Σχεδίαση Δικτύων Υπολογιστών Ενότητα 4: Στατική δρομολόγηση Άγγελος Μιχάλας Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ
Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2
Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Δυτικής Μακεδονίας και στην Ανώτατη Εκκλησιαστική Ακαδημία Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3
Σκοποί ενότητας Σε αυτή την εργαστηριακή ενότητα ασχολούμαστε με τη στατική δρομολόγηση. 4
Περιεχόμενα ενότητας (1/2) Εξετάζοντας τις διεπαφές του δρομολογητή. Οι διεπαφές και οι καταστάσεις τους. Διαμορφώνοντας μία διεπαφή Ethernet. Αυτόκλητα μηνύματα από το IOS. Συγχρονισμός IOS μηνυμάτων και εισαγωγή εντολών. Διαβάζοντας τον πίνακα δρομολόγησης. 5
Περιεχόμενα ενότητας (2/2) Οι δρομολογητές συχνά αποθηκεύουν διευθύνσεις δικτύου. Βιβλιογραφία. 6
Στατική δρομολόγηση
Εξετάζοντας τις διεπαφές του δρομολογητή Χρησιμοποιείται η εντολή show ip route για να εμφανιστεί ο πίνακας δρομολόγησης. Αρχικά, ο πίνακας δρομολόγησης είναι κενός εάν δεν έχει ρυθμιστεί καμία διεπαφή. Σημείωση: Οι στατικές διαδρομές και οι δυναμικές διαδρομές δεν θα προστεθούν στον πίνακα δρομολόγησης μέχρι να διαμορφωθούν στον δρομολογητή οι κατάλληλες τοπικές διεπαφές, που είναι γνωστές και ως διεπαφές εξόδου. 8
Οι διεπαφές και οι καταστάσεις τους (1/7) Μπορούμε να εξετάσουμε την κατάσταση κάθε διεπαφής χρησιμοποιώντας διάφορες εντολές όπως την εντολή show interfaces, την show ip interface brief ή την show runningconfig. Αναλυτικότερα, η εντολή show interfaces μας εμφανίζει την κατάσταση και μας δίνει και μια λεπτομερή περιγραφή για όλες τις διεπαφές του δρομολογητή. Το μήνυμα εξόδου αυτής της εντολής μπορεί να είναι εκτενής σε μήκος. 9
Οι διεπαφές και οι καταστάσεις τους (2/7) Για να εμφανιστούν οι ίδιες πληροφορίες αλλά αυτή την φορά για συγκεκριμένη διεπαφή όπως πχ η FastEthernet 0/0, θα χρησιμοποιηθεί η εντολή show interfaces με δίπλα μια παράμετρο που θα συγκεκριμενοποιεί ποια διεπαφή θέλω να δω. Για παράδειγμα: R1#show interfaces fastethernet 0/0 FastEthernet0/0 is administratively down, line protocol is down 10
Οι διεπαφές και οι καταστάσεις τους (3/7) Παρατηρείται ότι η διεπαφή είναι σε κατάσταση διοικητικά down και το πρωτόκολλο της σύνδεσης είναι επίσης σε κατάσταση down. Όταν λέμε ότι μία διεπαφή είναι σε κατάσταση διοικητικά down εννοούμε ότι η διεπαφή είναι αυτή την στιγμή στην λειτουργία τερματισμού ή είναι απενεργοποιημένη. 11
Οι διεπαφές και οι καταστάσεις τους (4/7) Όταν λέμε ότι το πρωτόκολλο της σύνδεσης είναι σε κατάσταση down εννοούμε, σε αυτή την περίπτωση, ότι η διεπαφή δεν λαμβάνει ένα σήμα φέρον σήμα από έναν διακλαδωτή ή έναν κόμβο. Αυτή η κατάσταση μπορεί να οφείλεται στο γεγονός ότι η διεπαφή είναι σε λειτουργία τερματισμού. 12
Οι διεπαφές και οι καταστάσεις τους (5/7) Η εντολή show ip interface brief μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εμφανίσουμε συνοπτικά ένα τμήμα της πληροφορίας της διεπαφής. Η εντολή show running-config εμφανίζει το τρέχον αρχείο διαμόρφωσης που χρησιμοποιεί ο δρομολογητής. Οι εντολές διαμόρφωσης είναι αποθηκευμένες προσωρινά στο τρέχον αρχείο διαμόρφωσης και εφαρμόζονται άμεσα από τον δρομολογητή. Χρησιμοποιώντας αυτή την εντολή χρησιμοποιείται ένας εναλλακτικός τρόπος για την επαλήθευση της κατάστασης μιας διεπαφής όπως πχ της FastEthernet 0/0. 13
Οι διεπαφές και οι καταστάσεις τους (6/7) R1#show running-config <some output omitted> interface FastEthernet0/0 no ip address shutdown <some output omitted> 14
Οι διεπαφές και οι καταστάσεις τους (7/7) Ωστόσο, η χρήση της εντολής show running-config δεν είναι ο καλύτερος τρόπος για να επαληθευτούν οι διαμορφώσεις των διεπαφών. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί η εντολή show ip interface brief για μια γρήγορη επαλήθευση ότι οι διεπαφές είναι σε κατάσταση up και up (δηλαδή είναι ότι οι διεπαφές είναι διοικητικά up και το πρωτόκολλο της σύνδεσης είναι σε κατάσταση up ). 15
Διαμορφώνοντας μία διεπαφή Ethernet (1/4) Εξετάζοντας προηγουμένως τον πίνακα δρομολόγησης του δρομολογητή R1 με την εντολή show ip route καταλήξαμε στο συμπέρασμά ότι δεν έχει ακόμα καταγεγραμμένες διαδρομές. Ας προσθέσουμε μια διαδρομή στον δρομολογητή R1 στο δικό μας παράδειγμά του προσθέτουμε την fastethernet 0/0. Από προεπιλογή, σε όλες οι διεπαφές του δρομολογητή έχει διακοπή η λειτουργία τους, ή είναι απενεργοποιημένες. Για να ενεργοποιηθεί αυτή την διεπαφή, χρησιμοποιείται η εντολή no shutdown που αλλάζει την διεπαφή από διοικητικά down κατάσταση σε up. 16
Διαμορφώνοντας μία διεπαφή Ethernet (2/4) R1(config)#interface fastethernet 0/0 R1(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 R1(config-if)#no shutdown Και μας επιστρέφεται το ακόλουθο μήνυμα από το IOS: *Mar 1 01:16:08.212: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet0/0, changed state to up *Mar 1 01:16:09.214: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to up 17
Διαμορφώνοντας μία διεπαφή Ethernet (3/4) Η πρώτη γραμμή του μηνύματος μας λέει ότι άλλαξε η κατάσταση της fastethernet 0/0 από down σε up μας δείχνει ότι σε φυσικό επίπεδο η σύνδεση είναι καλή. Εάν δεν έχετε λάβει αυτό το πρώτο μήνυμα, βεβαιωθείτε ότι η διεπαφή είναι συνδεδεμένη σωστά. Σημείωση: Παρόλο που ενεργοποιήθηκε η διεπαφή με την εντολή no shutdown, η διεπαφή Ethernet δεν θα ενεργοποιούταν, παρά μόνο αν λάμβανε ένα φέρον σήμα από κάποια άλλη συσκευή( διακλαδωτή, κόμβο, ηλεκτρονικό υπολογιστή, ή άλλη συσκευή). 18
Διαμορφώνοντας μία διεπαφή Ethernet (4/4) Η δεύτερη γραμμή του μηνύματος που μας επιστράφηκε από το ios που άλλαξε την κατάσταση από down σε up μας δείχνει ότι το στρώμα συνδέσμου δεδομένων είναι λειτουργικό. Στις διεπαφές τοπικού δικτύου, συνήθως δεν αλλάζουμε τις παραμέτρους του στρώματος συνδέσμου δεδομένων. 19
Αυτόκλητα μηνύματα από το IOS Το IOS συχνά στέλνει αυτόκλητα μηνύματα παρόμοια με τα μηνύματα αλλαγής κατάστασης από down σε up που μόλις αναφέραμε. Αυτά τα μηνύματα μπορεί να εμφανιστούν πιθανότατα όταν να είμαστε στην μέση μιας πληκτρολόγησης κάποιας εντολής, όπως πιθανότατα εάν πληκτρολογούμε κάποια εντολή για διαμόρφωση μια περιγραφής για την διεπαφή. Το μήνυμα IOS δεν επηρεάζει την εντολή που πληκτρολογούμε, αλλά μπορεί να μας κάνει να χάσουμε το σημείο που πληκτρολογούσαμε. 20
Συγχρονισμός IOS μηνυμάτων και εισαγωγή εντολών Για να κρατήσουμε το αυτόκλητο μήνυμα εξόδου χωριστά από το μήνυμα εισόδου μας,εισάγουμε λειτουργία διαμόρφωσής γραμμής για την θύρα κονσόλας και προσθέτουμε την εντολή logging synchronous. 21
Διαβάζοντας τον πίνακα δρομολόγησης (1/3) Ξανα-πληκτρολογώντας την εντολή show ip route στον δρομολογητή R1 για να εμφανίσω και να δω τις αλλαγές που συνέβησαν στον πίνακα δρομολόγησης του R1 παρατηρώ ότι ο δρομολογητής R1 έχει μια απευθείας συνδεδεμένη διεπαφή FastEthernet 0/0 ένα καινούργιο δίκτυο. Η διεπαφή ρυθμίστηκε με την IP διεύθυνση 192.168.1.1 που κάνει αυτή την διεπαφή μέλος του δικτύου 192.168.1.0/24. 22
Διαβάζοντας τον πίνακα δρομολόγησης (2/3) Εξετάστε την ακόλουθη γραμμή του μηνύματος εξόδου του πίνακα: C 192.168.1.0 is directly connected, FastEthernet0/0 Το C που βρίσκεται στην αρχή της διαδρομής υποδεικνύει ότι αυτό είναι ένα απευθείας συνδεδεμένο δίκτυο. Με άλλα λόγια, ο δρομολογητής R1 έχει μια διεπαφή που ανήκει σε αυτό το δίκτυο. 23
Διαβάζοντας τον πίνακα δρομολόγησης (3/3) Η /24 μάσκα υποδικτύου για αυτή την διαδρομή εμφανίζεται στην γραμμή πάνω από την πραγματική διαδρομή. 192.168.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 192.168.1.0 is directly connected, FastEthernet0/0 24
Οι δρομολογητές συχνά αποθηκεύουν διευθύνσεις δικτύου (1/7) Με ελάχιστες εξαιρέσεις, οι πίνακες δρομολόγησης έχουν συχνότερα διαδρομές για διευθύνσεις δικτύου από ότι έχουν για διευθύνσεις μεμονωμένων φιλοξενητών. Η διαδρομή 192.168.1.0/24 στο πίνακα δρομολόγησης σημαίνει ότι αυτή η διαδρομή ταιριάζει όλα τα πακέτα με μια διεύθυνση προορισμού που ανήκει σε αυτό το δίκτυο. 25
Οι δρομολογητές συχνά αποθηκεύουν διευθύνσεις δικτύου (2/7) Το να έχεις μια μεμονωμένη διαδρομή αντιπροσωπεύει ένα ολόκληρο δίκτυο από IP διευθύνσεις φιλοξενητή που κάνουν μικρότερο τον πίνακα δρομολόγησης, με λίγες διαδρομές, που έχει ως αποτέλεσμα την γρηγορότερη αναζήτηση στον πίνακα δρομολόγησης. Ο πίνακας δρομολόγησης μπορεί να περιέχει 254 IP διευθύνσεις φιλοξενητή για το δίκτυο 192.168.1.0/24, αλλά αυτός δεν είναι έναν αναποτελεσματικός τρόπος αποθήκευσης διευθύνσεων. 26
Οι δρομολογητές συχνά αποθηκεύουν διευθύνσεις δικτύου (3/7) Η δομή ενός τηλεφωνικού καταλόγου περιγράφει ακριβώς την δομή ενός πίνακα δρομολόγησης. Ένας τηλεφωνικός κατάλογος είναι μια λίστα από ονόματα και τηλέφωνα, που είναι αλφαβητικά ταξινομημένα κατά σειρά επωνύμου. Όταν ψάχνουμε για κάποιο τηλέφωνο, θεωρήσουμε ότι όσο λιγότερα τα ονόματα που υπάρχουν στον κατάλογο τόσο γρηγορότερα θα βρούμε το όνομα που ψάχνουμε. 27
Οι δρομολογητές συχνά αποθηκεύουν διευθύνσεις δικτύου (4/7) Ο τηλεφωνικός κατάλογος έχει καταγεγραμμένο μόνο μια φορά το κάθε τηλέφωνο. Για παράδειγμα η οικογένεια Green θα είναι καταγεγραμμένη πιθανότατα κάπως έτσι: Green, City, 742 North Area, 323-9878 28
Οι δρομολογητές συχνά αποθηκεύουν διευθύνσεις δικτύου (5/7) Αυτή είναι η μόνη καταγραφή για αυτούς που μένουν σε αυτή την διεύθυνση και έχουν τον ίδιο αριθμό τηλεφώνου. Ο τηλεφωνικός κατάλογος θα μπορούσε να έχει καταγράψει τις πληροφορίες για κάθε μέλος της οικογένειας ξεχωριστά, αλλά αυτό θα αύξανε το μέγεθος του τηλεφωνικού καταλόγου. Για παράδειγμα, θα μπορούσε να υπήρχε ξεχωριστή καταγραφή για το κάθε μέλος όλοι με την ίδια διεύθυνση και τον ίδιο αριθμό τηλεφώνου. 29
Οι δρομολογητές συχνά αποθηκεύουν διευθύνσεις δικτύου (6/7) Εάν αυτό συνέβαινε για κάθε οικογένεια, ο τηλεφωνικός κατάλογος θα ήταν μεγαλύτερος σε όγκο και θα χρειαζόταν περισσότερος χρόνος αναζήτησης. Οι πίνακες δρομολόγησης δουλεύουν με τον ίδιο τρόπο με τους τηλεφωνικούς καταλόγους δηλαδή: Μία εγγραφή στον πίνακα δρομολόγησης αντιπροσωπεύει μια οικογένεια συσκευών που όλες τους μοιράζονται το ίδιο δίκτυο ή τον χώρο διευθύνσεων. 30
Οι δρομολογητές συχνά αποθηκεύουν διευθύνσεις δικτύου (7/7) Όσο λιγότερες είναι οι εγγραφές στον πίνακα δρομολόγησης, τόσο γρηγορότερή θα είναι η διαδικασία αναζήτησης. Για να διατηρήσουμε μικρούς τους πίνακες δρομολόγησης, ταξινομούμε την λίστα τις διευθύνσεις δικτύου με τις μάσκες υποδικτύου αντί για να τις ταξινομούμε με τις μεμονωμένες IP διευθύνσεις του φιλοξενητή. 31
Σημείωμα Αναφοράς Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Άγγελος Μιχάλας. «Σχεδίαση Δικτύων Υπολογιστών». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: 32
Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο. που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο. που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο. Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 33
Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς. το Σημείωμα Αδειοδότησης. τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων. το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει). μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 34
Βιβλιογραφία 1. CCNA αυτοδιδασκαλία: Διασύνδεση συσκευών δικτύου CISCO (ICND), (Επιμέλεια) Steve Mc Querry. 2. Σχεδιασμός και υλοποίηση δικτύων, Σπύρος Δ. Αρσένης. 3. Δίκτυα υπολογιστών: Μία προσέγγιση από τη σκοπιά των συστημάτων, larry L. Peterson, Bruce S. Davie. 4. Διαδίκτυα με TCP/IP: Αρχές, πρωτόκολλα και αρχιτεκτονικές, Douglas E. Comer. 35
Τέλος Ενότητας