Princip přepínaných sítí (switched network) je postaven na přeposílání částí dat - paketů. Pakety jsou předávány samostatně a je obvyklé, že součásti jednoho datového bloku (email, webová stránka, ...) do cíle dorazí různými cestami. Pakety jsou rozlišeny čísly portů. Každý paket obsahuje zdrojový a cílový port.

Například požadavek na webovou stránku obsahuje vždy cílový port 80 a náhodný zdrojový port např. 18520. Odpověď pak obsahuje vždy zdrojový port 80 a cílový stejný jako původní zdrojový, zde 18520.

Hierarchické uspořádání

Sítě jsou dle Cisca vertikálně složeny z:

1. Internet - páteřní šíť
2. Core layer - připojení k Internetu, hraniční zařízení
3. Distribution layer - propojení Access a Core - distribuce datového spojení mezi jednotlivé Access zařízení
4. Access layer - konektivita pro uživatele

Výhody tohoto rozdělení jsou následující:

Hierarchie - oddělení různých zařízení od sebe - routery zajišťující spojení s Internetem vyžadují lepší zabezpečení než ty, které jsou dostupné z klientských zařízení přímo.

Modularity - možnost rozšířit síť přidáním dalších zařízení.

Resiliency - zajištění služeb pro uživatele.

Flexibility - umožnění využití plné přenosové kapacity uživateli.

Výhody přepínaných sítí

QoS - nastavení datových toků pro jednotlivé služby

Security - filtrace dle typu paketů

Podpora nových technologií - nezávislost síťových technologií na jednotlivých protokolech

Možnost využití různých typů konektivity - copper, optical, wireless, ...

Kriteria pro výběr zařízení

Cena

Počet portů - dle aktuálních požadavků a předpokládaného rozšíření

Power - spotřeba energie

Reliability - obtížně se zjišťuje

Rychlost portů - dnes standard 1Gbit/s

PoE - počet portů podporujících PowerOverEthernet

Frame buffers - cache paměť pro porty - celková a pro jednotlivé porty

Scalability - stohovatelnost - možnost spojit zařízení a ovládat jej jako jedno

Princip činnosti switche

ARP tabulka - spárování MAC adres a čísla portu na zařízení. Na jednom portu může být i více MAC adresa najednou.

Přepínání paketů

• Store and forward - paket se uloží a po jeho kontrole (CRC) je odeslán na cílový port.
• Cut-through - paket je rovnou odesílán na cílový port bez kontroly.

Domény

Kolizní doména

Je část sítě, kde odesílání dat ze dvou zařízení způsobí kolizi. Hranicí je rozhraní switche.

Broadcastová doména

Je část sítě, která obdrží paket poslaný všesměrově. Hranicí je router.

Základní konfigurace routeru

Konfigurace je stejná, jako v případě routeru. Pouze příkazy pro konfiguraci se liší - dáno odlišnými možnostmi daného zařízení oproti routeru. Nicméně základní příkazy jsou stejné - výhoda stejného iOS.

User mód:

Switch>

Přepnutí do enable:

Switch>enable

Switch#

Nastavení hostname

Switch#conf term

Switch(config)#hostname S1

S1(config)#

První verze pochází z roku 1987, poslední specifikace - v4 je z roku 1999. OSPF posílá každých 10 vteřin HELLO packet, udržuje si tak přehled o topologii sítě. Update mají na starosti dva vybrané routery - DR a BDR - designated router a backup designated router. Ty se starají o aktuální informace pro všechny routery v síti. Pro updaty se používá šifrování - jako bezpečností opatření.

Charakteristika

Classless - VLSM a CIDR

Update - event driven (update se posílá při detekované změně)

Scalability - malé i velké sítě, členění do skupin

Secure - autentizace updatů

Metrika - SPF algorithm

Datová struktura

Adjacency database - neighbours - unikátní na každém zařízení

Link-state database - topology - stejná na všech zařízeních

Forwarding database - routíng table - unikátní pro každé zařízení

Skupiny

Rozdělení velké sítě na menší celky:

• menší routovací tabulky
• menší updaty a rychlejší zpracování
• nižší ztížení při kalkulaci cesty

Nastavení routeru

Z enable režimu se předneme do configuračního režimu.

R1#conf term

Následně začneme konfiguraci prokolu EIGRP

R1(config)#router ospf 1

V příkaze je na posledním místě číslo,to je označeno jako prcess-id. Na rozdíl od EIGRP není určeno k oddělení oblastí. Routery s různými PID si mohou data vyměňovat. Rozpětí je v interval 1 - 65535.

R1(config-router)#network network-IP wild-card-mask area ID

Area ID je konečně obdobou AS u protokolu EIGRP. ABy si routery vyměňovalyinformace, musí mít stejné area-id. Wild card mask je reverzní podoba masky subnetu.Tedy pro subnet s maskou 255.255.255.0 je WCM 0.0.0.255

R1(config-router)#log-adjacency-changes detail

Plný výpis událostí protokolu OSPF. V základu je zapnuto pouze oznámení up/down.

ID směrovače

R1(config-router)#router-id 10.1.1.1

Slouží k ručnímu zadání ID směrovače. V případě, že volba DR a BDR byla provedena, bude mít změněné ID vliv až při další volbě.

Metrika

Je založena čistě na rychlosti daného spoje. Podle bandwith se označí daných spoj. Je možné změnit ručně (hodnota 0-255 kde nejvyššií prioritu má nejvyšší číslo):

R1(config-if)#IP ospf cost číslo

Pokud využíváme rychlejší linky než 100Mbit, je nutné na routerech spustit příkaz pro přepočet metriky. Tento příkaz je pak nutné pustit na všech routerech v síti.

R1(config-router)#auto-cost reference-bandwith 1-4294967

Kde číslo udává rychlost linky v MBit/s

Volba DR/BDR - (backup) designated router

Aby nedocházelo k floodu po update, volí se dva routery, které jsou zodpovědné za  distribuci update. Při změně posílá router update na DR a BDR. Ty zpracují update a DR odesílá změnu ostatním na síti. Pokud se tak nestane v určeném intervalu, posílá update všem BDR.

Pro změnu šance na volbu routeru jako DR nebo BDR můžeme použít příkaz. Ten změní prioritu routeru v případě volby. Defaultní hodnota je 1. Pokud je router hardwarově slabý a mohl by být přetížen, nastavím mu vyšší číslo a tím nižší proritu. Prioritu nastavujeme na vybraných síťových zařízeních. Nejvyšší priorita je 255.

R1(config-if)#IP ospf priority 0-255

Debug OSPF

R1#show ip ospf neighbors

Zobrazení sousedních zařízení  komunikujících přes OSPF

R1#show ip ospf

Zobrazení informace o protokolu OSPF

R1#show ip ospf interface

Zobrazení informace o protokolu OSPF v rámci jednotlivých zařízení

R1#show ip protocols

Zobrazení informace o routovacích protokolech obecně

R1#show ip ospf database

Zobrazení obsahu databáze protokolu OSPF

R1#debug ip ospf events

Zobrazení událostí protokolu OSPF

R1#debug ip ospf adjacency

Zobrazení stavy a volbu směrovačů DR a BDR v protokolu OSPF

R1#debug ip ospf packets

Zobrazení paketů protokolu OSPF

Řešení problémů

R1#clear ip route *

Vymaže routovací tabulku OSPF.

R1#clear ip ospf process

Resetuje kompletní záznamy OSPF.

OSPF default route

Statická routa je možná také v OSPF.

R1(config-router)#default-information originate

Nastavení Hello intervalu a Hold timu (vše ve vteřinách)

R1(config)#int ser 0/0/0

R1(config-if)#ip ospf hello-interval 60

R1(config-if)#ip ospf hold-time 180

Passive interface

Rohraní, které je na straně lokální sítě a nemůže tedy dostávat updaty je vhodné označit jako pasivní - nebudou na něm očekávány updaty a nebudou přes něj ani odesílány.

R1(config)#router ospf 1

R1(config-router)#passive-interface fast 0/0

Autentizace OSPF

Je možné používat prostou nebo šifrovanou autentizaci.

Prostá autentizace

R1(config)#router ospf 1


R1(config-router)#area 0 authentication


R1(config-router)#exit

R1(config)#int ser0/0/0


R1(config-if)#ip ospf authentication-key cisco

Kde cisco je klíč (heslo).

Autentizace šifrováním MD5

R1(config)#router ospf 1


R1(config-router)#area 0 authentication message-digest


R1(config-router)#exit

R1(config)#int ser0/0/0


R1(config-if)#ip ospf message-digest-key 1 md5 cisco

R1(config-if)#exit

R1(config)#service password-encryption

Tento příkaz je volitený, heslo je pak ale v NVRAM zapsáno jako prostý text

Základním routováním je statická cesta - její podstatou je počáteční nastavení a routa je pak používána, dokud není administrátorem změněna nebo deaktivována. Zařízení v tomto stavu není schopno reagovat na změny v topologii nebo zatížení linek. Typciké použití je ve velmi malých sítích připojených k internetu - zejména na bráně lze nastavit statickou routu pro odchozí komunikaci - jiná alternativa není.

 Výhody statického routování

• Vyšší bezpečnost - nelze podvrhnout falešný update od dynamického protokolu (OSFP,EIGRP, ...).
• Bez datové komunikace - nevytěžuje datové spoje updaty.
• Přesně známá trasa.

Nevýhody statického routování

• Nutné servisní zásahy v případě změny konfigurace.
• Náchylné na lidskou chybu.
• U rozsáhlých sítí velmi velké množství nastavení.
• Nulová reakce na změnu topologie.
• Při rozšíření sítě nutné manuální konfigurace.

Nastavení statické routy

Konfigurace se provádí v prostředí obecného konfiguračního režimu, do příkazu vstupuje adresa routované sítě, její maska a určení "směru" - zde buď next hop IP nebo lokální interface.

Router(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 serial 0/1/0

Routujeme síť 192.168.1.0/24 přes rozhraní serial 0/1/0.

Router(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.10.2

Routujeme síť 192.168.1.0/24 přes vzdálené rozhraní s adresou 192.168.10.2.

Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 serial 0/1/0

Tohle je default routa - vše, co "nepasuje jinam" jde přes tuto, je to jediná, která se používá i v případě dynamického routování.

Další možnosti

Pojmenování

Každou routu lze pojmenovat - je to vhodné pro zvýšení přehlednosti.

Router(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 serial 0/1/0 name TO ISP

Pro danou routu jsme nastavili jméno "TO ISP".

Administrative distance

Lze mít nakonfigurované "float static routes" - dvě statické routy - primární a záložní.

Router(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.10.2 name primarni

Router(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.10.2 name zalozni 2

Číslo na konci řádku se záložní routou udává administrative distance - "hodnotu" dané routy, čím nižší, tím má vyšší prioritu.

Packet tracer

Jaké sítě routujeme?

Statické routy definujeme ty, kde nejsou sítě dostupné přímo.

Pro R1 jsou to:

• 172.31.0.0
• 172.31.1.196
• 172.31.1.128

Pro R2 jsou to:

• 172.31.1.0
• 172.31.1.128

Pro R3 jsou to:

• 172.31.1.0
• 172.31.1.192
• 172.31.0.0

Definice statické routy

Konfigurační režim (enable -> conf term)

R1(config)#ip route 172.31.0.0 255.255.255.0 172.31.1.193

• ip route - příkaz pro definici routy
• 172.31.0.0 255.255.255.0 - cílová síť včetně masky
• 172.31.1.193 - next hop interface - přes tuto IP adresu na nejbližším routeru je daná síť přístupná

Alternativa

R1(config)#ip route 172.31.0.0 255.255.255.0 serial0/2/0

• serial0/2/0 - rozhraní, přes které odesíláme pakety na danou sít

Alternativa

R1(config)#ip route 172.31.0.0 255.255.255.0 172.31.1.193 serial0/2/0 - definujeme jak next hop adresu, tak lokální rozhraní

V příkladu

R1

R1(config)#ip route 172.31.0.0 255.255.255.0 172.31.1.193

R1(config)#ip route 172.31.1.196 255.255.255.252 172.31.1.193

R1(config)#ip route 172.31.1.128 255.255.255.192 172.31.1.193

R2

R2(config)#ip route 172.31.1.0 255.255.255.128 172.31.1.194

R2(config)#ip route 172.31.1.128 255.255.255.0 172.31.1.198

R3

R3(config)#ip route 172.31.0.0 255.255.255.0 172.31.1.197

R3(config)#ip route 172.31.1.0 255.255.255.128 172.31.1.197

R3(config)#ip route 172.31.1.192 255.255.255.252 172.31.1.197

Základní myšlenky:

• routování je mapa
• router je počítač
• router určuje nejlepší cestu pro data (dle protokolu a pravidel)
• v síti je vždy jeden router jako brána - připojen k internetu
• mapujeme - topologii a IP adresování (fyzická a logická topologie)

Basic router configuration

Prvotní nastavení se týká jména zařízení (usnadňuje identifikaci při administraci), zabezpečení a banneru.

Router (switch - pro něj platí to samé) se může nacházet ve čtyřech stavech terminálu:

• user - R1> - základní příkazy
• privilege R1# - kompletní přehled o zařízení a diagnostika
• config R1(config)# - nastavení pro celý router
• config dílčí R1(config-if)# - nastavení interface, routování, access listů, ...

Přepínání:

• user -> privilege - R1>enable
• privilege -> config - R1#configure terminal
• o úroveň zpět - R1(config)#exit
• z dílčích konfiguračních režimů zpět do privilegovaného - R1(config-if)#end
• pokud chceme spustit v konfiguračním režimu příkaz dostupný pouze v privilegovaném, pak musíme před tento příkaz přidat instrukci do - R1(config-if)#do ping 192.168.1.1

Zápis příkazů nemusí být úplný, stačí prvních několik znaků, které určí jedinečný příkaz - configure terminal je stejné jako conf t nebo conf term.

Hostname

Router>enable

Router#conf term

Router(config)#hostname R1

R1#

Přepneme router do privilegovaného režimu, vstoupíme do konfigurace a pomocí příkazu hostname nastavíme jméno zařízení.

Zabezpečení

Pro zabezpečení zařízení je nutné nastavit hesla. Jak na to? Vše se odehrává v obecném konfiguračním režimu, nebo konfiguračním režimu pro linku.

Router(config)#enable password cisco

Nastaví heslo "cisco" pro zpřístupnění privilegovaného režimu. Heslo je uloženo jako plain text.

Router(config)#enable secret cisco

Nastaví heslo "cisco", ale heslo je šifrováno.

Router(config)#line console 0

Router(config-line)#password cisco

Router(config-line)#login

Nastavuje kontrolu hesla při přihlášení přes console port.

Router(config)#line vty 0 4

Router(config-line)#password cisco

Router(config-line)#login

Nastavení hesla pro přístup přes linky vty 0 - 4.

Router(config)#line aux 0

Router(config-line)#password cisco

Router(config-line)#login

Nastavuje kontrolu hesla při přihlášení přes aux port.

Šifrování hesel

Router(config)#service password-encryption

Zapne slabé šifrování na hesla - md5.

Router(config)#no service password-encryption

Vypne šifrování hesel.

Banner

V některých zemích je nutné varovat uživatele, že se připojuje k zařízení, na kterém nemá co dělat. K tomuto upozornění slouží banner motd - message of the day nebo banner login - zobrazuje se při přihlášení. Nastavíme je takto.

MOTD se zobrazuje před přihlášením a pokud je nastavena zpráva login, pak je zobrazena nad ní.

Router>enable

Router#conf term

Router(config)#banner motd # Toto je neautorizovaný pokus o připojení #


Router(config)#banner login # Toto je neautorizovaný pokus o připojení #

Vypnutí Domain lookup

Pokud zadáme špatně příkaz, pak se router snaží zjistit, zda se nejedná o název domény. Je vhodné tomuto předcházet a vyhledávání vypnout.

Router(config)#no ip domain-lookup

Nepřerušování zapisovaných příkazů

Některé výpisy se zobrazují i když píšeme příkazy do konzole, sice to nevadí, příkazy jsou zpracovány korektně, ale je to nepřehledné, toto lze vypnout následujícím zápisem.

Router(config)#line console 0

Router(config-line)#logging synchronous

Konfigurace rozhraní

R1#conf term

R1(config)#int serial 0/0/0 - vybíráme rozhraní ke konfiguraci

R1(config-if)#ip address 192.168.1.5 255.255.255.0 - zadáváme IP a masku sítě IPv4

R1(config-if)#ipv6 address 2004:fe01:adde:1:2:1/64 - zadáváme IP a masku sítě IPv6

R1(config-if)#no shutdown - zapínáme rozhraní

R1(config-if)#description Lokalni sit 1 - volitelně přidáme popisek

R1(config-if)#clockrate 128000 - volitelně definujeme rychlost rozhraní

Loopback device

Virtuální síťové rozhraní, slouží k ověřeování konfigurace, podporuje ICMP - například ping.

R1(config)#int loopback 0 - konfigurujeme rozhraní loopback 0 - lze jich mít více

R1(config-if)#ip address 192.168.1.5 255.255.255.0 - definujeme IP adresu virtuálního rozhraní - no shut nedáváme, je rovnou zapnuto

Ladění

R1#sh ip interfaces brief - stručný výpis informací o rozhraních na daném zařízení

R1#sh ip route - výpis informací z routovací tabulky

R1#sh running-config - výpis běžící konfigurace

R1#sh running-config interface serial 0/0/0 - výpis části běžící konfigurace, která se týká zvoleného rozhraní

IPv6

Pro protokol IPv6 platí stejné příkazy, pouze se změní ip na ipv6.