5. Směrování v počítačových sítích a směrovací protokoly Studijní cíl V této kapitole si představíme proces směrování IP. . Seznámení s procesem směrování na IP vrstvě a s protokoly RIP, RIPv2, EIGRP a OSPF. Obsahem kapitoly bude: • • • •
základy směrování, statické směrování, výchozí směrování, dynamické směrování.
Doba nutná k nastudování
3 hodiny
Směrování v počítačových sítích Základní pojmy router – směrovač, routing table – směrovací tabulka, v níž jsou záznamy kam směrovat pakety, next hop – další směrovač, přes který se dostaneme k cíli, administrative distance – číslo mezi 0 a 255, které indikuje jak je daná cesta výhodná. Směrování, které se anglicky nazývá také routing, nebo česky routování, označuje v informatice určování cest datagramů v prostředí počítačových sítí. Směrování zajišťují např. routery, a to pomocí síťové vrstvy modelu ISO/OSI a je využíváno v lokálních sítích LAN i na internetu. Pro uživatele sítě, je směrování proces, pomocí kterého se určuje cesta paketu z výchozího uzlu do cílového uzlu. Z pohledu směrovače, což může být například router, se jedná o přijmutí paketu na jednom ze svých rozhraní a předání ho na jedno ze svých rozhraní nebo o získání potřebných informací o topologii sítě. Internet se skládá jednak ze segmentů, kde jsou uzly propojeny různými způsoby, např. pomocí Ethernetu, Wi-Fi., aj. a tvoří nejrůznější autonomní oblasti. Tyto
Počítačové sítě I.
1 (5)
KST/IPS1
autonomní oblasti jsou propojeny protokolem IP a stejně tak i jejich vnitřní uzly. Na úrovni segmentů se jedná o všeměrnové adresování. V tomto případě je zpráva doručena všem uzlům, což je vlastnost média - toto neplatí např. u ethernetu se switchem. Uzlům, kterým není zpráva určena, ji zahodí, tedy v případě, že zrovna neodposlouchávají provoz na síti. Adresy na úrovni segmentů nejsou strukturované tak, aby obsahovaly číslo sítě a proto se na této úrovni nesměruje. Další úrovně jsou používány pomocí IP protokolu, ve kterém IP adresa obsahuje číslo sítě a číslo počítač. Uvnitř autonomní oblasti se nachází název typu protokolu, tedy Interior Gateway Protocol. Jedna autonomní oblast může obsahovat několik sítí, mezi kterým se směruje. Zároveň se přes ní ale i směrují pakety do jiných autonomních oblastí. Mezi autonomními oblastmi se nachází název typu protokolu, tedy Exterior Gateway Protocol, který bychom neměli zaměňovat s protokolem stejného jména. Autonomní oblast, která se označuje AS, což znamená Autonomous System, je identifikována 32-bitovým číslem. Původně se jednalo o 16-bitové číslo. Pokud bychom chtěli udělat jednu velkouk počítačovou síť o velkém množství počítačů, tak by doporučení každého, např. Ethernetového, rámce představovalo velkou režii. Můžeme uvést na příkladu, když bychom rozdělili takto velkoku st na několik podsítí, jedná se v podstatě o totéž jako v případě velké firmy, kterou si rozdělíme na několik oddělení a řídíme jen jejich vedoucí. Autonomní oblast tak sdružuje několik sítí.
Základy směrování Propojením sítí LAN a WAN se směrovačem dojde k vytvoření datové sítě. Pro vzájemnou komunikaci hostitelů musíme nakonfigurovat logické síťové adresy (např. IP adresy). Termín směrování (routing) označuje předání paketu z jednoho zařízení a odeslání tohoto paketu jinému zařízení v odlišné síti. Směrovače slouží k propojení sítí a nalezení optimální trasy do každé sítě. Směrovač pro tuto činnost pracuje s těmito informacemi: [1] • cílová adresa, • sousední směrovače, od kterých lze zjistit data o vzdálených sítích, • možné trasy do všech vzdálených sítí, • optimální trasa do každé vzdálené sítě, • způsob údržby a kontroly informací o směrování. Druhy směrování • static routing – statické při statickém směrování administrátor manuálně vloží směrovací informace do směrovací tabulky,
Počítačové sítě I.
2 (5)
KST/IPS1
•
•
Default routing – výchozí díky výchozí bráně nemusíme mít ve směrovací tabulce explicitně definovanou cestu ke všem sítím. Výchozí brána může být definována staticky nebo dynamicky, Dynamic routing – dynamické tento druh směrování dynamicky vytváří záznamy ve směrovací tabulce, používá při tom informace získané směrovacími protokoly.
Statické směrování Znamená, ruční přidávání tras do routovací tabulky každého směrovače. Výhody: • nezpůsobuje žádnou režii směrovače, • mezi směrovači se nespotřebovává šířka pásma datovými přenosy, • toto směrování zvyšuje zabezpečení. Nevýhody: • při konfiguraci se může správce dopustit chybného zadání, • pokud je do datové sítě přidána další síť musí být doplněna trasa do této sítě ručně, • pouze pro menší sítě. Každá cesta k síti v směrovací tabulce má kromě jiného uvedenou i tzv. administrativní vzdálenost -AD. Jedná se o údaj, který určuje její spolehlivost, přičemž každá statická cesta má administrativní vzdálenost implicitně rovnu 0. Pokud existují 2 cesty do té samé sítě, má přednost ta, která má administrativní vzdálenost nižší. Syntaxe příkazu, pro přidání statické trasy do routovací tabulky: ip route [cílová síť] [maska] [adresa dalšího přeskoku nebo výstupní rozhraní] Na zobrazení aktuální konfigurace směrovače je možné použít příkaz: show running-config Na zobrazení směrovací tabulky se všemi cestami (i statickými, i dynamickými) slouží příkaz: show ip route
Počítačové sítě I.
3 (5)
KST/IPS1
Výchozí směrování „Default route“ je staticky definovaná cesta, která se použije v případě, že se záznam o cílové adrese paketu nenachází v směrovací tabulce. Její použití je časté v hraničních směrovacích, které jsou do sítě připojené jediným rozhraním.
Obrázek 1 Výchozí směrování [2]
Směrovací protokoly Směrovací protokol je používán směrovači ke zjištění cesty. Jsou pomocí něj sdíleny s ostatními směrovači informace o připojených sítích. Definuje: • jak budou informace zprostředkovány, • které směrovací informace budou publikovány, • kdy proběhne jejich výměna, • jak zjistit příjemce aktualizací. Existují v zásadě dva druhy směrovacích protokolů • Interior Gateway Protocol – směrování uvnitř autonomního systému (RIP, OSPF,EIGRP), • Exterior Gateway Protocol – směrování mezi autonomními systémy, např.v internetu (BGP, EGP3). Směrovací protokoly se dále člení podle typu směrovacího algoritmu • Distance vector – rozhoduje o směru a vzdálenosti cíle (RIP), • Link state – abstraktní schéma sítě (OSFP), • Balanced hybrid – používá obě výše uvedené metody (EIGRP).
Počítačové sítě I.
4 (5)
KST/IPS1
Shrnutí kapitoly Směrování je proces zjištění cesty mezi dvěma sítěmi. Děje se na 3. (sítové) vrstvě ISO OSI modelu na základě cílové adresy umístěné v hlavičce každého paketu, přičemž jsou do něj zapojené jednotlivé směrovače mezi zdrojovou a cílovou destinací.
Otázky na procvičení: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Co je to IP adresa? Na které vrstvě pracuje směrovač? Co je to paket? Kterou vrstvu reprezentují pakety? Jaký je rozdíl mezi statickým a dynamickým směrováním? Popište proces směrování.
Literatura [1] LAMMLE, Todd. CCNA: výukový průvodce přípravou na zkoušku 640-802. Vyd. 1. Brno: Computer Press, 2010, 928 s. ISBN 978-802-5123-591. [2]
Cisco Systems, Inc [online]. z: http://www.cisco.com/.
Počítačové sítě I.
2012
[cit.
5 (5)
2012-04-26].
Dostupné
KST/IPS1
