2. Лекция - Статическая маршрутизация.

Адресация в сети Internet.

Типы адресов.

В самом начале развития сети было принято решение раздавать IP-адреса блоками, было создано три вида блока, и зарезервировано под эти блоки адреса:

Типы адресов:

• unicast - уникальный адрес, адрес конкретного хоста.

• broadcast - широковещательный адрес, адрес для все хостов.

• multicast - групповой адрес, адрес для группы хостов.

Классы адресов

Пояснение, откуда появились именно такие адреса

Как показала практика, такое распределение оказалось не эффективным. Самая большая потребность именно в сетях класса C, а не в B и A. Но классы B и A "съели" большую часть адресов, и их стало не хватать.

Поэтому была принята бесклассовая раздача адресов, которая позволяет, например, дать блок в несколько адресов, либо блок из 256 и еще 64 адресов.

Это пока спасает ситуацию до перехода на IPv6.

Для того, что бы выделить четыре адреса в блок, используют маску подсети, например:

выделим адреса с 83.149.236.0 по 83.149.236.31 в отдельный блок, чтоб задать 32 адреса нужно 5 бит (2^5=32)

256-32=224

83.149.236.0/255.255.255.224 или 83.149.236.0/27 (32-5=27)

Почему называется маска?

01010011 10010101 11101100 00000000 - сеть 83.149.236.0

Наложим маску на адрес (логическое И, 1и1=1, 1и0=0, 0и0=0)

01010011 10010101 11101100 00010000 - проверяемый адрес 83.149.236.16

11111111 11111111 11111111 11100000 - маска 255.255.255.224

01010011 10010101 11101100 00000000 - получаем сеть 83.149.236.0 (в двоичном, см. выше)

Это был адрес принадлежащий сети.

Возьмем адрес не принадлежащий сети - 83.149.236.64

01010011 10010101 11101100 01000000 - проверяемый адрес 83.149.236.64

11111111 11111111 11111111 11100000 - маска 255.255.255.224

01010011 10010101 11101100 01000000 - не получаем сеть 83.149.236.0, значит адрес не принадлежит сети.

Адреса зарезервированные для закрытых локальных сетей (в Интернете их не видно):

10.0.0.0/8

172.16.0.0 - 172.31.255.255

192.168.0.0 - 192.168.255.255

Специальные адреса (зарезервированные).

127.0.0.1 - это адрес обратной связи (loopback) - пакеты по нему реально в сеть не отправляются. Этому адресу по умолчанию назначают имя localhost.

255.255.255.255 - широковещательный адрес, для всех сетей. Используется для DHCP.

Широковещательный (broadcast) адрес сети.

Пакеты посланные на широковещательный адрес, должны принимать все компьютеры этой сети.

Принято назначать широковещательным - последний адрес сети.

Например:

для сети 83.149.236.0/24

83.149.236.255 - broadcast адрес сети 83.149.236.0/24.

83.149.236.0 - адрес сети, unicast-адреса с таким номером быть не должно. Т.е. минимальный размер подсети может быть в 4 адреса.

Кроме случая, когда используется маска 32, для указания одного unicast-адреса, например - 83.149.236.36/32

Групповой адрес (multicast).

Предназначен для группы хостов.

Например, адрес 224.0.0.5 - адрес OSPF - маршрутизаторов, т.е. все OSPF - маршрутизаторы обязаны принимать пакеты с адресом назначения 224.0.0.5.

Статическая маршрутизация.

Для маршрутизации нужна маршрутная информация, куда (на какой интерфейс) пакет отправлять, зная адрес назначения.

Статическая маршрутизация - это когда таблица маршрутизации формируется "вручную".

Таблицы маршрутизации.

Для получения таблицы маршрутизации используется команда route.

Рассмотрим таблицы маршрутизации самой простой сети.

Схема сети

Столбцы таблицы маршрутизации:

• Destination - адрес сети назначения

• Gateway - адрес шлюза

• Genmask - маска сети назначения

• Flags - флаги
  U - показывает, что маршрут активен.
  G - показывает, что маршрут проходит через промежуточный маршрутизатор (Gateway).
  H - специфический маршрут, маршрут к этому хосту отличается от маршрута ко всей этой сети.

• Metric - метрика, если для отправки можно использовать несколько маршрутов, позволяет делать выбор.
  Метрика =0 обозначает, что эта сеть непосредственно подключена к данному интерфейсу.

• Ref - сколько раз ссылались на данный маршрут при обработке пакетов

• Use - количество пакетов, переданное по данному маршруту.

• Iface - интерфейс для отправки пакетов.

Таблица (linux) маршрутизации на 192.168.0.6

1
2
3
4
5
6
7

# route
Kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
192.168.0.0 * 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0
default 192.168.0.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0
#
 

В таблице прописаны два правила:

1. Пакеты для сети 192.168.0.0/255.255.255.0 посылать напрямую, т.е. не через маршрутизатор.

2. Пакеты для всех остальных сетей посылать на default-маршрутизатор с адресом 192.168.0.1.

Таблица (linux) маршрутизации на 192.168.0.1

1
2
3
4
5
6
7
8
9

# route
Kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
192.168.0.0 * 255.255.255.0 U 0 0 0 eth1
83.149.236.64 * 255.255.255.224 U 0 0 0 eth0
default 83.149.236.92 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0
#
 
 

В таблице прописаны три правила:

1. Пакеты для сети 192.168.0.0/255.255.255.0 посылать напрямую, через интерфейс eth1.

2. Пакеты для сети 83.149.236.64/255.255.255.224 посылать напрямую, через интерфейс eth0.

3. Пакеты для всех остальных сетей посылать на default-маршрутизатор с адресом 83.149.236.92, через интерфейс eth0.

В разных системах таблицы немного отличаются, но в целом очень похожи.

Пример таблицы маршрутизации в Windows

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

>route PRINT
 
===========================================================================
Активные маршруты:
Сетевой адрес Маска сети Адрес шлюза Интерфейс Метрика
 0.0.0.0 0.0.0.0 10.85.241.18 10.85.241.63 1
 10.85.240.0 255.255.254.0 10.85.241.63 10.85.241.63 20
 10.85.241.63 255.255.255.255 127.0.0.1 127.0.0.1 20
 10.255.255.255 255.255.255.255 10.85.241.63 10.85.241.63 20
 127.0.0.0 255.0.0.0 127.0.0.1 127.0.0.1 1
 224.0.0.0 240.0.0.0 10.85.241.63 10.85.241.63 20
 255.255.255.255 255.255.255.255 10.85.241.63 10.85.241.63 1
Основной шлюз: 10.85.241.18
===========================================================================

Источники информации для таблицы маршрутизации:

• Ручная настройка сетевых интерфейсов.

• Ручная настройка default маршрутизатора.

• Ручная настройка настройка маршрутов.

• Динамические протоколы - RIP, OSPF и т.д.

Рассмотрим intranet сеть (без выхода в Интернет) из четырех сегментов.

Схема сети.

Таблица (linux) маршрутизации на маршрутизаторе.

1
2
3
4
5
6
7
8
9

# route
Kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
192.168.0.0 * 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0
192.168.1.0 * 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0
192.168.2.0 * 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0
192.168.3.0 * 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0
#
 

Таблица (linux) маршрутизации на 192.168.0.6.

1
2
3
4
5
6

# route
Kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
192.168.0.0 * 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0
default 192.168.0.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0
#

Таблица (linux) маршрутизации на 192.168.1.128.

1
2
3
4
5
6

# route
Kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
192.168.1.0 * 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0
default 192.168.1.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0
#

Таблица (linux) маршрутизации на 192.168.2.32.

1
2
3
4
5
6

# route
Kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
192.168.2.0 * 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0
default 192.168.2.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0
#

Таблица (linux) маршрутизации на 192.168.3.64.

1
2
3
4
5
6

# route
Kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
192.168.3.0 * 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0
default 192.168.3.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0
#

Маршрутизация без маски (на классах).

Таблица (linux) маршрутизации без использования маски

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

# route
Kernel IP routing table
Destination Gateway Flags Metric Ref Use Iface
192.168.0.0 *  U 0 0 0 eth0
192.168.1.0 *  U 0 0 0 eth0
192.168.2.0 *  U 0 0 0 eth0
192.168.3.0 *  U 0 0 0 eth0
192.168.4.0 *  U 0 0 0 eth0
192.168.5.0 *  U 0 0 0 eth0
192.168.6.0 *  U 0 0 0 eth0
default 192.168.0.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0
#

Маршрутизация с маской (CIDR).

Это позволяет создавать непрерывное адресное пространство с разным количеством адресов, и маршрут к нему, что уменьшает записей в таблице и оптимальнее распределять адресное пространство.

Таже таблица (linux) маршрутизации, но с использованием маски.

1
2
3
4
5
6

# route
Kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
192.168.0.0 * 255.255.248.0 U 0 0 0 eth0
default 192.168.0.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0
#