Маршрутизаторы. Функции маршрутизаторов.

Маршрутизаторы. Функции маршрутизаторов.

Пример маршрутизации

Рассмотрим процесс маршрутизации на примере.

Допустим (см. рис. 2.3.1), хосты А и В находятся в сети 1, сеть 1 соединяется с сетью 2 с помощью маршрутизатора G1. К сети 2 подключен маршрутизатор G2, соединяющий ее с сетью 3, в которой находится хост С.

Рис. 2.3.1. Пример маршрутизации

Таблица маршрутов хоста А выглядит, например, так:

Сеть 1 - А
Прочие сети - G1

Это означает, что дейтаграммы, адресованные узлам сети 1, отправляет сам хост А (так как это его локальная сеть), а дейтаграммы, адресованные в любую другую сеть (это называется маршрут по умолчанию), хост А отправляет маршрутизатору G1, чтобы тот занялся их дальнейшей судьбой.

Предположим, хост А посылает дейтаграмму хосту В. В этом случае, поскольку адрес В принадлежит той же сети, что и А, из таблицы маршрутов хоста А определяется, что доставка осуществляется непосредственно самим хостом А.

Если хост А отправляет дейтаграмму хосту С, то он определяет по IP-адреcу C, что хост С не принадлежит к сети 1. Согласно таблице маршрутов А, все дейтаграммы с пунктами назначения, не принадлежащими сети 1, отправляются на маршрутизатор G1 (это называется маршрут по умолчанию). При этом хост А не знает, что маршрутизатор G1 будет делать с его дейтаграммой и каков будет ее дальнейший маршрут - это забота исключительно G1. G1 в свою очередь по своей таблице маршрутов определяет, что все дейтаграммы, адресованные в сеть 3, должны быть пересланы на маршрутизатор G2. Это может быть как явно указано в таблице, находящейся на G1, в виде

Сеть 3 - G2,

так и указано в виде маршрута по умолчанию.

На этом функции G1 заканчиваются, дальнейший путь дейтаграммы ему неизвестен и его не интересует. Маршрутизатор G2, получив дейтаграмму, определяет, что она адресована в одну из сетей (№3), к которым он присоединен непосредственно, и доставляет дейтаграмму на хост С.

Пример подключения локальной сети организации к Интернет

Рассмотрим реальный пример подключения к Интернет локальной сети организации (рис. 2.3.2). IP-адрес локальной сети - 194.84.124.0/24 (сеть класса С). В эту сеть включен маршрутизатор G1. IP-интерфейс этого маршрутизатора, подключенный к локальной сети Ethernet, имеет адрес 194.84.124.1. Второй IP-интерфейс маршрутизатора подключен к выделенной линии (синхронный последовательный канал), ведущей к провайдеру Интернет. К другому концу этой линии подключен IP-интерфейс маршрутизатора G2, принадлежащего провайдеру. Эти два интерфейса образуют отдельную сеть 194.84.0.116/30. В этой сети на номер интерфейса отведено всего 2 бита — 4 варианта адресов, из которых один (00) обозначает саму сеть, один (11) — широковещательный; таким образом, в подобной сети может находиться всего 2 узла — это минимальная возможная сеть. Интерфейс маршрутизатора G1 в сети 194.84.0.116/30 имеет адрес 194.84.0.117, а маршрутизатора G2 — 194.84.0.118. Маршрутизатор G2 имеет еще некоторое количество интерфейсов, к части которых подключены выделенные линии от других клиентов, к части — локальные сети коммуникационного центра, другие маршрутизаторы и магистральные линии дальней связи.

Рис. 2.3.2. Подключение локальной сети к Интернет

Маршрутизатор или шлюз?

Небольшое замечание о терминологии.

С точки зрения топологии соединений G2 (рис. 2.3.2) является собственно маршрутизатором (router), так как он коммутирует потоки дейтаграмм между своими многочисленными IP-интерфейсами, в то время как G1 является шлюзом (gateway) — интерфейсом между двумя разнородными средами передачи данных (локальной сетью Ethernet и выделенной линией). Все дейтаграммы, идущие вовне локальной сети, он безусловно транслирует на G2, и только G2 приступает именно к маршрутизации. Однако, с точки зрения общего подхода к задаче маршрутизации как определения следующего маршрутизатора в пути дейтаграммы на основе записей в таблице маршрутов, функции G1 и G2 не различаются, различается только сложность их маршрутных таблиц. Поэтому мы будем считать термины “маршрутизатор” (“router”) и “шлюз” (“gateway”) синонимами и будем использовать термин “шлюз”, говоря о маршрутизаторе, расположенном между локальной сетью конечного пользователя (например, сетью предприятия) и “внешним миром”.

Таблицы маршрутов

Рассмотрим примеры маршрутных таблиц, с которыми имеет дело администратор локальной сети 194.84.124.0/24.

Таблица маршрутов рядового хоста с адресом 194.84.124.4 (хост В на рис. 2.3.2):

Таблица 2.3.1

Destination	Gateway	Flags	Interface
127.0.0.1	127.0.0.1	UH	lo0
194.84.124.0	194.84.124.4	U	le0
0.0.0.0	194.84.124.1	UG

Значения флагов: U (Up) - маршрут работает; H (Host) - пунктом назначения является отдельный узел (хост), а не сеть; G (Gateway) - маршрут к сети назначения проходит через один или несколько промежуточных маршрутизаторов. Интерфейс le0 обозначает Ethernet, lo0 - интерфейс обратной связи (loopback).

Значение первой записи очевидно, вторая запись определяет, что дейтаграммы, адресованные в локальную сеть, хост отправляет самостоятельно через свой интерфейс le0. Третья запись (маршрут по умолчанию) устанавливает, что все остальные дейтаграммы передаются на адрес 194.84.124.1, который является адресом следующего маршрутизатора (флаг G), для дальнейшей пересылки. Чтобы определить способ достижения самого маршрутизатора, следует, очевидно, обратиться ко второй строке таблицы, так как адрес маршрутизатора принадлежит сети 194.84.124.0.

Заметим, что в этой таблице для простоты опущены маски сетей.

Пример таблицы маршрутов маршрутизатора, соединяющего локальную сеть с провайдером Интернет по выделенному каналу (G1 на рис. 2.3.2):

Таблица 2.3.2

Destination	Mask	Gateway	Interface
194.84.124.0	255.255.255.0	194.84.124.1	le0
194.84.0.116	255.255.255.252	194.84.0.117	se0
0.0.0.0	0.0.0.0	194.84.0.118

В таблице явно показаны маски сетей.

Первые две записи говорят о том, что маршрутизатор самостоятельно, через свои соответствующие IP-интерфейсы отправляет дейтаграммы, адресованные в сети, к которым он подключен непосредственно. Все остальные дейтаграммы перенаправляются к G2 (194.84.0.118). Интерфейс se0 обозначает последовательный (serial) канал - выделенную линию.

 

Режимы маршрутизатора

Независимо от того, как обращаются к маршрутизатору, через консоль или в рамках сеанса протокола Telnet через порт вспомогательного устройства, его можно перевести в один из нескольких режимов. Интерфейс пользователя IOS обеспечивает доступ к режимам выполнения команд, каждый из которых обладает различными функциями.

• Пользовательский режим EXEC — это режим, в котором пользователь может только просматривать информацию о маршрутизаторе, но не может ничего менять. В этом режиме используется командная строка вида: Router>

• Привилегированный режим EXEC — поддерживает команды отладки и тестирования, детальную проверку маршрутизатора и манипуляции с конфигурационным файлом. В нем используется командная строка вида: Router#

• Режим начальной установки (setup) — обеспечивает диалоговое взаимодействие с подсказками, через консоль, которое позволяет новому пользователю создать начальную базовую конфигурацию.

• Режим глобального конфигурирования — реализует однострочные команды, решающие простые задачи конфигурирования. В нем используется командная строка вида: Router (conf ig) #

• Другие режимы конфигурирования — в них выполняется более сложное конфигурирование. Они используют командную строку вида: Router(config-mode)#

• Режим RXBOOT — это служебный режим, который может быть использован для восстановления забытых паролей.

 

Просмотр истории команд

Часто возникает желание повторить уже введенную команду, особенно если она длинная и сложная. Кроме того, бывает полезно заново просмотреть свои предыдущие действия. Для этого существуют команды просмотра истории или регистрационной записи команд.

Команды режима запуска

При включении маршрутизатора можно использовать несколько команд.

Вывести на экран резервный конфигурационный файл: Router# show startup-config

Вывести на экран активный конфигурационный файл: Router# show running-config

Удалить резервную копию конфигурационного файла из энергонезависимого ОЗУ: Router# erase startup-config

Перезагрузить маршрутизатор: Router# reload

Войти в режим начальной установки из привилегированного режима EXEC. Router# setup

Начальная установка

При запуске маршрутизатор использует следующую информацию, содержащуюся вконфигурационном файле.

• Версия ОС IOS.

• Идентификационные данные маршрутизатора.

• Местонахождение файла начального загрузчика.

• Информация о протоколах.

• Конфигурация интерфейсов.

 

Если маршрутизатор не может найти конфигурационный файл, надо выполнить начальную установку. Для многих подсказок диалога конфигурирования системы, выполняемого средствами команды setup, после вопроса в квадратных скобках ([]) имеются ответы по умолчанию. Нажатие клавиши (или) позволяет воспользоваться ответом по умолчанию. Если система была предварительно сконфигурирована, то приводимые ответы по умолчанию представляют собой текущие сконфигурированные значения. Если система конфигурируется в первый раз, то приводятся значения по умолчанию, введенные изготовителем. В том случае, когда поставляемые изготовителем значения по умолчанию отсутствуют, как это имеет место при запросе пароля, после знака вопроса (?) на экран не выводится ничего.

 

В этот момент вводом в командной строке слова по можно прекратить продолжение диалога конфигурирования системы и выйти из него. Чтобы начать процесс первоначального конфигурирования, необходимо ввести ответ yes. Для прекращения процесса и завершения процедуры запуска можно в любое время нажать комбинацию клавиш. Если в ходе диалога появляется подсказка — More —, то для продолжения необходимо нажать клавишу пробела.

После появления следующей надписи:

Configuring global parameters:

начинается ввод глобальных параметров. В первую очередь вводится имя маршрутизатора, параметры по умолчанию, как и раньше, в квадратных скобках. Затем необходимо ввести так называемый enable secret-пароль. При вводе цепочки символов пароля в строке Enter enable secret символы обрабатываются специальным разработанным компанией Cisco алгоритмом шифрования. Это может увеличить степень защиты паролевой цепочки. Теперь, если кто-либо будет просматривать содержимое конфигурационного файла маршрутизатора, то пароль команды enable (так называемый enable-пароль) воспроизведется в виде бессмысленного набора символов. Режим начальной установки рекомендует, но не требует, чтобы enable-пароль отличался от enable secret-пароля.

 

Когда на консоли появляется запрос на ввод глобальных параметров, пользователь должен воспользоваться конфигурационными значениями, которые он определил для ввода в маршрутизатор. При положительном ответе на каждый запрос (ответ yes) по каждому протоколу могут появляться дополнительные вопросы.

 

 

Использование TFTP-сервера

Текущая копия конфигурации может храниться на TFTP-сервере. Как показано в листинге 15.1, чтобы сохранить текущую находящуюся в ОЗУ конфигурацию маршрутизатора на сетевом TFTP-сервере, используется команда copy running-config tftp.

Для этого выполните следующие действия.

1. Введите команду copy running-config tftp.

2. Введите IP-адрес хост-машины, на которой будет храниться конфигурационный файл.

3. Введите имя, которое пользователь хотел бы присвоить конфигурационному файлу.

4. Подтвердите выбор вводом ответа yes ("да").

 

Маршрутизатор может конфигурироваться путем загрузки конфигурационного файла, хранящегося на одном из сетевых серверов. Для этого выполните следующие действия.

1. Введите команду copy tftp running-config, чтобы перейти в соответствующий диалог (листинг 15.2).

2. В строке подсказки системы выберите относительный тип конфигурационного файла: сетевой или хост-файл. Сетевой конфигурационный файл содержит команды, которые применяются в отношении всех маршрутизаторов и серверов терминалов, находящихся в сети. Конфигурационный хост-файл содержит команды, которые применяются в отношении одного конкретного маршрутизатора.

3. В строке подсказки системы введите вариант IP-адреса удаленной хостмашины, из которой будет извлекаться конфигурационный файл. В примере ниже маршрутизатор конфигурируется из TFTP-сервера с IP-адресом 131.108.2.155. В следующей строке подсказки системы введите имя конфигурационного файла или воспользуйтесь именем, заданным по умолчанию.

Система именования файлов аналогична используемой в UNIX-подобных операционных системах.

По умолчанию для конфигурационного хост-файла принято имя имя_узла-сети-conf.ig, а для сетевого — имя_сети-сопИ.д. В среде DOS имена файлов на сервере ограничены восемью символами в длину и тремя символами для расширения (например, router, сfg). Далее подтверждаются предоставленные системой имя файла и адрес сервера. В листинге 15.2 необходимо отметить, что вид командной строки маршрутизатора меняется на tokyo немедленно. Это свидетельствует о том, что реконфигурирование
происходит сразу же после загрузки нового файла.

 

 

Режимы конфигурирования

Команды режима глобального конфигурирования действуют в отношении характеристик, которые определяют поведение системы в целом. Они используются для общесистемного конфигурирования, требующего однострочных команд.

Кроме того, существуют особые режимы для конфигурирования отдельных элементов маршрутизатора.

 

 пример настройки интерфейса Ethernet на маршрутизаторе Cisco

 

Router> en

Router# conf t

Router(config)# int FastEthernet 0/0

Router(config-if)# ip address 172.10.1.1 255.255.255.0

Router(config-if)# no shutdown

 

пример настройки последовательного интерфейса на маршрутизаторе Cisco

При соединении маршрутизаторов через последовательные интерфейсы один из них объявляется ведущим (DCE), а другой ведомым (DTE)

 

:

RouterA> en

RouterA# conf t

RouterA(config)# int serial 0/1

RouterA(config-if)# ip address 172.10.1.1 255.255.255.0

RouterA(config-if)# clock rate 56000

RouterA(config-if)# no shutdown

Рассмотрим этот пример подробнее:

1) Вход в привилегированный режим:

RouterA> en

2) Вход в режим конфигурирования:

RouterA# conf t

3) Определение типа интерфейса, номера слота и номера порта (указывается номер слота/номер порта):
RouterA(config)# int serial 0/1

4) Установка IP-адреса и маски:

RouterA(config-if)# ip address 172.10.1.1 255.255.255.0

5) Только для DCE нужно установить скорость:

RouterA(config-if)# clock rate 56000

6) Включение интерфейса:

RouterA(config-if)# no shutdown

 

Пример работы дистанционно векторного протокола.

В начальный момент времени все маршрутизаторы «знают» только о сетях, которые подключены непосредственно к их интерфейсам. Сеть, непосредственно подключенная к интерфейсу маршрутизатора, имеет метрику 0.

Таблицы маршрутизации будут выглядеть следующим образом:

 

R1		R2		R3
networks	Hop	networks	Hop	networks	Hop
172.1.1.0	0	10.1.1.0	0	11.1.1.0	0
192.168.1.0	0	192.168.1.0	0	192.168.2.0	0
192.168.2.0	0	192.168.3.0	0	192.168.3.0	0

 

Затем каждый маршрутизатор пошлет свою таблицу маршрутизации всем своим соседям.

Так как алгоритм вектора расстояния представляет собой процесс последовательного изучения сети, то маршрутизаторы обнаруживают наилучший путь к сетям непосредственно к ним не подключенным, основываясь на суммировании метрик, полученных от соседей. В результате в таблицу маршрутизации каждый маршрутизатор добавит тот маршрут, которого у него нет.

 

При передаче таблицы маршрутизации соседям, метрики всех маршрутов, записанных в ней, увеличиваются на 1.

 

При этом таблицы маршрутизации примут следующий вид:

 

R1		R2		R3
networks	Hop	networks	Hop	networks	Hop
172.1.1.0	0	10.1.1.0	0	11.1.1.0	0
192.168.1.0	0	192.168.1.0	0	192.168.2.0	0
192.168.2.0	0	192.168.3.0	0	192.168.3.0	0
10.1.1.0	1	172.1.1.0	1	172.1.1.0	1
192.168.3.0	1	192.168.2.0	1	192.168.1.0	1
11.1.1.0	1	11.1.1.0	1	10.1.1.0	1

 

В результате все маршрутизторы имеют информацию о всех сетях.

рис 5

 

Сравнение RIPv 1 и RIPv 2

Маршрутизаторы Сisсо поддерживают RIPv1 и RIPv2.

Различия между RIPv1 и RIPv2.

 

	RIPv1	RIPv2
Протокол маршрутизации	Классовый	Безклассовый
Поддержка маски переменной длины	Нет	Да
Отправка маски в обновлениях	Нет	Да
Тип адресации	Broadcast	Multicast
Описание	RFC 1058	RFCs 1721, 1722, 2435
Поддержка суммирования маршрутов	Нет	Да
Поддержка аутентификации	Нет	Да

 

В дальнейшем будет рассматриваться RIPv1.

Настройка RIP

Для настройки протокола RIP необходимо ввести команду router rip в режиме глобальной конфигурации.

Router(config)# router rip

 

Затем в подрежиме настройки протокола маршрутизации необходимо указать сети, через которые он должен посылать и получать обновления.

Router(config-router)# network network-number

В команде network назначается номер классовой сети, к которой непосредственно подключен маршрутизатор. Процесс маршрутизации RIP ассоциирует адрес нужного интерфейса с этой сетью и начинает обработку пакетов RIP на нем.

Настроим RIP на маршрутизаторах R1, R2и R3.

 

R1(config)#router rip

R1(config-router)#network 192.168.1.0

R1(config-router)#network 192.168.2.0

R1(config-router)#network 172.1.0.0

R1(config-router)#^Z

R1#

R2(config)#router rip

R2(config-router)#network 192.168.3.0

R2(config-router)#network 192.168.1.0

R2(config-router)#network 10.0.0.0

R2(config-router)#^Z

R2#

R3(config)#router rip

R3(config-router)#network 192.168.2.0

R3(config-router)#network 192.168.3.0

R3(config-router)#network 11.0.0.0

R3(config-router)#^Z

R3#

 

Проверка настройки RIP

 

Введем команду show ip protocols, котораяпоказывает значения параметров протоколов маршрутизации и их счетчики.

 

R1#show ip protocols

Routing Protocol is "rip"

Sending updates every 30 seconds, next due in 9 seconds

Invalid after 180 seconds, hold down 180, flushed after 240

Outgoing update filter list for all interfaces is

Incoming update filter list for all interfaces is

Redistributing: rip

Default version control: send version 1, receive any version

Interface          Send Recv Triggered RIP Key-chain

Serial0/0        1 1 2

Serial0/1        1 1 2

Automatic network summarization is in effect

Routing for Networks:

192.168.1.0

192.168.2.0

Routing Information Sources:

Gateway    Distance Last Update

192.168.2.2     120 00:00:20

192.168.1.2     120 00:00:17

Distance: (default is 120)

R 1#

 

На маршрутизаторе R1 настроен RIР, который отправляет обновления маршрутной информации каждые 30 секунд. (Этот интервал можно изменить.)

 

Если маршрутизатор с настроенным RIР не получает обновлений от соседа в течение 180 секунд или более, он помечает маршруты, обслуживаемые соседом, как неработоспособные. В результате запись о маршруте, который находился в выключенном состоянии, а теперь вновь заработал, будет оставаться в состоянии «возможно не доступный» до истечения 180 секунд.

 

Если не будет получено обновление о наличии данного маршрута, то через 240 секунд (счетчик удаления) маршрутизатор удалит информацию об этом маршруте из таблицы маршрутизации.

 

Следующее обновление маршрутизатор R1 пошлет через 9 секунд.

 

Маршрутизатор сообщает маршруты для сетей, перечисленных в строке “Routing for Networks”. Маршрутизатор получает информацию от соседей, перечисленных в строке “Routing Information Sources”.

 

Строка “distance: (default is 120)” указывает на административную дистанцию для RIP - маршрутов.

Для просмотра содержимого таблиц маршрутизации вводится команда show ip route.

 

R1#show ip route

Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP

  D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area

  N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2

  E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP

  i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area

  * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR

  P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

C  192.168.1.0/24 is directly connected, Serial0/0

C 192.168.2.0/24 is directly connected, Serial0/1

C 172.1.0.0/24 is directly connected, FastEthernet 0

R 192.168.3.0/24 [120/1] via 192.168.1.2, 00:00:27, Serial0/0

               [120/1] via 192.168.2.2, 00:00:03, Serial0/1

R1#

 

Таблица маршрутизации содержит записи для всех известных сетей или подсетей и код, указывающий на то, как эта информация была получена. Вывод данной команды и назначение ключевых полей объясняются в следующей таблице.

 

Значение поля строки	Описание
R или C	Определяет источник маршрута. Например, “С” указывает на непосредственно подключенную к интерфейсу сеть. “R” указывает, что для определения маршрута использовался протокол маршрутизации RIP.
192.168.1.0 192.168.2.0	Указывают на адреса удаленных сетей.
120 / 1	Первое число — административная дистанция источника информации: второе число — метрика маршрута (в примере — 1 хоп).
via 192.168.1.2 via 192.168.2.2	Указывает адреса следующих маршрутизаторов на пути к удаленным сетям.
00:00:27 00:00:03	Время, прошедшее с момента последнего обновления (в примере — 27 секунд для 192.168.1.2, 03 секунды 192.168.2.2).
Serial0/0 Serial0/1	Определяются интерфейсы, через которые отправляется трафик в удаленные сети.

 

Если обмена маршрутной информацией не происходит (команда show ip route непоказывает записей полученных от динамических протоколов маршрутизации), необходимо использовать команды show running - config или show ip protocol привилегированного режима ЕХЕС для проверки возможных ошибок в настройке динамического протокола маршрутизации.

R1#show running-config

!

router rip

 network 192.168.1.0

network 192.168.2.0

network 172.1.0.0

 

Метрики.

IGRP использует сложную метрику маршрута. Алгоритм расчета такой метрики дает гораздо более точные результаты при выборе наилучшего маршрута.

Путь, имеющий наименьшее значение метрики, является наилучшим маршрутом. В программном обеспечении Сi s со IOS метрика IGRP рассчитывается с использованием констант от К1 до К5. эти константы переводят вектор метрики IGRP в скалярную величину.

Метрика IGRP может включать следующие компоненты:

Полоса пропускания: значение полосы пропускания в канале.

Задержка: суммарная задержка на интерфейсах по всему пути.

Надежность: надежность на пути от источника к приемнику, основанная на получении keepalive -пакетов.

Загрузка: загрузка канала между источником и приемником, выраженная в битах в секунду.

МТ U: размер МТ U на пути от источника к приемнику.

 

По умолчанию в метрике IGRP используются только значения полосы пропускания и задержки.

 

 

Множественные пути в IGRP

Сложная метрика IGRP поддерживает множественные пути между источником и приемником. Два канала с эквивалентной полосой пропускания могут пропускать поток трафика, используя циклический принцип, автоматически переключаясь при этом в случае отказа одного канала на другой.

Несколько путей могут использоваться, даже если их метрики различаются. Если, например, один путь в три раза лучше другого, так как его метрика в три раза меньше, то данный путь будет использоваться в три раза чаще. Только те маршруты, чьи метрики попадают внутрь границ определенного диапазона значений, определенного для наилучших маршрутов, будут использоваться в качестве множественных путей.

Неравные значения метрики, используемые при балансировке нагрузки, позволяют трафику распределятся максимально по шести различным путям, обеспечивая при этом улучшенные показатели производительности и надежности.

 

Основные правила, балансировки нагрузки по путям с различными значениями метрик в IGRP:

 

• IGRP понимает до шести путей (четыре по умолчанию) к данной конечной сети.

• Следующий маршрутизатор по любому пути должен быть ближе к сети назначения, чем данный маршрутизатор при использовании своего лучшего пути. Это правило гарантирует отсутствие петель маршрутизации.

• Метрика альтернативного пути должна находится в пределах заданного отклонения от метрики наилучшего пути.

 

Настройка IGRP

Для настройки протокола IGRP необходимо ввести команду router igrp и номер автономной системы (as - number) в режиме глобальной конфигурации. Протоколы маршрутизации, имеющие разные номера автономных систем, взаимодействовать не будут. Поэтому на всех маршрутизаторах внутри автономной системы протокол должен быть настроен с одним и тем же номером.

 

Router(config)# router igrp as-number

 

Затем в подрежиме настройки протокола маршрутизации необходимо указать сети, через которые он должен посылать и получать обновления.

 

Router(config-router)# network network-number

 

В команде network назначается номер классовой сети, к которой непосредственно подключен маршрутизатор. Процесс IGRP связывает адреса интерфейсов с указанным номером сети и начинает обработку пакетов IGRP на этих интерфейсах.

 

IGRP поддерживает балансировку нагрузки по неэквивалентным путям. Команда variance режима настройки протокола маршрутизации управляет процессом балансировки нагрузки. Команда variance multiplier используется для настройки балансировки нагрузки по неэквивалентным путям, определяя максимальное различие между наилучшей метрикой и наименее подходящей метрикой.

 

variance	Описание
multiplier	диапазон значений метрик, который будет использоваться для определения подходящих путей. Допустимы ненулевые целые положительные значения. Значение по умолчанию - 1, что означает возможность балансировать нагрузку между каналами с одинаковой метрикой.

 

Установка этого значения позволяет маршрутизатору определить подходящие потенциальные маршруты. Маршрут является подходящим, если следующий маршрутизатор в цепи ближе к сети назначения и метрика данного пути не превышает заданного отклонения. Только такие пути могут участвовать в балансировке нагрузки и включаться в таблицу маршрутизации.

 

Для управления распределением трафика по эквивалентным маршрутам используется команда traffic - share { balanced | min }.

 

traffic-share	Описание
balanced	распределяет трафик пропорционально соотношению метрик маршрутов (стоит по умолчанию).
min	определяет использование маршрута, имеющего минимальную стоимость

Настроим IGRP на маршрутизаторах R1, R2и R3.

 

 

R1(config)#router igrp 1

R1(config-router)#network 192.168.1.0

R1(config-router)#network 192.168.2.0

R1(config-router)#network 172.1.0.0

R1(config-router)#^Z

R1#

R2(config)#router igrp 1

R2(config-router)#network 192.168.1.0

R2(config-router)#network 192.168.3.0

R2(config-router)#network 10.0.0.0

R2(config-router)#^Z

R2#

R3(config)#router igrp 1

R3(config-router)#network 192.168.3.0

R3(config-router)#network 192.168.2.0

R3(config-router)#network 11.0.0.0

R3(config-router)#^Z

R3#

 

Проверка настройки IGRP.

Введем команду show ip protocols, котораяпоказывает значения параметров протоколов маршрутизации и их счетчики.

 

R1#show ip protocols

Routing Protocol is "igrp 1"

Sending updates every 90 seconds, next due in 67 seconds

Invalid after 270 seconds, hold down 280, flushed after 630

Outgoing update filter list for all interfaces is

Incoming update filter list for all interfaces is

Default networks flagged in outgoing updates

Default networks accepted from incoming updates

IGRP metric weight K1=1, K2=0, K3=1, K4=0, K5=0

IGRP maximum hopcount 100

IGRP maximum metric variance 1

Redistributing: igrp 1

Routing for Networks:

192.168.1.0

192.168.2.0

172.1.0.0

Routing Information Sources:

Gateway    Distance Last Update

192.168.2.2     100 00:00:01

192.168.1.2     100 00:00:27

Distance: (default is 100)

R1#

Информация для IGRP включает: номер автономной системы, счетчики маршрутизации, сети и административную дистанцию.

 

Значение поля	Описание
routing protocol	Протокол маршрутизации и автономная система.
update	Частота отправки периодических обновлений маршрутной информации.
invalid	Число секунд, по прошествии которых, маршрут помечается как недоступный. Значение параметра по умолчанию равно трем интервалам периодических обновлений.
holddown	Число секунд, в течение которых подавляется маршрутная информация о наихудшем пути. Значение должно минимум в три раза превосходить частоту периодических обновлений.
flush	Число секунд, которое должно пройти прежде, чем маршрут удалится из таблицы маршрутизации. Данное значение должно быть не меньше суммы двух предыдущих параметров.

 

Также команда show ip protocols показывает значения констант К1, К2, К3, К4 и К5, используемых при вычислении метрики в алгоритме IGRP. По умолчанию алгоритм использует только значение полосы пропускания (К1) и задержку (К3). Эти константы выставлены в 1.

Для просмотра содержимого таблиц маршрутизации вводится команда show ip route.

 

R1#show ip route

Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP

  D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area

  N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2

  E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP

  i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area

  * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR

  P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

C 192.168.1.0/24 is directly connected, Serial0/0

C 192.168.2.0/24 is directly connected, Serial0/1

C 172.1.0.0/24 is directly connected, FastEthernet 0

I 192.168.3.0/24 [100/80225] via 192.168.1.2, 00:00:28, Serial0/0

               [100/80225] via 192.168.2.2, 00:00:06, Serial0/1

R1#

 

Таблица маршрутизации содержит записи для всех известных сетей или подсетей и код, указывающий на то, как эта информация была получена. Вывод данной команды и назначение ключевых полей объясняются в следующей таблице.

 

Значение поля строки	Описание
I или C	Определяет источник маршрута. Например, “С” указывает на непосредственно подключенную к интерфейсу сеть. “I” указывает, что для определения маршрута использовался протокол маршрутизации IGRP.
192.168.3.0	Указывают на адреса удаленных сетей.
100/80225	соответствует административной дистанции IGRP и его метрике
via 192.168.1.2 via 192.168.2.2	Указывают адрес следующих маршрутизаторов на пути к удаленной сети.
00: 00: 28 00: 00: 06	Время, прошедшее с момента последнего обновления (в примере — 28 секунд и 6 секунд).
Serial0/0 Serial0/1	Определяют интерфейс, через который отправляется трафик в удаленную сеть.

 

Алгоритм Дейкстры

В процессе выбора оптимального маршрута анализируется ориентированный граф сети. Ниже описан алгоритм Дикстры по выбору оптимального пути. На рис приведена схема узлов (A-J) со значениями метрики для каждого из отрезков пути. Анализ графа начинается с узла A (Старт). Пути с наименьшим суммарным значением метрики считаются наилучшими. Именно они оказываются выбранными в результате рассмотрения графа (“кратчайшие пути“).

Рис Иллюстрация работы алгоритма Дикстры

Рассмотрим формальное описание алгоритма. Сначала вводим некоторые определения.

Пусть D(v) равно сумме весов связей для данного пути.

Пусть c(i,j) равно весу связи между узлами с номерами i и j.

Далее следует последовательность шагов, реализующих алгоритм.

1. Устанавливаем множество узлов N = {1}.

2. Для каждого узла v не из множества n устанавливаем D(v)= c(1,v).

3. Для каждого шага находим узел w не из множества N, для которого D(w) минимально, и добавляем узел w в множество N.

4. Актуализируем D(v) для всех узлов не из множества N
D(v)=min{D(v), D(v)+c(w,v)}.

5. Повторяем шаги 2-4, пока все узлы не окажутся в множестве N.

Топология маршрутов для узла a приведена на нижней части рис. В скобках записаны числа, характеризующие метрику отобранного маршрута согласно критерию пункта 3.

Таблица может иметь совершенно иное содержимое для какого-то другого вида сервиса, выбранные пути при этом могут иметь другую топологию. Качество сервиса (QoS) может характеризоваться следующими параметрами:

· пропускной способностью канала;

· задержкой (время распространения пакета);

· числом дейтограмм, стоящих в очереди для передачи;

· загрузкой канала;

· требованиями безопасности;

· типом трафика;

· числом шагов до цели;

· возможностями промежуточных связей (например, многовариантность достижения адресата).

Таблица. Реализация алгоритма

 

Шаг	Множество	Метрика связи узла А с узлами
	N	B	C	D	E	F	G	H	I	J
0	{A}	3	-	9	-	-	-	-	-	-
1	{A,B}	(3)	4	9	7	-	10	-	-	-
2	{A,B,C}	3	(4)	6	6	10	10	8	-	14
3	{A,BC,D}	3	4	(6)	6	10	10	8	9	14
4	{A,B,C,D,E}	3	4	6	(6)	10	10	8	9	14
5	{A,B,C,D,E,H}	3	4	6	6	10	10	(8)	9	14
6	{A,B,C,D,E,H,I}	3	4	6	6	10	10	8	(9)	14
7	{A,B,C,D,E,H,I,F}	3	4	6	6	(10)	10	8	9	14
8	{A,B,C,D,E,H,I,F,G}	3	4	6	6	10	(10)	8	9