طراحي شبكه های مخابراتی و کامپیوتری
TRANSCRIPT
WANپروژه طراحي شبكه CCNP Route(BSCI)دوره
مجتمع فني تهران
ارائه دهنده: عباس پیرنظریان علی مومن حجازی
کارشناس شبکه و سخت افزار پژوهشگاه علوم و فرهن)گ اسالمی
مطالب فهرست
مقدمهمعرفى پروژه
LAN انوع تكنولوژى به كار رفته در شبكههاىتكنولوژىهاى به كار رفته در اين سناريو
انتخاب تجهيزات )روتر(نوع تكنولوژى ارتباطى
پروتكل روتينگRIP پروتكل
OSPF نظير link state پروتكل های روتينگ distance-vector مقايسه اين پروتكل با پروتكل های سنتی
RIPv1 نظيرIGRP پروتكل
جهت اين سناريو OSPF داليل انتخاب پروتكل
مقدمه
شبكههاىWAN به چندين شبكه LAN اطالق مىگردد كه به يكديگر متصل شدهاند.
به علت گستردگى شبك_ههاىWAN و قرار گرفتن در مناطق جغر_افيايى متفاوت ساختار كلى آنها تحت
كنترل و مديريت واحدى نبوده و توسط مجموعهاى )شركت INDNاز شركتهاى مخابراتى نظير
زيرساخت مخابرات ايران( مديريت و كنترل مىگردد. بسته به نيازهاى شبكه، تكنولوژى WANشبكههاى
خاص مورد استفاده، نوع ترافيك و تجهيزات سخ_تافزارى داراى هزينههاى متفاوتى است كه بايد
به طور دقيق مورد بررسى قرار گرفته كه اين ضرورت دارد اطالع كاملى از نوع روترهاى توليد
شده، مثالً: سيسكو، ماژولهايى كه توسط اين روترها پشتيبانى مىگردند و نيز نوع ماژولها و قابليتهاى آنها
و قيمت آنها اطالع كامل داشته باشيم.
در ضمن اطالعات كامل از مركز سرپرستىمخابرات منطقه و نيز امكانات ارائه شده توسط آن
WANمركز در آن مناطق كه قصد نصب تجهيزات انتخاب نوع WANرا داريم دارا باشيم. در شبكههاى
تكنولوژى به كار گرفته شده بستگى مستقيم به نيازهاى شبكه و هزينههاى آن دارد.
پروژه معرفى
در اين پروژه كه در قالب شبكه WAN مركز سرپرستى 40پيادهسازى مىگردد تعداد
(Regional office داريم كه هر كدام به )15 ( به صورت Branch officeسازمان كوچك )
(Point To MultiPoint متصل مىباشند كه هر ) كاربر بوده 40كدام از سازمانهاى كوچك داراى
به سوئيچ LANكه فرض مىكنيم به صورت شبكه سازمان متصل مىباشند و تمام اين مراكز
( وصل مىباشند.Head Quarterسرپرستى به )
حال مىخواهيم نوع روتينگ، تجهيزات وتكنولوژى خاص به كار گرفته شده را به صورت
سازمان يافته مشخص كنيم.
LANانوع تكنولوژى به كار رفته در شبكههاى به طور اختصار عبارتند از:
1 .Delicated circuit مانند اتصاالت Leased Line، Delicated point to point .
2. Circuit switched مانند اتصال Dialup يا ISDN .3. Packet switched مانند DSL، Frame Relay .
4. Cell switched مانند ATM .5. Wireless.مانند امواج ماهوارهاى
تكنولوژىهاى به كار رفته در اين سناريو
1 .HDLC 2 با حداكثر_ پهناى باندmbps براى ارتباط بين سازمانهاى كوچك ، نيازهاى ما را برآورده مىكند.128kbpsبا مراكز_ سرپرستى كه
2 تكنولوژى .TDM - E1 كه در دو نوع PDH و SDH ارائه مىگردد. كه نوع شدن مىباشد. و Channelize كيلوبيتى با خاصيت_ 40 كانال 3اول داراى
مىباشد كه در Non Channelize به صورت E1 خط 64نوع دوم داراى قالب سيم مسى يا فيبر نورى ارائه مىگردد.
انتخاب تجهيزات )روتر(
1 .Branch office استفاده نمود ولى با توجه به وجود 2800 و 1800 يا 800 : براى اين قسمت مىتوان از روترهاى سرى با گنجايش SOHO براى شبكههاى 800 منتفى مىباشد، زيرا سرى 800 گزينه Branch براى هر Connection كاربر يا 40
مىتواند استفاده شود ولى باتوجه به قيمت باال و عدم نياز به ماژولهاى بزرگ 2800 كاربر استفاده مىشود. سرى 20حداكثر بهترين Ethernet و HDLCو WIC با توجه به پشتيبانى ماژول 1800 اين گزينه نيز منتفى مىباشد، لذاى سرى NMمانند
داريم كه روى روتر نصب گردد.WIC-1T به يك ماژول Regionalگزينه مىباشد. لذا جهت ارتباط با روترهاى
2 .Regional office استفاده نمود و با توجه به اينكه اين دو 3800 يا 2800 : براى اين قسمت مىتوان از روترهاى سرى باتوجه به قيمت ارزانتر 2800سرى روتر تقريباً يكسان بوده و اكثر ماژولهايى كه پشتيبانى مىكنند مشابه هستند، لذا گزينه
_ نياز به ماژول WAN شبكه EndPoint يا Head Quarter بهترين گزينه مىباشد. و براى ارتباط به روتر 3800از سرى NM-1CE1T1-PRI و NM-2CE1T1 - PRI.داريم كه اين مدل هر دو را پشتيبانى مىكند
3 .Head Quarter براى اين قسمت كه : EndPoint شبكه WAN 7000 ايجاد شده مىباشد، مىتوان از سرى روترهاى به باال كار مىكند بهترين گزينه 2 كه در اليههاى supervisor - Engine كه داراى 7600استفاده نمود كه براى شبكه از سرى
Switch را نيز دارند. الزم به توضيح است كه اين سرى از روترها عالوه بر روتر بودن نوعى MSFCمىباشد كه خاصيت Router نيز مىباشند. كه با نصب ماژولهاى FastEthernet و GigaEthernet به صورت سختافزارى مىتوان از آنها به عنوان
Switch استفاده نمود و قابليت پشتيبانى كامل از ماژولهاى خطوط SDH كه در قالب فيبر ارائه مىگردند را دارند و اين ،E1 نياز مىباشد منتها E1 خط 63 با قابليت پشتيبانى PA-MC-STM1 از ماژولهاى Regional officeروتر براى ارتباط
Channelize نبوده و براى Channelize شدن بايستى تبديل به PDH.گردند
ارتباطى تكنولوژى نوع
1 براى ارتباط بين .Branch office و Regional office از تكنولوژى زمينى HDLC استفاده مىگردد كه تقريباً جوابگوى نيازهاى ما مىباشد. الزم به توض_يح ارائه مىگردد. BRI-E1 و T1 و PRI 128kbps به دو ص_ورت_ HDLC _ INDNاست كه خطوط
براى ايجاد ارتباط بين روترها پيشنهاد مىشود كه ماژولWIC-1T براى روترهاى Branch office و ماژول NM-1CE1T1-PRI براى روترهاى Regional office را دارد كه تمام نيازهاى ما را برآورده مىسازد.64kbps كانال 30تهيه و نصب گردد كه قابليت پشتيبانى و اتصال
2 براى ارتباط زمينى بين .Regional office و Head Qaurter پيشنهاد مىشود ارتباط روترهاى Regional office تا مركز مخابرات يا شركت زيرساخت (INDN از تكنولوژى )TDM-E1-PRI استفاده گردد و با توجه به احتمال افزايش روترهاى Regional office ماژول 3 تعداد TDM-E1-PDH براى هر روتر تهيه
Regional روتر 13 در قالب فيبر نورى استفاده گردد و با توجه به SDH از تكنولوژى زمينى Head Quarterگردد. لذا براى ارتباط_ بين مركز مخابرات_ با روتر office خط 3 كه هر كدام داراى TDM-E1 نياز دارند لذا نياز به يك ماژول PA-MC-STM1 خط 63 داريم كه E1 Non Channelize.را پشتيبانى مىكند
3 براى ارتباط كاربران هر .Branch office با روتر پيشنهاد مىشود يك سوئيچ Cisco Catalyst 2960-48-TTL به عنوان اليه Access شبكه و يك سوئيچ Cisco Catalyst 3750-24G به عنوان اليه Core.شبكه تهيه و نصب گردد
Access برای الیه Cisco Catalyst 2960سوییچشبکه
شبکهCore برای الیهCisco Catalyst 3750سوییچ
Routing پروتكل روتينگ Protocol پروتكلRIP
RIP برگرفته شده از ( Routing Information Protocol به معنی واقعی يك پروتكل )distance-vector .است
ثانيه تمام اطالعات موجود در جدول روتينگ را برای تمامی اينترفيس های فعال ارسال می نمايد . 30پروتكل فوق در هر RIP صرفاَ از تعداد hop برای به منزله 15 را داشته باشد و نسبت دهی عددی باالتر از 15 می تواند عدد hopتعيين بهترين مسير به شبكه راه دور استفاده می نمايد .حداكثر تعداد
غيرقابل دسترس بودن شبكه است.
RIP در شبكه های كوچك به خوبی كار می كند ولی بر_ای شبك_ه های بزرگ كه دارای لينك های ارتباطی WAN برگرفته شده از ( Wide Area Network )كند و تعداد بسيار زيادی روتر هستند مناسب نمی باشد .
در نسخ_ه شماره يكRIP _صرفاَ از روتينگ classful استفاده می گردد . اين بدان معنی است كه تمامی دستگاه های موجود در شبكه می بايست از subnet mask . مشابهی استفاده نمايند
محدوديت فوق به دليل ماهيت ارسال اطالعات بهنگام ، اطالعات بهنگام RIPمی باشد. در نسخه شماره يك
نمی باشند . subnet maskارسالی شامل اطالعات Prefix نسخه دو ، ويژگی جديدی به نام روتينگ RIPدر
ارائه شده است كه به كمك آن امكان ارسال اطالعات subnet mask به همراه مسيرهای بهنگام شده فراهم
می گردد . به اين نوع روتينگ ، اصطالحا" روتينگ classless . گفته می شود
ادامه پروتكل RIP RIP . از سه نوع تايمر مختلف برای تنظيم كارآئی خود استفاده می نمايد
•Route update timer فاصله زمانی ارسال يك نسخ_ه كامل از اطالعات بهنگ_ام روتينگ را مشخص می نمايد . در بازه زمانی فوق ، روتر ، ثانيه در نظر 30 يك نسخه كامل از اطالعات موجود در جدول روتينگ خود را برای تمامی همسايگان ارسال می نمايد . اين زمان معموال"
گرفته می شود .
•Route invalid timer _مدت زمانی را مشخص می نمايد كه پس از سپری شدن آن ، روتر به اين نتيجه خواهيد رسيد كه يك مسير ، ثانيه در نظر گرفته می شود و اگر يك روتر در بازه زمانی فوق هيچگونه اطالعات جديدی را در 180غيرمعتبر است . اين زمان معموال"
خصوص يك مسير خاص دريافت ننمايد ، آن مسير را غيرمعتبر می نمايد . در صورت تحقق چنين شرايطی ، روتر اقدام به ارسال اطالعات بهنگ_ام برای تمامی همسايگان خود می نمايد تا به آنها بگويد كه مسير غيرمعتبر است .
•Route flush timer مدت زمان بين غيرمعتبر اعالم شدن يك مسير_ و حذف آن از جدول روتينگ را مشخ_ص می نمايد . اين زمان ، ثانيه در نظر گرفته می شود . قبل از اين كه يك مسير از جدول روتينگ حذف گردد ، روتر اين موضوع را به اطالع همسايگان 240معموال"
باشد تا روتر زمان كافی جهت اطالع به همسايگان route flush timer می بايست كمتر از Route invalid timerخود می رساند . مقدار خود را قبل از بهنگام سازی جدول در اختيار داشته باشد .
این پروتکل دارای سه نسخه RIPv1، RIPv2 وRIPng:می باشد
RIPv1: VLSM را ساپورت نمی کند، متریک آن همان تعداد HOP است، برای انتشار مسیرهایش کل 15 است که حداکثر routing table استفاده می کند.520 پورت UDP ارسال می کند و از Broadcastرا بصورت
RIPv2:VLSM را ساپورت می کند، بجای Broadcast از Multicast استفاده میکند و Authentication.دارد
RIPng آخرین نسخه :RIP با ویژگیهای فوق که IPv6را ساپورت میکند
OSPF نظير Link state پروتكل های روتينگ
دارای اطالعات بيشتری در ارتباط با شبكه و ارتباطات بين شبكه ای می distance-vector نسبت به پروتكل های روتينگ link-stateروترهای اطالعات بهنگام خود را برای ساير روترهای موجود در شبكه ارسال می نمايند )وضعيت لينك( . link-stateباشند. پروتكل های
OSPF برگرفته شده از ( Open Shortest Path First يك پروتكل روتينگ )IP است كه دارای تمامی ويژگی های يك پروتكل link-state است .پروتكل فوق ، يك پروتكل روتينگ استاندارد باز است كه توسط مجموعه ای از توليدكنندگان شبكه از جمله شركت سيسكو ايجاد شده است . در
EIGRPصورتی كه در يك شبكه از روترهائی استفاده می گردد كه تمامی آنها متعلق به شركت سيسكو نمی باشند ، نمی توان از پروتكل استفاده نمود . در صورتی كه ابعاد يك شبكه بسيار OSPF و يا RIP ، RIPv2استفاده كرد . در چنين مواردی می توان از گزينه هائی ديگر نظير
، OSPF است ) يك سرويس ترجمه بين پروتكل های روتينگ ( . route redistribution و يا استفاده از OSPFبزرك باشد ، تنها گزينه موجود پروتكل كار می كند . در ابتدا ، اولين درخت كوتاهترين مسير ايجاد می گردد و در ادامه جدول روتينگ از طريق بهترين Dijkstraبا استفاده از الگوريتم
نباشد ( و از چندين مسير با EIGRPمسيرها توزيع می گردد . اين پروتكل دارای سرعت همگرائی باالئی است ) شايد به اندازه سرعت همگرائی cost يكسان به مقصد مشابه حمايت می نمايد . برخالف EIGRP پروتكل ، OSPF صرفا" از روتينگ IP . حمايت می نمايد
كه به آنها پروتكل های link-stateدر پروتكل های shortest path first نيز گفته می شود ، هر روتر سه
جدول جداگانه را ايجاد می نمايد . يكی از اين جداول وضعيت همسايگانی را كه مستقيما" به آن متصل شده
اند در خود نگهداری می نمايد . در جدول ديگر ، توپولوژی تمامی شبكه نگهداری می گردد و از جدول
سوم برای نگهداری اطالعات روتينگ استفاده می شود .
distance-vector سنتی های پروتكل با پروتكل اين مقايسهRIPv1 نظير
OSPF RIPv1 ويژگی
Link-state Distance-vector نوع پروتكل بلی خير classless حمايت از بلی خير VLSM حمايت از خير بلی خالصه سازی اتوماتيكبلی خير خالصه سازی دستی
broadcastارسال متناوب در صورت بروز تغييرات multicastارسال انتشار مسير پهنای باند hops متريك مسير
ندارد 15 hop محدوديت تعداد سريع كند همگرائیبلی خير Peer authentication
بلی ) استفاده از نواحی( (flatخير ) فقط شبكه سلسله مراتبیDijkstra Bellman-Ford الگوريتم محاسبه مسير
وRIPv1 : مقايسه پروتكل های 1جدول OSPF
نظير Link state ادامه پروتكل های روتينگ OSPF
OSPF نشان داده شده است . تمامی شواهد موجود نشان دهنده 1دارای ويژگی های متعددی است كه صرفا" تعداد اندكی از آنها در جدول يك پروتكل سريع ، قابل توسعه و مستحكم است كه می توان از آن در هزاران شبكه عملياتی استفاده كرد OSPFاين واقعيت است كه پروتكل
.
OSPF بگونه ای طراحی شده است كه بتواند از شبكه های سلسله مراتبی حمايت نمايد . با بكارگيری ويژگی فوق می توان ارتباطات بين شبكه ای بزرگ را به چندين شبكه كوچكتر كه به آنها ناحيه گفته می شود ، تقسيم نمود . بكارگيری پتانسيل فوق مزايای متعددی را به دنبال
خواهد داشت :
كاهش اضافه عمليات روتينگ•
افزايش سرعت همگرائی•
محدود كردن بی ثباتی شبكه در يك ناحيه و عدم اشاعه آن به ساير نواحی شبكه•
OSPF ( درون يك ناحيه خودمختار ، AS اجراء می شود ولی اين امكان نيز وجود دارد كه از آن برای اتصال چندين ناحيه خودمختار به يكديگر ) autonomous system )برگرفته شده از ASBRاستفاده كرد . به روترهائی كه نواحی خود مختار را به يكديگر متصل می نمايند ،
boundary router گفته می شود )
. فلسفه ايجاد نواحی خود مختار ، كاهش زمان بهنگام سازی و عدم انتشار مشكالت ايجاد شده در يك ناحيه خاص به ساير نواحی شبكه است
پروتكل IGRP IGRP برگرفته شده از( Interior Gateway Routing
Protocol يكی از پروتكل روتينگ )distance-vector طراحی شده توسط شركت سيسكو است . اين بدان معنی است در
صورت استفاده از پروتكل فوق در يك شبكه ، می بايست تمامی روترها از نوع سيسكو باشند . شركت سيسكو هدف از ايجاد
عنوان RIP را غلبه بر برخی محدوديت های پروتكل IGRPپروتكل كرده است .
IGRP 255 می تواند حداكثر دارای ، hop باشد كه مقدار پيش در نظر گرفته می شود . اين وضعيت در شبكه های 100فرض آن
در يك hop 15بزرگ بسيار مفيد است و مشكل داشتن حداكثر را برطرف نمايد .RIPشبكه مبتنی بر پروتكل
IGRP از يك روش متفاوت نسبت به RIP جهت محاسبه متريك استفاده می كند . در اين پروتكل ، بطور پيش فرض از پهنای باند و
تاخير خط به عنوان شاخص هائی جهت تعيين بهترين مسير compositeاستفاده می گردد . به فرآيند فوق متريك تركيبی )
metric گفته می شود . همچنين برای محاسبه متريك از شاخص ) )برگرفته MTU و loadهائی ديگر نظير قابليت اعتماد ، ميزان
( استفاده می گردد )از maximum transmission unitشده از شاخص های اشاره شده بطور پيش فرض در محاسبه متريك
استفاده نمی گردد( .
IGRP پروتكل ادامه پروتكلIGRP با RIP : دارای تفاوت های عمده ای است كه به برخی از آنها اشاره می گردد
امكان استفاده از•IGRP در شبكه های بزرگ
•IGRP برای فعال شدن از يك AS number . استفاده می نمايد
•IGRP ثانيه يك مرتبه بهنگام سازی جدول روتينگ را بطور كامل انجام می دهد . 90 در هر
•IGRP. از پهنای باند و تاخير خط به عنوان يك متريك استفاده می نمايد
برای كنترل كارآئی ، پروتكلIGRP : از تايمرهای مختلف زير با مقادير پيش فرض استفاده می نمايد
•Update timers ثانيه در نظر گرفته شده است . 90 ، فركانس ارسال پيام های بهنگام روتينگ را مشخص می نمايد . مقدار پيش فرض
•Invalid timers مدت زمانی را كه يك روتر می بايست منتظر بماند قبل از اين كه يك مسير نادرست را به ديگران اعالم نمايد )در صورتی كه در بازه زمانی ، است . Update timerمورد نظر يك بهنگام جديد دريافت نگردد( ، مشخص می نمايد . مقدار پيش فرض سه برابر زمان
•Holddown timers مدت زمان ، holddown را مشخص می نمايد . مقدار پيش فرض سه برابر زمان Update timer ثانيه در نظر گرفته 10 به اضافه شده است .
•Flush timers مشخص می نمايد كه چه مدت زمانی می بايست سپری شود قبل از اين كه بتوان يك مسير را از جدول روتينگ حذف كرد . مقدار پيش فرض ، ثانيه طول خواهد 360 ثانيه در نظر گرفته شود ، 90 برابر با Update timer در نظر گرفته می شود . در صورتی كه مقدار Update timerهفت برابر زمان
كشيد تا بتوان يك مسير را از جدول روتينگ حذف كرد .
پروتكل های روتينگ تركيبی و ياEIGRP : EIGRP برگرفته شده از( Enhanced IGRP يك پروتكل )distance-vector و classless است كه امكانات از مفهوم يك ناحيه خودمختار برای تشريح مجموعه ای از روترهای همجوار كه EIGRP ، پروتكل IGRP ارائه می نمايد .همانند IGRPبيشتری را نسبت به
پروتكل های روتينگ مشابهی را اجراء و اطالعات روتينگ را به اشتراك می گذارند ، استفاده می نمايد .
IGRP پروتكل ادامه
برخالفIGRP پروتكل ، EIGRP در مسيرهای بهنگام خود از Subnet mask ، استفاده می نمايد . همانگونه كه اطالع داريد ( و خالصه سازی Variable Length Subnet Masking )برگرفته شد ه از VLSM امكان استفاده از subnetارائه اطالعات
را در زمان طراحی شبكه فر اهم می نمايد .
در برخی موارد به پروتكلEIGRP به عنوان يك پروتكل تركيبی روتينگ نيز اشاره می شود چراكه دارای ويژگی هائی از پروتكل همانند link-state اقدام به ارسال بسته های اطالعاتی EIGRP می باشد . مثال" link-state و distance-vectorهای
OSPF برگرفته شده از( Open Shortest Path First ، نمی كند . در مقابل )EIGRP داده بهنگام distance-vector شامل اطالعاتی در رابطه با شبكه ها به اضافه هزينه رسيدن به آنها را از ديدگاه روتر پيشنهاد دهنده ارسال می نمايد .
همچنين ، پروتكلEIGRP دارای خصايص Link-state است . يكسان سازی جداول روتينگ بين همسايگان در زمان راه اندازی و ارسال اطالعات بهنگام جديد و خاص در زمان بروز تغييرات در توپولوژی شبكه ، نمونه ای در اين زمينه می باشد .
وجود برخی ويژگی های قدرتمند در پروتكلEIGRP آن را از IGRP . و ساير پروتكل های روتينگ كامال" متمايز می نمايد
حمايت از•IP ، IPX و AppelTalk از طريق PDM برگرفته شده از( Protocol-Dependent Modules )
ارتباط از طريق•RTP برگرفته شده از( Reliable Transport Protocol )
انتخاب بهترين مسير از طريق•DUAL برگرفته شده از( diffusing update algorithm)
( حمايت از چندين سيستم خودمختار•AS• ) حمايت از خالصه سازی وVLSM برگرفته شده از( Variable Length Subnet Masking)
جهت اين سناريو OSPFداليل انتخاب پروتكل
1 پروتكل .RIP براساس تعداد Hop count يا كوتاهترين مسير كار مىكند، در صورتى كه ما براي طول مسير مشكل نداريم و مىباشد.Bandwitdh مسير مىباشيم و مشكل و اولويت ما پهناى باند يا 3داراى حداكثر
2 با توجه به تعداد روترها و پراكندگى مناطق و حجم زياد جدول .Routing در پروتكل RIP و بروزرساني كل جدول Routing ، در كل اين پروتكل گزينه مناسبى جهت اين شبكه نمىباشد.RIP در پروتكل auto-summaryبه ازاي كوچكترين تغيير
3 پروتكل .EIGRP با توجه به مزيتهاى فراوان و گزينههاى خوب، يك نكته منفى دارد و ن هم اين است كه بايستى تمام در كل اين Cisco باشند، لذا با توجه به احتمال وجود داشتن روترى غير از مارك Ciscoتجهيزات و روترهاى شبكه حتماً مارك
گزينه نيز منتفى مىباشد.
4 پروتكل .OSPF با توجه به مزيتهاى ذكر شده و Summarization( ايده آل و قابليت جداسازى مناطق Area و حجم جدول )Routing.بسيار كم بهترين گزينه مىباشد