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- Herausgeber: Airnet
- Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
- Sprache: Deutsch
Weltweite Erreichbarkeit, Router, Übertragungstechnik, Wegewahl, Protokolle, mathematische Algorithmen, Graphentheorie. Dies sind unter anderem die Merkmale eines weltweiten Netzwerks wie das Internet. Wie es funktioniert, lernen Sie in diesem Lehrbuch. Dabei nehmen wir natürlich keinen Exkurs in die mathematische Graphentheorie vor, sondern beschränken uns lediglich auf den praktischen Teil. Es wird mit VLSM und Route-Summarization begonnen. Anschließend werden die Interior-Gateway-Protokolle OSPF, EIGRP und IS-IS zusammen mit Redistribution und Address-Translation ausführlich behandelt. Danach wird tiefgehend auf das BGP-Protokoll eingegangen, das die Grundlage für die Wegewahl im Internet bereitstellt. Dieses eBook eignet sich sehr gut zur Vorbereitung der Prüfung CCNP von Cisco. Aus dem Inhalt: • VLSM und Route-Summarization • Grundlagen und Konfiguration von EIGRP • Grundlagen und Konfiguration von OSPF • Erweiterte OSPF-Features • Routing-Optimierung mit Redistribution,Route-Filtering und Policy-Based-Routing • Übersicht und Funktionsweise von IS-IS • Erweiterte Features von IS-IS • Übersicht und Funktionsweise von BGP • Erweiterte BGP-Features
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Seitenzahl: 282
Veröffentlichungsjahr: 2010
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Advanced Routing
Stand vom: 23.9.2010. Copyright: Airnet Technologie- und Bildungszentrum GmbH.Verantwortliche Personen:
Overall: Rukhsar Khan, Airnet Technologie- und Bildungszentrum GmbH (Training)This eBook has been created using the ePub-Converter of eLML (eLesson Markup Language). See www.eLML.org for more details about creating platform-independent online content.
Inhaltsverzeichnis
Cover
Inhaltsverzeichnis
1. Advanced Routing
1.1. VLSM und Route-Summarization
1.1.1. IP-Subnetting
1.1.2. IP-Subnetting
1.1.3. IP-Subnetzberechnung
1.1.4. VLSM-Subnetzberechnung
1.1.5. VLSM-Subnetting
1.1.6. Anzahl der Routing-Einträge
1.1.7. Route-Summarization
1.1.8. Zusammenfassung innerhalb eines Oktetts
1.1.9. Berechnung der Zusammenfassung innerhalb eines Oktetts
1.1.10. Berechnung der Summary-Adresse und Summary-Maske
1.1.11. Summary-Adresse und Summary-Maske
1.1.12. Überlappende Subnetze
1.1.13. Überlappende Subnetze
1.1.14. Überlappende Subnetze
1.1.15. CIDR und Restriktionen
1.2. Grundlagen und Konfiguration vom EIGRP
1.2.1. EIGRP-Übersicht
1.2.2. Kapselung vom EIGRP
1.2.3. EIGRP-Terminologie
1.2.4. Hello-Pakete
1.2.5. Holdtime
1.2.6. Layout Beispielnetzwerk
1.2.7. Konfiguration Router1 und Konfiguration Router2
1.2.8. Konfiguration Router3
1.2.9. Verifizieren vom EIGRP
1.2.10. Protokollübersicht vom EIGRP
1.2.11. Nachbar-Tabelle vom EIGRP
1.2.12. Topologie-Tabelle vom EIGRP
1.2.13. Routing-Tabelle
1.3. Grundlagen und Konfiguration von OSPF
1.3.1. OSPF-Übersicht
1.3.2. Kapselung von OSPF
1.3.3. OSPF-Terminologie
1.3.4. OSPF-Metrik im Detail
1.3.5. Router-ID vom OSPF
1.3.6. Übung – Router-ID
1.3.7. Loopback-Schnittstelle
1.3.8. Periodische Hello-Pakete
1.3.9. Dead-Intervall
1.3.10. Hello-Paketaufbau
1.3.11. OSPF-Topologien
1.3.12. Layout Beispielnetzwerk
1.3.13. Nachbarbeziehung
1.3.14. DR-/BDR-Aushandlung
1.3.15. DR-/BDR-Aushandlung
1.3.16. Übung – DR/BDR
1.3.17. Database-Exchange-Prozess – Exstart State
1.3.18. Database-Exchange-Prozess – Exchange State
1.3.19. Database-Exchange-Prozess – Loading State
1.3.20. Database-Exchange-Prozess – Loading State – Full State
1.3.21. OSPF-Adjacency
1.3.22. Two-Way State
1.3.23. Topologieänderung in einem OSPF-Netzwerk
1.3.24. Topologieänderung in einem OSPF-Netzwerk
1.3.25. Topologieänderung in einem OSPF-Netzwerk
1.3.26. Topologieänderung in einem OSPF-Netzwerk
1.3.27. LSU-Flussdiagramm
1.3.28. Point-to-Point-Netzwerke
1.3.29. OSPF-Grundkonfiguration
1.3.30. Verifizieren von OSPF
1.3.31. Nachbar-Datenbank – Router 5 und Router 4
1.3.32. Nachbar-Datenbank – Router 3
1.3.33. Nachbar-Datenbank – Router 2
1.3.34. Schnittstellen-Parameter – Router 5
1.3.35. Schnittstellen-Parameter – Router 4
1.3.36. Link-State-Datenbank – Router 5
1.3.37. Link-State-Datenbank – Router 4
1.3.38. IP-Routing-Tabelle – Router 5
1.3.39. NBMA-Topologien
1.3.40. NBMA-Netzwerke
1.3.41. NBMA-Netzwerke
1.3.42. Layout Beispielnetzwerk 1a
1.3.43. RFC-Modus Point-to-Multipoint – Konfiguration von Router 1 und Router 4
1.3.44. RFC-Modus Point-to-Multipoint – Verifikation von Router 1 und Router 4
1.3.45. RFC-Modus Point-to-Multipoint – Verifikation von Router 1
1.3.46. RFC-Modus Point-to-Multipoint – Verifikation von Router 4
1.3.47. Layout Beispielnetzwerk 1b
1.3.48. Cisco-Modus Point-to-Point – Konfiguration von Router 1 und Router 4
1.3.49. Cisco-Modus Point-to-Point – Verifikation von Router 1 und Router 4
1.3.50. Cisco-Modus Point-to-Point – Verifikation von Router 1 und Router 4
1.3.51. Layout Beispielnetzwerk 2
1.3.52. RFC-Modus NBMA – Konfiguration von Router 1 und Router 4
1.3.53. RFC-Modus NBMA – Verifikation von Router 1 und Router 4
1.3.54. RFC-Modus NBMA – Verifikation von Router 1 und Router 4
1.3.55. Cisco-Modus Broadcast – Konfiguration von Router 1 und Router 4
1.3.56. Cisco-Modus Broadcast – Verifikation von Router 1 und Router 4
1.3.57. Cisco-Modus Broadcast – Verifikation von Router 1 und Router 4
1.4. Erweiterte OSPF-Features
1.4.1. Nachteil großer OSPF-Areas
1.4.2. OSPF – Area-Design
1.4.3. Router-Typen
1.4.4. Link-State-Advertisements
1.4.5. Link-State-Advertisements
1.4.6. OSPF-Area-Typen
1.4.7. LSA-Verarbeitung
1.4.8. LSA-Verarbeitung
1.4.9. Route-Summarization
1.4.10. Nachteil von OSPF
1.4.11. Virtual-Link
1.4.12. Virtual-Link
1.4.13. OSPF-Restriktionen
1.4.14. OSPF-Restriktionen
1.4.15. ABR-Konfiguration
1.4.16. ASBR-Konfiguration
1.4.17. Stub-Area-Konfiguration
1.4.18. Konfiguration einer Totally-Stubby-Area
1.4.19. Konfiguration von Route-Summarization
1.4.20. Konfiguration eines Virtual-Links
1.4.21. Verifizieren von OSPF
1.4.22. Verifikation der Link-State-Datenbank
1.4.23. Verifikation eines OSPF-Border-Routers
1.4.24. Verifikation eines OSPF-Virtual-Links
1.5. Routing-Optimierung
1.5.1. Heterogene Routing-Umgebung
1.5.2. One-Way Redistribution
1.5.3. One-Way Redistribution mit Default-Route
1.5.4. Two-Way Redistribution
1.5.5. 2 * Two-Way Redistribution
1.5.6. One-Way Redistribution
1.5.7. Two-Way Redistribution
1.5.8. 2 * Two-Way Redistribution
1.5.9. Fallbeispiel
1.5.10. Wegewahl auf R10?
1.5.11. Administrative-Distance-Tabelle
1.5.12. Wegewahl auf R8?
1.5.13. Metrik-Bekanntgabe von R8
1.5.14. Wegewahl auf R7?
1.5.15. Problem: Routing-Loop!
1.5.16. Lösung: Ausarbeiten!
1.5.17. One-Way-Redistribution-Konfiguration
1.5.18. Two-Way-Redistribution-Konfiguration
1.5.19. 2 * Two-Way-Redistribution-Konfiguration
1.5.20. Incoming Distribute-List
1.5.21. Outgoing Distribute-List
1.5.22. Grundsätzliche Bestimmungen – Route-Maps
1.5.23. Grundsätzliche Bestimmungen – Route-Maps
1.5.24. Abarbeitung der Statements
1.5.25. Route-Map Konfiguration
1.5.26. Verifizieren einer Route-Map
1.5.27. Grundsätzliche Bestimmungen – Policy-Based-Routing
1.5.28. Anwendungsbeispiel
1.5.29. Konfiguration von Policy-Based-Routing
1.5.30. Verifizieren von Policy-Based-Routing
1.5.31. Verifizieren von Policy-Based-Routing
1.6. Adressübersetzung durch NAT und PAT
1.6.1. NAT-Terminologie
1.6.2. Private Adressbereiche
1.6.3. NAT-Funktion
1.6.4. NAT-Funktion
1.6.5. NAT-Funktion
1.6.6. NAT-Funktion
1.6.7. PAT-Funktion
1.6.8. PAT-Funktion
1.6.9. Statische NAT-Konfiguration
1.6.10. Dynamische NAT-Konfiguration
1.6.11. PAT-Konfiguration
1.6.12. Verifizieren von NAT und PAT
1.6.13. Debuggen von NAT und PAT
1.7. Übersicht und Funktionsweise von IS-IS
1.7.1. ISO/OSI-Protokolle
1.7.2. ISO/OSI-Terminologie
1.7.3. ISO/OSI-Terminologie
1.7.4. CLNS/CLNP
1.7.5. OSI – Hierarchische Adressierung
1.7.6. NSAP-Adressstruktur
1.7.7. NSAP-Adressstruktur und Network Entity Title (NET)
1.7.8. NSAP-Adressierungsbeispiel
1.7.9. OSI-Routing-Protokolle
1.7.10. OSI-PDUs (Protocol Data Units)
1.7.11. IS-IS-Design
1.7.12. Level-2-Routing
1.7.13. Level-1-Routing
1.7.14. Hierarchisches Routing
1.7.15. Level-3-Routing
1.7.16. IS-IS- und NSAP-Adressierung
1.7.17. IS-IS – Area-Adressen
1.7.18. Level-2-Kontinuität
1.7.19. IS-IS-(System)ID
1.7.20. IS-IS – Protocol Data Units
1.7.21. IS-IS – Variable-Field-Struktur
1.7.22. Variable Field Codes
1.7.23. Level-1-Adjacencies
1.7.24. Level-1-LAN-Hello-PDU und Broadcast-Subnetzwerk
1.7.25. Level-1-Adjacencies und Level-1-Link-State-Datenbank
1.7.26. Level-1-Link-State-PDU
1.7.27. Level-1-Pseudonode-LS-PDU
1.7.28. Partial-Sequence-Number-Funktion
1.7.29. Level-1-PSN-PDU
1.7.30. Level-1-SPF-Baum und Level-1-Routing-Tabelle
1.7.31. Complete-Sequence-Number-Funktion und Level-1-CSN-PDU
1.7.32. Layout Beispielnetzwerk
1.7.33. Aktivieren von IS-IS-Level-1-Routing
1.7.34. Aktivieren von IS-IS-Level-1-Routing
1.7.35. Verifizieren von IS-IS
1.7.36. OSI-Protokollparameter
1.7.37. Adjacency-Datenbank
1.7.38. Level-1-LAN-Hello-PDU
1.7.39. Interface-Parameter
1.7.40. Level-1-Link-State-Datenbank
1.7.41. Level-1-Routing-Tabelle
1.7.42. Which-Route-Befehl
1.8. Erweiterte IS-IS-Features
1.8.1. Zusammenschluss von Areas
1.8.2. L1/L2-Intermediate-System und -Circuits
1.8.3. Standard-Route und Area-Adresse
1.8.4. Level-1-Link-State-PDU
1.8.5. Partielle Redundanz
1.8.6. Volle Redundanz
1.8.7. Standard-Routen und Area-Adressen
1.8.8. Level-2-Kontinuität
1.8.9. Level-2-Kontinuität
1.8.10. Level-2-Kontinuität
1.8.11. Adjacencies
1.8.12. Level-2-Link-State-Datenbank
1.8.13. Level-2-Link-State-PDU
1.8.14. Level-1-Link-State-Datenbank
1.8.15. Level-2-SPF-Baum
1.8.16. Level-2-Routing-Tabelle
1.8.17. Layout Beispielnetzwerk
1.8.18. Aktivieren vom Level-2-Routing
1.8.19. Aktivieren vom Level-2-Routing
1.8.20. Verifizieren von IS-IS
1.8.21. OSI-Protokollparameter
1.8.22. Adjacency-Datenbank
1.8.23. Interface-Parameter
1.8.24. Link-State-Datenbanken
1.8.25. Level-2-Routing-Tabelle
1.8.26. Which-Route-Befehl
1.8.27. IP-spezifische Variable-Field-Codes
1.8.28. Integrated IS-IS Adjacencies
1.8.29. Integrated IS-IS Hello PDU
1.8.30. IP-spezifische Informationen in L1-Link-State-Paketen
1.8.31. Integrated IS-IS – Level-1-Link-State-PDU
1.8.32. Übernahme von IP-Informationen
1.8.33. Weiterleitung von IP-Standard-Route
1.8.34. Übernahme von IP-Informationen und Weiterleitung von IP-Standard-Route
1.8.35. Externe Routing-Informationen
1.8.36. Integrated IS-IS – Level-2-Link-State-PDU mit Inter-Domain-Routing-Informationen
1.8.37. Integrated IS-IS – Level-1-SPF-Baum
1.8.38. Integrated IS-IS – Level-2-SPF-Baum
1.8.39. IP-Routing-Tabelle
1.8.40. Aktivieren von Integrated IS-IS
1.8.41. Verifizieren von Integrated IS-IS
1.8.42. IP-Protokollparameter
1.8.43. OSI-Protokollparameter
1.8.44. Adjacency-Datenbank
1.8.45. Level-1-Link-State-Datenbank
1.8.46. Level-2-Link-State-Datenbank
1.8.47. IP-Routing-Tabelle
1.8.48. Point-to-Point-Subnetzwerke
1.8.49. Frame-Relay – NBMA-Broadcast- und NBMA-Point-to-Point-Modus
1.8.50. Layout Beispielnetzwerk
1.8.51. Aktivieren von Integrated IS-IS auf Point-to-Point-Subnetzwerken
1.8.52. Point-to-Point-Adjacency
1.8.53. Point-to-Point-Interface-Parameter
1.8.54. Aktivieren von Integrated IS-IS (Frame-Relay Broadcast-Modus)
1.8.55. Frame-Relay – Broadcast Mode Adjacencies
1.8.56. Frame-Relay – Interface-Parameter des Broadcast-Modus
1.8.57. Aktivieren von Integrated IS-IS auf Frame-Relay-(NBMA)-Subnetzwerken im Point-to-Point-Modus
1.8.58. Frame-Relay – Adjacencies und Interfaces im Point-to-Point-Modus
1.9. Übersicht und Funktionsweise von BGP
1.9.1. BGP-RFCs und -Standards
1.9.2. BGP-Terminologie
1.9.3. BGP-Terminologie
1.9.4. BGP-Terminologie
1.9.5. Struktur des Internets
1.9.6. Internet-Backbone AT&T
1.9.7. Internet-Backbone PSINet
1.9.8. Peering am Internet Exchange Point
1.9.9. Bekannte europäische IXPs
1.9.10. DE-CIX-Connected – Stand: April 2003
1.9.11. BCIX-Connected – Stand: April 2003
1.9.12. INXS-Connected – Stand: April 2003
1.9.13. Transit-Services durch NSPs
1.9.14. Peering-Agreements zwischen ISPs
1.9.15. Direktes Peering zwischen NSPs
1.9.16. Netzwerktechnologien zur Realisierung von Private Interconnects
1.9.17. Private-Interconnect-Agreement vom 30. Juni 1995
1.9.18. Autonome Systeme
1.9.19. Datenfluss zwischen Autonomen Systemen
1.9.20. Datenfluss zwischen Autonomen Systemen
1.9.21. Datenfluss zwischen Autonomen Systemen
1.9.22. Hierarchisches Routing
1.9.23. Keine Auswirkung auf das Routing durch Topologieänderung
1.9.24. Auswirkung auf das Routing durch Topologieänderung
1.9.25. Auswirkung auf das Routing durch Topologieänderung
1.9.26. Statische Routen
1.9.27. Redundante Anbindung 1
1.9.28. Redundante Anbindung 1 – Datenfluss 1
1.9.29. Redundante Anbindung 1 – Datenfluss 2
1.9.30. Redundante Anbindung 2
1.9.31. Redundante Anbindung 2 – Datenfluss 1
1.9.32. Redundante Anbindung 2 – Datenfluss 2
1.9.33. IBGP Next-Hop Processing
1.9.34. BGP-Charakteristik
1.9.35. IBGP-Charakteristik – Logische Verbindung
1.9.36. Problem: Black Hole
1.9.37. Problem: BGP Split Horizon – Lösung: IBGP Full Mesh
1.9.38. Adj-RIBs-in
1.9.39. Loc-RIB
1.9.40. Forwarding Information Base und Adj-RIBs-out
1.9.41. Layout Beispielnetzwerk
1.9.42. Konfigurieren von BGP
1.9.43. Konfigurieren von BGP
1.9.44. Konfigurieren des IGP
1.9.45. Verifizieren von BGP
1.9.46. BGP-Protokollparameter
1.9.47. BGP-Informationen
1.9.48. BGP-Tabelle
1.9.49. BGP-Nachbarn
1.9.50. Adj-RIBs-in
1.9.51. Adj-RIBs-out
1.9.52. IP-Routing-Tabelle
1.10. Erweiterte BGP-Funktionen
1.10.1. AS-Path Attribute
1.10.2. Next-Hop-Attribut
1.10.3. Next-Hop-Attribut
1.10.4. Next-Hop-Attribut
1.10.5. Origin-Attribut
1.10.6. Local-Preference-Attribut
1.10.7. Multi-Exit-Discriminator-(MED)-Attribut
1.10.8. Community-Attribut
1.10.9. Community-Attribut
1.10.10. Weight-Attribut (Nur lokal)
1.10.11. Klassifizierung der Attribute
1.10.12. Klassifizierung der Attribute
1.10.13. Zuordnung der Attribute
1.10.14. Reihenfolge für die Abarbeitung der Pfad-Attribute
1.10.15. Physikalische Netzwerkansicht und BGP-Topologie
1.10.16. BGP-Routing-Informationen
1.10.17. IGP-Topologie
1.10.18. IGP-Routing-Informationen
1.10.19. Routing-Update über EBGP und IBGP
1.10.20. Routing-Update über EBGP
1.10.21. Forwarding von Datenpaketen
1.10.22. Forwarding von Datenpaketen
1.10.23. Layout Beispielnetzwerk
1.10.24. IBGP-Peering auf Basis von physikalischen Interfaces
1.10.25. IBGP-Peering auf Basis von logischen Loopback-Interfaces
1.10.26. Loopback- und IGP-Konfiguration – R1 und R2
1.10.27. Loopback- und IGP-Konfiguration – R3
1.10.28. Loopback- und IGP-Konfiguration – R4
1.10.29. BGP-Konfiguration – R1 und R2
1.10.30. BGP-Konfiguration – R3
1.10.31. BGP-Konfiguration – R4
1.10.32. Verifizieren vom BGP
1.10.33. BGP-Protokollparameter
1.10.34. BGP-Informationen
1.10.35. BGP-Tabelle
1.10.36. IP-Routing-Tabelle
1.10.37. BGP-Tabelle – Internet-Router
1.11. Glossar
1.12. Stichwortverzeichnis
1.13. Metadaten "Advanced Routing"
1. Advanced Routing
Aufbauend auf die Lehrbücher »Basic Internetworking, Band 1« und »Basic Internetworking, Band 2« wird in diesem Buch fast ausschließlich die Routingfunktionalität sehr detailliert beschrieben. Alle gängigen Routing-Protokolle wie Cisco-EIGRP, OSPF, IS-IS und BGP füllen diesen Titel mit Leben.
Nach einer kurzen Einleitung mit Variable Length Subnet Masking (VLSM) und Route Summarization geht es schon los mit den Routing-Protokollen. Nach ausführlichem Behandeln der Protokolle EIGRP und OSPF wird dargestellt, wie eine Optimierung des Routings durch Route Redistribution, Routen-Filterung, Route-Maps und einem sogenannten Policy Based Routing erreicht wird. In großen gerouteten Netzwerken wird man auch um Adress-Übersetzungen nicht herum kommen. Daher haben wir die beiden Protokolle Network Address Translation und Port Address Translation genügend berücksichtigt.
Eine umfangreiche Beschreibung der Routing-Protokolle IS-IS und BGP bildet den nächsten Teil dieses Lehrbuchs. Beim Border Gateway Protocol (BGP) haben wir sogar einen kleinen historischen Exkurs hinsichtlich der Entstehung von Internet Exchange Points (IXPs) vorgenommen.
In der Hoffnung, dass es uns gelungen ist, ein gut verständliches und praxisorientiertes Buch zu veröffentlichen, wünschen wir dem Leser viel Spaß!
Rukhsar KhanAirnet Technologie- und Bildungszentrum GmbHSeptember 2010
1.1. VLSM und Route-Summarization
Größere Netzwerke bestehen aus einer Vielzahl von IP-Subnetzen. Manche Netzabschnitte adressieren Endstationen, Server sowie aktive Netzwerkkomponenten. Andere Netzabschnitte, wie zum Beispiel Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, adressieren lediglich zwei Routerschnittstellen. Abhängig von der Anzahl der zu adressierenden Komponenten kann die Subnetzmaske entsprechend angepasst werden. Die Anpassung der Subnetzmaske für die verschiedenen Netzabschnitte innerhalb eines Klassennetzes wird unter dem Fachbegriff Variable-Length-Subnet-Masking (VLSM) geführt.
Sind in einem Netzwerk sehr viele Subnetze vorhanden, führt das zu umfangreichen Routing-Updates, die zwischen den Routern ausgetauscht werden. Die Leistung der Router wird beeinträchtigt, indem das Weiterleiten von Datenpaketen aufgrund großer Routing-Tabellen zu erhöhten Transaktionszeiten führt. Darüber hinaus werden die Routing-Tabellen aufgrund des Umfangs unübersichtlich, was bei einer Fehlersuche die Arbeit erschwert. Die Lösung hierfür heißt Route Summarization.
Lernziele
Variable-Length-Subnet-Masking (VLSM)
Route-Summarization und Classless-Inter-Domain-Routing
1.1.1. IP-Subnetting
Damit IPv4-Netzwerke vernünftig strukturiert werden können, wird die bereits bekannte Subnetzmaske, die genauso wie die IPv4-Adresse aus 32 Bit besteht, mit der IPv4-Adresse bitweise UND-verknüpft. Die Abbildung zeigt das Netzwerk 192.168.128.0/24, das aufgrund der drei Netzwerksegmente mit je 60 Benutzern in mehrere Subnetze (192.168.128.0/26, 192.168.128.64/26, 192.168.128.128/26) unterteilt wurde. Beim Festlegen der Subnetzmaske (/26 oder dezimal 255.255.255.192) ist darauf zu achten, dass die erforderliche Adressierung sämtlicher Benutzer sowie der Routerschnittstellen möglich ist.
1.1.2. IP-Subnetting
Weiterhin ist in der Abbildung zu sehen, dass ein zusätzliches IP-Subnetz (192.168.128.192/26) für den WAN-Bereich reserviert wurde. Damit nun die einzelnen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen adressiert werden können, muss diese Subnetzadresse in mehrere VLSM-Subnetze unterteilt werden.
1.1.3. IP-Subnetzberechnung
Hier ist zunächst zu sehen, wie die vier Subnetze 192.168.128.0/26, 192.168.128.64/26, 192.168.128.128/26 und 192.168.128.192/26 zustande gekommen sind. Aufgrund der Tatsache, dass jeweils 60 Benutzer und je eine Routerschnittstelle zu adressieren sind, werden für die drei LAN-Segmente insgesamt 61 Hostadressen benötigt. Hierfür sind mindestens 6 Bit erforderlich, da 26-2=62 ergibt. Die Subtraktion von 2 muss für die Berechnung von IP-Hostadressen immer berücksichtigt werden, da die beiden Binärzustände 11…1 (Broadcast) und 00…0 (Subnetz) im Hostbereich der IP-Adresse unzulässig sind. Für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen gibt es eine Ausnahme. Dort dürfen seit der Veröffentlichung von RFC 3021 auch Subnetzmasken der Länge /31 verwendet werden. Diese Maske führt zu einem einzigen Hostbit, was zur Folge hat, dass gemäß 21=2 lediglich zwei Adressen möglich sind, und zwar binär 0 und 1. Da auf Punkt-zu-Punkt-Verbindungen lediglich zwei Hostadressen erforderlich sind, und eine Broadcastadresse bzw. eine Subnetzadresse nicht explizit notwendig sind, ist dies möglich. Im Hostbereich bleiben wir jedoch in unseren Beispielen erst einmal bei der Berechnung 2x-2.
Aufgrund der 6 vergebenen Hostbits bleiben in unserem Beispiel für die Adressierung von IP-Subnetzen lediglich 2 Bit übrig. Dies führt zu insgesamt 4 adressierbaren Subnetzen, denn 22 ergibt 4. Drei dieser vier IP-Subnetze werden bereits für die Adressierung der LAN-Segmente benötigt. Ein einziges Subnetz bleibt übrig. Dieses muss nun weiter unterteilt werden, damit die Punkt-zu-Punkt-Verbindungen ebenfalls eindeutig adressiert werden können.
1.1.4. VLSM-Subnetzberechnung
In der Abbildung ist als nächstes zu sehen, wie das Subnetz 192.168.128.192/26 in mehrere VLSM-Subnetze unterteilt wird. Dies wird erreicht, indem die Subnetzmaske um weitere 4 Bit nach rechts verschoben wird, sodass 24=16 VLSM-Subnetzadressen ermöglicht werden. Aus Platzgründen haben wir uns lediglich auf die Darstellung der vier VLSM-Subnetze 192.168.128.192/30, 192.168.128.196/30, 192.168.128.200/30 und 192.168.204/30 beschränkt. Hierbei handelt es sich lediglich um die Subnetzadressen. Um die Hostadressen festzulegen, damit die Routerschnittstellen konfiguriert werden können, werden die entsprechenden Hostbits gesetzt.
1.1.5. VLSM-Subnetting
Die Abbildung zeigt nun, wie die einzelnen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen durch die soeben berechneten VLSM-Subnetze sowie zweier zusätzlicher VLSM-Subnetze eindeutig adressiert werden.
Damit auch ein Beispiel einer Host- und Broadcast-Adressierung für VLSM-Subnetze vorhanden ist, die nachfolgende Berechnung für das VLSM-Subnetz 192.168.128.200/30:
Die erstmögliche Hostadresse für dieses Subnetz lautet 192.168.128.201 Die letztmögliche Hostadresse für dieses Subnetz lautet 192.168.128.202 Die Broadcastadresse für dieses Subnetz lautet 192.168.128.203.1.1.6. Anzahl der Routing-Einträge
Die Abbildung zeigt einen Router, der 256 Subnetze aus dem Netzwerk 172.16.0.0/16 erreichen kann. Die Frage die sich an dieser Stelle daraus ergibt, ist, ob das Mitteilen von all diesen Subnetzen an Nachbar-Router aufgrund der hohen Anzahl an Routing-Einträgen wirklich sinnvoll ist.
1.1.7. Route-Summarization
Sicherlich ist es angebracht, die obigen IP-Subnetze zu einem einzigen übergeordneten Routing-Eintrag zusammenzufassen und diesen anschließend an die Nachbar-Router weiterzuleiten. Das Zusammenfassen von IP-Subnetzen zu einem übergeordneten Eintrag wird in der Fachsprache Route Summarization genannt. Dabei handelt es sich in unserem Fall um die einfachste Form vom Route-Summarization, da hier 256 Subnetze, die zum gleichen Klassennetz gehören, lediglich zum Klasseneintrag (172.16.0.0/16) zusammengefasst werden. Die Route, die zusammengefasst wird, heißt Summary Route. Siehe Abbildung.
1.1.8. Zusammenfassung innerhalb eines Oktetts
Schwieriger wird es, wenn aufgrund einer Anforderung nur einige wenige Subnetze zusammenzufassen sind und Route-Summarization dann innerhalb eines Oktetts konfiguriert werden muss. Wie aus der Abbildung ersichtlich, ist es hier nicht mehr sinnvoll, das Netzwerk 172.16.0.0/16 als übergeordneten Routing-Eintrag zu verwenden. Dieser Eintrag enthält nämlich viele Subnetze, die nicht Bestandteil der Summary-Route sein sollen. Daher ist als grundsätzliche Regel festzuhalten, dass Zusammenfassungen immer so spezifisch wie möglich durchzuführen sind.
1.1.9. Berechnung der Zusammenfassung innerhalb eines Oktetts
Da in unserem Beispiel die Anforderung besteht, einige Subnetze aus dem Netzwerk 172.16.0.0 zusammenzufassen, geht es in der Abbildung hauptsächlich um das dritte Oktett. Aufgrund eines besseren Verständnisses ist es aus der binären Sichtweise dargestellt, denn mehrere Adressen können nur zusammengefasst werden, wenn sie gemeinsame, so genannte höchstwertige Bits haben.
Aus der Dezimalform geht bereits hervor, dass alle Bits der ersten beiden Oktette dieser Subnetze identisch sind. Daher brauchen sie nicht in der binären Schreibweise dargestellt werden. Weiterhin ist ersichtlich, dass angefangen beim höchstwertigen Bit des dritten Oktetts, die ersten fünf Bit ebenfalls gleich sind. Somit beträgt die Anzahl der gemeinsamen höchstwertigen Bit insgesamt 21.
1.1.10. Berechnung der Summary-Adresse und Summary-Maske
Die Abbildung zeigt, wie nun die Berechnung der Summary-Maske und der Summary-Adresse ablaufen. Die Summary-Maske besteht, genauso wie die IP-Subnetzmaske, aus insgesamt 32 Bit. Auch diese Maske wird durch zusammenhängende 1- und 0-Bits gebildet. Die Anzahl der 1-Bit wird durch die Anzahl der gemeinsamen höchstwertigen Bits ermittelt und beträgt in unserem Fall 21. Dies führt zum Dezimalwert 255.255.248.0. Die Summary-Maske wird anschließend über die zusammenzufassenden IP-Subnetze gelegt und die logische UND-Verknüpfung wird angewendet. Das daraus resultierende Ergebnis ist die Summary-Adresse 172.16.192.0, die als übergeordnete Adresse für alle oben genannten Subnetze gilt. Die Summary-Adresse 172.16.192.0 und die Summary-Maske 255.255.248.0 können auch in der Notation 172.16.192.0/21 angegeben werden.
1.1.11. Summary-Adresse und Summary-Maske
In der Abbildung ist zu sehen, dass lediglich die soeben ermittelte Summary-Adresse sowie die Summary-Maske an den Nachbar-Router weitergegeben wird. Wichtig ist jedoch, dass ein Router, der zusammengefasste Routing-Informationen an seine Nachbarn sendet, alle spezifischen Subnetze, die zu dieser Summary-Adresse gehören, in seiner eigenen Routing-Tabelle vorhält. Andernfalls wäre er nicht imstande, Datenpakete zu den entsprechenden Subnetzen zu schicken.
1.1.12. Überlappende Subnetze
Sollten sich einzelne Subnetze, wie in der Abbildung dargestellt, die bereits in einem zusammengefassten Routing-Eintrag enthalten sind, in einem anderen Bereich des Netzwerks befinden, ist erhöhte Vorsicht geboten. Prinzipiell sollte man versuchen, diese Situation zu vermeiden. Dies ist in der Praxis jedoch nicht immer möglich, da oftmals inhomogene IP-Adressstrukturen vorherrschen, sofern man überhaupt von „Strukturen“ sprechen kann.
1.1.13. Überlappende Subnetze
Grundsätzlich stellt diese Situation kein Problem dar. Der linke Router verbreitet die Summary-Route 172.16.192.0/21, welche die beiden Subnetze 172.16.198.0/24 und 172.16.199.0/24 einschließt, obwohl sie physikalisch am rechten Router angeschlossen sind. Der rechte Router hat jedoch diese beiden Subnetze mit der spezifischen /24er-Subnetzmaske in seiner Routing-Tabelle. Daher nimmt er die Summary-Route zusätzlich in diese Tabelle auf. Da Datenpakete immer gemäß dem Longest-Prefix-Match weitergeleitet werden, können die Routing-Einträge 172.16.192.0/21, 172.16.198.0/24 und 172.16.128.199/24 koexistieren. Weiterhin verbreitet der rechte Router die beiden spezifischen Subnetze in eigenen Routing-Updates zu seinem Nachbarn, der diese ebenfalls in seine Routing-Tabelle aufnimmt. Siehe Abbildung.
Problematisch würde es erst werden, wenn mehrmals die gleiche Summary-Route an unterschiedlichen Stellen im Netzwerk konfiguriert wird. Genau genommen würde es zu enormen Routing-Fehlentscheidungen führen, da die Router, basierend auf dem Verfahren der besseren Metrik, die eine oder andere Summary-Route bevorzugen würden. Somit wären nie alle Subnetze, die zu dieser Summary-Route gehörten, erreichbar.
1.1.14. Überlappende Subnetze
Es besteht allerdings die Möglichkeit, unterschiedliche Summary-Routen zu konfigurieren. Die beiden Subnetze 172.16.198.0/24 und 172.16.199.0/24 lassen sich zum Beispiel zur Summary-Route 172.16.198.0/23 zusammenfassen. Siehe Abbildung.
1.1.15. CIDR und Restriktionen
Auch Internet Service Provider (ISP) führen Route-Summarization durch, um ihre zusammenhängenden IP-Adressblöcke mit einer einzigen Route nach außen bekannt zu geben. Ein ISP darf jedoch auf gar keinen Fall Adressen zusammenfassen, die nicht zu seinem zugewiesenen Adressblock gehören. Im Falle des Nichtbeachtens würden Datenpakete aus anderen Adressblöcken in sein Autonomous System (AS) (auf deutsch, Autonomes System) geroutet werden. Dies könnte zu großen Streitigkeiten mit anderen Internet-Service-Providern führen.
Häufig wird vom Begriff Classless Inter-Domain Routing (CIDR) im Zusammenhang mit Route-Summarization Gebrauch gemacht. Dieser Begriff wurde durch die ISP-Welt geprägt und ist im Zuge der Adressklassen-Unabhängigkeit von IPv4 entstanden. Das heutige Internet ist nicht mehr gemäß den ursprünglichen Vorschriften von Klasse A-, B- und C-IP-Netzwerken aufgebaut. Diese besagten zum Beispiel, dass ein Klasse-B-Netzwerk im ersten Oktett einen Dezimalwert zwischen 128 und 191 und eine Subnetzmaske von mindestens /16 haben musste.
Heute kann ein Netzwerk, dass im ersten Oktett zwischen dem obigen Dezimalwert liegt, durchaus eine Subnetzmaske von weniger als /16 haben. Ist dies der Fall, wird von einem IP-Supernetz gesprochen. Wird ein IP-Supernetz an eine benachbarte Routing-Domäne verbreitet, wird von Classless-Inter-Domain-Routing gesprochen. Ein IP-Supernetz stellt in der Praxis auch gleichzeitig eine Summary-Route dar, da ein solch großer Adressraum viele IP-Subnetze enthält.
1.2. Grundlagen und Konfiguration vom EIGRP
EIGRP ist ein proprietäres Protokoll von Cisco, das im Jahr 1993 verabschiedet wurde. Dieses Protokoll ist kein Internet-Standard und wurde daher nie in einem RFC veröffentlicht. Die genaue Protokollspezifikation von EIGRP wird von Cisco bis heute geheimgehalten. Dieses Kapitel beschreibt die Grundlagen von EIGRP sowie die zugehörigen Konfigurations- und Verifikationsbefehle.
Lernziele
Übersicht vom EIGRP
Konfigurieren und Verifizieren vom EIGRP
1.2.1. EIGRP-Übersicht
1.2.2. Kapselung vom EIGRP
Wie in der Abbildung zu sehen, setzt EIGRP direkt auf IP auf und verwendet die Protokollnummer 88 (Zeile 17). Diese Nummer kann auch vom alten IGRP verwendet werden. Da das IP selbst keinen Mechanismus zur Flusskontrolle hat, wurde diese Funktion im EIGRP implementiert. Jeder Routing-Update muss vom Nachbar-Router durch ein Acknowledgement (Bestätigung) quittiert werden. Sollte der Nachbar-Router keine Bestätigung schicken, geht der sendende Router davon aus, dass der Routing-Update verloren gegangen ist und versendet ihn erneut.
Bei der Ziel-IP-Adresse (224.0.0.10) in Zeile 20 handelt es sich um eine Multicast-Adresse, die für das EIGRP reserviert ist. Alle EIGRP-Router nehmen Pakete entgegen, die an diese Adresse gerichtet sind. Anschließend verarbeiten sie die darin befindlichen Routing-Informationen. Multicast-Adressen bieten den Vorteil, dass nur Netzwerkkomponenten, die das betroffene Protokoll unterstützen, durch die protokollspezifischen Datenpakete unterbrochen werden. Das Vorgängerprotokoll IGRP verwendete für Routing-Updates die Broadcast-Adresse 255.255.255.255 was dazu führte, dass jede IP-Endstation unterbrochen wurde.
1.2.3. EIGRP-Terminologie
Mehrere Router, die sich über ein einheitliches Routing-Protokoll unterhalten, befinden sich in einem gemeinsamen Autonomen System (AS). Ein EIGRP-AS besteht aus einer Nummer, die auf jeden Router eingetragen werden muss. Nur Router mit der gleichen AS-Nummer sind in der Lage, Routing-Informationen untereinander auszutauschen. Im Folgenden wird erläutert, was passiert, wenn mehrere Router den EIGRP-Prozess starten.
Initial baut jeder Router eine Nachbarbeziehung (Neighbor Relationship) mit seinen unmittelbaren Nachbar-Routern auf. Nachbarbeziehungen werden in einer lokalen Nachbar-Tabelle (Neighbor Table) gepflegt. Nach dem Aufbau dieser Beziehung versenden alle Router sofort Routing-Updates, um ihre lokalen Netzwerke bekannt zu geben.
Es findet ein initiales Fluten (Flooding) von Routing-Updates statt. Dies bedeutet, dass Routing-Informationen durch das EIGRP-Netzwerk geflutet werden, damit jeder Router alle verfügbaren Netzwerke und Subnetzwerke kennen lernt. Routing-Informationen werden zunächst in die lokale Topologie-Tabelle (Topology Table) aufgenommen. Anschließend wird ein mathematischer Algorithmus über die Topologie-Tabelle angewendet, der Diffusing Update Algorithm (DUAL) heißt.
Das Ergebnis ist eine oder mehrere sogenannte Successor Route(s) zu jedem Zielnetzwerk. Bei einer Successor-Route handelt es sich um die Route mit der besten Metrik, die dann anschließend in die Routing-Tabelle übernommen wird. Sollten mehrere Routen mit der gleichen Metrik vorhanden sein, werden sie alle zur Successor-Route ernannt und somit parallel in die Routing-Tabelle aufgenommen.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass der Router durch den DUAL-Algorithmus einen oder mehrere sogenannte Feasible Successor berechnet. Hierbei handelt es sich um Backup-Routen. Diese werden zunächst in der Topologie-Tabelle zurückbehalten. Sollten alle Successor-Routen zu einem bestimmten Zielnetzwerk ausfallen, wird die als Feasible-Successor markierte Route zum Successor ernannt und unverzüglich in die Routing-Tabelle übernommen. Das besondere dabei ist, dass der Feasible-Successor ohne einer neuen Berechnung in die Routing-Tabelle aufgenommen wird und sofort verfügbar ist. Durch dieses Verfahren ist es Cisco gelungen, ein sehr schnelles Konvergenzverhalten in großen und komplexen Netzwerken zu erreichen .
1.2.4. Hello-Pakete
Um Nachbarbeziehungen aufzubauen, werden von jedem EIGRP-Router Hello-Pakete versendet. Diese sind immer an die Ziel-IP-Adresse 224.0.0.10 gerichtet. Jeder EIGRP-Router muss Pakete mit dieser Ziel-IP-Adresse entgegennehmen und verarbeiten.
Es gibt bei unterschiedlichen Netzwerktypen verschiedene Hello-Intervalle. Auf Netzwerken, die eine Geschwindigkeit > 1,544 Mbit/s haben, werden Hellos nach allen 5 Sekunden versendet. Auf Netzwerken, die eine Geschwindigkeit ≤ 1,544 Mbit/s haben, werden sie nach allen 60 Sekunden versendet. Ein Router, der ein Hello-Paket empfängt, nimmt den Nachbar-Router in seine lokale Nachbar-Tabelle auf. Siehe Abbildung.
1.2.5. Holdtime
Fällt ein Router aus, wird er vor seinem Ausfall seine Nachbar-Router wohl kaum darüber in Kenntnis gesetzt haben. Damit das Konvergenzverhalten auch an dieser Stelle erhalten bleibt, gibt es eine Holdtime. Diese ist bei EIGRP standardmäßig auf 15 Sekunden (drei mal Hello-Intervall) eingestellt, wenn das Hello-Intervall 5 Sekunden beträgt. Beträgt das Hello-Intervall 60 Sekunden, ist die Holdtime auf 180 Sekunden eingestellt. Sollte ein Router für die Dauer der Holdtime keine Hello-Pakete von seinem Nachbar-Router empfangen, geht er davon aus, dass dieser ausgefallen ist und verwirft alle Informationen aus sämtlichen lokalen Tabellen (Nachbar-, Topologie-, Routing-Tabelle), die er über ihn gelernt hatte. Die Holdtime vom EIGRP ist dem Invalid-Timer von RIP und IGRP ähnlich .
1.2.6. Layout Beispielnetzwerk
In der Abbildung ist zunächst das Layout unseres Beispielnetzwerks zu sehen, das bis zum Ende dieses Kapitels verwendet wird. Sämtliche Konfigurations- und Verifikationsbefehle beziehen sich auf dieses Netzwerk.
1.2.7. Konfiguration Router1 und Konfiguration Router2
Die beiden Abbildungen oben und unten sowie die Abbildung unter 1.9.8 zeigen die Grundkonfiguration vom EIGRP. Auch dieses Protokoll wird nach dem gleichen Prinzip konfiguriert, wie RIP. Im globalen Konfigurationsmodus wird zunächst der Befehl router eigrp... gefolgt von der Autonomen-Systemnummer eingegeben. Die Autonome-Systemnummer muss angegeben werden und auf allen Routern, die Nachbarbeziehungen aufbauen und Routing-Informationen austauschen sollen, die gleiche sein. Durch den network-Befehl und einer anschließenden Netzwerknummer werden lokale Schnittstellen in den Routing-Prozess aufgenommen. Hinsichtlich der Netzwerknummer besteht beim EIGRP die Möglichkeit, eine Classful-Angabe wie bei RIPv1 zu machen. Wenn zum Beispiel die Classful-Netzwerknummer 10.0.0.0 eingetragen wird, werden alle lokalen Schnittstellen, die eine IP-Adresse aus dem Netzwerk 10 haben, in den Routing-Prozess aufgenommen.
AIRNET Technologie- und Bildungszentrum GmbH – http://www.airnet.de1.2.8. Konfiguration Router3
Es gibt allerdings auch die Möglichkeit, eine spezifischere Netzwerknummer gefolgt von einer Wildcard-Maske einzugeben. Eine Wildcard-Maske besteht ebenfalls aus 32 Bit. Es handelt sich hierbei allerdings um eine invertierte Maske. Die 0-Bit bedeuten hier überprüfen (check) und die 1-Bit, ignorieren (ignore). Jedes einzelne Bit der IP-Adresse wird mit dem korrespondierenden Bit der Wildcard-Maske geprüft. Die Adresse 172.16.128.0 mit der Wildcard-Maske 0.0.0.255 bedeutet demnach, dass alle lokalen Schnittstellen, die mit der IP-Adresse 172.16.128 beginnen, in den Routing-Prozess aufgenommen werden. Die Adresse 10.0.0.0 mit der Wildcard-Maske 0.255.255.255 bedeutet, dass alle lokalen Schnittstellen, die eine IP-Adresse aus dem Netzwerk 10 haben, in den Routing-Prozess aufgenommen werden. Die Adresse 192.168.128.1 mit der Wildcard-Maske 0.0.0.0 bedeutet, dass nur die Schnittstelle mit der IP-Adresse 192.168.128.1 in den Routing-Prozess aufgenommen wird.
Wie bereits bekannt ist, fassen Classful-Routing-Protokolle wie RIPv1 alle Subnetze eines bestimmten Klassennetzes zum Klasseneintrag zusammen und schicken ihn in dieser Form an den Nachbar-Router, wenn dieser an einem anderen Klassennetz angeschlossen ist. Das EIGRP verhält sich standardmäßig genauso. Folglich würde Router 1 das Klasse-A-Netzwerk 10.0.0.0/8 auf seiner linken und das Klasse-B-Netzwerk 172.16.0.0/16 auf seiner rechten Schnittstelle bekannt geben. Die spezifischen Subnetzinformationen würden nicht an die Nachbar-Router gesendet werden. Durch den Befehl no auto-summary im Router-Konfigurationsmodus wird diese Standard-Einstellung überschrieben. Der Router führt keine automatische Zusammenfassung mehr durch, sondern versendet die spezifischen Subnetzinformationen in seinen Routing-Updates.
1.2.9. Verifizieren vom EIGRP
Die Befehle in der Abbildung werden zum Verifizieren vom EIGRP verwendet. Die darauf folgenden Beispiele erklären die Ausgaben dieser Befehle.
1.2.10. Protokollübersicht vom EIGRP
Die Abbildung zeigt die Ausgabe des Befehls show ip protocols. In Zeile 2 wird zunächst die Autonome-Systemnummer angezeigt (… “eigrp 1“). Zeile 15 kennzeichnet, dass der Router alle seine lokalen Schnittstellen, die zum Netzwerk 10.0.0.0 gehören, in den Routing-Prozess aufgenommen hat. Unter der Rubrik Routing Information Sources in Zeile 16 sind die IP-Adressen der Nachbar-Router aufgeführt, über die Routing-Informationen empfangen wurden. In unserem Fall sind zwei Nachbarn vorhanden. Unter dem Eintrag Last Update in Zeile 17 wird angezeigt, wann das letzte Routing-Update von einem Nachbarn empfangen wurde. In Zeile 20 sind zwei Administrative Distance (AD)-Werte aufgeführt.
Bei dem Wert 90 handelt es sich um die AD vom Internal EIGRP. Unter Internal-EIGRP sind alle Routen zu verstehen, die ihren Ursprung im lokalen Autonomen System haben. Der Wert 170 gibt die AD vom External EIGRP an. Hiermit sind alle Routen gemeint, die aus einem anderen Autonomen System stammen und durch bestimmte Router in das lokale Autonome System importiert wurden. Internal-EIGRP-Routen werden aufgrund des besseren AD-Werts gegenüber Routen von RIP (AD=120) und IGRP (AD=100) bevorzugt. External-EIGRP-Routen werden gegenüber diesen beiden Routing-Protokollen benachteiligt.
