Router-Funktionen und Konfiguration

Der Router bestimmt den besten Weg

Der Router verwendet Routing-Tabellen, um den besten Weg für die Weiterleitung eines Pakets zu bestimmen. Die Routing-Tabellen sind Tabellen, die die Länge der Routen zu bestimmten Netzwerkdestinationen enthalten.

Komponenten eines Routers

• CPU: Führt Anweisungen des Betriebssystems aus, wie z.B. Systeminitialisierung und Routing- und Switching-Funktionen.
• RAM: Speichert Anweisungen und Daten, die von der CPU ausgeführt werden müssen.
• ROM: Ist eine Form der dauerhaften Speicherung.
• NVRAM: Speichert die Startup-Konfiguration, das IP-Protokoll und Informationen in Bezug auf das Routing.
• Flash-Speicher: Speichert das Betriebssystem und andere Dateien.
• LAN-Schnittstellen: Verbinden LANs wie Ethernet und Fast Ethernet.
• WAN-Schnittstellen: Verbinden verschiedene serielle Verbindungen wie T1, DSL und ISDN.

Wichtige Router-Funktionen

• Bestimmung des besten Weges zum Senden von Paketen.
• Weiterleitung von Paketen an ihren Bestimmungsort.

Der Boot-Prozess

Der Boot-Prozess umfasst die Ausführung des POST (Power-On Self-Test), das Laden des Bootstrap-Programms, das Suchen und Laden der Cisco IOS-Software, das Suchen und Laden der Startkonfigurationsdatei oder das Starten des Setup-Modus.

Router-Konfiguration (Grundlegende Schritte)

1. Benennung des Routers.
2. Festlegen eines Passworts.
3. Konfigurieren der Schnittstellen.
4. Konfigurieren von Meldungen.
5. Speichern der Änderungen.
6. Überprüfen der Konfiguration.
7. Grundlegende Router-Funktionen.

Wichtige Befehle

• R1# show running-config: Speichert die laufende Konfiguration im nichtflüchtigen Speicher (NVRAM).
• R1# show running-config: Zeigt die aktuellen Einstellungen im RAM.
• R1# show startup-config: Zeigt die Startkonfigurationsdatei im NVRAM.
• R1# show ip route: Zeigt die Routing-Tabelle mit der besten Route zu den Zielnetzwerken.
• R1# show interfaces: Zeigt alle Konfigurationsparameter und Statistiken der Schnittstellen.

Bedeutung der Routing-Tabelle

Die Routing-Tabelle liefert die notwendigen Informationen, um Pakete an das Zielnetzwerk weiterzuleiten.

Arten des Netzwerk-Lernens

Ein Router lernt Netzwerke durch:

• Statische Routen
• Direkt verbundene Routen
• Dynamische Routen

Wichtige Felder im IP-Header

• IPv4-Version
• Anzahl der Router, die ein Paket durchlaufen darf, bevor es verworfen wird.
• 32-Bit-Quell-IP-Adresse
• 32-Bit-Ziel-IP-Adresse

Kapselung/Entkapselung

Der Ursprung des Datenpakets kapselt die IP-Adressen von Sender und Empfänger. Dann wird das Paket in einen Frame mit Quell- und Ziel-MAC-Adressen gekapselt. Das Home-Gateway empfängt das Paket, entkapselt es und überprüft seine Routing-Tabelle. Es wird dann in ein Frame-Format für die Ausgabeschnittstelle mit neuen Quell- und Zieladressen der Schicht 2 gekapselt und über die Schnittstelle gesendet.

CDP

CDP (Cisco Discovery Protocol) ist ein leistungsfähiges Werkzeug zur Überwachung und Fehlerbehebung von Netzwerken.

Befehle zur Anzeige von Informationen

Drei Befehle zur Anzeige von Informationen sind:

• show interfaces
• show ip interface brief
• show running-config

Befehle zur Netzwerkprüfung

Befehle zur Überprüfung und Fehlerbehebung des Netzwerks sind:

• ping
• traceroute
• show ip route
• show ip route brief
• show cdp neighbors

Statische Routen

Statische Routen werden verwendet, um die Routing-Tabelle in kleineren Netzwerken zu vereinfachen, in denen sie voraussichtlich nicht wesentlich wachsen werden. Sie werden auch für das Routing zu und von verbundenen Netzwerken verwendet. Eine Standardroute kann verwendet werden, um eine Route zu einem Netzwerk darzustellen, das nicht durch andere spezifische Routen in der Routing-Tabelle abgedeckt wird.

Vorteile des statischen Routings

• Minimale CPU-Auslastung.
• Einfach zu verstehen für den Administrator.
• Einfach zu konfigurieren.

Nachteile des statischen Routings

• Setup und Wartung sind zeitaufwendig.
• Die Konfiguration ist fehleranfällig, besonders in großen Netzwerken.
• Erfordert Eingriffe des Administrators, um Routeninformationen zu ändern.
• Nicht gut geeignet für wachsende Netzwerke.
• Erfordert eine gründliche Kenntnis des gesamten Netzwerks.

Dynamisches Routing

Vorteile des dynamischen Routings

• Weniger Aufwand für den Administrator bei der Konfigurationspflege.
• Protokolle reagieren automatisch auf Änderungen in der Topologie.
• Die Konfiguration ist weniger fehleranfällig.

Nachteile des dynamischen Routings

• Verbraucht Router-Ressourcen (CPU, Speicher, Bandbreite).
• Erfordert mehr Kenntnisse für Konfiguration, Überwachung und Fehlerbehebung.

Klassifizierung dynamischer Routing-Protokolle

Routing-Protokolle werden nach ihren Eigenschaften klassifiziert. Die am häufigsten verwendeten Protokolle sind:

• RIP: Ein Distanzvektor-Protokoll.
• IGRP: Ein Distanzvektor-Protokoll von Cisco (veraltet ab IOS 12.2).
• OSPF: Ein Link-State-Protokoll.
• IS-IS: Ein Link-State-Protokoll.
• EIGRP: Ein erweitertes Distanzvektor-Protokoll von Cisco.
• BGP: Ein externes Routing-Protokoll.

Konvergenz

Konvergenz tritt auf, wenn alle Routing-Tabellen der Router einen Zustand der Gleichförmigkeit erreichen. Die Konvergenzeigenschaften sind die Geschwindigkeit der Ausbreitung von Routing-Informationen und die Berechnung der optimalen Pfade.

Metrik

Der beste Weg wird durch ein Routing-Protokoll basierend auf dem Wert oder der Metrik bestimmt, die verwendet wird, um die Entfernung zu einem Netzwerk zu bestimmen.

Bestimmung der Route und Paketweiterleitung

Die Paketweiterleitung umfasst zwei Funktionen:

• Funktion zur Bestimmung der Route: Der Router bestimmt, welche Route verwendet werden soll.
• Switching-Funktion: Der Router kapselt das Paket in einen Datenverbindungsrahmen der ausgehenden Schnittstelle.

Router-Verarbeitung eines Pakets

Wenn ein Router ein Paket von einem Netzwerk empfängt, das für ein anderes Netzwerk bestimmt ist, führt er folgende Schritte aus:

1. Entkapselt das Layer-3-Paket.
2. Untersucht die Ziel-IP-Adresse, um die beste Route in der Routing-Tabelle zu finden.
3. Kapselt das Layer-3-Paket in einen neuen Layer-2-Frame und leitet den Frame über die Ausgabeschnittstelle weiter.

# debug ip routing

Dieser Befehl zeigt eine Meldung an, wenn eine neue Route zur Routing-Tabelle hinzugefügt wird.

ip route # IP-Maske

Dieser Befehl wird verwendet, um eine statische Route zu konfigurieren.