Файл: Проектирование маршрутизации в трёх двухуровневых сетях с использованием протокола OSPF.pdf

К недостаткам прокола следует отнести высокую вычислительную сложность и, следовательно, высокие требования, предъявляемые к ресурсам маршрутизатора. Вычислительная сложность OSPF растет с увеличением размеров сети. Поэтому для увеличения масштабируемости протокола применяется разделение сети на логические области, соединенные магистральной областью. Внутренняя топологическая информация между областями не предается. Протокол совместим с RIP.

• BGP (Border Gateway Protocol) – протокол граничного шлюза. Протокол BGP разрабатывался как внешний для организации маршрутизации между автономными системами в глобальной сети Internet. Хотя протокол относится к внешним протоколам маршрутизации, его иногда применяют и для внутренней маршрутизации. BGP является протоколом, ориентирующимся на вектор расстояния. Однако, в отличие от RIP и IGRP протокол BGP не требует периодического обновления всей маршрутной таблицы. Обмен полными таблицами выполняется между маршрутизаторами только при их начальном подключении. В дальнейшем отсылаются только сообщения об обновлениях в таблицах, причем только тем маршрутизаторам, которые явно указаны в качестве соседних. В одном обновлении BGP-4 может быть объявлено об одном новом маршруте или аннулировании нескольких переставших существовать. Все это способствует снижению служебного трафика. Метрика BGP представляет собой произвольное число единиц, характеризующее степень предпочтения конкретного маршрута, и устанавливаются администратором сети, в основном исходя из соображений договорных и финансовых предпочтений, возможно, из учета других факторов (по умолчанию на основании минимального числа промежуточных AS). У разных маршрутизаторов может использоваться разная маршрутная политика. Хотя BGP поддерживает маршрутную таблицу всех возможных путей к конкретной сети, в своих сообщениях о корректировке он объявляет только об оптимальных маршрутах. Наличие в таблице альтернативных маршрутов ускоряет реакцию маршрутизатора на информацию о недостижимости основного пути, а также позволяет поддерживать балансировку нагрузки. Поскольку протокол ориентирован на обмен данными между различными AS, где при выборе маршрутов преобладают, как правило, не технические, а политические соображения, то процесс балансировки нагрузки подразумевает осмысленное распределение маршрутов между альтернативными каналами посредством настройки соответствующих параметров протокола. Сообщения BGP-4 о корректировках содержат последовательность AS, через которые может быть достигнута указанная сеть, ее ІР-адрес и длина маски префикса (поддерживается только бесклассовая адресация CIDR). Протокол позволяет объединять маршруты. Перечень AS используется для улучшения сходимости, скорость которой у протокола не высока. Для обеспечения безопасности могут применяться разные способы аутентификации маршрутизаторов. Протокол совместим с RIP и OSPF. [2]

---

Применение протокола маршрутизации позволяет избежать ручного ввода всех допустимых маршрутов, что, в свою очередь, снижает количество ошибок, обеспечивает согласованность действий всех маршрутизаторов в сети и облегчает труд администраторов.

Основной функцией протоколов динамической маршрутизации является обеспечение взаимодействия разобщенных участков сети в единое маршрутизируемое пространство, которое подчиняется определенным алгоритмам и правилам по поиску оптимальных маршрутов, предотвращению и уменьшению времени простоя в случае аварийных ситуаций на линии без прямого вмешательства человека.

На основании вышеперечисленных протоколов нужно выбрать наиболее подходящий протокол маршрутизации для нашей компании, провести тестирование и последующее внедрение.

Глава 2. Разработка проектных решений

2.1 Разработка и обоснование структуры сети

В нашей сети используется несколько видов информации, они представлены в таблице 2.

Таблица 2

Вид информации	Назначение (прикладная система)	Режим передачи	Критичность доставки (QoS)	Категория доступа
Текстовая	Принтер	Сессионный	Низкая	Конфиденциально
Видеоинформация	Видеоконференции	Постоянный	Высокая	Конфиденциально
Аудиоинформация	IP-телефония	Постоянный	Высокая	Конфиденциально
Графическая	Сканирование	Сессионный	Средняя	Конфиденциально

Организация располагается в здании офисного типа и имеет несколько удаленных офисов, расположенных в пределах одного города. Офисы компании объединены в одну корпоративную сеть. Схема организации сети представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Изображение структурной схемы сети

На данной территории установлено несколько рабочих мест и установлена оргтехника. Также расположены сервера. Офисы компании объединяются в корпоративную сеть и используют услуги связи, предоставляемые сервис-провайдером.

Далее на рисунке 3 представлена схема корпоративной сети, реализованная в программе Cisco Packet Tracer (версия 7.1), которая включает в себя набор физических устройств, с логической IP адресацией.

---

Рисунок 3. Изображение функциональной схемы

Для предоставления адресного пространства была использована сеть класса C, которая была поделена на три подсети при помощи сетевой маски 255.255.254.0. [3]

В дальнейшем эти подсети использовались для адресации в офисах корпоративной сети.

2.2. Выбор и обоснование используемых протоколов

В ходе анализа существующей сетевой инфраструктуры было выявлено что маршрутизация трафика между офиса компании осуществляется на основании статических маршрутов, данный вид маршрутизации может усложнить дальнейшее масштабирование сети. Поэтому было принято решение о внедрении протокола динамической маршрутизации. [5]

Ниже в таблице 3 представлена таблица протоколов динамической маршрутизации, подходящих для решения поставленной задачи.

Таблица 3

Сравнительная таблица основных характеристик протоколов динамической маршрутизации

№ п/п	Критерии/протоколы	RIP	IGRP	OSPF	EIGRP	BGP
1	Безопасность	Открытый пароль или аутентификация по ключу MD5	–	Открытый пароль или аутентификация по ключу MD5	Аутентификация по ключу MD5	Разные методы аутентификации
2	Тип алгоритма	Вектор расстояния	Вектор расстояния	Состояние каналов связи	Комбинированный	Вектор расстояния
3	Балансировка нагрузки	–	Разные метрики	Одинаковые метрики	Разные метрики	Разные метрики (полуавтоматически)
4	Объединение маршрутов	–	–	+	+	+
5	Маска подсетей	+	–	+	+	+
6	Максимальное количество маршрутизаторов сети	15	255	65534	255	65534
7	Учет в метрике различных характеристик пути	Одна основная	Комбинированная	Одна основная и три дополнительные	Комбинированная	Произвольная
8	Обновления маршрутной информации	Вся таблица	Вся таблица	Только изменения	Только изменения	Только изменения
9	Необходимость логической подготовки сети	–	–	Выделение центральной области и связных областей	–	Разбитие сети на AS и описание взаимодействия между ними
10	Доступность реализации	Открытый	Только на оборудовании Cisco	Открытый	Только на оборудовании Cisco	Открытый
11	Поддержка IPv6	–	–	+	+	+

---

Наиболее универсальным и гибким в настройке протоколом динамической маршрутизации в корпоративных сетях является открытый протокол выбора первого кратчайшего пути OSPF. Также в качестве перспективных функций OSPF следует назвать поддержку протокола Ipv6 и возможность выбора маршрута на основании текущего коэффициента загруженности каналов связи.

OSPF предлагает решение следующих задач:

• увеличение скорости сходимости (в сравнении с протоколом RIP2, т.к. нет необходимости выжидания многократных таймаутов по 30с);

• поддержка сетевых масок переменной длины (VLSM);

• достижимость сети (быстро обнаруживаются отказавшая аппаратура, и топология сети изменяется соответствующим образом;

• оптимальное использование пропускной способности;

• метод выбора пути.

Основываясь на данных таблицы, был выбран протокол OSPF. [6]

2.3. Выбор и обоснование решений по техническому и программному обеспечению сети

До внедрения протокола OSPF в компании использовалось оборудование D-Link. Характеристики оборудования представлены в табличном виде (таблицы 4-5).

Таблица 4

Характеристики Маршрутизатора D-Link DSR 1000/A1A

Характеристика	Параметры
Тип устройства	Маршрутизатор
Количество портов	2 порта WAN 4 порта LAN
Скорость передачи	10/100/1000 Мбит/сек
Динамический маршрут	RIP v1/v2, OSPF

Таблица 5

Характеристики Коммутатора D-Link DGS-1005D

Характеристика	Параметры
Тип устройства	Коммутатор
Количество портов коммутатора	5 x Ethernet 10/100/1000 Мбит/сек
Внутренняя пропускная способность	10 Гбит/сек
Поддержка стандартов	Auto MDI/MDIX, Jumbo Frame, IEEE 802.1p (Priority tags)

Характеристики данного оборудования в перспективе не удовлетворяют стратегии развития IT инфраструктуры компании. Поэтому было принято решение о замене на оборудования фирмы Cisco, т.к. оборудование обладает возможностью добавления новых модулей без замены основного устройства. [4]

---

Маршрутизаторы Cisco 1841 с интегрированными услугами и поддержкой модулей расширения обеспечивают для предприятий малого и среднего бизнеса, а также небольших филиалов полный набор функций и необходимую гибкость для защищенного подключения к сетям Интернет и интранет. Маршрутизатор Cisco 1841 изображен на рисунке 4.

Рисунок 4. Маршрутизатор Cisco серии 1841

Архитектура маршрутизаторов с интегрированными услугами Cisco 1841 базируется на архитектуре мультисервисных маршрутизаторов доступа серии Cisco 1800, предлагая более чем пятикратное повышение производительности по сравнению с маршрутизаторами предыдущих серий – благодаря слотам для карт высокоскоростных WAN-интерфейсов (HWIC), допускающих установку новых карт HWIC, таких как 4-портовая карта EtherSwitch HWIC. Поддержка модулей AIM, HWIC и VWIC предоставляет широкий выбор вариантов подключения, а также защиту инвестиций благодаря совместимости с более чем 30 картами WAN-интерфейсов для серии 1700 (WIC/VIC/VWIC только в режиме передачи данных). Характеристики оборудования представлены в таблице 6.

Таблица 6

Характеристики маршрутизатора Cisco 1841

Характеристика	Параметры
Тип устройства	Маршрутизатор
Форм фактор	В настольном исполнении, 1-RU
Характеристика	Параметры
Размеры	34.3 x 27.4 x 4.39 см
Вес	2.8 кг
Флэш-память	Внешний съемный Compact Flash. Предустановленно: 32 Мб; Максимум: 128 Мб.
ОЗУ	SDRAM (1 DIMM слот) Предустановленно: 128 Мб; Максимум: 384 Мб
Разъемы для подключения модулей	2
Разъемы для WAN-карт	2
Разъемы для HWIC-карт	2
Встроенные Ethernet порты	2 порта 10/100
Встроенные USB порт	1 порт USB 1.1
Консольный порт	1 порт до 115.2 Кбит/с
Дополнительный порт	1 порт до 115.2 Кбит/с
Встроенный AIM-разъем	1

Cisco Catalyst 2960 - новое семейство коммутаторов второго уровня с фиксированной конфигурацией, которое позволяет подключать рабочие станции к сетям Fast Ethernet и Gigabit Ethernet на скорости среды передачи, удовлетворяя растущие потребности в пропускной способности на периферии сети. Для агрегации применяются комбинированные гигабитные uplink-порты, которые могут объединяться в единый канал по технологии GigabitEtherChannel. На рисунке 5 изображен коммутатор Cisco Catalyst 2960.

---