места назначения можно с помощью отправки пакета на определенный маршрутизатор, который представляет собой следующий переход на пути до пункта назначения. Также ассоциация со следующим переходом может быть исходящим или выходным интерфейсом для следующего назначения.

На рисунке представлены сети с прямым подключением и удаленные сети маршрутизатора R1.

Источники таблицы маршрутизации

На маршрутизаторе Cisco команда show ip route может быть использована для отображения таблицы IPv4-маршрутизации. Маршрутизатор предоставляет дополнительную информацию о маршруте, включая способ получения маршрута, длительность пребывания маршрута в таблице, а также сведения о конкретном интерфейсе, который следует использовать для достижения необходимого назначения.

В таблицу маршрутизации могут быть добавлены следующие виды записей:

• Интерфейсы локального маршрута — добавляются, когда интерфейс настроен и активен. Эта запись отображается только в IOS 15 или более поздних версиях для IPv4-маршрутов и во всех версиях IOS для IPv6-маршрутов.
• Интерфейсы с прямым подключением — добавляются в таблицу маршрутизации, когда интерфейс настроен и активен.
• Статические маршруты — добавляются, когда маршрут настроен вручную и активен выходной интерфейс.
• Протокол динамической маршрутизации — добавляется, когда определены сети и реализуются протоколы маршрутизации, которые получают информацию о сети динамически, например EIGRP или OSPF.

Источники записей таблицы маршрутизации идентифицируются с помощью кода. Код определяет, каким образом был получен маршрут. К примерам распространенных кодов относятся:

• L — указывает адрес, назначенный интерфейсу маршрутизатора. Данный код позволяет маршрутизатору быстро определить, что полученный пакет предназначен для интерфейса, а не для пересылки.
• C — определяет сеть с прямым подключением.
• S — определяет статический маршрут, созданный для достижения конкретной сети.
• D — определяет сеть, динамически полученную от другого маршрутизатора с помощью протокола EIGRP.
• O — определяет сеть, динамически полученную от другого маршрутизатора с помощью протокола маршрутизатора OSPF.

На рисунке показана таблица маршрутизации маршрутизатора R1 в простой сети.

Записи маршрутизации удаленной сети

Сетевому администратору необходимо уметь интерпретировать содержимое таблиц маршрутизации IPv4 и IPv6. На рисунке показана запись в таблице IPv4-маршрутизации на маршрутизаторе R1 для маршрута к удаленной сети 10.1.1.0.

Запись содержит следующую информацию.

• Источник маршрута — определяет, каким способом был получен маршрут.
• Сеть назначения — определение адреса удаленной сети.
• Административная дистанция — определение надежности источника маршрута. Низкие значения указывают на предпочтительный источник маршрута.
• Метрика — определяет значения, назначенные для доступа к удаленной сети. Предпочтительные маршруты имеют низкие значения.
• Следующий переход — определение IPv4-адреса следующего маршрутизатора, на который следует переслать пакет.
• Временная метка маршрута — определение количества времени, прошедшего с тех пор, как был получен маршрут.
• Выходной интерфейс — определяет выходной интерфейс для отправки пакета к конечному пункту назначения.