Statisk routing

Statiska vägar (routes) konfigureras manuellt med kommandot ip route. Statiska routes ger fullständigt kontroll till nätverksadministratörer men det kräver att man förstår routing och behärskar nätverksadressering.

Kommandosyntax

Kommandot ip route kan användas på tre olika sätt:

  • Router(config)# ip route <destinationens nätverksadress och nätmask> <next-hop-router IP>
  • Router(config)# ip route <destinationens nätverksadress och nätmask> <exit interface>
  • Router(config)# ip route <destinationens nätverksadress och nätmask> <exit interface> <next-hop-router IP>

Generellt används det första alternativet oavsett interfacetyper medan de andra två är mer relaterade till seriella interface (Point-to-Point nätverk). Sådana interface sammanbinder två routrar medan Ethernet interface kan sammanbinda flera andra nätverksenheter och routrar, till exempel två routrar anslutna till en och samma switch.

I nätverkstopologin nedan är tre LAN kopplade via två seriella interface på routrar R1, R2 och R3. Totalt finns fem nätverk i topologin. Det kan också noteras att alla fem nätverk har samma nätmask eller prefix /24 således handlar exemplet om classful-routing. Nätverksadresserna har delats upp:

  • Klass B: 172.16.0.0 /16 till /24. I exemplet används 172.16.1.0, 172.16.2.0, och 172.16.3.0
  • Klass C 192.168.0.0 /24. I exemplet används 192.168.1.0 och 192.168.2.0
Bild 1: Classful routing

Adressering

  • R1 Fa0/0 172.16.3.1/24 och Se0/0/0 172.16.2.1/24
  • R2 Fa0/0 172.16.1.1/24, Se0/0/0 172.16.2.2/24 och Se0/0/1 192.168.1.2/24
  • R3 Fa0/0 192.168.2.1/24 och Se0/0/1 192.168.1.1/24

Statisk routing konfigurering

Till R1 är direkt anslutna två nätverk: 172.16.3.0/24 och 172.16.2.0/24. R1 saknar uppgifter om tre nätverk: 172.16.1.0/24, 192.168.1.0/24, och 192.168.2.0/24

R1(config)# ip route 172.16.1.0  255.255.255.0  172.16.2.2
R1(config)# ip route 192.168.1.0  255.255.255.0 172.16.2.2
R1(config)# ip route 192.168.2.0  255.255.255.0 172.16.2.2

Till R2 är direkt anslutna tre nätverk: 172.16.1.0/24, 172.16.2.0/24, och 192.168.1.0/24. R2 saknar uppgifter om två nätverk: 172.16.3.0/24 och 192.168.2.0/24

R2(config)# ip route 172.16.3.0  255.255.255.0  172.16.2.1
R2(config)# ip route 192.168.2.0  255.255.255.0 192.168.1.1

Till R3 är direkt anslutna två nätverk: 192.168.1.0/24 och 192.168.2.0/24. R3 saknar uppgifter om tre nätverk: 172.16.1.0/24, 172.16.2.0/24, och 172.16.3.0/24

R3(config)# ip route 172.16.1.0  255.255.255.0  192.168.1.2
R3(config)# ip route 172.16.2.0  255.255.255.0  192.168.1.2
R3(config)# ip route 172.16.3.0  255.255.255.0  192.168.1.2

Routing tabells arbetsprinciper

  1. Varje router gör sitt beslut om bästa vägen grundad på uppgifter i sin routing tabell.
  2. Det faktum att en router har vissa uppgifter i sin routing tabell betyder inte att andra routrar har samma information.
  3. Routing information för en väg från nätverket A till nätverket B innebär inte att vägen gäller tvärtom, från nätverk B till nätverk A. Routing kräver dubbelriktad information.

Rekursiv route lookup

När en router tar emot paket kapslar av paketet för att komma åt IP-adressuppgifter och därefter startar routern en annan process med syfte att hitta och fastställa den bästa vägen till destinationsnätverket. Denna process är känd på engelska som ”recursive route lookup” och består av två steg:

  1. Router söker i sin routing-tabell en väg till destinationsnätverk.
  2. Routern identifierar interfacet som är kopplat till en annan router (nästa hopp router) som leder till destinationsnätverket.
Bild 2: Recursive Route Lookup

På routern R1 har exekverats kommandot show ip route för att ta fram routing-tabellen. Här kan man läsa av att router R1 har en statisk route för nätverket 192.168.2.0/24. via 172.16.2.2, steg 1 har fullbordats. I steg 2 definieras ett interface orienterat mot destinationsnätverket, det vill säga interfacet Serial 0/0/0.

Statiska routes med seriella interface

Processen i routing tabellen kan förenklas genom att konfigurera statiska route med ett sändande interface. I exemplet behöver man ta bort den befintliga statiska route och programmera in en ny via ett interface.

R1(config)# no ip route  192.168.2.0  255.255.255.0  172.16.2.2
R1(config)# ip route 192.168.2.0  255.255.255.0   serial 0/0/0
R1(config)# end
R1# show ip route
s 192.168.2.0/24 is directly connected , Serial 0/0/0

Nu finns i routing tabellen en matchning för destinationen kopplad till en sändande interface. Observera att det sändande interfacet anges som direkt anslutet till destinationsnätverket, men det är inte direkt anslutet utan orienterat mot nätverket 192.168.2.0.

Statiska routes med Ethernet interface

Normalt används next-hop routers IP-adress. Men för att förenkla sökningsprocessen kan en statisk route, som inkluderar sändande interface och next-hop routers IP adress, skapas så här:

R1(config)# ip route 192.168.2.0  255.255.255.0  fastethernet 0/1   172.16.2.2

Ett Ethernet interface behöver destinations MAC-adress för att vidarebefordra paket. För att få nästa routers MAC adress kontrollerar router R1 sin ARP tabell. Om adressen inte befinner sig i tabellen skickas ett broadcast ut och begär MAC adressen till en viss IP adress, i exemplet 172.16.2.2. När R1 tar emot ARP replay från router med IP adress 172.16.2.2. lagrar router R1 den mottagna MAC adressen i ARP tabellen och paketet kapslas in i en frame med nästa routerns MAC adress.

Sammanfattningsvis blir det ingen förenkling i routers arbete och därför rekommenderas använda i alla läge nästa routers IP-adress.

Aggregering av statiska routes

I routing tabeller finns stort informationsflöde och navigering genom routing information för att hitta den rätta IP-adress är resurskrävande. Det är lättare då att ha en representativ IP adress istället för flera IP-adresser så att mängden av information kan reduceras, detta kallas på engelska route summarization.

Bilden nedan illustrerar hur nätverksadresser 172.16.1.0, 172.16.2.0, och 172.16.3.0 aggregeras till en nätverksadress 172.16.0.0 samt reducerar prefixet från /24 till /22

Bild 3: Route summarization

Illustrationen ger oss en arbetsmetod för att räkna ut route summering.

  1. skriva nätverksadresserna i binär format
  2. kontrollera ändringar på bitar i adresserna
  3. där bitar är inte samma för alla adresser, man hittat gränsen
  4. räkna ut antal bitar som är gemensamma för alla adresser, det vill säga prefix.
  5. sätta alla icke gemensamma bitar till noll och få den summerad route.

Nu kan ersättas de tre statiska route som programmerades in på router R3 med en statisk route. Först tas bort de tre statiska route:

R3(config)# no ip route 172.16.1.0  255.255.255.0  192.168.1.2
R3(config)# no ip route 172.16.2.0  255.255.255.0  192.168.1.2
R3(config)# no ip route 172.16.3.0  255.255.255.0  192.168.1.2

R3(config)# ip route 172.16.0.0  255.255.252.0  192.168.1.2

Default statisk route

PC1 i det lokala LAN anslutet till R1 har egentligen endast en väg till andra nätverk, via router R2. Ett sådan LAN är känd på engelska som Stub network. När det endast finns en väg mot destination kan vägen konfigureras som Default Route. Från router R2 kan vägen till router R1 konfigureras som statisk route.

Bild 4: Default route

Först tas bort befintliga statiska route:

R1(config)# no ip route 172.16.1.0  255.255.255.0  172.16.2.2
R1(config)# no ip route 192.168.1.0  255.255.255.0 172.16.2.2
R1(config)# no ip route 192.168.2.0  255.255.255.0 172.16.2.2

Därefter implementeras en default route

R1(config)# ip route  0.0.0.0  0.0.0.0  172.16.2.2