Směrování a směrovací protokoly. Směrovače, statické a dynamické směrování, směrovací tabulka a směrovací protokoly.

Směrovač (router)

Je zařízení, které provádí routování, propojuje jednotlivé sítě a dovoluje přeposílaní dat mezi. nimi

Routing

Česky řečeno směrování, ale častěji se používá slovo routování. Jedná se o techniku, která slouží k propojení jednotlivých sítí (přesněji subnetů). Původním zařízením, určeným pro routování byl router, ale v dnešní době se velmi využívají L3 switche, firewally nebo pouze servery/počítače. Router přeposílá komunikaci z jedné sítě do jiné.

Jednotlivé routovací metody

Dva základní typy:

  • distance-vector routing protocol – routery udržují routovací tabulku s informací o (vektoru) vzdálenosti do dané sítě, periodicky routovací tabulku zasílají sousedům, ti si upraví svoji tabulku a tu opět odešlou dál, pro výpočet nejlepší cesty se používá jedna (počet hopů u RIP) nebo více metrik (propustnost linky a zpoždění u IGRP). Upraveným typem distance-vector protokolu je path-vector protocol.
  • link-state routing protocol – routery udržují komplexní databázi síťové topologie (vytvořenou pomocí LSA), vyměňují si link-state advertisements (LSA), LSA jsou vyvolány nějakou událostí v síti, do svého okolí také odesílá Hello pakety, kde zasílá informace o sobě, rychle reaguje na změny topologie, ale spotřebovává více pásma a zdrojů na routeru, metrika je komplexní, nejlepší cesta se počítá pomocí Dijkstrova algoritmu shortest path first (SPF)

Dále dělíme dynamické protokoly podle toho, zda jsou určeny pro nasazení uvnitř lokální sítě (přesněji řečeno uvnitř autonomního systému (AS), který může obsahovat několik LAN) nebo fungují napříč sítěmi (spojují AS dohromady):

  • interior gateway protocol – IGP – routuje uvnitř Autonomous System (AS)
  • exterior gateway protocol – EGP – routuje mezi AS

Static routing

  • používá se například mezi ISP a firmou, není zde třeba, aby běhal složitý routovací protokol
  • pro každou síť je vložen záznam do routovací tabulky
  • žádná zátěž
  • pouze pro malé sítě

Nastavení na Cisco routeru:
• ip route [destination_network] [mask] [next_hop or exit_interface] [administrative_distance] [permanent]SWITCH(config)#ip route 192.168.50.0 255.255.255.0 192.168.1.1
• next_hop je IP adresa dalšího routeru v cestě, přesněji, je to adresa interfacu sousedního routeru, který sousedí s tímto routerem,
• exit_interface je jméno lokálního výstupního interfacu (třeba s0), přes který vede cesta k cílové síti.

Default routing

  • může se použít pouze na kraji sítě, kde je jeden port, který vede mimo síť
  • pokud není definována jiná cesta k dosažení cíle, tak se použije defaultní routa, což je gateway

Nastavení na Cisco routeru:
• ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 [next_hop or exit_interface]SWITCH(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 62.102.58.12

Routovací tabulka

Do routovací tabulky se vytváří několik typů záznamů cest (route), záleží na tom, jakým způsobem vznikly. Pakety jsou podle toho směrovány jedním ze základních způsobů routování:

Statické routování

Ručně zadané cesty (záznamy v routovací tabulce), bezpečné a dobré, ale nereflektuje změny v topologii sítě.

Dynamické routování

Síť se automaticky přizpůsobuje změnám v topologii a dopravě, automaticky se vypočítávají cesty pomocí routovacího protokolu.

Defaultní routování

Pokud neexistuje jiná cesta, tak se použije defaultní.

Směrovací protokoly

RIP – Routing Information Protocol

  • jednoduchý pro konfiguraci a funguje všude
  • pro malé a střední sítě
  • RIP 1 nepodporuje VLSM
  • plýtvá pásmem (velká režijní komunikace)
  • pomalá konvergence (rozšiřování)
  • hloupá metrika – počet hopů
  • posílá celou routovací tabulku svým sousedům
  • maximálně 15 hopů

Definují se pouze sítě, které jsou přímo na tomto routeru, ostatní se naučí pomocí updatů.

Nastavení na Ciscu pomocí:
• SWITCH(config)#router ripSWITCH(config-router)#network 132.43.54.0SWITCH(config-router)#network 145.65.76.0

IGRP – Interior Gateway Routing Protocol

  • proprietární Cisco protokol
  • nepodporuje VLSM
  • jako metriku používá cenu, záleží na pásmu a zpoždění
  • maximální počet hopů 255

Nastavení na Cisco routru (33 je číslo AS):
• SWITCH(config)#router igrp 33SWITCH(config-router)#network 134.43.54.0SWITCH(config-router)#network 143.56.76.0

EIGRP – Enhanced Interior Gateway Routing Protocol

  • proprietární Cisco protokol
  • rychlá konvergence
  • redukuje spotřebu pásma pro routovací updaty
  • podporuje různé protokoly (apple talk, IPX, IP) a VLSM
  • metrika – pásmo, zpoždění (případně i zátěž, spolehlivost)
  • routovací update se vyměňují pouze mezi routry ve stejném AS
  • maximální počet hopů 255
  • bez smyček

Používá tabulku sousedů (informace o přímých sousedech), tabulku topologie (všechny routovací záznamy, které se naučil) a routovací tabulku (nejlepší routy z tabulky topologie).

Nastavení na Cisco routeru (33 je číslo AS):
• SWITCH(config)#router eigrp 33SWITCH(config-router)#network 172.16.0.0SWITCH(config-router)#network 10.0.0.0

OSPF – Open Shortest Path First

  • hierarchický systém – jedna nebo více oblastí je spojena k páteřní oblasti (oblast 0)
  • routry posílají linkstate (pásmo a stav interfacu) informace všem sousedním routrům v oblasti
  • routry vytvářejí databázi topologie, což je model celé oblasti
  • z databáze se pomocí Dijkstry vypočítá nejkratší cesta a zapíše do routovací tabulky
  • neomezený počet hopů
  • určeno pro rozsáhlé sítě heterogenní sítě
  • podporuje VLSM

Nastavení na Cisco routeru (1 je ID číslo procesu, pouze lokálně významné):
• SWITCH(config)#router ospf 1SWITCH(config-router)#network 132.43.56.0 0.0.0.255 area 0SWITCH(config-router)#network 145.54.34.6 0.0.63.255 area 0

Důležité pojmy pro routování

Router
Zařízení, které provádí routování.

Routing
Routování, přeposílání (forwarding) dat mezi sítěmi.

Route
Cesta, která se použije, zapsaná v routovací tabulce.

Routing table
Routovací tabulka obsahuje záznamy o jednotlivých cestách.

Routing protocol
Routovací protokol slouží ke směrování routovaného protokolu, určuje nejlepší cestu k cíli a posílá routovací informace dalším routrům.

Routed protocol
Routovaný protokol je IP, IPX nebo Apple Talk.

Router on stick
Router, který je připojený do switche pomocí jednoho trunk portu – tzn. máme pouze jeden router a pouze jednu linku, což přináší velkou zátěž na router i linku a problémy při výpadku

Variable Length Subnet Masking (VLSM)
Používá se v Classless Inter-Domain Routing (CIDR). V tomto případě můžeme v subnetu použít různé velikosti masky. Můžeme například použít dohormady subnety 10.0.0.0/26 a 10.0.0.64/28.

Autonomní systém – AS (Autonomous System)
Skupina IP sítí a routrů, které jsou pod správou jedné (nebo více) jednotek.

Administrativní vzdálenost – AD (Administrative Distance)
Vlastnost používaná na routrech k určení nejlepší cesty mezi více routovacími protokoly. Definuje spolehlivost protokolu a prioritizuje lepší nižším číslem. Jinak řečeno na routeru může běžet více routovacích protokolů a podle AD se rozhoduje, který se použije. Na Cisco routrech můžeme měnit defaultní hodnoty.

Split horizon
Metoda, která slouží k zamezení vzniku smyček v Distance Vector Routing protokolech. Používá se u RIP,IGRP a EIGRP. Funguje tak, že zakazuje posílání routovací cesty zpět na rozhranní, z kterého se naučila.

Hold-down timer
Metoda, kterou používají routovací protokoly, aby zabránily zbytečnému nebo předčasnému rozesílání routovacích cest v nestabilním prostředí (ve chvíli, kdy dochází k časté změně stavu). Router čeká určitý čas než je síť stabilní.