Anwender-Handbuch Routing-Konfiguration Industrial ETHERNET (Gigabit-)Switch Power MICE, MACH 4000 Technische Unterstützung HAC-Support@hirschmann.de
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Inhalt Inhalt Über dieses Handbuch 5 Legende 7 1 Konfiguration 9 2 Routing - Grundlagen 11 2.1 ARP 14 2.2 CIDR 17 2.3 Multinetting 19 3 Statisches Routing 21 3.1 Portbasiertes Router-Interface 22 3.1.1 Konfiguration der Router-Interfaces 23 3.2 VLAN-basiertes Router-Interface 25 3.3 Konfiguration einer statischen Route 29 3.3.1 Konfiguration einer einfachen statischen Route 30 3.3.2 Konfiguration einer redundanten statischen Route 31 3.3.3 Konfiguration einer redundanten statischen Route mit Lastteilung 33 3.4 Anpassung für nicht IP-konforme Geräte 34 4 VRRP 37 4.1 VRRP mit Load Sharing 40 4.2 VRRP mit Multinetting 42 5 RIP 45 5.1 Konvergenz 47 5.2 Maximale Netzgröße 50 5.3 Allgemeine Eigenschaften von RIP 51 5.4 RIP konfigurieren 52 3
Inhalt A Anhang 55 A.1 Verwendete Abkürzungen 56 A.2 Zugrundeliegende IEEE-Normen 58 A.3 Liste der RFCs 59 A.4 Technische Daten - Software 62 A.5 IP-Parameter eingeben 63 A.6 Copyright integrierter Software 68 A.6.1 Bouncy Castle Crypto APIs (Java) 68 A.6.2 LVL7 Systems, Inc. 69 B Leserkritik 71 C Stichwortverzeichnis 73 D Weitere Unterstützung 75 4
Über dieses Handbuch Über dieses Handbuch Das Anwender-Handbuch Routing-Konfiguration enthält alle Informationen, die Sie zur Inbetriebnahme der Routing-Funktion benötigen. Es leitet Sie Schritt für Schritt von einer kleinen Router-Anwendung bis hin zur Router-Konfiguration eines komplexen Netzes. Das Handbuch versetzt Sie in die Lage, durch Ableitung aus den Beispielen Ihre Router zu konfigurieren. Das Anwender-Handbuch Routing-Konfiguration setzt vorraus, dass Sie den Inhalt des Anwender-Handbuchs Grundkonfiguration kennen. Einfache Netze können Sie ohne Spezialkenntnisse anhand dieses Handbuchs konfigurieren. Die Konfiguration komplexer Netze setzt fundierte Kenntnisse auf dem Gebiet des Routings und der Protokolle IP, RIP, OSPF, IGMP und VRRP voraus. Das Anwender-Handbuch Installation enthält eine Gerätebeschreibung, Sicherheitshinweise, Anzeigebeschreibung und alle weiteren Informationen, die Sie zur Installation des Gerätes benötigen bevor Sie mit der Konfiguration des Gerätes beginnen. Das Anwender-Handbuch Grundkonfiguration enthält alle Informationen, die Sie zur Inbetriebnahme des Switch benötigen. Es leitet Sie Schritt für Schritt von der ersten Inbetriebnahme bis zu den grundlegenden Einstellungen für einen Ihrer Umgebung angepassten Betrieb. Das Anwender-Handbuch Redundanzkonfiguration enthält alle Informationen, die Sie zur Auswahl des geeigneten Redundanzverfahrens und dessen Konfiguration benötigen. Detaillierte Beschreibungen zur Bedienung der einzelnen Funktionen finden Sie in den Referenz-Handbüchern Web-based Interface und Command Line Interface. 5
Über dieses Handbuch Die Netzmanagement Software HiVision bietet Ihnen weitere Möglichkeiten zur komfortablen Konfiguration und Überwachung: Ereignislogbuch. Konfiguration von System Location und System Name. Konfiguration des Netzadressbereichs und der SNMP-Parameter. Speichern der Konfiguration auf den Switch. Gleichzeitige Konfiguration mehrerer Switche. Konfiguration der Portanzeigefarbe Rot für einen Verbindungsfehler. 6
Legende Legende Die in diesem Handbuch verwendeten Auszeichnungen haben folgende Bedeutungen: Aufzählung Arbeitsschritt Zwischenüberschrift Link Querverweis mit Verknüpfung Hinweis: Ein Hinweis betont eine wichtige Tatsache oder lenkt Ihre Aufmerksamkeit auf eine Abhängigkeit. Courier ASCII-Darstellung in Bedienoberfläche Ausführung in der Bedieneroberfläche Web-based Interface Ausführung in der Bedieneroberfläche Command Line Interface Verwendete Symbole: Router Switch Bridge Hub Beliebiger Computer Konfigurations-Computer 7
Legende Server SPS - Speicherprogrammierbare Steuerung I/O - Roboter 8
Konfiguration 1 Konfiguration Da die Konfiguration eines Routers stark von den Gegebenheiten Ihres Netzes abhängt, finden Sie zunächst eine grobe Aufzählung der einzelnen Schritte zur Konfiguration. Um die Vielzahl der Möglichkeiten optimal abzudecken, finden sie im Anhang Beispiele für Netze, wie Sie in den meisten Fällen in der Industrie vorkommen. Die Konfiguration der Routing-Funktion beinhaltet in der Regel folgende Schritte: Netzplan zeichenmachen Sie sich ein Bild von Ihrem Netz, um sich über die Aufteilung in Subnetze und die damit verbundene Verteilung der IP- Adressen klar zu werden. Dieser Schritt ist sehr wichtig. Eine gute Planung der Subnetze mit den entsprechenden Netzmasken erleichtert Ihnen die Routerkonfiguration. Router-GrundeinstellungenDie Router-Grundeinstellungen beinhaltet neben dem globalen Einschalten der Routing-Funktion auch die Zuordnung von IP-Adressen und Netzmasken an die Router-Interfaces. Hinweis: Beachten Sie die Reihenfolge der einzelnen Konfigurationsschritte, damit der Konfigurations-Computer während der ganzen Konfigurationsphase Zugang zu allen Layer-3-Switches hat. Hinweis: Sobald Sie einem Router-Interface eine IP-Adresse aus dem Subnetz der Management-IP-Adresse zuweisen, löscht der Switch die Management-IP-Adresse. Sie erreichen den Switch über die IP-Adressen der Router-Interfaces. Hinweis: Sobald Sie einem Router-Interface die VLAN-ID des Management- VLANs zuweisen, deaktiviert der Switch die Management-IP-Adresse. Sie erreichen den Switch über die IP-Adressen der Router-Interfaces. Das Management-VLAN ist das VLAN, über das Sie zum Verwalten aller Switche zugreifen. 9
Konfiguration Hinweis: Abhängig von Ihren Konfigurationsschritten kann das Ändern der IP-Parameter Ihres Konfigurations-Computers notwendig werden, um die Erreichbarkeit der Layer-3-Switche zu gewährleisten. Routing-Verfahren wählen Wählen Sie anhand des Netzplans und des Kommunikationsbedarfs der angeschlossenen Geräte das für Ihren Fall optimale Routing-Verfahren (statische Routen, RIP, OSPF) aus. Berücksichtigen Sie dabei, welche Routing-Verfahren die Router entlang einer Route beherrschen. Routing-Verfahren konfigurieren Konfigurieren Sie das ausgewählte Routing-Verfahren. 10
Routing - Grundlagen 2 Routing - Grundlagen Ein Router ist ein Netzknoten zur Vermittlung von Daten auf Schicht 3 (Layer 3) des ISO/OSI-Schichtenmodells. Das ISO/OSI-Schichtenmodell (-Referenzmodell) verfolgt die Ziele: einen Standard für den Informationsaustausch zwischen offenen Systemen zu definieren; eine gemeinsame Basis für die Entwicklung von weiteren Standards für offene Systeme zur Verfügung zu stellen; internationale Expertenteams mit einem funktionellen Gerippe zur unabhängigen Entwicklung für jede Schicht des Modells zu versorgen; schon bestehende oder in der Entwicklung befindliche Protokolle zur Kommunikation verschiedener Systeme untereinander in diesem Modell zu berücksichtigen; genügend Raum und Flexibilität für zukünftige Erweiterungen zu lassen. Das Schichtenmodell definiert sieben Schichten von der Anwender- bis zur Bitübertragungsschicht. 7 Anwendung Aus einem Anwenderprogramm auf Kommunikationsdienste zugreifen 6 Darstellung Definition der Syntaxdarstellung für den Datenverkehr 5 Sitzung Auf- und Abbau von Verbindungen durch Synchronisation und Organisation des Dialogs 4 Transport Festlegung der Endsystemverbindung mit der erforderlichen Transportqualität 3 Vermittlung Transparenter Datenaustausch zwischen zwei Transporteinheiten 2 Sicherung Zugang zum physikalischen Medium, sowie Erkennen und Beheben von Übertragungsfehlern 1 Bitübertragung Übertragung von Bitströmen auf physikalisch vorhandenen Medien Tab. 1: OSI-Schichtenmodell 11
Routing - Grundlagen Was bedeutet Vermittlung von Daten auf Layer-3 im Vergleich zu Vermittlung von Daten auf Layer-2? Layer 7 Layer 6 Layer 5 Layer 4 Layer 3 Layer 2 Layer 1 Layer-2-Switch Layer 2 Layer 1 Layer 7 Layer 6 Layer 5 Layer 4 Layer 3 Layer 2 Layer 1 Layer 7 Layer 6 Layer 5 Layer 4 Layer 3 Layer 2 Layer 1 Layer-3-Switch/ Router Layer 3 Layer 2 Layer 1 Layer 7 Layer 6 Layer 5 Layer 4 Layer 3 Layer 2 Layer 1 Abb. 1: Datentransport durch die Ebenen des OSI-Referenzmodells durch einen Switch und einen Router Auf Layer-2-Ebene kennzeichnet die MAC-Adresse das Ziel eines Datenpaketes. Die MAC-Adresse ist eine Adresse, die an die Hardware eines Gerätes gebunden ist. Die Layer-2 erwartet den Empfänger im angeschlossenen Netz. Die Vermittlung in ein anderes Netz ist Aufgabe von Layer 3. Layer-2- Datenverkehr breitet sich im ganzen Netz aus. Jeder Teilnehmer filtert aus dem Datenstrom die für ihn relevanten Daten heraus. Layer-2-Switche sind in der Lage, Datenverkehr, der an eine bestimmte MAC-Adresse gerichtet ist, zu lenken. Somit erzielt er eine Teilentlastung des Netzes. Broadcastund Multicast-Datenpakete leiten Layer-2-Switche an allen Ports weiter. IP ist ein Protokoll auf Layer-3. IP bietet die IP-Adresse zur Adressierung von Datenpaketen. Die IP-Adresse vergibt der Administrator des Netzes. Somit ist er in der Lage, durch die systematische Vergabe von IP-Adressen sein Netz zu strukturieren, das heißt in Teilnetze zu untergliedern (siehe auf Seite 17 "CIDR"). Je größer ein Netz wird, um so höher wird das Datenaufkommen. Da die verfügbare Bandbreite an physikalische Grenzen gebunden ist, ist die Größe eines Netzes beschränkt. Das Aufteilen großer Netze in Teilnetze begrenzt das Datenaufkommen auf diese Teilnetze. Router trennen die Teilnetze voneinander und vermitteln nur die Daten, die für ein anderes Teilnetz bestimmt sind. 12
Routing - Grundlagen Abb. 2: MAC-Datenvermittlung: Unicast-Datenpaket (links) und Broadcast-Datenpaket (rechts) Die Abbildung zeigt deutlich, dass bei größeren Netzen eine starke Netzlast entstehen kann duch Broadcast-Datenpakete. Darüber hinaus gestalten Sie Ihr Netz übersichtlich durch die Bildung von Teilnetzen, die Sie durch Router miteinander verbinden und, so paradox es klingen mag, auch sicher voneinander trennen. Ein Switch vermittelt anhand der MAC-Zieladresse und somit auf Layer 2. Ein Router vermittelt anhand der IP-Zieladresse und somit auf Layer 3. Den Zusammenhang von MAC- zu IP-Adresse stellen die Teilnehmer mit Hilfe des Address Resolution Protocols (ARP) her. 13
Routing - Grundlagen 2.1 ARP 2.1 ARP Das Address Resolution Protocol (ARP) ermittelt zu einer IP-Adresse die zugehörige MAC-Adresse. Wozu ist das nützlich? Angenommen, Sie möchten Ihren Switch über das Web-based Interface konfigurieren. Dann geben Sie in Ihrem Browser die IP-Adresse Ihres Switch in die Adresszeile ein. Doch an welche MAC-Adresse soll nun Ihr PC sich wenden, um die Informationen des Switchs in Ihrem Browserfenster anzuzeigen? Befindet sich die IP-Adresse des Switchs im gleichen Subnetz wie Ihr PC, dann schickt Ihr PC einen sogenannten ARP-Request, eine ARP-Anfrage. Das ist ein MAC-Broadcast-Datenpaket mit der Aufforderung an den Inhaber der IP-Adresse, seine MAC-Adresse zurückzusenden. Der Switch antwortet mit einem Unicast-Datenpaket, in dem er seine MAC-Adresse mitteilt. Dieses Unicast-Datenpaket heißt ARP-Reply, ARP-Antwort. 149.218.112.159 00:80:63:10:11:12 Frage an alle: Wer die IP-Adresse 149.218.112.101 hat, der möge mir seine MAC-Adresse mitteilen. Antwort an PC: Ich habe die MAC-Adresse 00:80:63:10:11:25. 149.218.112.101 00:80:63:10:11:25 Abb. 3: ARP-Anfrage und -Antwort 14
Routing - Grundlagen 2.1 ARP Befindet sich die IP-Adresse des Switchs in einem anderen Subnetz, dann fragt der PC nach der MAC-Adresse des im PC eingetragenen Gateways. Das Gateway/Router antwortet mit seiner MAC-Adresse. Nun verpackt der PC das IP-Datenpaket mit der IP-Adresse des Switch, dem endgültigen Ziel, in einen MAC-Rahmen mit der MAC-Zieladresse des Gateways/Router und verschickt die Daten. Der Router empfängt die Daten und löst das IP-Datenpaket aus dem MAC- Rahmen heraus, um es dann entsprechend seiner Vermittlungsregeln weiter zu vermitteln. Präambel MAC-Zieladresse MAC-Quelladresse Typ/Längenfeld IP-Kopfzeile mit IP-Quelladresse und IP-Zieladresse Layer 2 Layer 3 Daten Layer 4 und höher Prüffeld Abb. 4: Aufbau eines Datenpaketes aus Sicht des ISO/OSI-Schichtenmodells 15
Routing - Grundlagen 2.1 ARP Älteren Endgeräten, die z.b. noch mit IP der ersten Generation arbeiten, ist der Begriff Subnetz noch nicht geläufig. Sie senden eine ARP-Anfrage auch, wenn sie die MAC-Adresse zu einer IP-Adresse in einem anderen Subnetz suchen. Sie haben weder eine Netzmaske, anhand derer sie die Verschiedenheit der Subnetze erkennen könnten noch einen Gateway-Eintrag. Im Beispiel unten sucht der linke PC die MAC-Adresse des rechten PC, der sich in einem anderen Subnetz befindet. Normalerweise würde er in diesem Beispiel unten keine Antwort erhalten. Da der Router die Route zum rechten PC kennt, antwortet die Proxy-ARP- Funktion auf diesem Router-Interface stellvertretend für den rechten PC mit seiner eigenen MAC-Adresse. So kann der linke PC seine Daten an die MAC-Adresse des Routers adressieren, der die Daten dann an den rechten PC weiterleitet. Frage an alle: Wer die IP-Adresse 10.0.2.111 hat, der möge mir seine MAC-Adresse mitteilen. 10.0.1.159 00:80:63:10:11:12 Prox-ARP 00:80:63:10:22:25 10.0.2.111 Antwort an PC: Zur IP-Adresse 10.0.2.11 gehört die MAC-Adresse 00:80:63:10:11:25. Abb. 5: ARP-Proxy-Funktion Die Proxy-ARP-Funktion steht an den Router-Interfaces zur Verfügung, an denen Sie Proxy-ARP einschalten. 16
Routing - Grundlagen 2.2 CIDR 2.2 CIDR Die ursprüngliche Klasseneinteilung der IP-Adressen sah nur drei für Anwender nutzbare Adressklassen vor (siehe Grundlagen IP-Parameter in Anwender-Handbuch Grundkonfiguraton). Seit 1992 sind im RFC 1340 fünf Klassen von IP-Adressen definiert. Class NetzTeil Host-Teil Adressbereich A 1 Byte 3 Bytes 1.0.0.0 bis 126.255.255.255 B 2 Bytes 2 Bytes 128.0.0.0 bis 191.255.255.255 C 3 Bytes 1 Byte 192.0.0.0 bis 223.255.255.255 D 224.0.0.0 bis 239.255.255.255 E 240.0.0.0 bis 255.255.255.255 Tab. 2: Klassen der IP-Adressen Die Klasse C mit maximal 254 Adressen war zu klein und die Klasse B mit maximal 65534 Adressen war für die meisten Anwender zu groß, da sie diese Fülle an Adressen nie ausschöpfen werden. Hieraus resultierte eine nicht effektive Nutzung der zur Verfügung stehenden Klasse B Adressen. Die Klasse D enthält reservierte Multicast-Adressen. Die Klasse E ist für experimentelle Zwecke reserviert. Ein Gateway, das nicht an diesen Experimenten teilnimmt, ignoriert Datagramme mit diesen Zieladressen. Das Classless Inter Domain Routing (CIDR) bietet eine Lösung, diese Probleme zu umgehen. Das CIDR überwindet diese Klassenschranken und unterstützt klassenlose IP-Adressbereiche. Mit CIDR geben Sie die Anzahl der Bits an, die den IP-Adressbereich kennzeichnen. Hierzu stellen Sie den IP-Adressbereich in binärer Form dar und zählen die Maskenbits zur Bezeichnung der Netzmaske. Die Netzmaske gibt die Anzahl der Bits an, die für alle IP-Adressen in einem gegebenen Adressbreich, dem Netz-Teil identisch sind. Beispiel: 17
Routing - Grundlagen 2.2 CIDR IP-Adresse dezimal 149.218.112.1 149.218.112.127 Netzmaske dezimal 255.255.255.128 IP-Adresse hexadezimal 10010101 11011010 01110000 00000001 10010101 11011010 01110000 01111111 25 Maskenbits CIDR-Schreibweise: 149.218.112.0/25 Maskenbits Die Zusammenfassung mehrerer Klasse C-Adressbereiche heißt Supernetting. Auf diese Weise lassen sich Klasse-B-Adressbereiche sehr fein untergliedern. Das Benutzen der Maskenbits vereinfacht die Routingtabelle. Der Router vermittelt in die Richtung, in der am meisten Maskenbits übereinstimmen (longest prefix match). 18
Routing - Grundlagen 2.3 Multinetting 2.3 Multinetting Multinetting bietet Ihnen die Möglichkeit, mehrere Subnetze an einem Routerport anzuschließen. Multinetting bietet sich als Lösung an, wenn Sie bestehende Subnetze innerhalb eines physikalischen Mediums mit einem Router verbinden wollen. In diesem Fall können Sie mit Multinetting dem Routerport, an dem Sie das physikalische Medium anschließen, mehrere IP- Adressen für die unterschiedlichen Subnetze zuordnen. Für eine langfristige Strategie bieten andere Netzgestaltungsstrategien mehr Vorteile in Bezug auf Problembehebung und Bandbreitenverwaltung an. 10.0.1.1/24 10.0.1.2/24 10.0.1.3/24 10.0.2.3/24 10.0.2.1/24 10.0.2.9/24 10.0.1.9/24 Abb. 6: Beispiel für Multinetting 19
Routing - Grundlagen 2.3 Multinetting 20
Statisches Routing 3 Statisches Routing Statische Routen sind benutzerdefinierte Routen, mit deren Hilfe der Switch Daten von einem Subnetz in ein anderes Subnetz vermittelt. Der Benutzer legt fest, an welchen Router (Next-Hop) der Switch Daten für ein bestimmtes Subnetz weiterleitet. Statische Routen stehen in einer Tabelle, die permanent im Switch gespeichert ist. Im Vergleich zum dynamischen Routing steht dem Vorteil einer transparenten Wegewahl ein erhöhter Aufwand bei der Konfiguration statischer Routen gegenüber. Deshalb findet das statische Routing Anklang in sehr kleinen Netzen oder in ausgesuchten Bereichen größerer Netze. Das statische Routing macht die Routen transparent für den Administrator und ist in kleinen Netzen leicht konfigurierbar. Ändert sich z.b. durch eine Leitungsunterbrechung die Topologie, dann kann das dynamische im Gegensatz zum statischen Routing automatisch darauf reagieren. Wenn Sie statische und dynamische Routen kombinieren, dann können Sie statische Routen so konfigurieren, dass sie eine höhere Priorität haben, als eine durch ein dynamisches Routing-Verfahren gewählte Route. Der erste Schritt zur Router-Konfiguration ist das globale Einschalten der Router-Funktion und das Konfigurieren der Router-Interfaces. Der Switch ermöglicht Ihnen portbasierte und VLAN-basierte Router-Interfaces zu definieren (siehe Abb. 7). Beispiel: Verbinden zweier Fertigungszellen Konfigurations-PC portbasiert VLAN-basiert SN 10 A SN 11 VLAN ID 2 Abb. 7: Statische Routen 21
Statisches Routing 3.1 Portbasiertes Router-Interface 3.1 Portbasiertes Router- Interface Kennzeichnend für das portbasierte Router-Interface ist, dass ein Subnetz an einem Port angeschlossen ist (siehe Abb. 7). Besonderheiten von portbasierten Router-Interfaces: Wenn keine aktive Verbindung vorhanden ist, dann entfällt der Eintrag aus der Routingtabelle, da der Router auschließlich an die Ports vermittelt, bei denen auch Aussicht auf eine erfolgreiche Datenübertragung besteht. In der Interface-Konfigurationstabelle bleibt der Eintrag erhalten. Ein portbasiertes Router-Interface kennt keine VLANs, d.h. der Router verwirft getaggte Frames, die er an einem portbasierten Router-Interface empfängt. Ein portbasiertes Router-Interface verwirft alle nicht-routbaren Pakete. Unten (siehe Abb. 8) finden Sie ein Beispiel für den einfachsten Fall einer Routing-Anwendung mit portbasierten Router-Interfaces. 22
Statisches Routing 3.1 Portbasiertes Router-Interface 3.1.1 Konfiguration der Router-Interfaces 10.0.1.5/24 Interface 2.1 Interface 2.2 10.0.2.5/24 IP=10.0.1.1/24 IP=10.0.2.1/24 Abb. 8: Einfachster Fall einer Route enable configure ip routing Wechsel in den Priviledged-EXEC-Modus. Wechsel in den Konfigurationsmodus. Router-Funktion global einschalten. interface 2/1 Auswahl des ersten Ports für die Eingabe der Router-Interface-IP-Adresse. ip address 10.0.1.1 Dem Port seine IP-Parameter zuweisen. 255.255.255.0 routing Einschalten der Router-Funktion an diesem Port. exit Wechsel in den Konfigurationsmodus. interface 2/2 Auswahl des zweiten Ports für die Eingabe der Router-Interface-IP-Adresse. ip address 10.0.2.1 Dem Port seine IP-Parameter zuweisen. 255.255.255.0 routing Einschalten der Router-Funktion an diesem Port. exit Wechsel in den Konfigurationsmodus. exit Wechsel in den Priviledged-EXEC-Modus. show ip interface brief Prüfung der Eingaben. Netdir Multi Interface IP Address IP Mask Bcast CastFwd --------- --------------- --------------- -------- -------- 2/1 10.0.1.1 255.255.255.0 Disable Disable 2/2 10.0.2.1 255.255.255.0 Disable Disable show ip interface 2/1 Überprüfung der restlichen Einstellungen des Interfaces 2/1. 23
Statisches Routing 3.1 Portbasiertes Router-Interface Primary IP Address...... 10.0.1.1/255.255.255.0 Routing Mode... Enable Administrative Mode... Enable Proxy ARP... Disable Active State... Active Link Speed Data Rate... 100 Full MAC Address... 00:80:63:51:74:0C Encapsulation Type... Ethernet IP Mtu... 1500 show ip route Überprüfung der Routingtabelle: Total Number of Routes... 2 Network Subnet Next Hop Next Hop Address Mask Protocol Intf IP Address --------------- --------------- ------------ ------ ------------ 10.0.1.0 255.255.255.0 Local 2/1 10.0.1.1 10.0.2.0 255.255.255.0 Local 2/2 10.0.2.1 show ip route bestroutes Überprüfung der Routen, die der Router tatsächlich zur Vermittlung benutzt. Network Subnet Next Hop Next Hop Address Mask Protocol Intf IP Address --------------- --------------- ----------- --------- -------- 10.0.1.0 255.255.255.0 Local 2/1 10.0.1.1 10.0.2.0 255.255.255.0 Local 2/2 10.0.2.1 Total Number of Routes... 2 Hinweis: Um diese Einträge in der Routingtabelle sehen zu können, benötigen Sie eine aktive Verbindung an den Ports. 24
Statisches Routing 3.2 VLAN-basiertes Router-Interface 3.2 VLAN-basiertes Router- Interface Kennzeichnend für das VLAN-basierte Router-Interface ist, dass mehrere Geräte eines VLANs an verschiedenen Ports angeschlossen sind. Die Geräte innerhalb eines Subnetzes gehören einem VLAN an (siehe Abb. 7). Innerhalb eines VLANs vermittelt der Switch Datenpakete auf Layer-2- Ebene. Datenpakete mit einer Zieladresse in einem anderen Subnetz adressieren die Endgeräte an den Switch als Gateway. Dieser vermittelt die Datenpakete auf Layer-3-Ebene. Unten finden Sie ein Beispiel für den einfachsten Fall einer Routing-Anwendung mit VLAN-basierten Router-Interfaces. Für das VLAN 2 fasst der Router die Ports 3.1 und 3.2 zusammen zum VLAN-Router-Interface 9.1. Ein VLAN-Router-Interface bleibt solange in der Routingtabelle, solange mindestens ein Port des VLANs eine Verbindung hat. 10.0.1.5/24 VLAN 1 A Interface 2.1 IP=10.0.1.1/24 10.0.2.6/24 Port 3.1 Interface 9.2 VLAN 2 IP=10.0.2.1/24 Port 3.2 10.0.2.5/24 Abb. 9: VLAN-basiertes Router-Interface VLAN-Router-Interface konfigurieren: enable vlan database vlan 2 vlan name 2 Gerhard Wechsel in den Priviledged-EXEC-Modus. Wechsel in den VLAN-Modus. Anlegen eines VLANs durch Eingabe der VLAN- ID. Die VLAN-ID liegt zwischen 1 und 4042 (MACH 4000: 3966). Dem VLAN 2 den Namen Gerhard zuweisen. 25
Statisches Routing 3.2 VLAN-basiertes Router-Interface vlan routing 2 exit Erzeugen eines virtuellen Router-Interfaces und Einschalten der Router-Funktion an diesem Interface. Wechsel in den Priviledged-EXEC-Modus. show ip vlan Anzeigen des virtuelles-router-interfaces, das der Router für das VLAN eingerichtet hat. show ip vlan Logical VLAN ID Interface IP Address Subnet Mask MAC Address ------- ---------- ----------- ------------- ------------ 2 9/1 0.0.0.0 0.0.0.0 00:80:63:51:74:2C show ip interface brief Prüfung des Eintrags des virtuellen Router- Interfaces. Netdir Multi Interface IP Address IP Mask Bcast CastFwd --------- --------------- --------------- -------- -------- 9/1 0.0.0.0 0.0.0.0 Disable Disable configure interface 9/1 ip address 10.0.2.1 255.255.255.0 routing exit Wechsel in den Konfigurationsmodus. Wechsel in den Interface-Konfigurations-Modus von Interface 9/1. Dem Interface seine IP-Parameter zuweisen. Einschalten der Router-Funktion an diesem Interface. Wechsel in den Konfigurationsmodus. interface 3/1 vlan participation include 2 vlan participation exclude 1 vlan pvid 2 exit interface 3/2 vlan participation include 2 vlan participation exclude 1 vlan pvid 2 Wechsel in den Interface-Konfigurations-Modus von Interface 3/1. Port 3.1 zum Mitglied in VLAN 2 erklären. Port 3.1 aus dem VLAN 1 herausnehmen. Im Lieferzustand ist jeder Port dem VLAN 1 zugewiesen. Port-VLAN-ID auf 2 setzen, d.h. Datenpakete, die ohne Tag an diesem Port empfangen werden, ordnet der Switch dem VLAN 2 zu. Wechsel in den Konfigurationsmodus. Wechsel in den Interface-Konfigurations-Modus von Interface 3/2. Port 3.2 zum Mitglied in VLAN 2 erklären. Port 3.2 aus dem VLAN 1 herausnehmen. Im Lieferzustand ist jeder Port dem VLAN 1 zugewiesen.. Port-VLAN-ID auf 2 setzen, d.h. Datenpakete, die ohne Tag an diesem Port empfangen werden, ordnet der Switch dem VLAN 2 zu. 26
Statisches Routing 3.2 VLAN-basiertes Router-Interface exit exit show vlan 2 Wechsel in den Konfigurationsmodus. Wechsel in den Priviledged-EXEC-Modus. Überprüfung Ihrer Einträge in der statischen VLAN-Tabelle VLAN ID: 2 VLAN Name: Gerhard VLAN Type: Static Interface Current Configured Tagging ---------- -------- ----------- -------- 1/1 Exclude Autodetect Untagged 1/2 Exclude Autodetect Untagged 1/3 Exclude Autodetect Untagged 1/4 Exclude Autodetect Untagged 2/1 Exclude Autodetect Untagged 2/2 Exclude Autodetect Untagged 2/3 Exclude Autodetect Untagged 2/4 Exclude Autodetect Untagged 3/1 Include Include Untagged 3/2 Include Include Untagged 3/3 Exclude Autodetect Untagged 3/4 Exclude Autodetect Untagged 4/1 Exclude Autodetect Untagged 4/2 Exclude Autodetect Untagged 4/3 Exclude Autodetect Untagged 4/4 Exclude Autodetect Untagged 8/1 Exclude Autodetect Untagged show vlan port all Überprüfung der VLAN-spezifischen Porteinstellungen. Port Acceptable Ingress Default Interface VLAN ID Frame Types Filtering Priority --------- ------- ------------ ----------- -------- 1/1 1 Admit All Disable 0 1/2 1 Admit All Disable 0 1/3 1 Admit All Disable 0 1/4 1 Admit All Disable 0 2/1 1 Admit All Disable 0 2/2 1 Admit All Disable 0 2/3 1 Admit All Disable 0 2/4 1 Admit All Disable 0 3/1 2 Admit All Disable 0 3/2 2 Admit All Disable 0 3/3 1 Admit All Disable 0 3/4 1 Admit All Disable 0 4/1 1 Admit All Disable 0 4/2 1 Admit All Disable 0 4/3 1 Admit All Disable 0 4/4 1 Admit All Disable 0 8/1 1 Admit All Disable 0 27
Statisches Routing 3.2 VLAN-basiertes Router-Interface Wählen Sie den Dialog Routing:Interfaces:Konfiguration. Klicken Sie auf Assistent rechts unten, um das VLAN-Router-Interface zu konfigurieren. Geben Sie eine Zahl zwischen 1 und 4042 (MACH 4000: 3966) als VLAN-ID ein,in diesem Beispiel: 2. Klicken Sie unten auf Next. Geben Sie oben in der Zeile VLAN Name einen beliebigen Namen ein, mit dem Sie das VLAN kennzeichnen wollen. Wählen Sie in der Tabelle in der Spalte Mitglied die Ports aus, die Mitglied dieses VLANs sein sollen. Klicken Sie unten auf Next. Geben Sie im Rahmen Primary Address in der Zeile IP-Adresse die IP-Adresse für das VLAN ein. Geben Sie in der Zeile Netzmaske die zugehörige Netzmaske ein. Klicken Sie auf Abschließen, um die Konfiguration des VLAN-basierten Router-Interfaces abzuschließen. In der Router-Interface-Tabelle erscheint das Router-Interface 9.1. In der statischen VLAN-Tabelle erscheint das VLAN. Mit Löschen haben Sie die Möglichkeit, ein ausgewähltes virtuelles Router-Interface aus der Tabelle zu löschen oder den Eintrag eines physikalischen Router-Interfaces zurückzusetzen. Hinweis: Beim Löschen eines VLAN-Router-Interfaces bleibt der Eintrag des VLANs in der VLAN-Tabelle bestehen. Das Löschen eines VLANs löscht den Eintrag des VLAN-Router-Interfaces in der Router-Interface-Tabelle. 28
Statisches Routing 3.3 Konfiguration einer statischen Route 3.3 Konfiguration einer statischen Route Im Beispiel unten benötigt der Router A die Information, dass er das Subnetz 10.0.3.0/24 über den Router B (next hop) erreicht. Diese Information kann er über ein dynamisches Routing-Protokoll oder über einen statischen Routing- Eintrag erhalten. Mit dieser Information ist Router A in der Lage, Daten vom Subnetz 10.0.1.0/24 über Router B in das Subnetz 10.0.3.0/24 zu vermitteln. Damit umgekehrt auch Router B die Daten von Subnetz 10.0.1.0/24 weiterleiten kann, benötigt auch er eine entsprechende Route. Subnetz 10.0.1.0/24 10.0.1.5/24 Interface 2.1 IP=10.0.1.1 A Interface 2.2 IP=10.0.2.1 Interface 2.1 IP=10.0.2.2 B Subnetz 10.0.3.0/24 Interface 2.2 IP=10.0.3.1 10.0.3.5/24 Abb. 10: Statisches Routing Sie können statische Routen für portbasierte und VLAN-basierte Router- Interface eingeben. 29
Statisches Routing 3.3 Konfiguration einer statischen Route 3.3.1 Konfiguration einer einfachen statischen Route Statische Route eingeben für Router A, ausgehend von der Konfiguration der Router-Interface aus dem vorhergehenden Beispiel (siehe Abb. 8): enable configure ip routing ip route 10.0.3.0 255.255.255.0 10.0.2.2 exit show ip route Wechsel in den Priviledged-EXEC-Modus. Wechsel in den Konfigurationsmodus. Router-Funktion global einschalten. Erstellung des statischen Routing-Eintrags Wechsel in den Priviledged-EXEC-Modus. Überprüfung der Routingtabelle: Total Number of Routes... 3 Network Subnet Next Hop Next Hop Address Mask Protocol Intf IP Address --------------- --------------- ------------ ------ ------------- 10.0.1.0 255.255.255.0 Local 2/1 10.0.1.1 10.0.2.0 255.255.255.0 Local 2/2 10.0.2.1 10.0.3.0 255.255.255.0 Static 2/2 10.0.2.2 Konfigurieren Sie Router B entsprechend. 30
Statisches Routing 3.3 Konfiguration einer statischen Route 3.3.2 Konfiguration einer redundanten statischen Route Um eine Ausfallsicherheit der Verbindung zwischen den beiden Routern zu gewährleisten, können Sie die beiden Router mit zwei oder mehreren Leitungen verbinden. Subnetz 10.0.1.0/24 10.0.1.5/24 Interface 2.3 IP=10.0.4.1 Interface 2.3 IP=10.0.4.2 Subnetz 10.0.3.0/24 10.0.3.5/24 Interface 2.1 IP=10.0.1.1 A Interface 2.2 IP=10.0.2.1 B Interface 2.1 IP=10.0.2.2 Interface 2.2 IP=10.0.3.1 Abb. 11: Redundante statische Route Sie haben die Möglichkeit, einer Route eine Wichtigkeit (Distanz) zuzuweisen. Bestehen mehrere Routen zu einem Ziel, dann wählt der Router die Route mit der höchsten Wichtigkeit. Geben Sie bei der Konfiguration keinen Wert für die Wichtigkeit an, dann übernimmt der Router den voreingestellten Wert 1 für die Wichtigkeit. Das ist die höchste Wichtigkeit. enable Wechsel in den Priviledged-EXEC-Modus. configure Wechsel in den Konfigurationsmodus. interface 2/3 Auswahl des Ports, an dem Sie die redundante Route anschließen wollen. ip address 10.0.4.1 Dem Port seine IP-Parameter zuweisen. 255.255.255.0 routing Einschalten der Router-Funktion an diesem Port. exit Wechsel in den Konfigurationsmodus. ip route 10.0.3.0 Erstellung des statischen Routing-Eintrags für die 255.255.255.0 10.0.4.2 2 redundante Route. Die 2 am Ende des Befehls kennzeichnet den Wert der Wichtigkeit. Wenn beide Routen verfügbar sind, dann benutzt der Router die Route über das Subnetz 10.0.2.0/ 24, da diese Route die höhere Wichtigkeit (voreingestellt = 1) hat (siehe auf Seite 30 "Konfiguration einer einfachen statischen Route") 31
Statisches Routing 3.3 Konfiguration einer statischen Route show ip route Überprüfung der Routingtabelle: Total Number of Routes... 5 Network Subnet Next Hop Next Hop Address Mask Protocol Intf IP Address--------------- --------------- -- ---------- ------ -------------10.0.1.0 255.255.255.0 Lo cal 2/1 10.0.1.110.0.2.0 255.255.255.0 Local 2/2 10.0.2.110.0.3.0 255.255.255.0 Static 2/ 2 10.0.2.210.0.3.0 255.255.255.0 Static 2/3 10.0.4.210.0.4.0 255.255.255.0 Local 2/3 10.0.4.1 show ip route bestroutes Überprüfung der Routen, die der Router tatsächlich zur Vermittlung benutzt. Network Subnet Next Hop Next Hop Address Mask Protocol Intf IP Address --------------- --------------- ----------- --------- --------- 10.0.1.0 255.255.255.0 Local 2/1 10.0.1.1 10.0.2.0 255.255.255.0 Local 2/2 10.0.2.1 10.0.3.0 255.255.255.0 Static 2/2 10.0.2.2 10.0.4.0 255.255.255.0 Local 2/3 10.0.4.1 Total Number of Routes... 4 32
Statisches Routing 3.3 Konfiguration einer statischen Route 3.3.3 Konfiguration einer redundanten statischen Route mit Lastteilung Der Router teilt die Last auf die beiden Routen auf (load sharing), wenn die Routen die gleiche Wichtigkeit (Distanz) haben. ip route 10.0.3.0 255.255.255.0 10.0.2.2 2 show ip route Zuordnung der Wichtigkeit 2 für die bestehende statische Route (siehe auf Seite 30 "Konfiguration einer einfachen statischen Route"). Wenn beide Routen verfügbar sind, dann benutzt der Router beide Routen zur Datenübertragung. Überprüfung der Routingtabelle: Total Number of Routes... 4 Network Subnet Next Hop Next Hop Address Mask Protocol Intf IP Address --------------- --------------- ------------ ------ ------------- 10.0.1.0 255.255.255.0 Local 2/1 10.0.1.1 10.0.2.0 255.255.255.0 Local 2/2 10.0.2.1 10.0.3.0 255.255.255.0 Static 2/2 10.0.2.2 2/3 10.0.4.2 10.0.4.0 255.255.255.0 Local 2/3 10.0.4.1 show ip route bestroutes Überprüfung der Routen, die der Router tatsächlich zur Vermittlung benutzt. Network Subnet Next Hop Next Hop Address Mask Protocol Intf IP Address --------------- --------------- ----------- --------- --------- 10.0.1.0 255.255.255.0 Local 2/1 10.0.1.1 10.0.2.0 255.255.255.0 Local 2/2 10.0.2.1 10.0.3.0 255.255.255.0 Static 2/2 10.0.2.2 2/3 10.0.4.2 10.0.4.0 255.255.255.0 Local 2/3 10.0.4.1 Total Number of Routes... 4 33
Statisches Routing 3.4 Anpassung für nicht IP-konforme Geräte 3.4 Anpassung für nicht IPkonforme Geräte Manche Geräte benutzen einen vereinfachten IP-Stack, der nicht dem IP- Standard entspricht. Ohne eine ARP-Anfrage schicken diese Geräte ihre Antworten an die MAC-Adresse, die als Quelladresse im anfragenden Paket enthalten ist (siehe Bild unten, keine MAC/IP-Adressauflösung). Dieses Verhalten zeigen diese Geräte besonders bei Ping-Anfragen (ICMP Echo Request). Manche dieser Geräte zeigen dieses Verhalten auch bei anderen Datenpaketen. Solange das Router-Interface des Routers, an dem ein solches Gerät angeschlossen ist, an die MAC-Adresse des physikalischen Ports gebunden ist, kann der Router das Paket auch empfangen und vermitteln. Gehört der physikalische Port aber einem VLAN an, dann hat das VLAN- Router-Interface eine eigene MAC-Adresse. Somit verwirft der Router Pakete, die an die Port-MAC-Adresse gerichtet sind. Ein Endgerät, das die MAC/IP-Adressauflösung nach dem IP-Standard durchführt, startet eine ARP-Anfrage, um die korrekte MAC-Adresse zu ermitteln, bevor es dann die Antwort an die ermittelte VLAN-MAC-Adresse sendet (siehe Bild unten, MAC/IP-Adressauflösung nach Standard über ARP). Port-MAC: 00:80:63:00:00:01 Quelle: 00:80:63:00:00:01 Ziel:00:80:63:00:00:01 keine MAC/IP- Adressauflösung A VLAN-MAC:00:80:63:00:22:00 Port-MAC: 00:80:63:00:00:02 Quelle: 00:80:63:00:00:02 Ziel:00:80:63:00:22:00 MAC/IP-Adressauflösung nach Standard über ARP Abb. 12: Adressierung mit vereinfachtem IP-Stack und konform zum Standard 34
Statisches Routing 3.4 Anpassung für nicht IP-konforme Geräte Damit Sie auch Geräte mit vereinfachtem IP-Stack an ein VLAN-basiertes Router-Interface anschließen können, bietet Ihnen der Router den VLAN- Single-MAC-Modus. Im VLAN-Single-MAC-Modus benutzen alle VLAN-Interfaces und alle physikasischen Ports die selbe MAC-Adresse mit Ausnahme der portbasierten Router-Interfaces. VLAN-Single-MAC-Modus einschalten: enable configure ip vlan-single-mac exit Wechsel in den Priviledged-EXEC-Modus. Wechsel in den Konfigurationsmodus. Einschalten des VLAN-Single-MAC-Modus. Wechsel in den Priviledged-EXEC-Modus. show ip vlan Anzeigen der VLAN-IP-Parameter Logical VLAN ID Interface IP Address Subnet Mask MAC Address ------- --------- ------------- ------------- ----------------- 100 9/1 192.168.100.1 255.255.255.0 00:80:63:51:74:2B 200 9/2 192.168.200.1 255.255.255.0 00:80:63:51:74:2C 35
Statisches Routing 3.4 Anpassung für nicht IP-konforme Geräte 36
VRRP 4 VRRP Das Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP) beschreibt ein Verfahren, das es ermöglicht, innerhalb weniger Sekunden (in der Regel 3 Sekunden) auf den Ausfall eines Routers zu reagieren. VRRP findet seine Anwendung in Netzen mit Endgeräten, die nur einen Eintrag für das Default Gateway unterstützen. Fällt das Default Gateway aus, dann sorgt VRRP dafür, dass die Endgeräte ein redundantes Gateway finden. Alle Router innerhalb eines Netzes auf denen VRRP aktiv ist, verabreden unter einander, welcher dieser Router der Master sein soll. Dieser erhält die IPund die MAC-Adresse des virtuellen Routers. Alle Geräte im Netz, die als Default Gateway diese virtuelle IP-Adresse eingetragen haben, benutzen den Master als Default Gateway. 10.0.1.13 Redundanz durch VRRP Redundanz durch dynamische Routingverfahren Default Gateway 10.0.1.100 10.0.1.12 10.0.1.11 10.0.1.100 VR 10.0.1.1 A 10.0.1.10 10.0.1.2 B Abb. 13: Darstellung des virtuellen Routers Fällt der Master aus, dann verabreden die verbliebenen Router mit VRRP einen neuen Master. Dieser übernimmt dann die IP- und die MAC-Adresse des virtuellen Routers. Somit finden die Geräte über ihr Default Gateway nach wie vor ihre Route. Die Geräte sehen immer nur den Master mit der virtuellen MAC- und IP-Adresse unabhängig davon, welcher Router sich tatsächlich hinter dieser virtuellen Adresse verbirgt. 37
VRRP Die virtuelle IP-Adresse vergibt der Administrator. Die virtuelle MAC-Adresse gibt das VRRP vor mit: 00:00:5e:00:01:<VRID>. Die virtuelle Router-ID (VRID) ist eine Zahl zwischen 1 und 255. Demnach kann der Administrator innerhalb eines Netzes 255 virtuelle Router definieren. Die VRRP-Router senden IP-Multicast-Nachrichten an die IP-Multicast- Adresse 224.0.0.18, um den Master zu ermitteln. Master wird der Router mit der höchsten Router-Priorität. Die Router-Priorität legt der Administrator fest. Bei gleicher Router-Priorität entscheidet die höchste IP-Interface-Adresse der beteiligten VRRP-Router. Ist die virtuelle IP-Adresse identisch mit der IP-Adresse eines Router-Interfaces, dann ist dieser Router der IP-Address-Owner. VRRP setzt die Router- Priorität eines IP-Address-Owners auf den Wert 255 und deklariert ihn auf diese Weise zum Master. Ist kein IP-Address-Owner vorhanden, dann deklariert VRRP den Router mit der höchsten Router-Priorität zum Master. Der Master schickt regelmäßig (voreingestellt: 1 s) IP-Multicast-Nachrichten an die anderen VRRP-Router, um ihnen seine Betriebsbereitschaft zu signalisieren. Bleibt diese Nachricht zum dritten Mal (= voreingestellter Wert) in Folge aus, dann wählen die verbleibenden VRRP-Router einen neuen Master. Die Konfiguration von VRRP erfordert folgende Schritte: Routing global einschalten (falls nicht schon geschehen). VRRP global einschalten. Port konfigurieren IP-Adresse, Netzmaske zuweisen. VRRP am Port einschalten. Virtuelle Router ID (VRID) anlegen, da Sie die Möglichkeit haben, mehrere virtuelle Router pro Port zu aktivieren. Virtuelle Router-IP-Adresse zuweisen. Router-Priorität zuweisen. enable configure Wechsel in den Priviledged-EXEC-Modus. Wechsel in den Konfigurationsmodus. 38
VRRP ip routing ip vrrp Router-Funktion global einschalten. VRRP global einschalten. interface 2/3 ip address 10.0.1.1 255.255.255.0 ip vrrp 1 Auswahl des Ports zum Einrichten von VRRP. Dem Port seine IP-Parameter zuweisen. Anlegen der VRID für den ersten virtuellen Router an diesem Port. ip vrrp 1 mode Einschalten des ersten virtuellen Routers an diesem Port. ip vrrp 1 ip 10.0.1.100 Dem virtuellen Router 1 seine IP-Adresse zuweisen. ip vrrp 1 priority 200 Dem virtuellen Router 1 die Routerpriorität 200 zuweisen. Konfigurieren Sie jeden Port, an dem VRRP aktiv sein soll, auf die gleiche Weise. Nehmen Sie die gleiche Konfiguration auch auf dem redundanten Router vor. 39
VRRP 4.1 VRRP mit Load Sharing 4.1 VRRP mit Load Sharing Bei der einfachen Konfiguration übernimmt ein Router die Gateway-Funktion für alle Endgeräte. Die Kapazität des redundanten Routers liegt brach. VRRP bietet Ihnen die Möglichkeit, die Kapazität des redundanten Routers mit zu nutzen. Durch das Einrichten mehrerer virtueller Router können Sie den angeschlossenen Endgeräten unterschiedliche Default Gateways eintragen und so den Datenstrom lenken. Solange beide Router aktiv sind, fließen die Daten über den Router, auf dem die IP-Adresse des Default-Gateways die höhere Router-Priorität besitzt. Fällt ein Router aus, dann fließen alle Daten über den verbleibenden Router. Default Gateway 10.0.1.100 10.0.1.13 10.0.1.12 10.0.1.11 10.0.1.100 10.0.1.200 IP=10.0.1.1: VRID=1, VR-IP=10.0.1.100, Priority= 200 VRID=2, VR-IP=10.0.1.200, Priority=100 VR A Default Gateway 10.0.1.200 10.0.1.10 B IP=10.0.1.1: VRID=1, VR-IP=10.0.1.100, Priority=100 VRID=2, VR-IP=10.0.1.200, Priority=200 Abb. 14: Virtueller Router mit Load Sharing Zur Nutzung der Lastverteilung führen Sie folgende Konfigurationsschritte aus: Definieren Sie für das gleiche Router-Interface eine zweite VRID. Weisen Sie dem Router-Interface für die zweite VRID eine eigene IP- Adresse zu. Weisen Sie dem zweiten virtuellen Router eine niedrigere Priorität zu als dem ersten virtuellen Router. 40
VRRP 4.1 VRRP mit Load Sharing Achten Sie bei der Konfiguration des redundanten Routers darauf, dass Sie dem zweiten virtuellen Router eine höhere Priorität zuweisen, als dem ersten. Geben Sie den Endgeräten eine der virtuellen Router IP-Adressen als Default Gateway. 41
VRRP 4.2 VRRP mit Multinetting 4.2 VRRP mit Multinetting Der Router bietet Ihnen die Möglichkeit, VRRP mit Multinetting zu kombinieren. Default Gateway 10.0.1.100 10.0.1.13 10.0.1.12 10.0.1.11 10.0.1.100 10.0.2.100 VR IP=10.0.1.1 IP=10.0.2.1 A Default Gateway 10.0.2.100 10.0.2.13 B IP=10.0.1.2 IP=10.0.2.2 Abb. 15: Virtueller Router mit Multinetting Zur Nutzung von VRRP mit Multinetting führen Sie folgende Konfigurationsschritte aus ausgehend von einer bestehenden VRRP-Konfiguration (siehe Abb. 13): Weisen Sie dem Port eine zweite (secondary) IP-Adresse zu. Weisen Sie dem virtuellen Router eine zweite (secondary) IP-Adresse zu. interface 2/3 ip address 10.0.2.1 255.255.255.0 secondary ip vrrp 1 ip 10.0.2.100 secondary Auswahl des Ports zur Konfiguration von Multinetting. Dem Port seine zweite IP-Adresse zuweisen. Dem virtuellen Router mit der VR-ID 1 die zweite IP-Adresse zuweisen. 42
VRRP 4.2 VRRP mit Multinetting Nehmen Sie die gleiche Konfiguration auch auf dem redundanten Router vor. 43
VRRP 4.2 VRRP mit Multinetting 44
RIP 5 RIP Das Routing Information Protocol (RIP) ist ein Routing-Protokoll auf Basis des Distanzvektor-Algorithmus. Es dient der dynamischen Erstellung der Routingtabelle von Routern. Beim Starten eines Routers kennt dieser nur seine direkt angeschlossenen Netze und sendet diese Routingtabelle an die benachbarten Router. Gleichzeitig fordert er von seinen benachbarten Routern deren Routingtabelle an. Mit diesen Informationen ergänzt der Router seine Routingtabelle und lernt somit, welche Netze jeweils über welchen Router aus erreicht werden können und welcher Aufwand damit verbunden ist. Um Änderungen im Netz (Ausfall oder Start eines Routers) zu erkennen, wiederholen die Router den Austausch der gesamten Routingtabellen regelmäßig, üblicherweise alle 30 Sekunden. Dies bedeutet einen beachtlichen Bandbreitenbedarf bei großen Netzen. Die Kosten, auch Metrik genannt, bezeichnen den Aufwand, um ein bestimmtes Netz zu erreichen. RIP verwendet dazu allein den Hop-Count; er bezeichnet die Anzahl der Router, die entlang eines Pfades bis zum Zielnetz durchlaufen werden. Der Name Distanzvektor leitet sich aus der Tatsache ab, dass die Distanz (Metrik) das Kriterium zur Bestimmung der Route ist und die Richtung durch den Next-Hop (Vektor) vorgegeben ist. Der Next-Hop bezeichnet den benachbarten Router, der im Pfad zur Zieladresse liegt. Ein Eintrag in die Routingtabelle besteht aus der Adresse des Next-Hop, der Zieladresse und der Metrik. Die RIP-Routingtabelle enthält immer die effizienteste Route zum Ziel. Das ist die Route mit der kleinsten Metrik und dem längsten passenden Präfix der Netzmaske. 45
RIP SN 10 A HC = 1 B HC = 2 C HC = 4 SN 11 HC = 1 D E HC = 2 F HC = 3 Abb. 16: Zählen des Hop Count Router A Router B Router D Ziel Next-Hop Metrik Ziel Next-Hop Metrik Ziel Next-Hop Metrik SN 10 lokal 0 SN 10 Router A 1 SN 10 Router A 1 SN 11 Router B 2 SN 11 Router B 1 SN 11 Router E 3 Tab. 3: Routingtabelle zum vorhergehenden Bild Im Gegensatz zu OSPF tauscht ein RIP-Router den Inhalt seiner gesamten Routingtabelle mit seinem direkten Nachbarn zyklisch aus. Jeder Router kennt nur seine eigenen Routen und die Routen seiner direkten Nachbarn. Er hat somit nur eine lokale Sichtweise. Bei Änderungen im Netz dauert es eine gewisse Zeit, bis alle Router wieder eine einheitliche Sicht auf das Netz haben. Das Erreichen dieses Zustandes heißt Konvergenz. 46
RIP 5.1 Konvergenz 5.1 Konvergenz Wie reagiert RIP auf Topologie-Änderungen? Am folgenden Beispiel der Unterbrechung der Verbindung zwischen Router B und Router C können Sie die daraus resultierenden Änderungen in der Adresstabelle verfolgen. Annahmen: die Unterbrechung tritt auf 5 Sekunden nachdem B seine Routingtabelle verschickt hat. Die Router verschicken alle 30 Sekunden (= Lieferzustand) ihre Routingtabelle. Zwischen dem Verschicken der Routingtabellen besteht ein Zeitversatz von 15 Sekunden zwischen Router A und Router B. SN 10 A HC = 1 B HC = 2 C HC = 4 SN 11 HC = 1 D E HC = 2 F HC = 3 Abb. 17: Hop Count Zeitlicher Ablauf bis zur Konvergenz: 0 Sekunden: Unterbrechung 47
RIP 5.1 Konvergenz 10 Sekunden Router A verschickt seine Routingtabelle: Router A Ziel Next-Hop Metrik SN 10 local 0 SN 11 Router B 2 Anhand der Routingtabelle von Router A erkennt Router B, dass Router A eine Verbindung zum Ziel SN 11 kennt mit einer Metrik von 2. Da er selbst keine Verbindung mehr zu Router C als Next-Hop zu SN 11 hat, ändert Router B seinen Eintrag zum Ziel SN 11. Als Next-Hop trägt er Router A ein und erhöht die Metrik von Router A um 1 auf 3 (Distanz = gelernte Distanz + 1). 25 Sekunden Router B verschickt seine Routingtabelle: Router B Ziel Nex- Hop Metrik SN 10 Router A 1 SN 11 Router A 3 Anhand der Routingtabelle von Router B erkennt Router A, dass Router B eine Verbindung zum Sn 11 mit der Metrik 3 kennt. Also erhöht Router A seine Metrik für SN 11 um 1 auf 4. 40 Sekunden Router A verschickt seine Routingtabelle: Router A Ziel Next-Hop Metrik SN 10 local 1 SN 11 Router B 4 Anhand der Routingtabelle von Router A erkennt Router B, dass Router A eine Verbindung zum Ziel SN 11 kennt mit einer Metrik von 4. Also erhöht Router B seine Metrik für SN 11 um 1 auf 5. 55 Sekunden Router B verschickt seine Routingtabelle: Router B Ziel Next-Hop Metrik SN 10 Router A 1 SN 11 Router A 5 48
RIP 5.1 Konvergenz Anhand der Routingtabelle von Router B erkennt Router A, dass Router B eine Verbindung zum SN 11 mit der Metrik 5 kennt. Also erhöht Router A seine Metrik für SN 11 um 1 auf 6. Da Router A aus der Routingtabelle von von Router D weiß, daß Router D eine Verbindung zum SN 11 mit der kleineren Metrik von 3 hat, ändert er seinen Eintrag zum SN 11. 70 Sekunden Router A verschickt seine Routingtabelle: Router A Ziel Next-Hop Metrik SN 10 Router A 1 SN 11 Router D 4 Nach 70 Sekunden ist die Konvergenz wieder erreicht. 49
RIP 5.2 Maximale Netzgröße 5.2 Maximale Netzgröße Die nur direkte Bekanntschaft seiner Nachbarn ist auch das größte Problem von RIP. Zum einen ergeben sich hohe Konvergenzzeiten und das Count-to- Infinity Problem. Infinität bezeichnet die Unerreichbarkeit eines Ziels und wird bei RIP mit dem Hop-Count 16 angegeben. Bestünde im Beispiel oben der parallele Pfad über die Router D, E und F nicht, dann würden sich die Router A und B solange ihre Routingtabelle schicken, bis die Metrik den Betrag 16 annimmt. Erst dann erkennen die Router, dass das Ziel nicht erreichbar ist. Der Einsatz des Split-Horizon -Verfahrens eliminiert dieses Schleifenproblem zwischen zwei benachbarten Routern. Split-Horizon verfügt über zwei Betriebsarten. Simple-Split-Horizon Simple-Split-Horizon mit Poison-Reverse Tab. 4: Split-Horizon-Betriebsarten lässt beim Versenden der Routingtabelle an den Nachbarn die von diesem Nachbarn gelernten Einträge weg. versendet die Routingtabelle an den Nachbarn mit den von diesem Nachbarn gelernten Einträgen, teilt diesen aber die Metrik Infinity (=16) zu. Somit bestimmt auch der Hop-Count 16 die maximale Göße eines Netzes mit RIP als Routingverfahren. Die längsten Wege dürfen bis zu 15 Router durchlaufen. 50
RIP 5.3 Allgemeine Eigenschaften von RIP 5.3 Allgemeine Eigenschaften von RIP Das RFC 1058 vom Juni 1988 spezifiziert RIP Version 1. Die Version 1 hat folgende Einschränkungen: Verwendung von Broadcasts für Protokollnachrichten. Keine Unterstützung von Subnetzen/CIDR Keine Authentifizierung. Die Standadisierung von RIP Version 2 in der RFC 2453 im Jahre 1998 eliminiert die oben genannten Einschänkungen. RIP V2 sendet seine Protokollnachrichten als Multicast mit der Zieladresse 224.0.0.9, unterstützt Subnetzmasken und Authentifizierung. Die Einschränkungen bezüglich der Netzausdehnung bleiben jedoch bestehen. Vorteile leicht zu implementieren leicht zu administrieren Nachteile Routingtabellen in großen Netzen sehr umfangreich Routing-Information verteilt sich nur langsam, da feste Sendeintervalle bestehen. Dies gilt insbesondere für den Entfall von Verbindungen, da nur existente Wege in der Routingtabelle stehen. Count-to-Infinity Tab. 5: Vor und Nachteile von Vector Distance Routing 51