Предисловие. 
Компьютерные сети и телекоммуникации. 
Маршрутизация в ip-сетях

Корпоративные сети передачи данных развиваются огромными темпами. С каждым годом задачи, возлагаемые па сеть передачи данных, значительно усложняются, вследствие чего усложняются ее внутренняя структура и принципы организации, а также растет потребность в эффективной маршрутизации потоков данных.

Настоящий учебник предназначен для подготовки студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования по программам «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» и «Информатика и вычислительная техника». Материал учебника может изучаться как продолжение стандартного курса «Сети и телекоммуникации» либо как его дополнительные главы и лабораторный практикум. Он может быть также использован для подготовки по программе «Сети ЭВМ и телекоммуникации».

Для лучшего усвоения материала слушатели уже должны быть знакомы с основами построения вычислительных сетей, такими как модель OSI п принципами работы стека TCP/IP.

В учебнике рассматриваются как классические принципы построения, так и современные тенденции в развитии архитектуры сетей передачи данных (СПД).

В курсе лекционных и практических занятий рассматриваются различные принципы маршрутизации, а также детально изучаются протоколы динамической маршрутизации, используемые в современных условиях.

Теоретический материал о каждом из протоколов маршрутизации основывается на соответствующих стандартах RFC, что дает возможность рассматривать протокол без привязки к оборудованию конкретного производителя.

Практическая часть курса, команды и примеры конфигурации маршрутизаторов, представленные в учебнике, описаны для маршрутизаторов корпорации Cisco с версией операционной системы IOS семейства 12.4.

Первая часть учебника содержит 11 глав.

В первой главе рассматриваются принципы проектирования корпоративных СПД, критерии, которым должна соответствовать современная СПД, принципы проектирования адресного плана и его типы.

Во второй главе даются определения основных понятий маршрутизации, рассматривается принцип построения и поддержания в актуальном состоянии таблицы маршрутизации. Рассматривается статическая маршрутизация.

В третьей главе рассматриваются общие принципы работы динамических протоколов маршрутизации, а также дается их классификация.

Четвертая глава описывает дистанционно-векторный алгоритм Веллмана — Форда и его применение в СИД. Рассматриваются основные проблемы, возникающие при динамическом изменении информации в таблицах маршрутизации, и механизмы решения данных проблем.

В пятой главе рассматривается дистанционно-векторный протокол маршрутизации RIP. Описываются и сравниваются его версии. Дается подробное описание структуры служебных пакетов и принципы настройки этого протокола.

Шестая глава посвящена алгоритму диффузионного обновления DUAL. Даются основные определения и принципы распространения информации между соседними маршрутизаторами.

В седьмой главе разбирается протокол маршрутизации EIGRP. Описывается структура базы данных протокола, типы и принципы расчета метрики, структура служебных пакетов, принципы установки и поддержания соседских отношений маршрутизаторами EIGRP.

В восьмой главе рассматриваются принципы настройки и проверки работы протокола EIGRP.

Механизмы оптимизации распространения запросов протоколом EIGRP для его применения в крупных корпоративных СПД разобраны в девятой главе.

Десятая глава рассматривает принцип работы алгоритма кратчайшего пути SPF и его адаптацию для работы в СПД.

В одиннадцатой главе описывается работа протокола OSPF в домене маршрутизации, состоящем из одной зоны: база данных протокола, принципы назначения метрики и ее адаптация для современных СПД, структура служебных пакетов, принцип установки и поддержания соседских отношений.

Учебник содержит вспомогательные элементы, такие как рисунки, примеры конфигурации и описание синтаксиса команд, целью которых является упрощение восприятия при изучении материала.

Пиктограммы, показанные на рис. П. 1, используются на протяжении всего учебника.

Рис. П. 1. Пиктограммы, используемые в учебнике:

а — маршрутизатор; б — коммутатор; в — персональный компьютер; г — сервер; д — топология Ethernet; е — последовательный канат связи; ж — метрика маршрута;

з — домен маршрутизации Условные обозначения, используемые в учебнике для представления синтаксиса команд, идентичны условным обозначениям, используемым в «Справочнике, но командам ОС Cisco IOS» («Cisco IOS Command Reference») [1—5].

• — Полужирным шрифтом выделяются команды и ключевые слова, которые должны вводиться без изменения.
• — Курсивом выделяются параметры с переменными значениями.
• — В квадратные скобки ([]) заключены необязательные элементы.
• — Фигурными скобками ({}) выделяется выбор вероятных значений ключевых слов.

Вертикальной чертой (|) разделяются альтернативные взаимоисключающие элементы.

— Фигурными скобками и вертикальной чертой внутри квадратных скобок, например, [X{Y | Z}], обозначается жесткий выбор необязательного элемента. Не обязательно вводить то, что заключено в скобках, но если это делается, нужно выбрать из указанных значений.

Обозначения интерфейсов устройств, представленные в учебнике, соответствуют сокращенным обозначениям ОС IOS и имеют следующий формат: тип интерфейса (табл. П.1) номер модуля / номер интерфейса в модуле. номер подынтерфейса (F0/0.101).

Таблица П. 1

Типы интерфейсов устройств.

Для выполнения лабораторных работ в каждой из них даны ссылки на архивы начальных конфигураций лабораторного стенда, реализованного в эмуляторе GNS3.

Лабораторные работы выполнялись в GNS версии 1.2.3 без применения механизмов оптимизации для уменьшения вычислительной нагрузки. В случае необходимости применения таких механизмов необходимо воспользоваться документацией на эмулятор GNS3.

В качестве операционной системы (ОС) маршрутизаторов лабораторного стенда использована OS IOS c2600-ipbase-mz.l24−25d.

Начальные конфигурации маршрутизаторов лабораторного стенда содержат настройки аутентификации Username/Password/Enable — test/ test/test.

Все листинги в текстах лабораторных работ получены на лабораторном стенде при выполнении соответствующих шагов лабораторной работы. Следовательно, получение таких же листингов при выполнении лабораторной работы будет свидетельствовать о правильном ее выполнении.

Необходимо отметить, что листинги, представленные в теоретической части учебника, также получены при помощи лабораторного стенда и при желании могут быть повторены или получены с других маршрутизаторов, входящих в рассматриваемые схемы. Это позволит повысить качество усвоения теоретического материала.

В результате изучения материала учебного пособия студент должен освоить:

трудовые действия

• • владение навыками проектирования адресного плана корпоративной сети передачи данных;
• • владение методами критического анализа принятых решений построения сетей передачи данных;
• • владение навыками настройки телекоммуникационного оборудования;
• • владение механизмами оптимизации протоколов маршрутизации в крупных корпоративных сетях;
• • владение способностями анализа функционирования протоколов маршрутизации, поиска и устранения неисправностей в их работе;

необходимые умения

• • проектировать масштабируемые сети передачи данных;
• • использовать функциональное распределение адресного пространства;
• • выбирать оптимальный протокол маршрутизации для конкретной сети передачи данных;
• • самостоятельно настраивать и проводить оптимизацию протоколов маршрутизации RIP, EIGRP и OSPF;
• • применять перераспределение маршрутной информации между процессами маршрутизации;
• • использовать механизмы управления трафиком маршрутных обновлений;

необходимые знания

• • принципы проектирования масштабируемых сетей;
• • принципы иерархического и функционального разделения адресного пространства;
• • основные механизмы маршрутизации;
• • классификация протоколов маршрутизации;
• • механизмы назначения и распространения суммарных маршрутов и маршрутов по умолчанию;
• • принципы обработки изменений в топологии сети передачи данных;
• • механизм рассылки маршрутных обновлений и методы его оптимизации;
• • принцип работы алгоритмов Веллмана — Форда, DUAL и Дейкстры;
• • протоколы маршрутизации RIP, EIGRP и OSPF;
• • механизмы оптимизации работы протоколов EIGRP и OSPF для крупных корпоративных сетей;
• • принципы перераспределения маршрутной информации;
• • механизмы управления трафиком маршрутных обновлений;
• • принципы маршрутизации, но политикам.