МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра МО ЭВМ
отчет
по лабораторной работе №2
по дисциплине «Сети и телекоммуникации»
Тема: Настройка таблиц маршрутизации.
Студентка гр. 3384 |
|
|
Преподаватель |
|
Фирсов М.А. |
Санкт-Петербург
2025
Цель работы.
Изучение методов статической маршрутизации в IP-сетях. Овладение управлением таблицами маршрутизации на узлах сетевого уровня.
Задание.
1. Для всех узлов сети установить IP-адреса, маски подсетей и шлюзы по умолчанию, чтобы добиться успешного выполнения Echo-запроса ближайших соседей (находящихся в одной подсети).
2. Настроить таблицы маршрутизации на маршрутизаторах, чтобы добиться доставки пакетов от узла K1 к узлу K2 и обратно, от узла K2 к K3 и обратно, от узла K3 к K1 и обратно. Пакеты должны доходить до узлов кратчайшим путем.
3. Настроить таблицы маршрутизации на узлах K1, K2 и K3, чтобы обеспечить кратчайшую доставку пакетов между этими узлами, если это невозможно было обеспечить в п. 2.
В отчете привести конфигурацию TCP/IP для каждого из узлов, таблицы маршрутизации, результаты Echo-запросов между узлами K1, K2 и K3, а также обоснование правильности и оптимальности выбранных маршрутов.
Вариант 6. Файл со схемой сети: lab2_var6.jfst. Сеть между узлами R1, R2, R3: 192.115.120.0. Сеть между узлами R2, R3, R4: 192.115.112.0. Сеть между узлами R4, R5, R7: 192.115.108.0. Сеть между узлами R6 и R7: 192.115.96.0. Компьютер PC1 имеет IP-адрес 192.115.128.1. Компьютер PC2 имеет IP-адрес 192.115.100.1. Компьютер PC3 имеет IP-адрес 192.115.88.2. Длина маски подсети должна быть минимально возможной. Обозначения в задании: K1 – PC1, K2 – PC2, K3 – PC3.
Выполнение работы.
1. Рисунок 1 иллюстрирует топологию сети и взаимосвязи между маршрутизаторами R1–R7 и конечными узлами PC1(K1), PC2(K2) и PC3(K3).
Рисунок 1 – структура сети
Таблица 1 содержит TCP/IP-конфигурацию каждого узла (интерфейсы, IP-адреса, маски и шлюзы).
Таблица 1 – TCP/IP конфигурация
Узел |
Интерфейс |
IP-адрес |
Маска подсети |
Шлюз по умолчанию |
K1(PC1) |
eth0 |
192.115.128.1 |
255.255.128.0 |
192.115.128.2 |
K2(PC2) |
eth0 |
192.115.100.1 |
255.255.252.0 |
192.115.100.2 |
K3(PC3) |
eth0 |
192.115.88.2 |
255.255.248.0 |
192.115.88.1 |
R1 |
eth0 |
192.115.128.2 |
255.255.128.0 |
192.115.120.2
|
eth1 |
192.115.120.1 |
255.255.248.0 |
||
R2 |
eth0 |
192.115.120.2 |
255.255.248.0 |
192.115.112.3 |
eth1 |
192.115.112.1 |
255.255.248.0 |
||
R3 |
eth0 |
192.115.120.3 |
255.255.248.0 |
192.115.112.3 |
eth1 |
192.115.112.2 |
255.255.248.0 |
||
R4 |
eth0 |
192.115.112.3 |
255.255.248.0 |
192.115.108.2 |
eth1 |
192.115.108.1 |
255.255.248.0 |
||
R5 |
eth0 |
192.115.108.2 |
255.255.248.0 |
192.115.108.3 |
eth1 |
192.115.100.2 |
255.255.252.0 |
||
R6 |
eth0 |
192.115.96.2 |
255.255.252.0 |
192.115.96.1 |
eth1 |
192.115.88.1 |
255.255.248.0 |
||
R7 |
eth0 |
192.115.108.3 |
255.255.248.0 |
192.115.96.2 |
eth1 |
192.115.96.1 |
255.255.252.0 |
Для подсети между R1, R2 и R3 используются IP-адреса 192.115.120.1-192.115.120.3. Чтобы эти адреса действительно находились в одной подсети используется маска 255.255.248.0 (/21). Такая маска является минимальной по числу единиц, при которой все используемые адреса остаются внутри одной сети, начинающейся с 192.115.120.0. Более короткая маска (/20) дала бы сетевой адрес 192.115.112.0, что уже не соответствует фактическому расположению адресов, а более длинные маски имели бы больше единиц, что противоречит требованию минимальной длины.
Для подсети между R2, R3 и R4 используются IP-адреса 192.115.112.1- 192.115.112.3. Для этих адресов выбрана маска 255.255.248.0 (/21), потому что именно при такой маске сеть начинается с 192.115.112.0 и включает все перечисленные адреса. Более короткая маска (/20) объединила бы эту сеть с диапазоном 192.115.120.0–192.115.127.255.
Для подсети между R4, R5 и R7 используются IP-адреса 192.115.108.1-192.115.108.3. Маска выбрана 255.255.248.0 (/21), так как именно она даёт сеть, граница которой начинается с 192.115.108.0, и все указанные адреса входят в неё.
Для подсети между R6 и R7 используются IP-адреса 192.115.96.2 и 192.115.96.1. Для этих адресов выбрана маска 255.255.252.0 (/22), потому что она формирует сеть 192.115.96.0–192.115.99.255, в которой находятся оба интерфейса. Маска /21 была бы короче, но тогда диапазон расширился бы до 192.115.96.0–192.115.103.255 и пересёкся бы с подсетью 192.115.100.0.
Для подсети K1(PC1) и R1 используются IP-адреса 192.115.128.1 и 192.115.128.2. Чтобы эти адреса принадлежали одной корректной сети использована маска 255.255.128.0 (/17). Маска /17 является минимальной по количеству единиц маской, которая даёт сеть, начинающуюся именно с 192.115.128.0.
Для подсети K2(PC2) и R5 используются IP-адреса 192.115.100.1 (K2(PC2)) и 192.115.100.2 (R5). Для них выбрана маска 255.255.252.0 (/22) - это минимальная маска, при которой сеть начинается с 192.115.100.0 и включает данные адреса.
Для подсети K3(PC3) и R6 используются IP-адреса 192.115.88.2 и 192.115.88.1. Здесь используется маска 255.255.248.0 (/21), потому что только при такой маске формируется сеть с начальным адресом 192.115.88.0, включающая оба указанных узла. Маска /20 хотя и имеет меньше единичных бит, не подходит, так как диапазоны /20 не включают правильную границу 88, а маски длиннее /21 имеют больше единиц и потому не соответствуют требованиям.
Такая таблица работает плохо, поскольку в ней есть несколько мест, где маршрутизация может замкнуться или приводить к потере пакетов. Во-первых, наличие замкнутой цепочки между R4, R5 и R7 означает, что пакет, не имеющий чёткой записи о целевой сети в таблицах этих маршрутизаторов, может уходить по кругу R4 -> R5 -> R7 -> R4 и, как следствие, физически не достигать нужного хоста. Во-вторых, из-за несогласованности записей разные маршрутизаторы иногда выбирают разные направления для одной и той же целевой сети, что вызывает асимметрию путей. Например, пакет от PC1 к PC3 может проходить через R3, а ответ от PC3 возвращаться через R2, поскольку один из промежуточных маршрутизаторов направляет трафик в иную сторону, а не по тому же маршруту обратно, в результате поток оказывается разорванным и непредсказуемым. В итоге сеть демонстрирует ненадёжность при межузловом обмене: возможны длительные задержки, потеря пакетов вследствие циклов и затруднения диагностики из-за разнонаправленных маршрутов.
2. Настроим таблицы маршрутизации таким образом, чтобы добиться доставки пакетов минимальным путем.
Команды для R1:
ip route 192.115.100.0 255.255.252.0 192.115.120.2 eth1 - к K2(PC2) -> R2.
ip route 192.115.88.0 255.255.248.0 192.115.120.2 eth1 - к K3(PC3) -> R2.
Таблица маршрутизации для R1 имеет вид:
S* default/0.0.0.0[0] via 192.115.120.2 (eth0)
S 192.115.100.0/255.255.252.0[0] via 192.115.120.2 (eth1)
S 192.115.88.0/255.255.248.0[0] via 192.115.120.2 (eth1)
C 192.115.120.1/255.255.248.0 is directly connected, eth1
C 192.115.128.2/255.255.128.0 is directly connected, eth0
Добавлены статические маршруты на R1: первая команда заставляет R1 направлять трафик к сети K2(PC2) через соседний маршрутизатор R2 по интерфейсу eth1, а вторая задаёт явный путь к сети K3(PC3) через R3 по тому же интерфейсу.
Команды для R2:
ip route 192.115.128.0 255.255.128.0 192.115.120.1 eth0 - к K1(PC1) -> R1.
ip route 192.115.100.0 255.255.252.0 192.115.112.3 eth1 - к K2(PC2) -> R4.
ip route 192.115.88.0 255.255.248.0 192.115.112.3 eth1 - к K3(PC3) -> R4.
Таблица маршрутизации для R2 имеет вид:
S 192.115.128.0/255.255.128.0[0] via 192.115.120.1 (eth0)
S* default/0.0.0.0[0] via 192.115.112.3 (eth0)
S 192.115.100.0/255.255.252.0[0] via 192.115.112.3 (eth1)
S 192.115.88.0/255.255.248.0[0] via 192.115.112.3 (eth1)
C 192.115.112.1/255.255.248.0 is directly connected, eth1
C 192.115.120.2/255.255.248.0 is directly connected, eth0
Добавлены статические маршруты на R2: первая задаёт направление к сети K1(PC1) через R1 по интерфейсу eth0, вторая команда направляет трафик к сети K2(PC2) через R4 по интерфейсу eth1, а третья задаёт маршрут к сети K3(PC3) через R4 также по eth1.
Команды для R3:
ip route 192.115.128.0 255.255.128.0 192.115.120.1 eth0 - к K1(PC1) -> R1.
ip route 192.115.100.0 255.255.252.0 192.115.112.3 eth1 – к K2(PC2) -> R4.
ip route 192.115.88.0 255.255.248.0 192.115.112.3 eth1 - к K3(PC3) -> R4.
Таблица маршрутизации для R3 имеет вид:
S 192.115.128.0/255.255.128.0[0] via 192.115.120.1 (eth0)
S* default/0.0.0.0[0] via 192.115.112.3 (eth0)
S 192.115.100.0/255.255.252.0[0] via 192.115.112.3 (eth1)
S 192.115.88.0/255.255.248.0[0] via 192.115.112.3 (eth1)
C 192.115.112.2/255.255.248.0 is directly connected, eth1
C 192.115.120.3/255.255.248.0 is directly connected, eth0
Добавлены статические маршруты на R3: первая направляет трафик к сети K1(PC1) через R1 по интерфейсу eth0, вторая задаёт маршрут к сети K2(PC2) через R4 по интерфейсу eth1, а третья устанавливает путь к сети K3(PC3) через R4 по тому же интерфейсу.
Команды для R4:
ip route 192.115.128.0 255.255.128.0 192.115.112.1 eth0 - к K1(PC1) -> R2.
ip route 192.115.100.0 255.255.252.0 192.115.108.2 eth1 - к K2(PC2) -> R5.
ip route 192.115.88.0 255.255.248.0 192.115.108.3 eth1 - к K3(PC3) -> R7.
Таблица маршрутизации для R4 имеет вид:
S 192.115.128.0/255.255.128.0[0] via 192.115.112.1 (eth0)
S* default/0.0.0.0[0] via 192.115.108.2 (eth0)
S 192.115.100.0/255.255.252.0[0] via 192.115.108.2 (eth1)
S 192.115.88.0/255.255.248.0[0] via 192.115.108.3 (eth1)
C 192.115.108.1/255.255.248.0 is directly connected, eth1
C 192.115.112.3/255.255.248.0 is directly connected, eth0
Добавлены статические маршруты на R4: первая направляет трафик к сети K1(PC1) через R2 по интерфейсу eth0, вторая задаёт маршрут к сети K2(PC2) через R5 по интерфейсу eth1, а третья устанавливает путь к сети K3(PC3) через R7 по тому же интерфейсу.
Команды для R5:
ip route 192.115.128.0 255.255.128.0 192.115.108.1 eth0 - к K1(PC1) -> R4.
ip route 192.115.88.0 255.255.248.0 192.115.108.3 eth0 - к K3(PC3) -> R7.
Таблица маршрутизации для R5 имеет вид:
S 192.115.128.0/255.255.128.0[0] via 192.115.108.1 (eth0)
S* default/0.0.0.0[0] via 192.115.108.3 (eth0)
S 192.115.88.0/255.255.248.0[0] via 192.115.108.3 (eth0)
C 192.115.100.2/255.255.252.0 is directly connected, eth1
C 192.115.108.2/255.255.248.0 is directly connected, eth0
Добавлены статические маршруты на R5: первая направляет трафик к сети K1(PC1) через R4 по интерфейсу eth0, а вторая задаёт маршрут к сети K3(PC3) через R7 по тому же интерфейсу.
Команды для R6:
ip route 192.115.128.0 255.255.128.0 192.115.96.1 eth0 - к K1(PC1) -> R7.
ip route 192.115.100.0 255.255.252.0 192.115.96.1 eth0 - к K2(PC2) -> R7.
Таблица маршрутизации для R6 имеет вид:
S 192.115.128.0/255.255.128.0[0] via 192.115.96.1 (eth0)
S* default/0.0.0.0[0] via 192.115.96.1 (eth0)
S 192.115.100.0/255.255.252.0[0] via 192.115.96.1 (eth0)
C 192.115.88.1/255.255.248.0 is directly connected, eth1
C 192.115.96.2/255.255.252.0 is directly connected, eth0
Добавлены статические маршруты на R6: первая направляет трафик к сети K1(PC1) через R7 по интерфейсу eth0, а вторая задаёт маршрут к сети K2(PC2) через R3 через тот же интерфейс.
Команды для R7:
ip route 192.115.128.0 255.255.128.0 192.115.108.1 eth0 - к K1(PC1) -> R4.
ip route 192.115.100.0 255.255.252.0 192.115.108.2 eth0 - к K2(PC2) -> R5.
ip route 192.115.88.0 255.255.248.0 192.115.96.2 eth1 - к K3(PC3) -> R6.
Таблица маршрутизации для R7 имеет вид:
S 192.115.128.0/255.255.128.0[0] via 192.115.108.1 (eth0)
S* default/0.0.0.0[0] via 192.115.96.2 (eth0)
S 192.115.100.0/255.255.252.0[0] via 192.115.108.2 (eth0)
S 192.115.88.0/255.255.248.0[0] via 192.115.96.2 (eth1)
C 192.115.96.1/255.255.252.0 is directly connected, eth1
C 192.115.108.3/255.255.248.0 is directly connected, eth0
Добавлены статические маршруты на R7: первая направляет трафик к сети K1(PC1) через R4 по интерфейсу eth0, вторая задаёт маршрут к сети K2(PC2) через R5 также по интерфейсу eth0, а третья устанавливает путь к сети K3(PC3) через R6 по интерфейсу eth1.
Маршруты пакетов:
Для K1(PC1)- K2(PC2) путь: R1 -> R2 -> R4 -> R5.
Рисунок 2 - результат в консоли команды ping 192.115.100.1 для K1(PC1)
Полный лог программы представлен см. в приложении А.1.
Для K2(PC2) - K3(PC3) путь: R5 -> R7 -> R6.
Рисунок 3 - результат в консоли команды ping 192.115.88.2 для K2(PC2)
Полный лог программы представлен см. в приложении А.2.
Для K1(PC1)- K3(PC3) путь: R1 -> R2 -> R4 -> R7 -> R6.
Рисунок 4 - результат в консоли команды ping 192.115.88.2 для K1(PC1)
Полный лог программы представлен см. в приложении А.3.
3. Таблицы маршрутизации уже настроены таким образом, чтобы обеспечивать доставку пакетов кратчайшим путем.
