Проектирование маршрутизации в трёх двухуровневых сетях с использованием протокола OSPF

Содержание:

Введение

С развитием информационных технологий и телекоммуникаций компьютеры всё тесней входят в нашу жизнь, как на работе, так и дома. Всё чаще и чаще в повседневной работе в большинстве предприятий и организаций используют различные средства информационно вычислительной техники. Это позволяет сократить расходы, и повысить скорость обработки создания и оборота документов. Также благодаря компьютерам существенно увеличивается безопасность и надежность документооборота. Для этого уже существует множество протоколов и методов передачи данных. Сейчас трудно представить жизнь какого-нибудь офиса без компьютерной техники. В связи с этим появилась потребность не только в персональных компьютерах сотрудников, но и в создании корпоративных серверов. В больших корпорациях они занимают целые комнаты и этажи, и построены на специальных серверных платформах.

Информационные технологии нашего времени предоставляют большие возможности по улучшению работы предприятий, заменяя человеческий труд машинным, повышая рост производительности труда и снижая затраты на персонал и транспортировку данных. Работа в реальном времени стала одним из главных требований, предъявляемых к корпоративным сетям. Благодаря компьютеризации и внедрению сетевых технологий стало возможным значительно повысить как оперативность, так и качество выполняемых работ на предприятиях. Автоматизация процесса обмена информацией на предприятии также отражается на качестве управления персоналом. В то же время нельзя забывать про безопасность и надежность системы.

Поддержание функционирования удалённых филиалов предприятия, использующих современные технологии передачи данных – одна из основных целей корпоративной сети. Пользователями корпоративной сети являются сотрудники данного предприятия. Стратегическое планирование сети состоит в нахождении компромисса между потребностями предприятия в автоматизированной обработке передаваемой информации, его финансовым положением и возможностями сетевых и информационных технологий сегодня и в ближайшем будущем.

Цель работы: спроектировать маршрутизацию в трёх двухуровневых сетях с использованием протокола OSPF, что в дальнейшем поможет и упростить работу при масштабировании и обслуживании сетевой инфраструктуры.

Объект исследования: динамические протоколы маршрутизации.

Задачи курсовой работы:

• Анализ сети;
• Выявление потребности, связанных с развитием сетевой инфраструктуры;
• Выбор наиболее подходящего решения;
• Реализация внедрения.

Ожидаемый результат: упрощение функций поддержки сетевой инфраструктуры в работоспособном состоянии, которое включает масштабирование, автоматизацию, отказоустойчивость.

Структура курсовой работы: в первой главе представленной работы рассматриваются характеристика организации, современные методы решения. Во второй главе рассматривается сеть, находится оптимальное решение для необходимых потребностей, разрабатывается метод решения и его реализация.

Глава 1. Технико-экономическая характеристика предметной области и предприятия.

Характеристика предприятия и его деятельности

С 2007 года ООО "Даймонт" занимается продажей и установкой окон. Сегодня компания занимает стабильное положение на рынке и имеет все возможности для успешного развития и роста.

Компания предоставляет следующие услуги:

1. Отделка лоджий/балконов: внешняя отделка сайдингом, внутренняя отделка евровагонкой, внутренняя отделка панелями ПВХ, освещение на балконе, электропитание, утепление, изготовление и установка шкафов.
2. Ремонт окон ПВХ: ремонт и замена фурнитуры, устранение дефектов монтажа и производства замена или обработка уплотнительной резинки замена отлива, откосов или подоконника штукатурка внешних откосов.
3. Замена стеклопакетов
4. Замена москитных сеток: москитные сетки «стандарт», москитные сетки «Антикошка», москитная сетка «Антипыль» («Атипыльца»), дверные москитные сетки, раздвижные москитные сетки.

За 10 лет компания заработала хорошую репутацию на рынке строительных услуг, благодаря качеству изготавливаемой продукции, профессиональному монтажу изделий. На таблице 1 показаны результаты ее деятельности за один месяц 2016 года.

Таблица 1

Характеристики деятельности компании

№ п\п	Наименование характеристики (показателя)	Значение показателя за месяц 2016 года
1	Объем продаж	1 546 743р.
2	Число постоянных клиентов	346
3	Прибыль	232 228 р.

Компания представляет собой структуру (рисунок 1), в которой трудятся 123 сотрудника.

Рисунок 1. Структура компании

Компания имеет следующую структуру:

Генеральный директор – управляет предприятием, оценивает эффективность и контролирует деятельности компании.

Коммерческий отдел – обеспечивает взаимодействие с поставщиками, влияет на направления развития бизнеса, отношения с поставщиками, взаимодействует с государственными органами.

Служба доставки и установки – доставка и установка.

Склад – хранение комплектующих, материалов и готовых изделий; складской учет.

Отдел закупки – планирует и осуществляет закупки товара, контролирует наличие на складе комплектующих и материалов и их своевременный заказ.

Бухгалтерия – ведет бухгалтерский, финансовый, налоговый и управленческий учет, подготавливает договора, а также кадровое делопроизводство.

Отдел продаж – взаимодействие с потенциальными покупателями; консультирование клиентов по специфике товаров и услуг; заключение договоров; выставление счетов; контроль оплаты, выполнения и отгрузки заказов; решение спорных ситуаций и пр.

Отдел информационных технологий – обеспечивает работоспособность сетевой инфраструктуры компании, оборудования, программного обеспечения.

На данный момент штат размещен в трех зданиях. Для взаимодействия между сотрудниками используется растущая корпоративная сеть. В связи с этим увеличивается нагрузка на оборудование и замедляется работа в сети. Для решения данной проблемы требуется оптимизация оборудования и улучшение сетевой инфраструктуры.

1.2. Современные методы построения сетей для решения сходных задач

Одним из современных методов построения сети передачи данных является использование протоколов маршрутизации.

Маршрутизация (Routing) – это процесс определения маршрута следования данных в сетях связи.

Протокол маршрутизации – это сетевой протокол, используемый маршрутизаторами для определения возможных маршрутов следования данных в составной компьютерной сети. [1]

Динамическая маршрутизация — вид маршрутизации, при котором таблица маршрутизации редактируется программно.

Рассмотрим наиболее распространенные протоколы динамической маршрутизации подробнее:

• Протокол RIP (Routing Information Protocol) – протокол обмена информацией о маршрутизации. Основан на дистанционно-векторном алгоритме и в большинстве реализаций использует самую простую метрику – количество промежуточных маршрутизаторов до сети назначения.

Главным достоинством протокола является легкость конфигурирования, не требующая высокой квалификации обслуживающего персонала. Протокол является открытым и поддерживается практически всеми производителями сетевого оборудования. Также имеются реализации протокола в ПО (например, для Unix- подобных ОС – пакеты Zebra, Quagga и др.) и поддержка в ряде ОС (например, в Windows, начиная с Windows NT Server, в Unix-подобных, Cisco IOS).

Основными недостатками протокола являются: медленная сходимость и большой объем служебного трафика. Это ограничило область применения протокола сетями с количеством маршрутизаторов не более пятнадцати. В протокол RIP версии 2 добавлена поддержка маски переменной длины, мультикастинговая (многоадресная) рассылка вместо широковещательной и средства защиты при обмене маршрутной информацией в виде аутентификации по ключу MD5 и открытого (нешифрованного) текста.

Протокол достаточно распространен в небольших не стремящихся к расширению локальных сетях с невысокими требования к надежности сети и отсутствием квалифицированного персонала сетевых администраторов.

• Протокол IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) – протокол маршрутизации внутреннего шлюза. Закрытый дистанционно-векторный протокол IGRP компании Cisco Systems был спроектирован для устранения ряда недостатков протокола RIP, и имел цель обеспечить лучшую поддержку крупных сетей (до 255 маршрутизаторов), которые содержат каналы связи с отличающимися характеристиками полосы пропускания и величины задержки. Протокол использует комбинированную метрику, которая включает задержку, полосу пропускания, надежность и загруженность маршрута. Весовые коэффициенты, определяющие вклад этих характеристик в результирующую метрику, задаются пользователем, обеспечивая гибкую адаптацию к его конкретным задачам. Показатели задержки и полосы пропускания конфигурируются для каждой линии связи предварительно, а показатели надежности и загруженности могут вычисляться в процессе обработки реального трафика в сети. Для поддержания требований QoS разных приложений можно подготовить несколько маршрутных таблиц, построенных на основе метрик с разными значениями весовых коэффициентов. Протокол IGRP обеспечивает более быструю сходимость, чем RIP благодаря применению пакетов обновления с мгновенной рассылкой (информация об изменениях в сети отправляется сразу, как только становится доступной, не дожидаясь очередного времени обновления). Протокол поддерживает балансировку нагрузки между несколькими маршрутами даже в том случае, если их метрики не равны, но находятся в пределах определенного диапазона показателей наилучшего маршрута. При этом соотношение объемов, отправляемых по каждому пути данных будет пропорционально соотношению их метрик

К недостаткам протокола можно отнести отсутствие поддержки масок подсетей переменной длины и возможности объединения маршрутов. Периодические рассылки маршрутной информации соседним маршрутизаторам остаются широковещательными. Средства обеспечения безопасности ограничены. Отсутствуют средства аутентификации при обмене маршрутной информацией. Косвенным средством защиты является возможность приема сообщений об обновлениях маршрутов только от тех маршрутизаторов, которые данный определяет как «соседние», а также возможность внесения изменений в конфигурацию маршрутизатора только на основании пароля, который хранится в зашифрованном виде. Протокол совместим с RIP.

• EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) – усовершенствованный внутренний протокол маршрутизации шлюзов. Протокол EIGRP компании Cisco Systems представляет собой улучшенную версию исходного протокола IGRP. Он совмещает в себе лучшие стороны дистанционно-векторных протоколов (простота алгоритма выбора оптимального маршрута) и протоколов состояния каналов связи (быстрая сходимость и экономия полосы пропускания сети за счет сообщений только о состоянии связей и об их изменении). Все рассылки протокола являются мультикастными или индивидуальными. Таким образом, информация рассылается только при изменениях и только тем маршрутизаторам, которых она касается. С целью повышения масштабируемости протокола в него добавлена поддержка масок подсетей переменной длины и возможность объединения маршрутов. Маршруты делятся на внутренние и внешние – полученные от других протоколов маршрутизации или записанные в таблицы статически. В последних версиях EIGRP имеются средства защиты, не позволяющие злоумышленникам дописывать элементы в таблицу маршрутизации, и аутентификация по ключу MD5. Кроме того, в настоящее время для EIGRP разрабатывают средства поддержки IPv6, так что этот протокол будет развиваться в дальнейшем.

Основным недостатком EIGRP, как и его предшественника, является закрытость и реализация только на оборудовании Cisco Systems. Протокол хорошо совместим с IGRP, а также с RIP.

• OSPF (Open Shortest Path First Protocol) – протокол выбора первого кратчайшего пути. Протокол изначально был ориентирован на работу в больших сетях со сложной топологией. Он основан на алгоритме состояния каналов связи и обладает высокой устойчивостью к изменениям топологии сети и быстрой сходимостью. При выборе маршрута используется метрика пропускной способности составной сети (т.е. передача данных по наиболее скоростным каналам связи). Протокол может поддерживать разные требования IP-пакетов на качество обслуживания (пропускная способность, задержка и надежность) посредством построения отдельной таблицы маршрутизации для каждого из этих показателей. Протокол обладает и другими достоинствами, полезными в крупных современных сетях. К ним относятся возможность балансировки нагрузки между каналами с равными метриками и средства аутентификации как по нешифрованному паролю, так и по шифрованному (путем добавления к пакету дайджеста ключа и тела пакета по алгоритму MD5). Нумерация пакетов исключает их повторяемость и таким образом возможность повторной атаки. Открытость протокола определяет его поддержку практически всеми производителями сетевого оборудования, реализации в ПО под все популярные ОС (например, для Unix-подобных ОС – пакеты Zebra, Quagga и др.), а также непосредственную интеграцию в ряд ОС (например, Windows 2000 Server и выше, OpenBSD, Cisco IOS, Solaris 10 и т.д.).

К недостаткам прокола следует отнести высокую вычислительную сложность и, следовательно, высокие требования, предъявляемые к ресурсам маршрутизатора. Вычислительная сложность OSPF растет с увеличением размеров сети. Поэтому для увеличения масштабируемости протокола применяется разделение сети на логические области, соединенные магистральной областью. Внутренняя топологическая информация между областями не предается. Протокол совместим с RIP.

• BGP (Border Gateway Protocol) – протокол граничного шлюза. Протокол BGP разрабатывался как внешний для организации маршрутизации между автономными системами в глобальной сети Internet. Хотя протокол относится к внешним протоколам маршрутизации, его иногда применяют и для внутренней маршрутизации. BGP является протоколом, ориентирующимся на вектор расстояния. Однако, в отличие от RIP и IGRP протокол BGP не требует периодического обновления всей маршрутной таблицы. Обмен полными таблицами выполняется между маршрутизаторами только при их начальном подключении. В дальнейшем отсылаются только сообщения об обновлениях в таблицах, причем только тем маршрутизаторам, которые явно указаны в качестве соседних. В одном обновлении BGP-4 может быть объявлено об одном новом маршруте или аннулировании нескольких переставших существовать. Все это способствует снижению служебного трафика. Метрика BGP представляет собой произвольное число единиц, характеризующее степень предпочтения конкретного маршрута, и устанавливаются администратором сети, в основном исходя из соображений договорных и финансовых предпочтений, возможно, из учета других факторов (по умолчанию на основании минимального числа промежуточных AS). У разных маршрутизаторов может использоваться разная маршрутная политика. Хотя BGP поддерживает маршрутную таблицу всех возможных путей к конкретной сети, в своих сообщениях о корректировке он объявляет только об оптимальных маршрутах. Наличие в таблице альтернативных маршрутов ускоряет реакцию маршрутизатора на информацию о недостижимости основного пути, а также позволяет поддерживать балансировку нагрузки. Поскольку протокол ориентирован на обмен данными между различными AS, где при выборе маршрутов преобладают, как правило, не технические, а политические соображения, то процесс балансировки нагрузки подразумевает осмысленное распределение маршрутов между альтернативными каналами посредством настройки соответствующих параметров протокола. Сообщения BGP-4 о корректировках содержат последовательность AS, через которые может быть достигнута указанная сеть, ее ІР-адрес и длина маски префикса (поддерживается только бесклассовая адресация CIDR). Протокол позволяет объединять маршруты. Перечень AS используется для улучшения сходимости, скорость которой у протокола не высока. Для обеспечения безопасности могут применяться разные способы аутентификации маршрутизаторов. Протокол совместим с RIP и OSPF. [2]

Применение протокола маршрутизации позволяет избежать ручного ввода всех допустимых маршрутов, что, в свою очередь, снижает количество ошибок, обеспечивает согласованность действий всех маршрутизаторов в сети и облегчает труд администраторов.

Основной функцией протоколов динамической маршрутизации является обеспечение взаимодействия разобщенных участков сети в единое маршрутизируемое пространство, которое подчиняется определенным алгоритмам и правилам по поиску оптимальных маршрутов, предотвращению и уменьшению времени простоя в случае аварийных ситуаций на линии без прямого вмешательства человека.

На основании вышеперечисленных протоколов нужно выбрать наиболее подходящий протокол маршрутизации для нашей компании, провести тестирование и последующее внедрение.

Глава 2. Разработка проектных решений

2.1 Разработка и обоснование структуры сети

В нашей сети используется несколько видов информации, они представлены в таблице 2.

Таблица 2

Вид информации	Назначение (прикладная система)	Режим передачи	Критичность доставки (QoS)	Категория доступа
Текстовая	Принтер	Сессионный	Низкая	Конфиденциально
Видеоинформация	Видеоконференции	Постоянный	Высокая	Конфиденциально
Аудиоинформация	IP-телефония	Постоянный	Высокая	Конфиденциально
Графическая	Сканирование	Сессионный	Средняя	Конфиденциально

Организация располагается в здании офисного типа и имеет несколько удаленных офисов, расположенных в пределах одного города. Офисы компании объединены в одну корпоративную сеть. Схема организации сети представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Изображение структурной схемы сети

На данной территории установлено несколько рабочих мест и установлена оргтехника. Также расположены сервера. Офисы компании объединяются в корпоративную сеть и используют услуги связи, предоставляемые сервис-провайдером.

Далее на рисунке 3 представлена схема корпоративной сети, реализованная в программе Cisco Packet Tracer (версия 7.1), которая включает в себя набор физических устройств, с логической IP адресацией.

Рисунок 3. Изображение функциональной схемы

Для предоставления адресного пространства была использована сеть класса C, которая была поделена на три подсети при помощи сетевой маски 255.255.254.0. [3]

В дальнейшем эти подсети использовались для адресации в офисах корпоративной сети.

2.2. Выбор и обоснование используемых протоколов

В ходе анализа существующей сетевой инфраструктуры было выявлено что маршрутизация трафика между офиса компании осуществляется на основании статических маршрутов, данный вид маршрутизации может усложнить дальнейшее масштабирование сети. Поэтому было принято решение о внедрении протокола динамической маршрутизации. [5]

Ниже в таблице 3 представлена таблица протоколов динамической маршрутизации, подходящих для решения поставленной задачи.

Таблица 3

Сравнительная таблица основных характеристик протоколов динамической маршрутизации

№ п/п	Критерии/протоколы	RIP	IGRP	OSPF	EIGRP	BGP
1	Безопасность	Открытый пароль или аутентификация по ключу MD5	–	Открытый пароль или аутентификация по ключу MD5	Аутентификация по ключу MD5	Разные методы аутентификации
2	Тип алгоритма	Вектор расстояния	Вектор расстояния	Состояние каналов связи	Комбинированный	Вектор расстояния
3	Балансировка нагрузки	–	Разные метрики	Одинаковые метрики	Разные метрики	Разные метрики (полуавтоматически)
4	Объединение маршрутов	–	–	+	+	+
5	Маска подсетей	+	–	+	+	+
6	Максимальное количество маршрутизаторов сети	15	255	65534	255	65534
7	Учет в метрике различных характеристик пути	Одна основная	Комбинированная	Одна основная и три дополнительные	Комбинированная	Произвольная
8	Обновления маршрутной информации	Вся таблица	Вся таблица	Только изменения	Только изменения	Только изменения
9	Необходимость логической подготовки сети	–	–	Выделение центральной области и связных областей	–	Разбитие сети на AS и описание взаимодействия между ними
10	Доступность реализации	Открытый	Только на оборудовании Cisco	Открытый	Только на оборудовании Cisco	Открытый
11	Поддержка IPv6	–	–	+	+	+

Наиболее универсальным и гибким в настройке протоколом динамической маршрутизации в корпоративных сетях является открытый протокол выбора первого кратчайшего пути OSPF. Также в качестве перспективных функций OSPF следует назвать поддержку протокола Ipv6 и возможность выбора маршрута на основании текущего коэффициента загруженности каналов связи.

OSPF предлагает решение следующих задач:

• увеличение скорости сходимости (в сравнении с протоколом RIP2, т.к. нет необходимости выжидания многократных таймаутов по 30с);

• поддержка сетевых масок переменной длины (VLSM);

• достижимость сети (быстро обнаруживаются отказавшая аппаратура, и топология сети изменяется соответствующим образом;

• оптимальное использование пропускной способности;

• метод выбора пути.

Основываясь на данных таблицы, был выбран протокол OSPF. [6]

2.3. Выбор и обоснование решений по техническому и программному обеспечению сети

До внедрения протокола OSPF в компании использовалось оборудование D-Link. Характеристики оборудования представлены в табличном виде (таблицы 4-5).

Таблица 4

Характеристики Маршрутизатора D-Link DSR 1000/A1A

Характеристика	Параметры
Тип устройства	Маршрутизатор
Количество портов	2 порта WAN 4 порта LAN
Скорость передачи	10/100/1000 Мбит/сек
Динамический маршрут	RIP v1/v2, OSPF

Таблица 5

Характеристики Коммутатора D-Link DGS-1005D

Характеристика	Параметры
Тип устройства	Коммутатор
Количество портов коммутатора	5 x Ethernet 10/100/1000 Мбит/сек
Внутренняя пропускная способность	10 Гбит/сек
Поддержка стандартов	Auto MDI/MDIX, Jumbo Frame, IEEE 802.1p (Priority tags)

Характеристики данного оборудования в перспективе не удовлетворяют стратегии развития IT инфраструктуры компании. Поэтому было принято решение о замене на оборудования фирмы Cisco, т.к. оборудование обладает возможностью добавления новых модулей без замены основного устройства. [4]

Маршрутизаторы Cisco 1841 с интегрированными услугами и поддержкой модулей расширения обеспечивают для предприятий малого и среднего бизнеса, а также небольших филиалов полный набор функций и необходимую гибкость для защищенного подключения к сетям Интернет и интранет. Маршрутизатор Cisco 1841 изображен на рисунке 4.

Рисунок 4. Маршрутизатор Cisco серии 1841

Архитектура маршрутизаторов с интегрированными услугами Cisco 1841 базируется на архитектуре мультисервисных маршрутизаторов доступа серии Cisco 1800, предлагая более чем пятикратное повышение производительности по сравнению с маршрутизаторами предыдущих серий – благодаря слотам для карт высокоскоростных WAN-интерфейсов (HWIC), допускающих установку новых карт HWIC, таких как 4-портовая карта EtherSwitch HWIC. Поддержка модулей AIM, HWIC и VWIC предоставляет широкий выбор вариантов подключения, а также защиту инвестиций благодаря совместимости с более чем 30 картами WAN-интерфейсов для серии 1700 (WIC/VIC/VWIC только в режиме передачи данных). Характеристики оборудования представлены в таблице 6.

Таблица 6

Характеристики маршрутизатора Cisco 1841

Характеристика	Параметры
Тип устройства	Маршрутизатор
Форм фактор	В настольном исполнении, 1-RU
Характеристика	Параметры
Размеры	34.3 x 27.4 x 4.39 см
Вес	2.8 кг
Флэш-память	Внешний съемный Compact Flash. Предустановленно: 32 Мб; Максимум: 128 Мб.
ОЗУ	SDRAM (1 DIMM слот) Предустановленно: 128 Мб; Максимум: 384 Мб
Разъемы для подключения модулей	2
Разъемы для WAN-карт	2
Разъемы для HWIC-карт	2
Встроенные Ethernet порты	2 порта 10/100
Встроенные USB порт	1 порт USB 1.1
Консольный порт	1 порт до 115.2 Кбит/с
Дополнительный порт	1 порт до 115.2 Кбит/с
Встроенный AIM-разъем	1

Cisco Catalyst 2960 - новое семейство коммутаторов второго уровня с фиксированной конфигурацией, которое позволяет подключать рабочие станции к сетям Fast Ethernet и Gigabit Ethernet на скорости среды передачи, удовлетворяя растущие потребности в пропускной способности на периферии сети. Для агрегации применяются комбинированные гигабитные uplink-порты, которые могут объединяться в единый канал по технологии GigabitEtherChannel. На рисунке 5 изображен коммутатор Cisco Catalyst 2960.

Рисунок 5. Коммутатор Cisco Catalyst 2960

Характеристики оборудования представлены в таблице 7.

Таблица 7

Характеристики Коммутатора Cisco 2960

Характеристика	Параметры
Тип устройства	Коммутатор
Пропускная способность, Гбит/с	6.5
Объем ОЗУ, Мб	64 MB
Объем flash-памяти, Мб	32 MB
Характеристика	Параметры
Таблица MAC адресов	8192
Максимальное количество VLAN	64
Максимальное количество номеров VLAN	4096
IGMP Snooping	255
QoS	Auto/Per Port
Списки доступа	512
Коммутирующая матрица	16 Gbps
Переменые(АС): входное напряжние(В) и ток (А)	100-240В AC (autoranging), 1,3-0.8A
Постоянные(DC): входное напряжение (В) и ток (А)	+12В, 5А
Время наработки на отказ (MTBF), ч	243 595
Максимальная потребляемая мощность, Вт	45
Уровень шума, дБа	40
Размеры (В x Ш x Г), см	4,4 х 44,5 x 23,6
Вес, кг	3,6
Пропускная способность, Гбит/с	6.5
Объем ОЗУ, Мб	64 MB
Объем flash-памяти, Мб	32 MB

2.4. Контрольный пример реализации проекта и его описание

Контрольный пример выполнялся в программе эмулятора сети Cisco Packet Tracer. Необходимо было проверить взаимодействие оконечных устройств корпоративной сети, которые располагаются в разных офисах и находятся разных подсетях. Оконечными устройствами в данном случае являются компьютеры. Для обеспечения взаимодействия оконечных устройств из разных подсетей, использовался протокол динамической маршрутизации OSPF.

Протокол динамической маршрутизации OSPF может работать с одной зоной (single area) или с многими (multi area). Чтобы обеспечить большую масштабируемость протоколу, в него заложена возможность деления сети на отдельный территории (area). При таком делении, многие операции выполняются внутри каждой area автономно, не влияя на устройства за её пределами, что приводит к улучшению производительности.

При использовании нескольких зон, главной зоной будет считаться корневая зона (backbone area) имеющая номер 0. Остальные же зоны подключаются к ней и называются regular area. Это означает, что мы имеем двухуровневую иерархию: корневая зона и все остальные. Такой подход позволяет преодолеть приведённые выше проблемы.

С точки зрения принадлежности конкретного маршрутизатора к разным зонам, можно отнести его к одной из следующих групп:

Внутренний (internal) – маршрутизатор, находящий полностью внутри одной зоны, то есть все его интерфейсы относятся к одной и той же area.

Корневой (backbone) – маршрутизатор, относящийся хотя бы одним из своих интерфейсов к нулевой зоне.

Пограничный для зоны (area border) ABR – маршрутизатор, находящийся на границе зон, то есть имеющий интерфейсы в более чем одной зоне.

Пограничный для автономной системы (autonomous system boundary) ASBR – маршрутизатор, имеющий хотя бы один интерфейс за пределами домена маршрутизации OSPF. Через него осуществляется связь между OSPF маршрутизаторами и внешним миром. [7]

Схема разделения на зоны для нашей сети представлена на рисунке 6.

Рисунок 6. Схема сети с разделением на зоны

Далее прописываем конфигурацию для маршрутизаторов R1, R2 и R3, которые находятся на границах между зонами AREA 0, AREA 1 AREA 2 и AREA 3.

На рисунке 7 показана настройка конфигурации протокола OSPF на маршрутизаторе R1.

Рисунок 7. Конфигурация протокола OSPF для R1

Настройка конфигурации для маршрутизатора R2 (рисунок 8).

Рисунок 8. Конфигурация протокола OSPF для R2

На рисунке 9 показана настройка конфигурации для маршрутизатора R3.

Рисунок 9. Конфигурация протокола OSPF для R3

Затем настраиваем маршрутизатор R_OFFICE1, который находится в зоне AREA 1 (рисунок 10).

Рисунок 10. Конфигурация протокола OSPF для R_OFFICE1

На рисунке 11 показана конфигурация настроек протокола на маршрутизаторе R_OFFICE2, который находится в зоне AREA 2.

Рисунок 11. Конфигурация протокола OSPF для R_OFFICE2

Далее настраиваем конфигурацию для маршрутизатора, который находится в зоне AREA 3 (рисунок 12).

Рисунок 12. Конфигурация протокола OSPF для R_OFFICE3

После завершения всех настроек, необходимо убедиться в работоспособности сети, а значит проверить соединение при помощи команды ping на компьютере. На рисунке 13 показано использование команды ping с компьютера PC2, который находится в AREA 1 и имеет IP адрес 192.168.0.3 на компьютер PC0, который находится в AREA 3 и имеет IP адрес 192.168.4.3.

Рисунок 13. Использование команды ping

Из этого рисунка можно сделать первоначальный вывод: при использовании команды ping с компьютера, который находится в AREA 1 приходят ответы с компьютера, который находится в AREA 3. Соответственно, происходит межсетевое взаимодействие и протокол работает.

Заключение

В данной курсовой работе был выполнен анализ состояния области построения масштабируемых объединенных сетей.

В первой главе была представлена технико-экономическая характеристика предметной области компании, услуги, организационная структура, а также рассмотрены основные протоколы динамической маршрутизации.

Во второй главе была разработана и описана структурная схема сети, сформирована адресация для будущего расширения пространства конечных устройств, выбраны модели аппаратных устройств. Был выбран протокол OSPF. Протокол опубликован в открытой литературе и не является собственностью какой-либо компании, это делает его применяемым в сетях, построенных на оборудовании различных фирм производителей. Алгоритм маршрутизации OSPF умеет работать с разными метриками расстояния, пропускной способностью, задержками, является динамическим, т.е. реагирует на изменении в топологии сети автоматически и быстро, поддерживает разные виды сервиса, поддерживает маршрутизацию в реальном времени для одних потоков и другую для других, обеспечивает балансировку нагрузки и при необходимости разделять потоки по разным каналам.

В нашей компании был подобран и внедрен протокол OSPF. Данный алгоритм придал системе значительно большую гибкость и оптимизировал её работу, что дало упрощение функций поддержки сетевой инфраструктуры в работоспособном состоянии, которое включает масштабирование, автоматизацию, отказоустойчивость.

Список использованной литературы

[1] Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебник для ВУЗов. 3-е изд – СПб.: Питер, 2006. – 958 с.

[2] Уэнделл Одом Официальное руководство Cisco по подготовке к сертификационным экзаменам CCENT/CCNA ICND1 100-101, 2015. – 912 с.

[3] Пакет К., Тир Д. Создание масштабируемых сетей Cisco: Пер. с англ. – М.: Издательский дом “Вильямс”, 2004. – 792 с.

[4] Официальный сайт компании Cisco system.  http://cisco.com.

[5] Протоколы динамической маршрутизации. http://xgu.ru/wiki/Динамическая_маршрутизация.

[6] Протокол OSPF. http://xgu.ru/wiki/OSPF

[7] Принципы работы OSPF для нескольких зон. http://ciscotips.ru/multiarea-ospf