Материал: lab1

spb-vsl-gw1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.2.1

И теперь тадааам: В случае таких тупиковых областей довольно часто применяется именно шлюз последней надежды, чтобы уменьшить количество маршрутов в таблице и сложность настройки.

Санкт-Петербург. Озерки

Теперь озаботимся Озерками. Здесь мы поставим L3-коммутатор. Допустим, связаны они у нас будут арендованным у провайдера волокном (конечно, это идеализированная ситуация для маленькой компании, но можно же помечтать). Использование коммутаторов третьего уровня весьма удобно в некоторых случаях. Во-первых, интервлан роутинг в этом случае делается аппаратно и не нагружает процессор, в отличие от маршрутизатора. Кроме того, один L3-коммутатор обойдётся вам значительно дешевле, чем L2-коммутатор и маршрутизатор по отдельности. Правда, при этом вы лишаетесь ряда функций, естественно. Поэтому при выборе решения будьте аккуратны. Настроим маршрутизатор на Васильевском острове, согласно плану:

spb-vsl-gw1(config)interface fa1/1 spb-vsl-gw1(config-if)#description Ozerki spb-vsl-gw1(config-if)#ip address 172.16.2.5 255.255.255.252

Поскольку мы уже запланировали сеть для Озерков 172.16.17.0/24, то можем сразу прописать туда маршрут:

spb-vsl-gw1(config)#ip route 172.16.17.0 255.255.255.0 172.16.2.6

В качестве некст хопа ставим адрес, который мы выделили для линковой сети на Озерках — 172.16.2.6 Теперь перенесёмся в сами Озерки: Подключим кабель в уже настроенный порт fa1/1 на стороне Васильевского острова и в 24-й порт 3560 в Озерках. По умолчанию все порты L3-коммутатора работают в режиме L2, то есть это обычные “свитчёвые” порты, на которых мы можем настроить вланы. Но любой из них мы можем перевести в L3-режим, сделав портом маршрутизатора. Тогда на нём мы сможем настроить IP-адрес:

Switch(config)#hostname spb-ozerki-gw1 spb-ozerki-gw1(config)#interface fa0/24 spb-ozerki-gw1(config-if)#no switchport spb-ozerki-gw1(config-if)#ip address 172.16.2.6 255.255.255.252

Проверяем связь:

spb-ozerki-gw1#ping 172.16.2.5 Type escape sequence to abort. Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 172.16.2.5, timeout is 2 seconds: .!!!! Success rate is 80 percent (4/5), round-trip min/avg/max = 1/18/61 ms

Настроим ещё локальную сеть. Напомним, что Cisco и другие производители и не только производители не рекомендуют использовать 1-й влан, поэтому, мы воспользуемся 2-м:

spb-ozerki-gw1(config)#vlan 2 spb-ozerki-gw1(config-vlan)#name LAN spb-ozerki-gw1(config-vlan)#exit spb-ozerki-gw1(config)#interface vlan 2 spb-ozerki-gw1(config-if)#description LAN spb-ozerki-gw1(config-if)#ip address 172.16.17.1 255.255.255.0 spb-ozerki-gw1(config)#interface fastEthernet 0/1 spb-ozerki-gw1(config-if)#description Pupkin spb-ozerki-gw1(config-if)#switchport mode access spb-ozerki-gw1(config-if)#switchport access vlan 2

После этого все устройства во втором влане будут иметь шлюзом 172.16.17.1 Чтобы коммутатор превратился в почти полноценный маршрутизатор, надо дать ещё одну команду:

spb-ozerki-gw1(config)#ip routing

Таким образом мы включим возможность маршрутизации. Никаких других маршрутов, кроме как по умолчанию нам тут не надо:

spb-ozerki-gw1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.2.5

Связь до spb-vsl-gw1 есть:

spb-ozerki-gw1#ping 172.16.16.1 Type escape sequence to abort. Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 172.16.16.1, timeout is 2 seconds: !!!!! Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 3/50/234 ms

А до Москвы нет:

spb-ozerki-gw1#ping 172.16.3.1 Type escape sequence to abort. Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 172.16.3.1, timeout is 2 seconds: ..... Success rate is 0 percent (0/5)

Опять же дело в отсутствии маршрута. Вообще удобный инструмент для нахождения примерного места расположения проблемы traceroute:

spb-ozerki-gw1#traceroute 172.16.3.1 Type escape sequence to abort. Tracing the route to 172.16.3.1 1 172.16.2.5 4 msec 2 msec 5 msec 2 * * * 3 * * * 4 *

Как видите, что от spb-vsl-gw1 ответ приходит, а дальше глухо. Это означает, как правило, что или на хопе с адресом 172.16.2.5 не прописан маршрут в нужную сеть (вспоминаем, что у нас настроен там маршрут по умолчанию, которого достаточно) или на следующем нету маршрута обратно:

msk-arbat-gw1#sh ip rou Gateway of last resort is not set 172.16.0.0/16 is variably subnetted, 9 subnets, 2 masks C 172.16.0.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0.3 C 172.16.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0.2 C 172.16.2.0/30 is directly connected, FastEthernet0/1.4 C 172.16.2.16/30 is directly connected, FastEthernet0/1.5 C 172.16.3.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0.101 C 172.16.4.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0.102 C 172.16.5.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0.103 C 172.16.6.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0.104 S 172.16.16.0/24 [1/0] via 172.16.2.2

Действительно маршрута в подсеть 172.16.17.0/24 нет. Мы можем прописать его, вы это уже умеете, а можем вспомнить, что целую подсеть 172.16.16.0/21 мы выделили под Питер, поэтому вместо того, чтобы по отдельности добавлять маршрут в каждую новую сеть, мы пропишем агрегированный маршрут:

msk-arbat-gw1(config)#no ip route 172.16.16.0 255.255.255.0 172.16.2.2 msk-arbat-gw1(config)#ip route 172.16.16.0 255.255.248.0 172.16.2.2

Проверяем:

msk-arbat-gw1#ping 172.16.17.1 Type escape sequence to abort. Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 172.16.17.1, timeout is 2 seconds: !!!!! Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 4/10/18 ms

Но странной неожиданностью для вас может стать то, что с spb-ozerki-gw1 вы не увидите Москву по-прежнему:

spb-ozerki-gw1#ping 172.16.3.1 Type escape sequence to abort. Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 172.16.3.1, timeout is 2 seconds: ..... Success rate is 0 percent (0/5)

Но при этом, если в качестве адреса-источника мы укажем 172.16.17.1:

spb-ozerki-gw1#ping Protocol [ip]: Target IP address: 172.16.3.1 Repeat count [5]: Datagram size [100]: Timeout in seconds [2]: Extended commands [n]: y Source address or interface: ping172.16.17.1 % Invalid source Source address or interface: 172.16.17.1 Type of service [0]: Set DF bit in IP header? [no]: Validate reply data? [no]: Data pattern [0xABCD]: Loose, Strict, Record, Timestamp, Verbose[none]: Sweep range of sizes [n]: Type escape sequence to abort. Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 172.16.3.1, timeout is 2 seconds: Packet sent with a source address of 172.16.17.1 !!!!! Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 5/9/14 ms

И даже с компьютера 172.16.17.26 связь есть: Как же так? Ответ, вы не поверите, так же прост — проблемы с маршрутизацией. Дело в том, что msk-arbat-gw1 о подсети 172.16.17.0/24 знает, а о 172.16.2.4/30 нет. А именно адрес 172.16.2.6 — адрес ближайшего к адресату интерфейса (или интерфейса, с которого отправляется IP-пакет) подставляет по умолчанию в качестве источника. Об этом забывать не нужно.

msk-arbat-gw1(config)#ip route 172.16.2.4 255.255.255.252 172.16.2.2 spb-ozerki-gw1#ping 172.16.3.1 Type escape sequence to abort. Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 172.16.3.1, timeout is 2 seconds: !!!!! Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 7/62/269 ms

Ещё интересный опыт: а что если адрес на маршрутизаторе на Васильевском острове маршрут в подсеть 172.16.3.0/24 пропишем на Озерки, а не в Москву? Ну чисто для интереса. Что произойдёт в этом случае?

spb-vsl-gw1(config)#ip route 172.16.3.0 255.255.255.0 172.16.2.6

В РТ вы этого не увидите, почему-то, но в реальной жизни получится кольцо маршрутизации. Сети 172.16.3.0/24 и 172.16.16.0/21 не будут видеть друг друга: пакет идущий с spb-ozerki-gw1 в сеть 172.16.3.0 попадает в первую очередь на spb-vsl-gw1, где сказано: “172.16.3.0/24 ищите за 172.16.2.6”, а это снова spb-ozerki-gw1, где сказано: “172.16.3.0/24 ищите за 172.16.2.5” и так далее. Пакет будет шастать туда-обратно, пока не истечёт значение в поле TTL. Дело в том, что при прохождении каждого маршрутизатора поле TTL в IP-заголовке, изначально имеющее значение 255, уменьшается на 1. И если вдруг окажется, что это значение равно 0, то пакет погибает, точнее маршрутизатор, увидевший это, задропит его. Таким образом обеспечивается стабильность сети — в случае возникновения петли пакеты не будут жить бесконечно, нагружая канал до его полной утилизации. Кстати, в Ethernet такого механизма нет и если получается петля, то коммутатор только и будет делать, что плодить широковещательные запросы, полностью забивая канал — это называется широковещательный шторм (эта проблема решается с помощью специальной технологии\протокола STP- об этом в следующем выпуске). В общем, если вы пускаете пинг из сети 172.16.17.0 на адрес 172.16.3.1, то ваш IP-пакет будет путешествовать между двумя маршрутизаторами, пока не истечёт срок его жизни, пройдя при этом по линку между Озерками и Васильевским островом 254 раза. Кстати, следствием из работы этого механизма является то, что не может существовать связная сеть, где между узлами больше 255 маршрутизаторов. Впрочем это и не очень актуальная потребность. Сейчас даже самый долгий трейс занимает пару-тройку десятков хопов.

Кемерово. Красная горка

Рассмотрим последний небольшой пример — маршрутизатор на палочке (router on a stick). Название навеяно схемой подключения: Маршрутизатор связан с коммутатором лишь одним кабелем и по разным вланам внутри него передаётся трафик и локальной сети, и внешний. Делается это, как правило, для экономии средств (на маршрутизаторе только один порт и не хочется покупать дополнительную плату). Подключим следующим образом: Настройка коммутатора уже не должна для вас представлять проблем. На UpLink-интерфейсе настраиваем оговоренный с провайдером 5-й влан транком:

Switch(config)#hostname kmr-gorka-sw1 kmr-gorka-sw1(config)#vlan 5 kmr-gorka-sw1(config-vlan)#name Moscow kmr-gorka-sw1(config)#int fa0/24 kmr-gorka-sw1(config-if)#description Moscow kmr-gorka-sw1(config-if)#switchport mode trunk kmr-gorka-sw1(config-if)#switchport trunk allowed vlan 5

В качестве влана для локальной сети выберем vlan 2 и это ничего, что он уже используется и в Москве и в Питере — если они не пересекаются и вы это можете контролировать, то номера могут совпадать. Тут каждый решает сам: вы можете везде использовать, например, 2-й влан, в качестве влана локальной сети или напротив разработать план, где номера вланов уникальны во всей сети.

kmr-gorka-sw1(config)#vlan 2 kmr-gorka-sw1(config-vlan)#name LAN kmr-gorka-sw1(config)#int fa0/1 kmr-gorka-sw1(config-if)#description syn_generalnogo kmr-gorka-sw1(config-if)#switchport mode access kmr-gorka-sw1(config-if)#switchport access vlan 2

Транк в сторону маршрутизатора, где 5-ым вланом будут тегироваться кадры внешнего трафика, а 2-м — локального.

kmr-gorka-sw1(config)#int fa0/23 kmr-gorka-sw1(config-if)#description kmr-gorka-gw1 kmr-gorka-sw1(config-if)#switchport mode trunk kmr-gorka-sw1(config-if)#switchport trunk allowed vlan 2,5

Настройка маршрутизатора:

Router(config)#hostname kmr-gorka-gw1 kmr-gorka-gw1(config)#int fa0/0.5 kmr-gorka-gw1(config-subif)#description Moscow kmr-gorka-gw1(config-subif)#encapsulation dot1Q 5 kmr-gorka-gw1(config-subif)#ip address 172.16.2.18 255.255.255.252 kmr-gorka-gw1(config)#int fa0/0 kmr-gorka-gw1(config-if)#no sh kmr-gorka-gw1(config)#int fa0/0.2 kmr-gorka-gw1(config-subif)#description LAN kmr-gorka-gw1(config-subif)#encapsulation dot1Q 2 kmr-gorka-gw1(config-subif)#ip address 172.16.24.1 255.255.255.0

Полагаем, что маршрутизацию здесь между Москвой и Кемерово вы теперь сможете настроить самостоятельно.

Дополнительно

В случае, если с маршрутизацией не всё в порядке для траблшутинга вам понадобятся две команды: traceroute и show ip route. У первой бывает полезным, как вы видели, задать адрес источника. А последнюю можно применять с параметрами, например:

msk-arbat-gw1#sh ip route 172.16.17.0 Routing entry for 172.16.16.0/21 Known via "static", distance 1, metric 0 Routing Descriptor Blocks: * 172.16.2.2 Route metric is 0, traffic share count is 1

Несмотря на то, что в таблице маршрутизации нет отдельной записи для подсети 172.16.17.0, маршрутизатор покажет вам, какой следующий хоп. И ещё хотелось бы повторить самые важные вещи:

• Когда блок данных попадает на маршрутизатор, заголовок Ethernet полностью отбрасывается и при отправке формируется совершенно новый кадр. Но IP-пакет остаётся неизменным

• Каждый маршрутизатор в случае статической маршрутизации принимает решение о судьбе пакета исключительно самостоятельно и не знает ничего о чужих таблицах

• Поиск в таблице идёт НЕ до первой попавшейся подходящей записи, а до тех пор, пока не будет найдено самое точное соответствие (самая узкая маска). Например, если у вас таблица маршрутизации выглядит так:

172.16.0.0/16 is variably subnetted, 6 subnets, 3 masks S 172.16.0.0/16 [1/0] via 172.16.2.22 C 172.16.2.20/30 is directly connected, FastEthernet0/0 C 172.16.2.24/30 is directly connected, FastEthernet0/0.2 C 172.16.2.28/30 is directly connected, FastEthernet0/0.3 S 172.16.10.0/24 [1/0] via 172.16.2.26 S 172.16.10.4/30 [1/0] via 172.16.2.30

И вы передаёте данные на 172.16.10.5, то он не пойдёт ни по маршруту через 172.16.2.22 ни через 172.16.2.26, а выберет самую узкую маску (самую длинную) /30 через 172.16.2.30

• Если IP-адресу получателя не будет соответствовать ни одна запись в таблице маршрутизации и не настроен маршрут по умолчанию (шлюз последней надежды), пакет будет просто отброшен

На этом первое знакомство с маршрутизацией можно закончить. Нам кажется, что читатель сам видит, сколько сложностей поджидает его здесь, может предположить, какой объём работы предстоит ему, если сеть разрастётся до нескольких десятков маршрутизаторов. Но надо сказать, что в современном мире статическая маршрутизация, не то чтобы не используется, конечно, ей есть место, но в подавляющем большинстве сетей, крупнее районного пионер-нета внедрены протоколы динамической маршрутизации. Среди них OSPF, EIGRP, IS-IS, RIP, которым мы посвятим отдельный выпуск и, скорее всего, не один. Но настройка статической маршрутизации в значительной степени поможет вашему общему пониманию маршрутизации. В качестве самостоятельного задания попробуйте настроить маршрутизацию между Москвой и Кемерово и ответить на вопрос, почему не пингуются устройства из сети управления.

STP tutorial

• проблему широковещательного шторма

• работу и настройку протокола STP и его модификаций (RSTP, MSTP, PVST, PVST+)

• технологию агрегации интерфейсов и перераспределения нагрузки между ними

• некоторые вопросы стабильности и безопасности

• как изменить схему существующей сети, чтобы всем было хорошо

В прошлом выпуске мы остановились на статической маршрутизации. Теперь надо сделать шаг в сторону и обсудить вопрос стабильности нашей сети. Однажды, когда вы — единственный сетевой админ фирмы “Лифт ми Ап” — отпросились на полдня раньше, вдруг упала связь с серверами, и директора не получили несколько важных писем. После короткой, но ощутимой взбучки вы идёте разбираться, в чём дело, а оказалось, по чьей-то неосторожности выпал из разъёма единственный кабель, ведущий к коммутатору в серверной. Небольшая проблема, которую вы могли исправить за две минуты, и даже вообще избежать, существенно сказалась на вашем доходе в этом месяце и возможностях роста. Итак, сегодня обсуждаем:

• проблему широковещательного шторма

• работу и настройку протокола STP и его модификаций (RSTP, MSTP, PVST, PVST+)

• технологию агрегации интерфейсов и перераспределения нагрузки между ними

• некоторые вопросы стабильности и безопасности

• как изменить схему существующей сети, чтобы всем было хорошо

Оборудование, работающее на втором уровне модели OSI (коммутатор), должно выполнять 3 функции: запоминание адресов, перенаправление (коммутация) пакетов, защита от петель в сети. Разберем по пунктам каждую функцию. Запоминание адресов и перенаправление пакетов: Как мы уже говорили ранее, у каждого свича есть таблица сопоставления MAC-адресов и портов (aka CAM-table — Content Addressable Memory Table). Когда устройство, подключенное к свичу, посылает кадр в сеть, свич смотрит MAC-адрес отправителя и порт, откуда получен кадр, и добавляет эту информацию в свою таблицу. Далее он должен передать кадр получателю, адрес которого указан в кадре. По идее, информацию о порте, куда нужно отправить кадр, он берёт из этой же CAM-таблицы. Но, предположим, что свич только что включили (таблица пуста), и он понятия не имеет, в какой из его портов подключен получатель. В этом случае он отправляет полученный кадр во все свои порты, кроме того, откуда он был принят. Все конечные устройства, получив этот кадр, смотрят MAC-адрес получателя, и, если он адресован не им, отбрасывают его. Устройство-получатель отвечает отправителю, а в поле отправителя ставит свой адрес, и вот свич уже знает, что такой-то адрес находится на таком-то порту (вносит запись в таблицу), и в следующий раз уже будет переправлять кадры, адресованные этому устройству, только в этот порт. Чтобы посмотреть содержимое CAM-таблицы, используется команда show mac address-table. Однажды попав в таблицу, информация не остаётся там пожизненно, содержимое постоянно обновляется и если к определенному mac-адресу не обращались 300 секунд (по умолчанию), запись о нем удаляется. Тут всё должно быть понятно. Но зачем защита от петель? И что это вообще такое?