T11 – Smerovanie a smerovacie protokoly
Vlastnosti
| okruh | TČOZ |
| stav | vypracované |
SMEROVANIE A SMEROVACIE PROTOKOLY – router, smerovacie protokoly, routing, routovacia tabuľka, riadiace príkazy programovacieho jazyka
Router a smerovanie
Router prepája odlišné IP siete a na tretej vrstve rozhoduje, kam poslať paket. Smerovanie (routing) je výber cesty a tvorba informácie o cestách; forwarding je samotné odovzdanie konkrétneho paketu na výstupné rozhranie. Router oddelí broadcastové domény, zmení linkovú hlavičku na každom skoku a znižuje TTL/Hop Limit.
Pri výbere sa používa najdlhší zhodný prefix. Ak má viac ciest rovnaký prefix, rozhoduje dôveryhodnosť zdroja a metrika podľa implementácie. Paket môže byť zahodený, ak neexistuje vhodná trasa alebo je rozhranie nedostupné.
Routovacia tabuľka
Záznam zvyčajne obsahuje:
- cieľovú sieť a prefix,
- next-hop router alebo výstupné rozhranie,
- zdroj záznamu (priamo pripojená, statická alebo dynamická trasa),
- metriku a prípadne administratívnu vzdialenosť,
- čas platnosti a informáciu o dostupnosti.
Príklad rozhodovania: pre cieľ 10.1.2.5 majú záznamy 10.0.0.0/8 a 10.1.2.0/24; vyberie sa /24, pretože je presnejší. Predvolená IPv4 trasa 0.0.0.0/0 sa použije až vtedy, keď sa nezhoduje žiadna konkrétnejšia.
Smerovacie protokoly
- Statické smerovanie zadáva správca ručne. Je predvídateľné a vhodné pre malé alebo okrajové siete, ale pri výpadku sa samo neprepočíta.
- RIP je jednoduchý distance-vector protokol; používa počet skokov a má obmedzenú škálovateľnosť.
- OSPF je link-state protokol. Routery si v oblasti vymieňajú stav liniek, vytvoria databázu topológie a pomocou SPF vyberú cestu podľa ceny.
- EIGRP je routing protokol rozšírený najmä v prostredí Cisco; používa kompozitnú metriku a rýchlu konvergenciu.
- BGP vymieňa trasy medzi autonómnymi systémami na internete a rozhoduje podľa politík a atribútov.
Konkrétna voľba závisí od veľkosti, politiky, požadovanej konvergencie a podpory výrobcu.
Príklad základnej konfigurácie
Syntax sa medzi výrobcami líši; nasledujúci príklad je v štýle Cisco IOS:
enable
configure terminal
interface GigabitEthernet0/0
ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
no shutdown
exit
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.10.254
end
show ip route
Najprv sa nastaví rozhranie, adresa a stav up, potom statická alebo dynamická trasa. Konfiguráciu treba uložiť podľa platformy a overiť príkazmi show ip interface brief, show interfaces a show ip route.
Riadiace príkazy programovacieho jazyka
Smerovacie rozhodovanie v programe využíva riadiace príkazy: if/else na výber vetvy, switch pri viacerých diskrétnych hodnotách, cykly for/while na opakovanie a break, continue alebo return na zmenu toku. Príkazy musia mať jasnú podmienku ukončenia a nemali by potláčať chyby bez záznamu.
Administratívna vzdialenosť
Ak sa o tej istej sieti dozvie router z viacerých zdrojov, vyberie zdroj s najnižšou administratívnou vzdialenosťou (AD). Metrika rozhoduje až medzi cestami z toho istého protokolu.
| Zdroj | AD |
|---|---|
| priamo pripojená sieť | 0 |
| statická trasa | 1 |
| eBGP | 20 |
| EIGRP | 90 |
| OSPF | 110 |
| RIP | 120 |
| iBGP | 200 |
Kódy vo výpise show ip route
C priamo pripojená sieť · L lokálna adresa rozhrania (/32) · S statická ·
O OSPF · D EIGRP · R RIP · * kandidát na predvolenú trasu.
S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 10.0.0.2
C 192.168.10.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0
L 192.168.10.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0
O 192.168.20.0/24 [110/2] via 10.0.0.2, 00:01:12, Serial0/0/0
V hranatých zátvorkách je [AD/metrika].
Druhy statických trás
ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 10.0.0.2 ! štandardná (next hop)
ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 s0/0/0 ! cez výstupné rozhranie
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.2 ! predvolená (default)
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.1.2 5 ! plávajúca (záložná, AD 5)
ipv6 route ::/0 2001:db8:acad:1::2 ! predvolená IPv6
Plávajúca trasa má vyššiu AD, preto sa do tabuľky dostane, až keď hlavná trasa vypadne.
Porovnanie protokolov
| RIP | OSPF | EIGRP | BGP | |
|---|---|---|---|---|
| typ | distance-vector | link-state | pokročilý distance-vector | path-vector |
| metrika | počet skokov (max 15) | cena (cost) z šírky pásma | šírka pásma + oneskorenie | atribúty, politiky |
| použitie | malé siete | podnikové siete, otvorený štandard | siete Cisco | medzi AS na internete |
| rozsah | IGP | IGP | IGP | EGP |
Cena OSPF = referenčná šírka pásma (100 Mb/s) / šírka pásma linky. Fast Ethernet → 1, Ethernet 10 Mb/s → 10.
Konfigurácia OSPF (jedna oblasť)
router ospf 10
router-id 1.1.1.1
network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0
network 10.0.0.0 0.0.0.3 area 0
passive-interface g0/0
Za sieťou sa píše wildcard maska (inverzná maska: 0.0.0.255 pre /24).
passive-interface zastaví posielanie OSPF správ do LAN, kde nie je ďalší
router. Kontrola: show ip ospf neighbor, show ip route ospf.
Riadiace príkazy – výber trasy v C#
string VyberTrasu(int prefix)
{
if (prefix == 32)
return "host route";
else if (prefix >= 24)
return "konkrétna sieť";
else if (prefix > 0)
return "súhrnná trasa";
else
return "predvolená trasa";
}
switch (zdroj)
{
case "C": ad = 0; break;
case "S": ad = 1; break;
case "O": ad = 110; break;
default: ad = 255; break; // nedôveryhodný zdroj
}
Krátka ústna odpoveď
Router spája IP siete a podľa routovacej tabuľky vykonáva forwarding. Tabuľka obsahuje cieľový prefix, next hop alebo rozhranie, zdroj a metriku; rozhoduje najdlhší zhodný prefix. Trasy môžu byť statické alebo získané protokolmi RIP, OSPF, EIGRP či BGP. Základná konfigurácia nastaví rozhranie a trasu a overí sa príkazmi show. V programe smerovacie rozhodnutia realizujú podmienky, prepínače a cykly.
Súvisiace poznámky (CCNA2)
M09 – FHRP Concepts · M14 – Routing Concepts · M15 – IP Static Routing · M16 – Troubleshoot Static and Default Routes — rozcestník CCNA2 – SRWE
Pozri aj – CCNA3 ENSA
Kontrolné otázky
Čo robí router a čím sa líši routing od forwardingu?
Router spája rôzne IP siete. Routing je tvorba a výber ciest (tabuľka), forwarding je odoslanie konkrétneho paketu na výstupné rozhranie.
Čo obsahuje záznam v routovacej tabuľke?
Cieľovú sieť s prefixom, next hop alebo výstupné rozhranie, zdroj (kód), administratívnu vzdialenosť a metriku.
Podľa čoho router vyberá trasu?
Najprv najdlhší zhodný prefix, pri rovnakom prefixe najnižšia AD, potom najnižšia metrika.
Aký je rozdiel medzi statickým a dynamickým smerovaním?
Statické nastaví správca ručne – jednoduché, bezpečné, ale nereaguje na výpadky. Dynamické (OSPF, EIGRP) sa samo prispôsobí, ale zaťažuje router a sieť.
Čo je plávajúca statická trasa?
Záložná statická trasa s vyššou AD; použije sa, až keď hlavná trasa vypadne.
Porovnaj RIP a OSPF.
RIP: distance-vector, metrika počet skokov (max 15), pomalá konvergencia. OSPF: link-state, metrika cena podľa šírky pásma, rýchla konvergencia, oblasti.
Ako nakonfiguruješ predvolenú trasu?
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 <next-hop>; pre IPv6 ipv6 route ::/0 <next-hop>.
Kedy použiješ if-else a kedy switch?
if-else pre rozsahy a zložené podmienky, switch pri porovnaní jednej premennej s viacerými konkrétnymi hodnotami.