Ειδικά Θέματα Δικτύων ΙΙ Ενότητα 12: Επαναληπτική ενότητα 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 ενότητα πραγματοποιεί μία σύντομη επανάληψη στο μάθημα «Ειδικά Θέματα Δικτύων ΙΙ». 4
Περιεχόμενα ενότητας Τροποποίηση χρονικών διαστημάτων OSPF (Open Shortest Path First). Σύνοψη μαθήματος. Βιβλιογραφία. 5
Επαναληπτική ενότητα
Τροποποίηση χρονικών διαστημάτων OSPF (1/12) Παρατηρούμε ότι με την χρήση της εντολή show ospf neighbor για τον δρομολογητή R1 επαληθεύει ότι ο δρομολογητής R1 είναι γείτονας με τους δρομολογητές R2 και R3. Παρατηρήστε στην έξοδο ότι το Dead Time μετρά λιγότερο από 40 δευτερόλεπτα. Από προεπιλογή, αυτή η τιμή ανανεώνεται κάθε 10 δευτερόλεπτα όταν ο δρομολογητής R1 λαμβάνει ένα πακέτο Hello από τον γείτονα. 7
Τροποποίηση χρονικών διαστημάτων OSPF (2/12) R1#show ip ospf neighbor neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface 10.3.3.3 0 FULL/- 00:00:35 192.168.10.4 Serial3/0 10.2.2.2 0 FULL/- 00:00:35 192.168.10.13 Serial2/0 8
Τροποποίηση χρονικών διαστημάτων OSPF (3/12) Μπορεί να χρειάζεται να αλλάξουν οι χρονοδιακόπτες OSPF έτσι ώστε οι δρομολογητές να ανιχνεύουν αποτυχίες του δικτύου σε λιγότερο χρόνο. Κάνοντας το αυτό θα αυξήσει η κυκλοφοριακή κίνηση, αλλά μερικές φορές υπάρχει ανάγκη για πιο γρήγορη σύγκλιση που αντισταθμίζει την επιπλέον κυκλοφοριακή κίνηση. 9
Τροποποίηση χρονικών διαστημάτων OSPF (4/12) Τα χρονικά διαστήματα Hello OSPF και τα νεκρά χρονικά διαστήματα μπορούν να τροποποιηθούν χρησιμοποιώντας τις ακόλουθες εντολές διεπαφής: Router(config-if)#ip ospf hello-interval seconds Router(config-if)#ip ospf dead-interval seconds 10
Τροποποίηση χρονικών διαστημάτων OSPF (5/12) Παρακάτω βλέπουμε τα χρονικά διαστήματα Hello και τα νεκρά χρονικά διαστήματα τροποποιημένα σε 5 δευτερόλεπτα και σε 20 δευτερόλεπτα, αντίστοιχα, για την σειριακή διεπαφή 2/0 για τον δρομολογητή R1. Αμέσως μετά την αλλαγή του χρονικού διαστήματος Hello, το Cisco IOS τροποποιεί αυτόματα το νεκρό χρονικό διάστημα έως τέσσερις φορές το χρονικό διάστημα Hello. R1(config)#interface serial2/0 R1(config-if)#ip ospf hello-interval 5 R1(config-if)#ip ospf dead-interval 20 11
Τροποποίηση χρονικών διαστημάτων OSPF (6/12) Μετά από 20 δευτερόλεπτα ο χρονοδιακόπτης του νεκρού χρονικού διαστήματος για τον δρομολογητή R1 λήγει. Οι δρομολογητές R1 και R2 χάνουν την γειτνίαση. Εμείς μόνο τροποποιήσαμε τις τιμές στη μία πλευρά της σειριακής σύνδεσης μεταξύ των δρομολογητών R1 και R2. %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 10.2.2.2 on Serial0/0/0 from FULL to DOWN, Neighbor Down: Dead timer expired 12
Τροποποίηση χρονικών διαστημάτων OSPF (7/12) Θυμηθείτε, τα χρονικά διαστήματα OSPF Hello και τα νεκρά χρονικά διαστήματα πρέπει να είναι ισοδύναμα μεταξύ των γειτόνων. Μπορείτε να επαληθεύσετε την απώλεια της γειτνίασης με την εντολή show ip ospf neighbor στον δρομολογητή R1. Παρατηρήστε ότι ο γείτονας 10.2.2.2 δεν είναι πλέον παρόν. 13
Τροποποίηση χρονικών διαστημάτων OSPF (8/12) Ωστόσο, ο 10.3.3.3 ή ο δρομολογητής R3 είναι ακόμα γείτονας. Οι χρονοδιακόπτες για την σειριακή 2/0 δεν επηρεάζουν τη γειτονίαση με τον δρομολογητή R3. R1#show ip ospf neighbor Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface 10.3.3.3 0 FULL/- 00:00:35 192.168.10.4 Serial3/0 14
Τροποποίηση χρονικών διαστημάτων OSPF (9/12) Τα αναντίστοιχα νεκρά χρονικά διαστήματα και Hello χρονικά διαστήματα μπορεί να επαληθευτούν για τον δρομολογητή R2 χρησιμοποιώντας την εντολή show ip ospf interface serial 2/0. Οι τιμές του διαστήματος για τον δρομολογητή R2,με ID δρομολογητή 10.2.2.2, εξακολουθούν να ορίζονται με ένα χρονικό διάστημα Hello των 10 δευτερολέπτων και ένα νεκρό χρονικό διάστημα των 40 δευτερολέπτων. 15
Τροποποίηση χρονικών διαστημάτων OSPF (10/12) Για να αποκατασταθεί την γειτνίαση μεταξύ των δρομολογητών R1 και R2 θα πρέπει να τροποποιήσετε τα χρονικά διαστήματα Hello και τα νεκρά χρονικά διαστήματα στην σειριακή διεπαφή 0/0/0 για τον δρομολογητή R2 για να ταιριάζει με τα διαστήματα της σειριακής διεπαφής 0/0/0 για τον δρομολογητή R1. Το IOS εμφανίζει ένα μήνυμα ότι η γειτνίαση έχει συσταθεί με μια κατάσταση FULL. 14:22:27: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 10.1.1.1 on Serial2/0 from LOADING to FULL, Loading Done. 16
Τροποποίηση χρονικών διαστημάτων OSPF (11/12) Βεβαιωθείτε ότι η γειτνίαση έχει αποκατασταθεί με την εντολή show ip ospf neighbor ospf στον δρομολογητή R1. Παρατηρήστε ότι το νεκρό χρονικό διάστημα για την σειριακή διεπαφή 2/0 είναι τώρα πολύ χαμηλότερο επειδή μετρά κάτω από 20 δευτερόλεπτα, αντί του προεπιλεγμένου των 40 δευτερολέπτων. Η σειριακή διεπαφή 3/0 εξακολουθεί να λειτουργεί με τις προεπιλεγμένες τιμές στους χρονοδιακόπτες. 17
Τροποποίηση χρονικών διαστημάτων OSPF (12/12) Σημείωση: Το OSPF απαιτεί ότι τα χρονικά διαστήματα Hello και τα νεκρά χρονικά διαστήματα ταιριάζουν μεταξύ δύο δρομολογητών για να γίνει γειτνίαση. Αυτό διαφέρει από το EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) όπου το χρονικό διάστημα Hello και οι holddown χρονοδιακόπτες δεν χρειάζεται να ταιριάζουν για να σχηματίσουν γειτνίαση δύο δρομολογητές. 18
Σύνοψη μαθήματος (1/15) Οι δρομολογητές περιλαμβάνουν πολλά από τα μέρη του λογισμικού και του λειτουργικού που συναντάμε σε ένα υπολογιστή, όπως είναι η CPU, η RAM,η ROM και το λειτουργικό σύστημα. Ο κύριος σκοπός ενός δρομολογητή είναι να συνδέει πολλαπλά δίκτυα και να προωθεί πακέτα από το ένα δίκτυο στο άλλο. Αυτό σημαίνει ότι ένας δρομολογητής έχει πολλαπλές διεπαφές. 19
Σύνοψη μαθήματος (2/15) Ο δρομολογητής έχει ένα πίνακα δρομολόγησης, ο οποίος έχει μια λίστα από τα δίκτυα που είναι γνωστά στον δρομολογητή. Ο πίνακας δρομολόγησης περιέχει τις διευθύνσεις δικτύου για τις διεπαφές του, που είναι τα άμεσα συνδεδεμένα δίκτυα, καθώς και διευθύνσεις δικτύου για απομακρυσμένα δίκτυα. Οι στατικές διαδρομές μπορεί να χρειάζονται περισσότερη συντήρηση αν η τοπολογία αλλάζει συνεχώς ή είναι ασταθής. 20
Σύνοψη μαθήματος (3/15) Τα δυναμικά πρωτόκολλα δρομολόγησης προσαρμόζονται αυτόματα στις αλλαγές χωρίς να χρειαστεί καμία παρέμβαση από τον διαχειριστή του δικτύου. Τα δυναμική πρωτόκολλα δρομολόγησης απαιτούν περισσότερη επεξεργασία CPU. Σε πολλές περιπτώσεις ένας πίνακας δρομολόγησης θα περιέχει στατικές και δυναμικές διαδρομές. 21
Σύνοψη μαθήματος (4/15) Οι στατικές διαδρομές μπορούν να ρυθμιστούν εύκολα ωστόσο σε μεγάλα δίκτυα αυτή η χειροκίνητη λειτουργία μπορεί να γίνει αρκετά περίπλοκη. Οι στατικές διαδρομές χρησιμοποιούνται ακόμα και όταν εφαρμόζεται ένα δυναμικό πρωτόκολλο δρομολόγησης. Οι στατικές διαδρομές μπορούν να ρυθμιστούν με μια διεύθυνση IP επόμενου άλματος, η οποία είναι συνήθως η διεύθυνση IP του δρομολογητή επόμενου άλματος. 22
Σύνοψη μαθήματος (5/15) Όταν χρησιμοποιείται μια διεύθυνση IP επόμενου άλματος η διαδικασία του πίνακα δρομολόγησης θα πρέπει να επιλύσει αυτή την διεύθυνση σε μια διεπαφή εξόδου. Οι σειριακές συνδέσεις σημείου-προς-σημείο είναι αποτελεσματικότερο να ρυθμίζεται η στατική διαδρομή με μια διεπαφή εξόδου. Οι στατικές διαδρομές έχουν μια προκαθορισμένη διοικητική απόσταση την τιμή 1. 23
Σύνοψη μαθήματος (6/15) Μια στατική διαδρομή θα εισάγεται στον πίνακα δρομολόγησης μόνο εάν η διεύθυνση IP επόμενου άλματος μπορεί να επιλυθεί μέσω μιας διεπαφής εξόδου. Είτε η στατική διαδρομή έχει ρυθμιστεί με μια διεύθυνση IP επόμενου άλματος είτε με μια διεπαφή εξόδου, εάν η διεπαφή εξόδου που χρησιμοποιείται για να προωθήσει αυτό το πακέτο δεν είναι στον πίνακα δρομολόγησης, η στατική διαδρομή δεν θα περιλαμβάνεται στον πίνακα δρομολόγησης. Πολλές στατικές διαδρομές μπορούν να ρυθμιστούν σε μια σύνοψη διαδρομών. 24
Σύνοψη μαθήματος (7/15) Τα δυναμικά πρωτόκολλα δρομολόγησης χρησιμοποιούνται από τους δρομολογητές για να ενημερωθούν αυτόματα για τα απομακρυσμένα δίκτυα από άλλους δρομολογητές. Τα πρωτόκολλα δρομολόγησης μπορούν να ταξινομηθούν είτε ως ταξικά είτε ως αταξικά, είτε ως διανυσματικής απόστασης είτε ως κατάστασης ζεύξης και είτε αν ένα πρωτόκολλο δρομολόγησης είναι ένα πρωτόκολλο εσωτερικής πύλης είτε ένα πρωτόκολλο εξωτερικής πύλης. 25
Σύνοψη μαθήματος (8/15) Τα πρωτόκολλα δρομολόγησης ανακαλύπτουν τα απομακρυσμένα δίκτυα και διατηρούν τις ακριβείς πληροφορίες του δικτύου. Όταν υπάρχει κάποια αλλαγή στην τοπολογία η λειτουργία του πρωτοκόλλου δρομολόγησης ενημερώνει τους άλλους δρομολογητές για αυτή την αλλαγή. Τα μετρικά χρησιμοποιούνται από τα πρωτόκολλα δρομολόγησης για να καθορίσουν την καλύτερη διαδρομή ή την συντομότερη διαδρομή για να φτάσει σε ένα δίκτυο προορισμού. 26
Σύνοψη μαθήματος (9/15) Τα διάφορα πρωτόκολλα δρομολόγησης μπορεί να χρησιμοποιούν διαφορετικές μετρικές. Οι δρομολογητές μερικές φορές ενημερώνονται για πολλαπλές διαδρομές προς το ίδιο δίκτυο τόσο από στατικές διαδρομές όσο και από πρωτόκολλα δυναμικής δρομολόγησης. Όταν ένας δρομολογητής μαθαίνει για ένα δίκτυο προορισμού από περισσότερες από μία πηγές δρομολόγησης τότε οι δρομολογητές Cisco χρησιμοποιούν την τιμή της διοικητικής απόστασης για να καθορίσουν ποια πηγή θα χρησιμοποιηθεί. 27
Σύνοψη μαθήματος (10/15) Ένας τρόπος κατάταξης των πρωτοκόλλων δρομολόγησης είναι από τον τύπο του αλγορίθμου που χρησιμοποιούν για να καθορίσουν την καλύτερη διαδρομή για ένα δίκτυο προορισμού. Τα πρωτόκολλα δρομολόγησης κατατάσσονται σε διανυσματικής απόστασης, κατάστασης ζεύξης ή φορέα μονοπατιού. Στα πρωτόκολλα δρομολόγησης διανυσματικής απόστασης περιλαμβάνονται το RIPv1, το RIPv2, το IGRP και το EIGRP. 28
Σύνοψη μαθήματος (11/15) Οι δρομολογητές που χρησιμοποιούν τα πρωτόκολλα δρομολόγησης διανυσματικής απόστασης προσδιορίζουν την βέλτιστη διαδρομή προς απομακρυσμένα δίκτυα με βάση τις πληροφορίες που μαθαίνουν από τους γείτονές τους. Τα πρωτόκολλα δρομολόγησης πρέπει επίσης να διατηρούν τους πίνακες δρομολόγησης τους για να παραμένουν ακριβείς και ενημερωμένοι. Το πρωτόκολλο RIP χρησιμοποιεί χρονόμετρα για να διαπιστώσει πότε ένας γειτονικός δρομολογητής δεν είναι πλέον διαθέσιμος. 29
Σύνοψη μαθήματος (12/15) Απόσταση διάνυσμα πρωτόκολλα δρομολόγησης χρησιμοποιούν επίσης ενημερώσεις triggered για να επιταχυνθεί ο χρόνος σύγκλισης. Ένα μειονέκτημα των πρωτοκόλλων δρομολόγησης διανυσματικής απόστασης είναι η πιθανότητα βρόχου δρομολόγησης. Τα πρωτόκολλα δρομολόγησης διανυσματικής απόστασης χρησιμοποιούν holddown χρονόμετρα για να αποφευχθούν οι βρόχοι. Το Split horizon το split horizon with poison reverse χρησιμοποιούνται επίσης από τους δρομολογητές για την πρόληψη των βρόχων δρομολόγησης. 30
Σύνοψη μαθήματος (13/15) Τα πρωτόκολλα δρομολόγησης κατάστασης ζεύξης είναι γνωστά ως τα πρωτόκολλα συντομότερης διαδρομής πρώτα και έχουν δημιουργηθεί γύρω από τον αλγόριθμο SPF του Edsger Dijkstra. Υπάρχουν δύο πρωτόκολλα δρομολόγησης κατάστασης ζεύξης για το IP: Το OSPF (Open Shortest Path First). το IS-IS (Intermediate-System-to-Intermediate-System). Η διαδικασία κατάστασης ζεύξης είναι η παρακάτω. 31
Σύνοψη μαθήματος (14/15) Κάθε δρομολογητής μαθαίνει για τα δικά του άμεσα συνδεδεμένα δίκτυα. Κάθε δρομολογητής είναι υπεύθυνος να στέλνει πακέτα Hello στους γείτονές του που βρίσκονται στα άμεσα συνδεδεμένα δίκτυα. Κάθε δρομολογητής δημιουργεί ένα LSP (Layered Service Provider) που περιέχει την κατάσταση των άμεσα συνδεόμενων ζεύξεων. Κάθε δρομολογητής εκπέμπει το LSP προς όλους του τους γείτονες, που οι οποίοι στη συνέχεια αποθηκεύουν όλα τα LSP που έλαβαν στην βάση δεδομένων τους. 32
Σύνοψη μαθήματος (15/15) Κάθε δρομολογητής χρησιμοποιεί την βάση δεδομένων για να κατασκευάσει ένα πλήρη χάρτη της τοπολογίας και υπολογίζει την καλύτερη διαδρομή για κάθε δίκτυο προορισμού. Τα πρωτόκολλα δρομολόγησης κατάστασης ζεύξης έχουν πιο γρήγορο χρόνο σύγκλισης από τα πρωτόκολλα δρομολόγησης διανυσματικής απόστασης. Ωστόσο τα πρωτόκολλα δρομολόγησης κατάστασης ζεύξης απαιτούν περισσότερη μνήμη. 33
Βιβλιογραφία 1. Doherty, J., Anderson, N., & Maggiora, D. P. (2010). Ο οδηγός της Cisco για τη δικτύωση. Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Αθήνα. 2. Comer, E. D. (2007).Δίκτυα και διαδίκτυα υπολογιστών. Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Αθήνα. 3. Peterson, L. L. & Davie, S. B. (2009). Δίκτυα υπολογιστών: Μία προσέγγιση απο τη σκοπιά των συστημάτων. Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Αθήνα. 4. Comer, E. D. (2001). Διαδίκτυα με TCP/IP: Αρχές, πρωτόκολλα και αρχιτεκτονικές. Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Αθήνα. 5. Ράπτης, Β. (2004). Δίκτυα δεδομένων - Θεωρία και εφαρμογές. Εκδότης Ράπτης Βασίλειος. 34
Τέλος Ενότητας
Σημείωμα Αναφοράς Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Νικολάου Σπύρος. «Ειδικά Θέματα Δικτύων ΙΙ». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: 36
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. 37
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. 38
Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων Το Έργο αυτό κάνει χρήση των ακόλουθων έργων: Εικόνες/Σχήματα/Διαγράμματα/Φωτογραφίες. Βιβλιογραφικές Πηγές. 39