Подключение и администрирование маршрутизаторов Cisco, основы операционной системы Cisco ios, статическая маршрутизация, настройка протокола rip.

Цель работы:

Получить базовые навыки администрирования маршрутизаторов Cisco.

Задание:

Создать топологию для собственной квартиры. Для каждой комнаты - своя подсеть, каждый член семьи имеет свой компьютер-хост. Выполнить 2 варианта маршрутизации для своей топологии: статическая и RIP.

Теоретическое введение:

В каждом маршрутизаторе имеется некоторое число физических интерфейсов. Наиболее распространенными типами интерфейсов являются: Ethernet/FastEthernet и последовательные интерфейсы (Serial).

Интерфейс командной строки: Маршрутизатор конфигурируется в командной строке операционной системы Cisco IOS. Подсоединение к маршрутизатору осуществляется через Telnet на IP-адрес любого из его интерфейсов или с помощью любой терминальной программы через последовательный порт компьютера, связанный с консольным портом маршрутизатора. Последний способ предпочтительнее, потому что процесс конфигурирования маршрутизатора может изменять параметры IP-интерфейсов, что приведет к потере соединения, установленного через Telnet. Кроме того, по соображениям безопасности доступ к маршрутизатору через Telnet следует запретить.

Обратите внимание, что аварийное отключение оператора от консоли не регистрируется маршрутизатором и сеанс остается в том же состоянии. При повторном подключении оператор окажется в том же контексте (если только не сработал автоматический выход в контекст пользователя по таймеру неактивности). Напротив, при разрыве Telnet-соединения маршрутизатор закрывает сеанс работы оператора.

При работе в командной строке Cisco IOS существует несколько контекстов (режимов ввода команд).

Контекст пользователя: Открывается при подсоединении к маршрутизатору; обычно при подключении через сеть требуется пароль, а при подключении через консольный порт пароль не нужен. В этот же контекст командная строка автоматически переходит при продолжительном отсутствии ввода в контексте администратора. В контексте пользователя доступны только простые команды, не влияющие на конфигурацию маршрутизатора. Вид приглашения командной строки:

router>

Вместо слова router выводится имя маршрутизатора, если оно установлено.

Контекст администратора (контекст "exec"): Открывается командой enable, поданной в контексте пользователя; при этом обычно требуется пароль администратора. В контексте администратора доступны команды, позволяющие получить полную информацию о конфигурации маршрутизатора и его состоянии, команды перехода в режим конфигурирования, команды сохранения и загрузки конфигурации. Вид приглашения командной строки:

router#

Обратный переход в контекст пользователя производится по команде disable или по истечении установленного времени неактивности. Завершение сеанса работы - команда exit.

Любая команда конфигурации вступает в действие немедленно после ввода (а не после возврата в контекст администратора).

Все команды и параметры могут быть сокращены (например, "enable" - "en", "configure terminal" - "conf t"); если сокращение окажется неоднозначным, маршрутизатор сообщит об этом, а по нажатию табуляции выдаст варианты, соответствующие введенному фрагменту.

В любом месте командной строки для получения помощи может быть использован вопросительный знак:

router#? /список всех команд данного контекста с

комментариями/

router#co? /список всех слов в этом контексте ввода,

начинающихся на "co" - нет пробела перед "?"/

router#conf ? /список всех параметров, которые могут

следовать за командой config - перед "?" есть пробел/

Имена сетевых интерфейсов также могут быть сокращены, например, вместо "ethernet0/1" достаточно написать "e0/1".

Отмена любой команды (отключение опции или режима, включаемых командой, снятие или удаление параметров, назначаемых командой) производится подачей этой же команды с префиксом "no", например:

router(config-if)#shutdown /отключить интерфейс/

router(config-if)#no shutdown /включить интерфейс/

Любая команда X, введенная в контекстах пользователя или администратора и не опознанная маршрутизатором, трактуется как telnet X. Это не очень удобно, поскольку любой ошибочный ввод приводит к тому, что маршрутизатор начинает опрашивать сервер DNS для преобразования введенной строки в IP-адрес, что вызывает неприятные задержки в работе оператора. Избежать этого можно, подав команду в режиме конфигурации терминальной линии:

router(config-line)#transport preferred none

Перезагрузка маршрутизатора, если таковая необходима, выполняется по команде reload, поданной в контексте администратора.

Просмотр, сохранение и загрузка конфигурации: При загрузке маршрутизатор считывает команды конфигурации из NVRAM, где они хранятся в виде текстового файла. Таким образом создается рабочая конфигурация (running config). Конфигурация, сохраненная в NVRAM, называется начальной (startup config). В процессе работы маршрутизатора администратор может вводить дополнительные конфигурационые команды, в результате чего рабочая конфигурация становится отличной от начальной.

Просмотр начальной и рабочей конфигураций маршрутизатора производится в контексте администратора:

router#show startup-config

router#show running-config

Настройка интерфейсов: По умолчанию все интерфейсы выключены. Интерфейс включается командой

router(config-if)#no shutdown

Работоспособность настроек уровней 1 и 2 можно проверить командой в контексте администратора:

router#show interface интерфейс

Глобальный контекст конфигурирования открывается командой config terminal ("конфигурировать через терминал"), поданной в контексте администратора. Глобальный контекст конфигурирования содержит как непосредственно команды конфигурирования маршрутизатора, так и команды перехода в контексты конфигурирования подсистем маршрутизатора.

Контекст конфигурирования интерфейса открывается командой interface имя_интерфейса (например interface serial0), поданной в глобальном контексте конфигурированияю

Настройка IP-адреса интерфейса производится командой:

router(config-if)#ip address адрес маска

Подробная информация о параметрах протокола IP доступна в контексте администратора по команде:

router#show ip interface имя_интерфейса

Краткая сводная таблица состояний IP-интерфейсов:

router#show ip interface brief

Назначение статических маршрутов: Для назначения дополнительных статических маршрутов в контексте глобальной конфигурации вводится команда:

router(config)#ip route префикс маска след_маршрутизатор адм.приоритет]

Статический маршрут активен только тогда, когда следующий маршрутизатор достижим - то есть, существует маршрут в сеть, где находится следующий маршрутизатор (и соответствующий интерфейс активен).

Настройка протокола RIP: Конфигурирование протокола RIP выполняется в контексте, попасть в который можно командой

router(config)#router rip

router(config-router)#

Единственной обязательной командой конфигурации RIP является команда (или несколько команд) network:

router(config-router)#network префикс

Получив указанную команду, маршрутизатор выполняет следующие действия:

1. Заменяет введенный префикс на адрес классовой сети, которой этот префикс принадлежит. Например, если вы ввели network 134.56.12.0, то в конфигурации будет: network 134.56.0.0. Соответственно, если вы подали две команды с аргументами 134.56.12.0 и 134.56.25.0, в конфигурации всё равно будет одна строка network 134.56.0.0. Причина такого поведения IOS - тяжелое наследие классовой адресации в сочетании с необходимостью одновременной поддержки обоих версий RIP. Следует подчеркнуть, что такое поведение имеет место, независимо от используемой версии RIP.

2. Включает в RIP-систему все непосредственно подсоединенные сети, которые попадают в адресное пространство классовой сети, определенной на шаге 1. Все эти сети будут включаться маршрутизатором в вектор расстояний, рассылаемый соседям.

3. Векторы расстояний рассылаются через все интерфейсы, подключенные к сетям, определенным на шаге 2.

Последствием непродуманного поведения маршрутизатора на шаге 1, может быть следующая ситуация. Машрутизатор подключен к сетям 1.1.1.0/24, 1.2.2.0/24, 1.3.3.0/24, при этом в RIP-систему входят только первые две сети. Однако "округление" до классовой сети 1.0.0.0/8, выполняемое на шаге 1, приводит к тому, что в RIP-систему включается также и сеть 1.3.3.0/24.

По умолчанию маршрутизатор рассылает сообщения RIP версии 1, а принимает сообщения обеих версий. Поскольку в современных сетях протокол RIP v1 является полностью неадекватным (за редкими исключениями, где требуется обеспечение совместимости с устаревшим оборудованием/ПО), необходимо активизировать версию 2:

router(config-router)#version 2

Настройка метрик: В качестве метрики RIP использует число промежуточных узлов (hops). Иногда бывает необходимо принудительно ухудшить метрику какого-либо маршрута, чтобы заставить протокол использовать другой маршрут:

router(config-router)#offset-list ACL {in|out} N [интерфейс]

Аргументы команды:

• ACL - номер стандартного списка доступа (1-99), используемого для отбора маршрутов, метрика которых будет увеличена. Отбираются маршруты к сетям, адреса которых подпадают под действие оператора permit списка доступа.

• in или out - параметр указывает, метрика каких маршрутов увеличивается: входящих (маршрутизатор получает маршрут, увеличивает метрику и использует в расчетах увеличенное значение) или исходящих (маршрутизатор использует обычное значение, но отправляет увеличенное).

• N - число, прибавляемое к метрике.

• интерфейс - если указан интерфейс, то действие команды распространяется только на маршруты, получаемые (in) или отправляемые (out) с этого интерфейса.

Примечание - Здесь и далее по ходу лабораторного практикума необходимо четко различать направление движения маршрутной информации и направление движения пользовательских дейтаграмм. Если говорится, что маршрутизатор получает маршрут в сеть А через интерфейс I, это означает, что через интерфейс I поступает информация о доступности сети А. Если эта информация будет установлена в таблицу маршрутов, то дейтаграммы, адресованные в А, будут покидать интерфейс I.

Кроме того, необходимо четко различать, что за адреса в том или ином случае отбираются списками доступа. Например, в команде offset-list список доступа отбирает адреса сетей из поступившего (или отправляемого) вектора расстояний, а не адреса отправителя (или получателя) RIP-сообщений. Списки доступа являются универсальным инструментом для отбора некоторой адресной информации, и интерпертация действия списков целиком зависит от контекста, в котором они применяются.

Show & debug: В выводе команды show ip route маршруты, полученные через протокол RIP, отмечены буквой R. Кроме обычной информации (адрес назначения, следующий маршрутизатор и интерфейс), выводятся административный приоритет маршрута (обычно 120), метрика и время, прошедшее с момента последнего обновления сведений о маршруте.

Пример работы с пакетом программ:

В качестве топологии возьмем лабораторную работу из учебного руководства Cisco. Схема достаточно тривиальная, но позволит понять как в GNS3 строить топологию. Будем использовать два маршрутизатора, которые соединяют две разные сети. Подробнее на рисунке:

Приступим к созданию проекта, для начала запустим GNS и назовем наш проект (или открываем созданный до этого проект кликнув «open a project» и выбрав файл проекта с расширением .net):

Для удобства работы с проектом, отметим галочками пункты «Сохранять nvrams и другие диски» и «Экспортировать конфигурационные файлы маршрутизаторов».

Получим чистое рабочее пространство нашего проекта, первое что необходимо сделать, добавить пару маршрутизаторов. Переименуем их в Router1 и Router2 для соответствия рисунку лабораторной работы.

В качестве платформы по умолчанию при начальной конфигурации GNS мы выбрали маршрутизатор серии 7200. Потому как это наиболее интересная платформа с точки зрения всевозможных настроек и стабильности IOS(для эмуляции) в том числе (7200 модели: 7204VXR, 7206VXR Применение: Средний провайдер; ядро небольшой городской сети или сети крупного предприятия; граница крупной сети Цена: от 20000). Для того, чтобы соединить роутеры, нам необходимо добавить в них модули интерфейсных карт (по аналогии с аппаратными маршрутизаторами):

Выбираем контекстное меню «Configure» -> «Slots» и «вставляем» в нужный слот необходимый модуль. В нулевой слот ставим модуль «2FE» с двумя fastethernet интерфейсами, а в первый «4T+» с четырьмя последовательными (serial) интерфейсами.

Наведя на роутер курсор, мы видим, что доступны следующие интерфейсы fa0/0, fa0/1, ser1/0, ser1/1, ser1/2 и ser1/3.

Для нашей топологии этого более чем достаточно. Для более сложных лабораторных работ можно использовать и другие модули, описание и функционал которых не трудно найти в Интернете. Для соединения роутеров мы будем использовать последовательные интерфейсы, для этого на верхней панели нажмем кнопку с изображением коннектора («add a link»), режим выберем ручной(manual):

Далее, при выборе первого роутера откроется список интерфейсов, выберем, например, s1/0 и на втором роутере, к примеру, выберем тоже интерфейс s1/0.

«Зависнув» курсором над первым роутером, мы увидим «S1/0 is connected to Router2 S1/0″.

\

Подпишем интерфейсы с указанием адресов, для того чтоб имена интерфейсов отображались, нужно нажать кнопку на панели:

Настроим объект в GNS, тип – облако, иконку присвоим в виде PC для наглядности:

Остановимся подробнее на эмуляции конечных узлов (хостов). Для начала добавим новый символ в оболочку GNS, для этого в главном меню окна GNS идем в «Edit» -> «Symbol Manager», добавляем к примеру символ SERVER из поля доступных символов(слева) в используемые(справа). Выбираем тип – «Cloud» (облако) и обязательно(!) жмем «Apply».

После этого, в списке доступных устройств появляется объект Server. Добавим его в рабочую область и нажмем «Configure». На вкладке «NIO UDP» указываем «local port 30000, host 127.0.0.1, remote port 20000», это потребуется в дальнейшем для связки объекта SERVER с эмулятором узла VPCS.

Будьте внимательны! Виртуальному узлу (host) #1 в консоли VPC(«VPCS1») соответствует связка портов – «nio_udp:30000:127.0.0.1:20000», второму виртуальному узлу («VPCS2») соответствует - «nio_udp:30001:127.0.0.1:20001» и так далее, всего утилита VPC может эмулировать до 9 узлов, причем все они могут быть в разных сетях и подключены к любым устройствам в топологии. В корневой папке с утилитой есть файл «startup.vpc», в нем можно настроить начальные параметры симулятора при запуске. В нашем случае мы зададим параметры двух виртуальных узлов. Первому узлу назначим адрес 192.168.20.10 шлюз 192.168.20.1 и префикс маски /24, второму узлу назначим адрес 192.168.25.10 шлюз 192.168.25.1 и префикс маски /24. Эта адресация соответствует нашей тестовой топологии.

После того, как отредактировали startup-файл симулятора VPC, запустим его исполняемый файл. Увидим результат выполнения startup-файла: консоль сообщит что применены параметры для PC1, PC2. Проверяйте их при работе, дабы не ломать голову, что что-то не работает. Переключаться в консоли между узлами очень просто – введите номер узла, к которому хотите переключиться и нажмите enter. Из под виртуальных узлов можно выполнять простейшие команды для проверки сетевой связи устройств(например ping). Мы видим, что PC1 успешно пингует интерфейс маршрутизатора fa0/0, а также другой интерфейс – serial1/0.

Запускаем маршрутизатор. Нажимаем правой кнопкой на маршрутизаторе и выбираем в контекстном меню Start. Открыв диспетчер задач можно увидеть, что загрузка процессора 100%.

Для того чтобы уменьшить загрузку ЦП, необходимо сконфигурировать параметр idlepc. Для этого нажимаем правой кнопкой на пиктограмме маршрутизатора и выбираем пункт меню Idle pc. После этого начинается подсчет значений idlepc. После этого появится диалоговое окно IDLE PC, в котором предлагается выбрать одно из подсчитанных значений. Наиболее лучшее значение помечается звездочкой (“*”). Если не появились записи помеченные звездочкой или загрузка ЦП не уменьшилась, следует выбрать другие значения, для этого повторите описанную выше процедуру. Загрузка процессора происходит по причине того что Dynamips не знает когда Cisco IOS находится в режиме бездействия, или когда производит какие-то операции.

Для того, чтобы обратиться к другому маршрутизатору («Router 2») необходимо выполнить настройку маршрутизации.

После того, как на маршрутизаторах настроили интерфейсы и маршрутизацию с первого виртуального узла PC1 доступен второй узел PC2.

Содержание отчёта:

1. Титульный лист.

2. Цель работы и задание.

3. Скриншоты основных этапов работы.

4. Анализ полученных результатов и выводы по работе .

Контрольные вопросы:

1. Перечислить основные команды, использованные в лабораторной работе.

2. Кратко описать процесс настройки интерфейсов маршрутизатора.

3. Протокол динамической маршрутизации RIP (ver. 1,2). Сравнительный анализ версий протокола.

4. Прокомментировать настройку статических маршрутов, протокола RIP и метрик.

Лабораторная работа № 3.