Файл: Проектирование маршрутизации в трёх двухуровневых сетях с использованием протокола OSPF.pdf
Добавлен: 27.06.2023
Просмотров: 123
Скачиваний: 2
СОДЕРЖАНИЕ
Глава 1. Технико-экономическая характеристика предметной области и предприятия.
Характеристика предприятия и его деятельности
1.2. Современные методы построения сетей для решения сходных задач
2.2. Выбор и обоснование используемых протоколов
2.3. Выбор и обоснование решений по техническому и программному обеспечению сети
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.