Курсовая работа компьютерные сети cisco

Проектирование сети OSPF

Создание компьютерной сети в программе cisco. Распределение ip-адресов для каждого из узлов сети. Теоретические основы о протоколах OSPF и RIP. Принцип работы протоколов. Распределение адресного пространства. Конфигурирование маршрутизаторов и OSPF.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИИ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Сибирский государственный университет науки и технологий

имени академика М.Ф. Решетнева»

Пояснительная записка включает в себя 21 страниц текста, 1 рисунок, 4 использованных литературных источников.

Результатом данной курсовой работы является созданная компьютерная сеть в программе cisco. В соответствии с техническим заданием, определяются приемлемые параметры компьютерной сети, необходимые для ее правильного функционирования: осуществляется распределение ip-адресов для каждого из узлов сети, расчет физических параметров сети, планирование пространства имен, соединение отдельных частей сети с помощью маршрутизаторов.

Ключевые слова: сеть, динамическое распределение,ospf, rip.

компьютерный сеть программа cisco

Протоколы динамической маршрутизации предназначены для автоматизации процесса построения маршрутных таблиц маршрутизаторов. Принцип их использования достаточно прост: маршрутизаторы с помощью устанавливаемого протоколом порядка рассылают определенную информацию из своей таблицы маршрутизации другим и корректируют свою таблицу на основе полученных от других данных.

Такой метод построения и поддержки маршрутных таблиц существенно упрощает задачу администрирования сетей, в которых могут происходить изменения (например, расширение) или в ситуациях, когда какие-либо маршрутизаторы или подсети выходят из строя.

Современные протоколы маршрутизации делятся на две группы: протоколы типа «вектор-расстояние» и протоколы типа «состояние канала».

В протоколах типа «вектор-расстояние» каждый маршрутизатор рассылает список адресов доступных ему сетей («векторов»), с каждым из которых связано параметр «расстояния» (например, количество маршрутизаторов до этой сети, значение, основанное на производительности канала и т.п.). Основным представителем протоколов данной группы является протокол RIP (Routing Information Protocol, протокол маршрутной информации).

Протоколы типа «состояние канала» основаны на ином принципе. Маршрутизаторы обмениваются между собой топологической информацией о связях в сети: какие маршрутизаторы с какими сетями связаны. В результате каждый маршрутизатор имеет полное представление о структуре сети (причем это представление будет одинаковым для всех), на основе которого вычисляет собственную оптимальную таблицу маршрутизации. Протоколом этой группы является протокол OSPF (Open Shortest Path First, «открой кратчайший путь первым»).

1. Теоретические основы о протоколе OSPF

OSPF — этооткрытый протокол маршрутизации, базирующийся на алгоритмепоисканаикратчайшегопути (Open Shortest Path First — OSPF). OSPF имеетдве основныехарактеристики: протоколявляется открытым, т. е. егоспецификацияявляется общественным достоянием, онбазируетсяна алгоритме SPF.

OSPF являетсяиерархическимпротоколоммаршрутизациис объявлениемсостояния о канале соединения (link state). Он был спроектирован как протокол работы внутри сетевой области — AS (Autonomous System), которая представляет собой группу маршрутизаторов и сетей, объединенных по иерархическому принципу и находящихся под единым управлением и совместно использующих общую стратегию маршрутизации. В качестве транспортного протокола для маршрутизации внутри AS OSPF использует IP-протокол.

Обмен информацией о маршрутах внутри AS протокол OSPF осуществляет посредством обмена сообщениями о состояниях канала соединений между маршрутизаторами и сетями области (link state advertisement — LSA). Эти сообщения передаются между объектами сети, находящимися в пределах одной и той же иерархической области — это может быть как вся AS, так и некоторая группа сетей внутри данной AS. В LSA-сообщения протоколаOSPF включается информация о подключенных интерфейсах, о параметрах маршрутов и других переменных. По мере накопления роутерами OSPF информации о состоянии маршрутов области, они рассчитывают наикратчайший путь к каждому узлу, используя алгоритм SPF. Причем расчет оптимального маршрута осуществляется динамически в соответствиис изменениями топологии сети.

1.2 Принцип работы протокола OSPF

Алгоритм маршрутизации SPF является основой для операций OSPF. В каждой области работает отдельная копия алгоритма маршрутизации. Маршрутизаторы, которые имеют интерфейсы к нескольким областям, работают с несколькими копиями алгоритма SPF.

Когда на какой-нибудь роутер SPF подается питание, он инициализирует свои структуры данных о протоколе маршрутизации, а затем ожидает уведомления от протоколов низшего уровня о том, что его интерфейсы работоспособны.

После получения подтверждения о работоспособности своих интерфейсов, роутер использует приветственный протокол (hello protocol) OSPF, чтобы приобрести соседей (neighbor). Соседи — это объекты сети с интерфейсами, предназначенными для работы в общей с данным маршрутизатором сети. Описываемый маршрутизатор отправляет своим соседям приветственные пакеты и получает от них такие же пакеты. Помимо оказания помощи в приобретении соседей, приветственные пакеты также действуют как подтверждение дееспособности, позволяя другим роутерам узнавать о том, что другие роутеры функционируют.

Каждый роутер периодически, в зависимости от настройки системы, отправляет сообщение о состоянии канала (LSA — messages). Эти сообщения содержат информацию о состоянии интерфейса маршрутизатора данного маршрутизатора и смежных с ним объектов сети. Каждое такое сообщение рассылается маршрутизаторам всей области. Из LSA-сообщений всех объектов формируется топологическая база данных (дерево маршрутов). Сообщения LSA также отправляются в том случае, когда изменяется состояние какого-нибудь роутера.

После построения дерева маршрутов внутри AS, протокол проверяет информациювнешних маршрутов по отношению к данной AS. Эта информация может быть получена с помощью протоколов, обеспечивающих взаимодействие OSPF с другими областями или другими типами сетей, например, с помощью протоколов EGP или ВОР

Все маршрутизаторы данной AS используют один и тот же алгоритм построения маршрута на основе топологической базы данных. Маршрутизатор строит граф оптимальных маршрутов, в котором он сам является корнем. На основании этого графа маршрутизаторы и производят свои расчеты для каждого маршрута информационного пакета. В свою очередь, по дереву оптимальных маршрутов строится маршрутная таблица, которая служит основой оценок и выбора маршрутов.

В зависимости от того, какую функцию выполняет тот или иной маршрутизатор (т. е. относится к области backbone, смежной области, периферии или внутренней области), он выполняет те или иные функции (инициализации, согласования, корректировки и т. п.) с одной или несколькими топологическими базами данных, находящихся под его контролем.

2. Теоретические основы о протоколе RIP

Протокол маршрутизации RIP (Routing Information Protocol) относится к алгоритмам класса «distance vector» (алгоритм Белмана-Форда). Этот алгоритм является одним из первых алгоритмов маршрутизации, которые были использованы в информационно — вычислительных сетях вообще и в сети Internet — в частности. Однако он до сих пор чрезвычайно распространен в вычислительных сетях. Помимо версии RIP для сетей TCP/IP, существует также версия RIP для сетей IPX/SPX компании Novell.

Этот протокол маршрутизации предназначен для сравнительно небольших и относительно однородных сетей. Протокол разработан в университете Калифорнии (Беркли), базируется на разработках фирмы Ксерокс и реализует те же принципы, что и программа маршрутизации routed, используемая в ОC UNIX (4BSD). Маршрут здесь характеризуется вектором расстояния до места назначения. Предполагается, что каждый маршрутизатор является отправной точкой нескольких маршрутов до сетей, с которыми он связан. С 1988 года RIP был повсеместно принят производителями персональных компьютеров для использования в их изделиях передачи данных по сети.

Решение, найденное по алгоритму Белмана-Форда, является не оптимальным, а близким к оптимальному. Преимуществом протокола RIP является его вычислительная простота и простота конфигурирования, а недостатками — увеличение трафика при периодической рассылке широковещательных пакетов и неоптимальность найденного маршрута.

В современных сетевых средах RIP — не самое лучшее решение для выбора в качестве протокола маршрутизации, так как его возможности уступают более современным протоколам, таким как EIGRP, OSPF. Присутствует ограничение на 15 хопов, которое не дает применять его в больших сетях.

2.2 Принцип работы протокола RIP

RIP работает на основе UDP протокола и использует порт 520. На каждом хосте, использующем RIP, должно быть установлено программное обеспечение, обрабатывающее RIP пакеты.

Протокол RIP использует следующую схему построения таблицы маршрутизации. Первоначально таблица маршрутизации каждого маршрутизатора включает в себя маршруты только для тех подсетей, что физически подсоединены к маршрутизатору. Используя протокол RIP, маршрутизатор периодически отправляет другим маршрутизаторам объявления, содержащие информацию о содержимом собственной таблицы маршрутизации. RIP версии 1 использует для передачи объявлений широковещательные IP-пакеты. RIP версии 2 позволяет использовать для объявлений также пакеты группового вещания. Каждый маршрутизатор рассылает подобные объявления периодически с интервалом в 30 секунд.

Маршрутизаторы, использующие протокол RIP, могут также сообщать информацию о маршрутизации при помощи триггерных обновлений. Триггер-ные обновления инициируются, когда происходит изменение топологии сети и посылается обновленная информация о маршрутизации, которая отражает эти изменения. Триггерные обновления происходят немедленно, следовательно, информация о маршрутизации обновится раньше, чем произойдет следующее периодическое объявление. Например, когда маршрутизатор обнаруживает установление соединения или отказ соседнего маршрутизатора, он модифицирует собственную таблицу маршрутизации и рассылает обновленные маршруты. Каждый маршрутизатор, получающий триггерное обновление, изменяет собственную таблицу маршрутизации и распространяет изменение.

Основное преимущество RIP заключается в простоте развертывания и конфигурирования. В качестве недостатка RIP версии 1 можно отметить наличие жесткого ограничения на размер сети. Протокол RIP может быть использован в сети, в которой два хоста разделены не более чем 15 маршрутизаторами. Другими словами, маршрутизатор, использующий протокол RIP для построения таблицы маршрутизации, «знает» только о тех подсетях, что расположены на расстоянии не более 15 переходов. Подсети, расположенные на расстоянии 16 или более пересылок, считаются недостижимыми.

3. Распределение адресного пространства

Рисунок 1 — Топология сети

Исходные данные для топологии курсовой работы представлены в таблице 1 и в таблице 2.

Таблица 1 — Адресный диапазон

Источник