Ειδικά Θέματα Δικτύων Ι

Ειδικά Θέματα Δικτύων Ι Ενότητα 2: Ρύθμιση διεπαφών Νικολάου Σπύρος 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 Αυτή η εργαστηριακή ενότητα πραγματεύεται ζητήματα σχετικά με τη ρύθμιση διεπαφών. 4

Περιεχόμενα ενότητας (1/2) Η διεπαφή Ethernet συμμετέχει στην διαδικασία ARP (Address Resolution Protocol). Διαμορφώνοντας μία σειριακή διεπαφή. Συνδέοντας φυσικά μια διεπαφή ευρυζωνικού δικτύου. Διαμορφώνοντας σειριακές συνδέσεις σε περιβάλλον εργαστηρίου. Επαλήθευση της διαμόρφωσης της σειριακής διεπαφής. 5

Περιεχόμενα ενότητας (2/2) Πίνακας δρομολόγησης. Πρόσθεση διαδρομών στον πίνακα δρομολόγησης. Βιβλιογραφία. 6

Ρύθμιση διεπαφών

Η διεπαφή Ethernet συμμετέχει στην διαδικασία ARP (1/4) Μια διεπαφή Ethernet του δρομολογητή συμμετέχει σε ένα τοπικό δίκτυο όπως οποιαδήποτε άλλη συσκευή του δικτύου. Αυτό σημαίνει ότι αυτές οι διεπαφές έχουν μια διεύθυνση MAC του 2ου στρώματος. Η εντολή show interfaces εμφανίζει την διεύθυνση MAC για τις διεπαφές Ethernet. R1#show interfaces fastethernet 0/0 8

Η διεπαφή Ethernet συμμετέχει στην διαδικασία ARP (2/4) Όπως αναφέραμε στο πρώτο κεφάλαιο, μια διεπαφή Ethernet συμμετέχει στα ARP αιτήματα και στις ARP απαντήσεις και συντηρεί και έναν πίνακα ARP. Εάν ένας δρομολογητής έχει ένα πακέτο που προορίζεται για μια συσκευή σε κάποιο απευθείας συνδεδεμένο δίκτυο Ethernet, ελέγχει τον πίνακα ARP για κάποια καταχώρηση που να έχει την IP διεύθυνση προορισμού του πακέτου αντί να το χαρτογραφήσει στην διεύθυνση MAC. 9

Η διεπαφή Ethernet συμμετέχει στην διαδικασία ARP (3/4) Εάν ο πίνακας ARP δεν περιλαμβάνει αυτή την IP διεύθυνση προορισμού, τότε η διεπαφή Ethernet στέλνει έξω ένα ARP αίτημα. Η συσκευή με την IP (Internet protocol) διεύθυνση προορισμού απαντάει στέλνοντας πίσω μια ARP απάντηση που έχει καταγράψει την διεύθυνση MAC της συσκευής αυτής. Η πληροφορία της IP διεύθυνσης και της MAC διεύθυνσης προστίθεται στον πίνακα ARP για αυτή την διεπαφή Ethernet. 10

Η διεπαφή Ethernet συμμετέχει στην διαδικασία ARP (4/4) Ο δρομολογητής μπορεί τώρα να ενθυλακώσει το IP πακέτο σε πλαίσιο Ethernet με την διεύθυνση MAC προορισμού από τον δικό του πίνακα ARP. Το πλαίσιο Ethernet, με το ενθυλακωμένο πακέτο στην συνέχεια στέλνονται μέσω αυτής της διεπαφής Ethernet. 11

Διαμορφώνοντας μία σειριακή διεπαφή (1/7) Τώρα ας διαμορφώσουμε την σειριακή διεπαφή 2/0 του δρομολογητή R1(την σειριακή σύνδεση που συνδέει τον R1 με τον R2). Αυτή η διεπαφή βρίσκεται στο δίκτυο 192.168.2.0/24 και εκχωρείται με την IP διεύθυνση και την μάσκα υποδικτύου του 192.168.2.1/24. Η διαδικασία που ακολουθούμε για την διαμόρφωση της σειριακής διεπαφής 2/0 είναι παρόμοια με την διαδικασία που ακολουθήσαμε για να διαμορφώσουμε την διεπαφή FastEthernet 0/0. 12

Διαμορφώνοντας μία σειριακή διεπαφή (2/7) R1(config)#interface serial 2/0 R1(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0 R1(config-if)#no shutdown Αφού προσθέσουμε-εισάγαμε τις παραπάνω εντολές. Η σειριακή διεπαφή θα είναι σε κατάσταση up μόνο όταν και η άλλη άκρη της σειριακής σύνδεσης έχει διαμορφωθεί σωστά. Μπορούμε να εμφανίσουμε την τρέχουσα κατάσταση της σειριακής 2/0 χρησιμοποιώντας την εντολή show interfaces serial 2/0. 13

Διαμορφώνοντας μία σειριακή διεπαφή (3/7) Μετά λοιπόν από την πληκτρολόγηση της εντολής show interfaces serial 2/0 στον δρομολογητή R1: R1#show interfaces serial 2/0 Serial2/0 is administratively down, line protocol is down Θα μας εμφανίσει ότι η σύνδεση είναι ακόμα σε κατάσταση down. Η σύνδεση είναι σε κατάσταση down επειδή δεν έχουμε διαμορφώσει και δεν έχουμε ενεργοποιήσει ακόμα το άλλο άκρο της σειριακής σύνδεσης. 14

Διαμορφώνοντας μία σειριακή διεπαφή (4/7) Τώρα θα ρυθμίσουμε το άλλο άκρο αυτής της σειριακής σύνδεσης, της σειριακής σύνδεσης 2/0 του δρομολογητή R2. Σημείωση: Δεν υπάρχουν απαιτήσεις ότι και τα δύο άκρα της σειριακής σύνδεσης πρέπει να χρησιμοποιούν την ίδια διεπαφή, σε αυτή την περίπτωση την σειριακή 2/0. Ωστόσο, επειδή και οι δύο διεπαφές θα είναι μέλη του ίδιου δικτύου, πρέπει και οι δυο να έχουν IP διευθύνσεις που ανήκουν στο δίκτυο 192.168.2.0/24.(οι όροι δίκτυο και υποδίκτυο μπορούν να χρησιμοποιηθούν εναλλακτικά σε αυτή την περίπτωση). Η σειριακή διεπαφή 2/0 του δρομολογητή R2 διαμορφώνεται με την IP διεύθυνση και την μάσκα υποδικτύου 192.168.2.2/24. 15

Διαμορφώνοντας μία σειριακή διεπαφή (5/7) R2(config)#interface serial 2/0 R2(config-if)#ip address 192.168.2.2 255.255.255.0 R2(config-if)#no shutdown Εάν έχουμε χρησιμοποιήσει την εντολή show interfaces serial 2/0 και στους δυο δρομολογητές, θα δούμε ότι η σύνδεση είναι σε κατάσταση up / down. R2#show interfaces serial 2/0 Serial2/0 is up, line protocol is down <output omitted> 16

Διαμορφώνοντας μία σειριακή διεπαφή (6/7) Η φυσική σύνδεση μεταξύ του δρομολογητή R1 και του δρομολογητή R2 είναι σε κατάσταση up επειδή και τα δύο άκρα της σειριακής σύνδεσης έχουν διαμορφωθεί σωστά με μια IP διεύθυνση/μάσκα και έχουν ενεργοποιηθεί με την εντολή no shutdown. Ωστόσο, το πρωτόκολλο της σύνδεσης είναι ακόμα σε κατάσταση down. Αυτό συμβαίνει επειδή η διεπαφή δεν έχει λάβει ακόμα το σήμα χρονισμού(clock signal). 17

Διαμορφώνοντας μία σειριακή διεπαφή (7/7) Οι σειριακές συνδέσεις έχουν ένα άκρο DCE (Data Circuitterminating Equipment, είναι το άκρο που θα προστεθεί η εντολή διαμόρφωσης clock rate), και ένα άκρο DTE (Data Terminal Equipment, που δεν χρειάζεται κάποια παραπάνω διαμόρφωση). Η εντολή λοιπόν που πρέπει να προσθέσουμε στο DCE άκρο για να λάβει η διεπαφή το σήμα χρονισμού είναι η εντολή clock rate, οπότε την προσθέτουμε στον δρομολογητή με το καλώδιο DCE. Η εντολή clock rate θα θέσει το σήμα χρονισμού για την σύνδεση. 18

Συνδέοντας φυσικά μια διεπαφή ευρυζωνικού δικτύου (1/3) Το φυσικό στρώμα ευρυζωνικού δικτύου περιγράφει την διεπαφή μεταξύ του DTE ( τερματικού εξοπλισμού δεδομένων) και του DCE (εξοπλισμό τερματικού κυκλώματος δεδομένων). Γενικότερα, ο DCE είναι ο πάροχος υπηρεσίας και ο DTE είναι η συνδεδεμένη συσκευή Συνήθως, ο δρομολογητής είναι η συσκευή DTE και συνδέεται με μια CSU/DSU (Channel Service Unit/Data Service Unit), που είναι η συσκευή DCE. 19

Συνδέοντας φυσικά μια διεπαφή ευρυζωνικού δικτύου (2/3) Η CSU/DSU(δηλαδή η συσκευή DCE) χρησιμοποιείται για να μετατρέπουμε τα δεδομένα που μας στέλνει ο δρομολογητής( DTE συσκευή) σε μια μορφή κατάλληλη-αποδεκτή για τον πάροχο υπηρεσίας ευρυζωνικού δικτύου. Η CSU/DSU ( δηλαδή η συσκευή DCE) είναι ακόμα υπεύθυνη για την μετατροπή των δεδομένων που λαμβάνει από τον πάροχο υπηρεσίας ευρυζωνικού δικτύου σε μορφή κατάλληλη-αποδεκτή για τον δρομολογητή(συσκευή DTE). 20

Συνδέοντας φυσικά μια διεπαφή ευρυζωνικού δικτύου (3/3) Ο δρομολογητής συνήθως συνδέεται στη CSU/DSU χρησιμοποιώντας ένα σειριακό καλώδιο DTE. Οι σειριακές διεπαφές απαιτούν ένα σήμα χρονισμού για να ελέγχουν τον χρονισμό των επικοινωνιών. Στα περισσότερα περιβάλλοντα, ο πάροχος υπηρεσίας (μία συσκευή DCE όπως μια CSU/DSU) θα παρέχει τον χρονισμό. 21

Διαμορφώνοντας σειριακές συνδέσεις σε περιβάλλον εργαστηρίου (1/4) Για τις σειριακές συνδέσεις που είναι απευθείας διασυνδεδεμένες η μια πλευρά μιας σύνδεσης πρέπει να θεωρείτε ως μια DCE και να παρέχει ένα σήμα χρονισμού. Για να διαμορφώσουμε έναν δρομολογητή για να γίνει η DCE συσκευή: 1. Συνδέστε την DCE άκρη του καλωδίου στην σειριακή διεπαφή. 2. Διαμορφώστε το σήμα χρονισμού της σειριακής διεπαφής χρησιμοποιώντας την εντολή clock rate. 22

Διαμορφώνοντας σειριακές συνδέσεις σε περιβάλλον εργαστηρίου (2/4) Τα σειριακά καλώδια που θα χρησιμοποιήσουμε στο εργαστήριο είναι συνήθως δύο ειδών: Ένα διασταυρωμένο καλώδιο DTE/DCE στο οποίο η μια άκρη είναι DTE και η άλλη άκρη είναι DCE. Ένα DTE καλώδιο που είναι συνδεδεμένο με ένα DCE καλώδιο. Εάν ένα καλώδιο συνδέεται μεταξύ των δύο δρομολογητών, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την εντολή show controllers για να προσδιορίσουμε ποιο άκρο του καλωδίου είναι συνδεδεμένο με αυτή την διεπαφή. 23

Διαμορφώνοντας σειριακές συνδέσεις σε περιβάλλον εργαστηρίου (3/4) Όταν το καλώδιο συνδέεται, μπορούμε να ορίσουμε το ρολόι με την εντολή clock rate. Οι διαθέσιμες συχνότητας ρολογιού(clock rates), σε bits ανά δευτερόλεπτο είναι 1200, 2400, 9600, 19200, 38400, 56000, 64000, 72000, 125000, 148000, 500000, 800000, 100000, 1300000, 2000000 και 4000000. Επειδή η σειριακή διεπαφή 2/0 στον δρομολογητή R1 έχει συνδεδεμένο το DCE καλώδιο, θα διαμορφώσουμε αυτή την διεπαφή με μια συχνότητα ρολογιού. 24

Διαμορφώνοντας σειριακές συνδέσεις σε περιβάλλον εργαστηρίου (4/4) R1(config)#interface serial 2/0 R1(config-if)#clock rate 64000 01:10:28: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial2/0, changed state to up 25

Επαλήθευση της διαμόρφωσης της σειριακής διεπαφής (1/3) Το πρωτόκολλο της σύνδεσης είναι τώρα σε κατάσταση up και επαληθεύεται αυτό και για τα δυο άκρα της σειριακής σύνδεσης χρησιμοποιώντας τις εντολές show interfaces και show ip interface brief. Να θυμάστε ότι, η σειριακή διεπαφή θα είναι σε κατάσταση up μόνο εάν και τα δύο άκρα της σύνδεσης έχουν διαμορφωθεί σωστά. Στο εργαστηριακό περιβάλλον μας, έχουμε διαμορφώσει την συχνότητα ρολογιού στο άκρο με το DCE καλώδιο. 26

Επαλήθευση της διαμόρφωσης της σειριακής διεπαφής (2/3) Μπορούμε να κάνουμε περαιτέρω επαλήθευση ότι η σύνδεση είναι σε κατάσταση up / up κάνοντας ping στις απομακρυσμένες διεπαφές. R1#ping 192.168.2.2 Τελικά, μπορούμε να δούμε το σειριακό δίκτυο 192.168.2.0/24 και στους πίνακες δρομολόγησης και των δύο δρομολογητών. 27

Επαλήθευση της διαμόρφωσης της σειριακής διεπαφής (3/3) Εάν εφαρμόσουμε την εντολή show ip route στον δρομολογητή R1 θα δούμε την απευθείας συνδεδεμένη διαδρομή για το δίκτυο 192.168.2.0/24. R1#show ip route Τώρα ας ρίξουμε μια ματιά στην τρέχουσα διαμόρφωση του δρομολογητή R1 χρησιμοποιώντας την εντολή show running-config. R1#show running-config 28

Πίνακας δρομολόγησης (1/2) Εάν πληκτρολογήσουμε την εντολή show ip route μας εμφανίζει το περιεχόμενο του πίνακα δρομολόγησης. Ας αναλύσουμε τον σκοπό ενός πίνακα δρομολόγησης. Ένας πίνακας δρομολόγησης είναι μια δομή δεδομένων που χρησιμοποιείται για να αποθηκεύουμε πληροφορίες δρομολόγησης που αποκτήθηκαν από διαφορετικές πηγές. 29

Πίνακας δρομολόγησης (2/2) Ο κύριος σκοπός ενός πίνακα δρομολόγησης είναι να παρέχει τον δρομολογητή με τις διαδρομές σε διαφορετικά δίκτυα προορισμού. Ο πίνακας δρομολόγησης περιέχει μια λίστα από γνωστές διευθύνσεις δικτύου, αυτές οι διευθύνσεις που είναι απευθείας συνδεδεμένες, που έχουν διαμορφωθεί στατικά και έχουν γίνει γνωστές δυναμικά. 30

Πρόσθεση διαδρομών στον πίνακα δρομολόγησης (1/2) Θα εξετάσουμε λίγο αναλυτικότερα το πώς οι απευθείας συνδεδεμένες διαδρομές προστίθενται και διαγράφονται από τον πίνακα δρομολόγησης. Σε αντίθεση με τις εντολές show, οι εντολές debug μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να παρακολουθήσουμε τις λειτουργίες του δρομολογητή σε πραγματικό χρόνο. Η εντολή debug ip routing θα μας επιτρέψει να δούμε όλες τις αλλαγές που θα πραγματοποιήσει ο δρομολογητής καθώς θα προσθέτει ή θα αφαιρεί διαδρομές. 31

Πρόσθεση διαδρομών στον πίνακα δρομολόγησης (2/2) Ακόμα θα διαμορφώσουμε τις διεπαφές του δρομολογητή R2 και θα εξετάσουμε αυτή την διαδικασία. Αρχικά, θα ενεργοποιήσουμε το debugging (την διαδικασία με την οποία επιδιορθώνονται προβλήματα που παρουσιάζει ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής) με την εντολή debug ip routing ούτος ώστε να δούμε τα απευθείας συνδεδεμένα δίκτυα καθώς θα προστίθενται στον πίνακα δρομολόγησης. R2#debug ip routing IP routing debugging is on 32

Βιβλιογραφία 1. CCNA αυτοδιδασκαλία: Διασύνδεση συσκευών δικτύου Cisco (ICND), (Επιμέλεια) Steve McQuerry. 2. Δίκτυα υπολογιστών: Το πρώτο βώμα, Wendell Odom. 3. Ασκήσεις προσομοίωσης δικτύων, Emad Aboelela. 4. Εργαστηριακά μαθήματα στα δίκτυα και διαδίκτυα υπολογιστών, Βασίλειος Τσαουσίδης, Ελευθέριος Μαμάτας, Ιωάννης Ψαρράς, Ευστράτιος Κοσμίδης, Στυλιανός Δημητρίου. 33

Τέλος Ενότητας

Σημείωμα Αναφοράς Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Νικολάου Σπύρος. «Ειδικά Θέματα Δικτύων Ι». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: 35

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. 36

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. 37

Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων Το Έργο αυτό κάνει χρήση των ακόλουθων έργων: Εικόνες/Σχήματα/Διαγράμματα/Φωτογραφίες. Βιβλιογραφικές Πηγές. 38