6 fejezet Hlzati rteg Bevezets a hlzatok vilgba

6. fejezet : Hálózati réteg Bevezetés a hálózatok világába Presentation_ID © 2008 Cisco Systems,

Témakörök A fejezet elvégzését követően a diákok képesek lesznek a következőkre: § Megmagyarázni, hogyan támogatják a hálózati réteg protokolljai és szolgáltatásai az adathálózatokon át történő kommunikációt § Megmagyarázni, hogy a forgalomirányítók hogyan teszik lehetővé a végpont-végpont kapcsolatot kis és közepes hálózatokban § Meghatározni a forgalomirányításra megfelelő eszközt a kis és közepes hálózatokban § A forgalomirányító alapkonfigurációjának elkészítésére Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 2

Tartalomjegyzék 6. 1 A hálózati réteg protokolljai 6. 2 Forgalomirányítás 6. 3 Forgalomirányítók 6. 4 Cisco forgalomirányító konfigurálása 6. 5 Összefoglalás Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 3

6. 1 A hálózati réteg protokolljai Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights

A hálózati réteg szerepe a kommunikációban A hálózati réteg, vagy más néven az OSI 3. rétege olyan szolgáltatásokat biztosít, amelyek lehetővé teszik a végberendezések közötti kommunikációt a hálózaton. A végponttól-végpontig történő szállításhoz a hálózati réteg négy alapvető folyamatot használ: § Végberendezések címzése § Beágyazás § Forgalomirányítás § Kicsomagolás Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 5

A hálózati réteg szerepe a kommunikációban A hálózati réteg protokolljai Általában használt hálózati rétegbeli protokollok: § IPv 4 (Internet Protocol Version 4) § IPv 6 (Internet Protocol Version 6) Ritkábban használt hálózati rétegbeli protokollok: § IPX (Novell Internetwork Packet Exchange) § Apple. Talk § CLNS/DECNet (Connectionless Network Service) Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 6

Az IP-protokoll jellemzői Az IP jellemzői Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights

Az IP-protokoll jellemzői IP – Összeköttetés-mentes Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights

Az IP-protokoll jellemzői IP – Legjobb szándékú kézbesítés Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc.

Az IP-protokoll jellemzői IP – Közegfüggetlen Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights

IPv 4 -csomag IP-beágyazás Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco

IPv 4 -csomag Az IPv 4 -csomag fejléce Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc.

IPv 4 -csomag IPv 4 -fejléc mezők Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All

IPv 4 -csomag Példa – IPv 4 -fejléc Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc.

A hálózati réteg szerepe a kommunikációban Az IPv 4 korlátai § Elfgytak az IPv 4 -címek § Megnövekedett irányítótábla méret az interneten § Végponttól végpontig tartó kapcsolatok hiánya Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 15

A hálózati réteg szerepe a kommunikációban Az IPv 6 bemutatása § Megnövekedett címtér § Továbbfejlesztett csomagkezelés § Nincs szükség címfordításra § Integrált biztonság § Az IPv 4 -címtér 4 billió (4. 294. 967. 296) egyedi címet tartalmaz, azonban 3, 7 milliárd a ténylegesen kiosztható. § Az IPv 6 -címtér 340 szextillió (340. 282. 366. 920. 938. 463. 374. 607. 431. 768. 211. 456) címet biztosít. Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 16

IPv 6 -csomag IPv 6 -beágyazás Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights

IPv 6 -csomag fejléc Byte 1 Version Byte 2 Byte 3 Traffic Class Payload Length Byte 4 Flow Label Next Header Hop Limit Source IP Address Destination IP Address Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 18

IPv 6 -csomag Példa – IPv 6 -fejléc Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc.

6. 2 Forgalomirányítás Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential

Állomás irányítótáblái Állomás csomagtovábbítási döntései Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Állomás irányítótáblái Alapértelmezett átjáró Az állomásnak saját, helyi irányítótáblát kell fenntartania ahhoz, hogy a hálózati rétegbeli csomagokat a megfelelő célhálózatba tudja küldeni. Ez a helyi tábla jellemzően az alábbiakat tartalmazza: § Közvetlen kapcsolat § Helyi hálózati útvonal § Helyi alapértelmezett útvonal Presentation_ID R © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 22

Állomás irányítótáblái IPv 4 állomás irányítótábla Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights

Állomás irányítótáblái Példa – IPv 4 -állomás irányítótábla Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc.

Állomás irányítótáblái Példa – IPv 6 -állomás irányítótábla Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc.

A forgalomirányítótáblái Forgalomirányító csomagtovábbítási döntései Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

A forgalomirányítótáblái IPv 4 -irányítótábla 192. 168. 10. 0/24. 10 PC 1 . 1 G 0/1 . 10 PC 2 10. 1. 1. 0/24 G 0/0. 1 209. 165. 200. 224 /30 R 1 . 225 S 0/0/0 . 226 . 10 . 1 R 2. 1 . 10 10. 1. 2. 0/24 192. 168. 11. 0/24 R 1#show ip route Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area N 1 - OSPF NSSA external type 1, N 2 - OSPF NSSA external type 2 E 1 - OSPF external type 1, E 2 - OSPF external type 2, E - EGP i - IS-IS, L 1 - IS-IS level-1, L 2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR P - periodic downloaded static route Gateway of last resort is not set D D C L C L R 1# Presentation_ID 10. 0/8 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks 10. 1. 1. 0/24 [90/2170112] via 209. 165. 200. 226, 00: 05, Serial 0/0/0 10. 1. 2. 0/24 [90/2170112] via 209. 165. 200. 226, 00: 05, Serial 0/0/0 192. 168. 10. 0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 3 masks 192. 168. 10. 0/24 is directly connected, Gigabit. Ethernet 0/0 192. 168. 10. 1/32 is directly connected, Gigabit. Ethernet 0/0 192. 168. 11. 0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 3 masks 192. 168. 11. 0/24 is directly connected, Gigabit. Ethernet 0/1 192. 168. 11. 1/32 is directly connected, Gigabit. Ethernet 0/1 209. 165. 200. 0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 3 masks 209. 165. 200. 224/30 is directly connected, Serial 0/0/0 209. 165. 200. 225/32 is directly connected, Serial 0/0/0 © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 27

A forgalomirányítótáblái Közvetlenül csatlakozó hálózatok irányítótábla bejegyzései 192. 168. 10. 0/24. 10 PC 1 . 1 G 0/1 . 10 PC 2 64. 100. 0. 1 G 0/0. 1 209. 165. 200. 224 /30 R 1 . 225 S 0/0/0 . 226 C L . 10 . 1 R 2. 1 . 10 10. 1. 2. 0/24 192. 168. 11. 0/24 A 10. 1. 1. 0/24 C B 192. 168. 10. 0/24 is directly connected, Gigabit. Ethernet 0/0 192. 168. 10. 1/32 is directly connected, Gigabit. Ethernet 0/0 A Identifies how the network was learned by the router. B Identifies the destination network and how it is connected. C Identifies the interface on the router connected to the destination network. Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 28

A forgalomirányítótáblái Távoli hálózatok irányítótábla bejegyzései 192. 168. 10. 0/24. 10 PC 1 . 1 G 0/1 . 10 PC 2 64. 100. 0. 1 G 0/0. 1 209. 165. 200. 224 /30 R 1 . 225 S 0/0/0 . 226 . 10 . 1 R 2. 1 . 10 10. 1. 2. 0/24 192. 168. 11. 0/24 D 10. 1. 1. 0/24 [90/2170112] via 209. 165. 200. 226, 00: 05, Serial 0/0/0 A Identifies how the network was learned by the router. B Identifies the destination network. C Identifies the administrative distance (trustworthiness) of the route source. D Identifies the metric to reach the remote network. E Identifies the next hop IP address to reach the remote network. F Identifies the amount of elapsed time since the network was discovered. G Identifies the outgoing interface on the router to reach the destination network. Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 29

A forgalomirányítótáblái Következő ugrás címe 192. 168. 10. 0/24. 10 PC 1 . 1 G 0/1 . 10 PC 2 64. 100. 0. 1 G 0/0. 1 209. 165. 200. 224 /30 R 1 . 225 S 0/0/0 . 226 10. 1. 1. 0/24 . 10 . 1 R 2. 1 . 10 10. 1. 2. 0/24 192. 168. 11. 0/24 R 1#show ip route Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area N 1 - OSPF NSSA external type 1, N 2 - OSPF NSSA external type 2 E 1 - OSPF external type 1, E 2 - OSPF external type 2, E - EGP i - IS-IS, L 1 - IS-IS level-1, L 2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR P - periodic downloaded static route Gateway of last resort is not set D D C L C L R 1# Presentation_ID 10. 0/8 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks 10. 1. 1. 0/24 [90/2170112] via 209. 165. 200. 226, 00: 05, Serial 0/0/0 10. 1. 2. 0/24 [90/2170112] via 209. 165. 200. 226, 00: 05, Serial 0/0/0 192. 168. 10. 0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 3 masks 192. 168. 10. 0/24 is directly connected, Gigabit. Ethernet 0/0 192. 168. 10. 1/32 is directly connected, Gigabit. Ethernet 0/0 192. 168. 11. 0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 3 masks 192. 168. 11. 0/24 is directly connected, Gigabit. Ethernet 0/1 192. 168. 11. 1/32 is directly connected, Gigabit. Ethernet 0/1 209. 165. 200. 0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 3 masks 209. 165. 200. 224/30 is directly connected, Serial 0/0/0 209. 165. 200. 225/32 is directly connected, Serial 0/0/0 © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 30

6. 3 Forgalomirányítók Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential

A forgalomirányító felépítése A forgalomirányító, mint számítógép Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All

A forgalomirányító felépítése Forgalomirányító CPU-ja és operációs rendszere Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc.

A forgalomirányító felépítése A forgalomirányító memóriája Memória Tartalma Felejtő • • Futó IOS Aktív konfigurációs fájl IP irányító tábla és ARP tábla Csomagpuffer ROM Nem felejtő • • • Indítási utasítások Alap diagnosztikai szoftver Csökkentett IOS NVRAM Nem felejtő • Indító konfigurációs fájl Flash Nem felejtő • • IOS Egyéb rendszerfájlok RAM Presentation_ID Felejtő / nem felejtő © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 34

A forgalomirányító felépítése A forgalomirányító belülről 1. Tápegység 2. WAN interfész kártya árnyékolása 1 2 2 3. Ventillátor 4. SDRAM 4 5. NVRAM 6. CPU 7. Advanced Integration Module (AIM) Presentation_ID 5 6 7 3 © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 35

A forgalomirányító felépítése A forgalomirányító hátlapja WAN-interfész kártya bővítőhelyek EHWIC 0 AUX port LAN-interfész Konzol port RJ 45 4 GB Flash kártya bővítőhely Presentation_ID Konzol port B típusú USB © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential USB port 36

A forgalomirányító felépítése Csatlakozás a forgalomirányítóhoz WAN-interfész AUX port LAN-interfész Konzol port RJ 45 Konzol port B típusú USB Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 37

A forgalomirányító felépítése LAN és WAN-interfészek Soros WAN-interfészek Ethernet LAN-interfészek Presentation_ID © 2008 Cisco

A forgalomirányító indítása Cisco IOS A Cisco IOS működése eltérő lehet a különböző hálózati eszközök jellemzőitől és felhasználási körétől függően, de minden esetben biztosítja a következőket: § Címzés § Interfészek § Forgalomirányítás § Biztonság § Qo. S § Erőforrás felügyelet Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 39

A forgalomirányító indítása Rendszerindító fájlok Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

A forgalomirányító indítása A forgalomirányító rendszerindítási folyamata Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All

A forgalomirányító indítása A show version parancs Router# show version Cisco IOS Software, C 1900 Software (C 1900 -UNIVERSALK 9 -M), Version 15. 2(4)M 1, RELEASE SOFTWARE (fc 1) Technical Support: http: //www. cisco. com/techsupport Copyright (c) 1986 -2012 by Cisco Systems, Inc. Compiled Thu 26 -Jul-12 19: 34 by prod_rel_team ROM: System Bootstrap, Version 15. 0(1 r)M 15, RELEASE SOFTWARE (fc 1) Router uptime is 10 hours, 9 minutes System returned to ROM by power-on System image file is "flash 0: c 1900 -universalk 9 -mz. SPA. 152 -4. M 1. bin" Last reload type: Normal Reload Last reload reason: power-on <Output omitted> Cisco CISCO 1941/K 9 (revision 1. 0) with 446464 K/77824 K bytes of memory. Processor board ID FTX 1636848 Z 2 Gigabit Ethernet interfaces 2 Serial(sync/async) interfaces 1 terminal line DRAM configuration is 64 bits wide with parity disabled. 255 K bytes of non-volatile configuration memory. 250880 K bytes of ATA System Compact. Flash 0 (Read/Write) <Output omitted> Technology Package License Information for Module: 'c 1900' --------------------------------Technology-package Current Type Next reboot ---------------------------------ipbasek 9 Permanent ipbasek 9 security None data None Configuration register is 0 x 2142 (will be 0 x 2102 at next reload) Router# Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 42

6. 4 Cisco forgalomirányító konfigurálása Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Kezdeti konfiguráció Konfigurációs lépések 192. 168. 10. 0/24 PC 1 PC 2 . 10 G 0/0. 1 G 0/1 . 10 10. 1. 1. 0/24 209. 165. 200. 224 /30 R 1 . 226 . 225 S 0/0/0 . 1 R 2. 1 R 1(config)# enable secret class R 1(config)# line console 0 R 1(config-line)# password cisco R 1(config-line)# login R 1(config-line)# exit R 1(config)# line vty 0 4 R 1(config-line)# password cisco R 1(config-line)# login R 1(config-line)# exit R 1(config)# service password-encryption R 1(config)# Presentation_ID . 10 10. 1. 2. 0/24 192. 168. 11. 0/24 Router> enable Router# configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)# hostname R 1(config)# . 10 OR Router> en Router# conf t Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)# ho R 1 R 2(config)# R 1(config)# banner motd # Enter TEXT message. End with the character '#'. ************************ WARNING: Unauthorized access is prohibited! ************************ # R 1(config)# R 1# copy running-config startup-config Destination filename [startup-config]? Building configuration. . . [OK] R 1# © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 44

Interfészek konfigurálása LAN interfészek konfigurálása 192. 168. 10. 0/24 PC 1 PC 2 . 10 10. 1. 1. 0/24 G 0/0. 1 G 0/1 . 10 209. 165. 200. 224 /30 R 1 . 225 S 0/0/0 . 226 . 10 . 1 R 2. 1 . 10 10. 1. 2. 0/24 192. 168. 11. 0/24 R 1# conf t Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. R 1(config)# interface gigabitethernet 0/0 R 1(config-if)# ip address 192. 168. 10. 1 255. 0 R 1(config-if)# description Link to LAN-10 R 1(config-if)# no shutdown %LINK-5 -CHANGED: Interface Gigabit. Ethernet 0/0, changed state to up %LINEPROTO-5 -UPDOWN: Line protocol on Interface Gigabit. Ethernet 0/0, changed state to up R 1(config-if)# exit R 1(config)# int g 0/1 R 1(config-if)# ip add 192. 168. 11. 1 255. 0 R 1(config-if)# des Link to LAN-11 R 1(config-if)# no shut %LINK-5 -CHANGED: Interface Gigabit. Ethernet 0/1, changed state to up %LINEPROTO-5 -UPDOWN: Line protocol on Interface Gigabit. Ethernet 0/1, changed state to up R 1(config-if)# exit R 1(config)# Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 45

Interfészek konfigurálása Az interfész konfiguráció ellenőrzése 192. 168. 10. 0/24 PC 1 PC 2 . 10 10. 1. 1. 0/24 G 0/0. 1 G 0/1 . 10 209. 165. 200. 224 /30 R 1 . 226 . 225 S 0/0/0 . 1 R 2. 1 Gigabit. Ethernet 0/0 192. 168. 10. 1 Gigabit. Ethernet 0/1 192. 168. 11. 1 Serial 0/0/0 209. 165. 200. 225 Serial 0/0/1 unassigned Vlan 1 unassigned R 1# ping 209. 165. 200. 226 . 10 10. 1. 2. 0/24 192. 168. 11. 0/24 R 1# show ip interface brief Interface IP-Address . 10 OK? Method Status YES YES YES manual NVRAM Protocol up up up administratively down Type escape sequence to abort. Sending 5, 100 -byte ICMP Echos to 209. 165. 200. 226, timeout is 2 seconds: !!!!! Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/2/9 ms R 1# Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 46

Alapértelmezett átjáró beállítása Állomás alapértelmezett átjárója Default Gateway not needed PC 1 . 10 192. 168. 10. 0/24 PC 2 . 1 G 0/0 . 10 Default Gateway needed R 1 G 0/1. 1 PC 3 . 10 PC 1 PC 2 . 10 192. 168. 10. 0/24. 1 G 0/0 . 11 R 1 PC 4 . 10 192. 168. 11. 0/24 G 0/1. 1 PC 3 PC 4 Presentation_ID . 10 . 11 © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. 192. 168. 11. 0/24 Cisco Confidential 47

Alapértelmezett átjáró beállítása Kapcsoló alapértelmezett átjárója Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights

Hálózati réteg Összefoglalás § A hálózati réteg, vagy más néven az OSI 3. rétege, olyan szolgáltatásokat biztosít, amelyek lehetővé teszik a végberendezések közötti kommunikációt a hálózaton. § A végpontok közötti adattovábbításhoz a hálózati réteg négy alapvető folyamatot használ: végberendezések címzése, beágyazás, forgalomirányítás és kicsomagolás. § Az internet elsősorban az IPv 4 -protokollra épül, ami a legszélesebb körben használt hálózati rétegbeli protokoll. § Az IPv 4 -csomag egy IP-fejlécből és egy adatrészből áll. § Az IPv 6 az egyszerűbb fejlécének köszönhetően számos előnnyel rendelkezik az IPv 4 -gyel szemben. Ilyen például a hatékonyabb forgalomirányítás, az egyszerűsített kiterjesztett fejlécek és a folyamatonkénti feldolgozás. Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 49

Hálózati réteg Összefoglalás (folytatás) § A hierarchikus címzésen kívül a hálózati réteg feladata a forgalomirányítás is. § Az állomásoknak helyi irányítótáblát kell fenntartani, hogy a hálózati rétegbeli csomagokat a megfelelő célhálózatba tudják küldeni. § A helyi alapértelmezett útvonal az alapértelmezett átjáróhoz vezető út. § Az alapértelmezett átjáró a forgalomirányító helyi hálózatra csatlakozó interfészének IP-címe. § Ha egy állomás egy másik hálózatban lévő célállomásnak szeretne csomagot küldeni, akkor azt az alapértelmezett átjárónak küldi további feldolgozásra. Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 50

Hálózati réteg Összefoglalás (folytatás) § A forgalomirányítótáblája mind a közvetlenül csatlakozó, mind a távoli hálózatokhoz vezető útvonalakról tárol információkat. Ha a forgalomirányítótáblájában szerepel a célhálózat, akkor a csomag ennek alapján kerül továbbításra. Ha nincs megfelelő bejegyzés, akkor a forgalomirányító saját alapértelmezett útvonalát használja, vagy annak hiányában eldobja a csomagot. § Az irányítótábla bejegyzések konfigurálhatók kézzel (statikus forgalomirányítás), vagy a forgalomirányítók között irányító protokollokkal (dinamikus forgalomirányítás). § A forgalomirányítók elérhetőségéhez konfigurálni kell azok interfészeit. Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 51