В этой книге описаны принципы действия и область применения многих серверов, выполняющихся в системе Linux. Здесь рассматриваются DHCP-сервер, серверы Samba и NFS, серверы печати, NTP-сервер, средства удаленной регистрации и система X Window. He забыты и средства, традиционно используемые для обеспечения работы Internet-служб: серверы DNS, SMTP, HTTP и FTP. Большое внимание уделено вопросам безопасности сети. В данной книге нашли отражения также средства удаленного администрирования - инструменты Linuxconf, Webmin и SWAT.
Данная книга несомненно окажется полезной как начинающим, так и опытным системным администраторам.
Отзывы о книге
Сетевые средства Linux
Появилась прекрасная книга по Linux, осталось воспользоваться ею. Не упустите свой шанс.
Александр Стенцин, Help Net Security,
www.net-security.org
Если вы стремитесь в полной мере использовать сетевые возможности Linux - эта книга для вас. Я настоятельно рекомендую прочитать ее.
Майкл Дж. Джордан, Linux Online
Выхода подобной книги давно ожидали читатели. Менее чем на 700 страницах автор смог изложить суть самых различных вопросов, связанных с работой Linux. Автор является высококвалифицированным специалистом в своей области и щедро делится своими знаниями с читателями.
Роджер Бертон, West, DiverseBooks.com
Книга:
Разделы на этой странице:
Таблица маршрутизации выполняет две задачи. Во-первых, она сообщает системе, на какой из интерфейсов следует передавать информационные пакеты. На первый взгляд может показаться, что если на компьютере установлен лишь один сетевой интерфейс, то ответ на этот вопрос очевиден. На самом деле это не так. Дело в том, что на каждом из компьютеров, работающих под управлением системы Linux, поддерживается интерфейс обратной петли. Этот интерфейс соответствует сети 127.0.0.0/8, но реально при работе с ним используется лишь один IP-адрес 127.0.0.1. Поскольку этот интерфейс присутствует на всех компьютерах, многие программы используют его для взаимодействия с другими локальными программами. При этом обеспечивается более высокая скорость обмена, чем при использовании традиционных сетевых интерфейсов. Для того чтобы распределять трафик между интерфейсом локальной петли и обычными сетевыми интерфейсами, существуют специальные правила. Вторая задача, которую выполняет таблица маршрутизации, состоит в управлении трафиком, предназначенным для компьютеров в локальной сети. Для маршрутизации в локальной сети используется протокол ARP (Address Resolution Protocol - протокол преобразования адресов). Пакеты, предназначенные узлам локальной сети, непосредственно передаются соответствующим компьютерам, а пакеты, адресованные удаленным узлам, передаются посредством маршрутизатора, или шлюза. В большинстве случаев в таблице маршрутизации Linux указывается лишь один шлюз, но встречаются также более сложные конфигурации с несколькими шлюзами. Для заполнения таблицы маршрутизации используется команда route.
На заметку
В Internet на пути от одного компьютера к другому может находиться большое число маршрутизаторов, но каждый компьютер должен знать адрес лишь одного маршрутизатора. Получив пакет, который должен быть передан по определенному адресу, маршрутизатор определяет адрес следующего маршрутизатора; этот процесс повторяется до тех пор, пока пакет не прибудет по назначению.
Структура таблицы маршрутизации
Таблица маршрутизации содержит набор записей, которые определяют, как должны обрабатываться пакеты, в зависимости от адреса их назначения. Когда программа передает пакет, предназначенный для передачи ядру, последнее сравнивает адрес назначения с адресами или диапазонами адресов, указанными в записях таблицы, начиная с наиболее конкретных адресов, т.е. с диапазона, определяющего сеть наименьшего размера. Если адрес назначения пакета соответствует очередному адресу или диапазону, для передачи пакета используется правило, указанное в таблице маршрутизации, в противном случае сравнение продолжается. Самое универсальное из правил носит название маршрута по умолчанию, оно определяет любой адрес Internet. Маршрут по умолчанию обычно направляет пакет через шлюз локальной сети.
Для чтобы лучше понять, как используется таблица маршрутизации, рассмотрим пример такой таблицы. На рис. 2.2 показана таблица маршрутизации, которая отображается в результате выполнения команды route -n (более подробно команда route будет рассмотрена в следующем разделе). Записи таблицы, изображенной на рисунке, упорядочены так, что в начале расположены записи, определяющие наиболее конкретные правила обработки, а в конце таблицы находятся наиболее универсальные правила. В первой записи указан адрес назначения 255.255.255.255, т. е. широковещательный адрес. Широковещательные пакеты передаются через интерфейс eth0 , при этом шлюз не используется. В последующих двух записях содержатся адреса назначения 10.92.68.0 и 192.168.1.0, которые представляют собой адреса локальных сетей; им соответствует маска подсети 255.255.255.0, которая указана в столбце Genmask . Эти две записи направляют трафик соответственно через интерфейсы eth1 и eth0 . Если компьютер содержит только один сетевой интерфейс, в таблице маршрутизации будет указана лишь одна подобная запись. Четвертая запись соответствует интерфейсу обратной петли (в некоторых разновидностях Linux, например в системе Debian, при выводе таблицы маршрутизации этот маршрут не отображается, но он учитывается при обработке пакетов). Обратите внимание, что этот интерфейс имеет имя lo (оно содержится в столбце Ifасе таблицы). Последняя запись, в которой указан адрес назначения 0.0.0.0, определяет маршрут по умолчанию. Этот адрес вместе с маской подсети 0.0.0.0 соответствует любому адресу, при сравнении которого с адресами, указанными в предыдущих правилах, был получен отрицательный результат. В этом случае трафик направляется через интерфейс eth1 . Маршрут по умолчанию - единственный маршрут в таблице, для которого был указан шлюз (в данном случае 10.92.68.1).
Рис. 2.2 . Для того чтобы определить маршрут пакета, надо сравнить его адрес назначения с адресом, указанным в столбце Destination , и учесть при этом маску подсети, значение которой отображается в столбце Genmask
При активизации интерфейса с помощью ifconfig эта утилита автоматически включает в таблицу маршрутизации запись, соответствующую активизированному интерфейсу. Эта запись определяет маршрут к сети, которая подключена через данный интерфейс. Сценарий, выполняющихся при загрузке Linux, добавляет в таблицу запись для интерфейса обратной петли. Запись, соответствующая широковещательному маршруту, не обязательна, но используется некоторыми утилитами. Во многих случаях единственной записью, которую приходится создавать вручную, остается маршрут по умолчанию.
Использование route
Если утилита route вызывается без параметров, она отображает текущее содержимое таблицы маршрутизации. Такой же результат будет получен при указании некоторых опций (например, опции -n , которая указывает на то, что при выводе содержимого таблицы вместо доменных имен должны отображаться числовые IP-адреса). Однако в основном route предназначена для добавления, удаления и изменения записей о маршрутах. Синтаксис route имеет следующий вид:
route add|del [-net|-host] target [ interface ]
Ниже перечислены опции данной утилиты и описано их назначение.
Add|del . Опция add задается тогда, когда необходимо добавить в таблицу запись о новом маршруте, а опция del позволяет удалить существующую запись. При добавлении нового маршрута необходимо задать дополнительную информацию. При удалении можно ограничиться указанием адреса назначения.
[-net|-host] . В качестве адреса назначения вы можете задать либо адрес сети (-net), либо адрес конкретного компьютера (-host). В большинстве случаев route способна самостоятельно отличить адрес сети от адреса узла, но иногда необходимо явно указать тип адреса. Чаще всего данную опцию приходится задавать, определяя маршрут к небольшой сети, подключенной с помощью отдельного шлюза.
адрес_назначения . Адрес назначения принадлежит сети или отдельному компьютеру, которому маршрутизатор должен передать пакет. Для маршрута по умолчанию используется адрес 0.0.0.0 либо эквивалентное ему ключевое слово default . Этот параметр необходимо указывать при добавлении или удалении маршрута.
Если адреса сети, которой должны быть переданы пакеты, соответствуют традиционной схеме распределения адресов, утилита route , пользуясь сетевыми средствами Linux, сама определит значение маски подсети. В противном случае вам необходимо явно задать маску подсети, указав при вызове route параметр netmask nm . (Вместо использования данного параметра вы можете указать число бит, выделяемых для представления адреса сети, в составе адреса назначения.)
Если вы определяете маршрут, который не проходит через шлюз, можете не указывать этот параметр. Если же целевой узел подключен через шлюз, необходимо задать адрес этого шлюза, указав при вызове route gateway gw . В частности, данный параметр используется при определении маршрута по умолчанию.
На рис. 2.2 среди прочих изображен столбец Metric . В нем отображается метрика маршрута, т.е. "стоимость" передачи пакета. Чаще всего за "стоимость" принимается время передачи пакета. Таким образом, маршрутам, на которых встречаются линии с низким быстродействием, соответствуют высокие значения метрики, а "быстрым" маршрутам - низкие значения метрики. Параметр metric m используется только в том случае, если компьютер выполняет роль маршрутизатора. Подробно вопросы настройки маршрутизаторов будут рассмотрены в главе 24.
Параметр mss m задает максимальный размер сегмента (MSS - Maximum Segment Size). Подобно metric m , данный параметр используется в основном в маршрутизаторах.
Размер окна (TCP Window Size) - это объем данных, которые могут быть переданы передающим узлом, не дожидаясь получения подтверждения с принимающего узла. Если задано небольшое значение данного параметра, скорость обмена данными уменьшится, так как передающий компьютер будет простаивать, ожидая подтверждения приема пакета. Если указать слишком большой размер окна, повышается вероятность того, что вследствие возникновения ошибки передающему узлу придется повторять передачу большого объема информации. Поэтому наилучшее решение - использовать размер окна по умолчанию (в системе Linux он составляет 64 Кбайт). Если данные по линии передаются быстро, но с большой задержкой (например, если используется спутниковая связь), то целесообразно увеличить размер окна до 128 Кбайт.
[ имя_интерфейса ] . Как правило, система Linux по IP-адресу самостоятельно определяет используемый интерфейс. Однако в некоторых случаях необходимо указать интерфейс явно, задавая при вызове route параметр имя_интерфейса . (Ключевое слово dev указывать не обязательно, достаточно задать имя интерфейса, например eth0 или tr1 .)
Наиболее часто с помощью утилиты route задается маршрут по умолчанию. Делается это после того, как посредством утилиты ifconfig был активизирован сетевой интерфейс. Пример определения маршрута по умолчанию с помощью route приведен ниже.
# route add 0.0.0.0 gw 10.92.68.1
Адрес 0.0.0.0 можно заменить ключевым словом default ; результат выполнения команды от этого не изменится. Несколько реже при вызове route приходится указывать имя устройства, опцию -net и некоторые другие опции.
Использование нескольких интерфейсов и одного шлюза
Как было сказано ранее, при каждой активизации интерфейса посредством ifconfig данная утилита автоматически включает в таблицу маршрутизации запись для нового интерфейса. Однако при этом не добавляется информация о шлюзах. Поэтому настройка большинства компьютеров, содержащих несколько интерфейсов, включает следующие действия.
Вызов ifconfig для каждого из интерфейсов компьютера.
Одиночный вызов route для добавления в таблицу маршрутизации маршрута по умолчанию.
Эти действия типичны для компьютеров под управлением Linux, которые выполняют функции маршрутизаторов для сетей небольших отделов. Для того чтобы компьютер действовал как маршрутизатор, необходимо разрешить перенаправление IP-пакетов. Сделать это можно, выполнив следующую команду:
# echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
На заметку
Если компьютер содержит два сетевых интерфейса (т.е. одновременно принадлежит двум сетям), но не должен выполнять функции маршрутизатора, не следует разрешать перенаправление IP-пакетов.
На заметку
Маршрутизатор не обязательно должен быть выделенным. Компьютер, выполняющий функции маршрутизатора, может одновременно решать другие задачи. Однако при этом необходимо учитывать, что действия, не связанные с маршрутизацией пакетов, занимают время процессора и создают дополнительную нагрузку на сетевые интерфейсы, в результате производительность маршрутизатора снижается, что может привести к уменьшению пропускной способности всей сети. Кроме того, подобное совмещение функций может создавать угрозу безопасности сети. В настоящее время маршрутизаторы выполняют также функции брандмауэров, и работа дополнительных программных продуктов на таком компьютере может открывать дополнительные возможности для атак, предпринимаемых злоумышленниками.
Если провайдер выделил для вашего компьютера лишь один IP-адрес, но вы хотите организовать доступ к Internet с нескольких компьютеров, подключенных к локальной сети, вам необходимо использовать специальный тип маршрутизатора, в котором используется технология NAT (Network Address Translation - преобразование сетевых адресов). Эта технология подробно описана в главе 25. Настройка системы NAT выполняется подобно настройке обычного маршрутизатора, кроме того, в этом случае приходится выполнять дополнительные команды, разрешающие преобразование адресов. В результате такого преобразования вся локальная сеть выглядит извне как один компьютер.
Использование нескольких интерфейсов и шлюзов
Если компьютер с несколькими интерфейсами должен передавать пакеты на различные шлюзы, его настройка несколько усложняется. Большинство систем работает с одним шлюзом, через который проходит маршрут по умолчанию. Такой шлюз соединяет локальную сеть с другой сетью, и в большинстве случаев посредством этого же шлюза осуществляется взаимодействие с Internet. Однако возможны и другие варианты конфигурации сети. Рассмотрим локальные сети, представленные на рис. 2.3. Как видно на рисунке, две локальные сети, принадлежащие различным подразделениям одной организации, соединены с помощью маршрутизаторов. Конфигурация обычных компьютеров, принадлежащих этим сетям, очень проста; в маршруте по умолчанию в качестве адреса шлюза указан адрес маршрутизатора, через который локальная сеть подключена к другой сети. Несмотря на то что маршрутизатор сети Office 2 имеет два интерфейса, в маршруте по умолчанию, заданном в его таблице маршрутизации, роль шлюза играет маршрутизатор сети Office Маршрутизатор сети Office 1 имеет более сложную конфигурацию. Его маршрут по умолчанию обеспечивает обмен пакетами с Internet, кроме того, трафик, предназначенный для сети 172.20.0.0/16, должен передаваться на маршрутизатор Office 2. Чтобы такая передача пакетов могла выполняться, необходимо вызвать следующую команду:
# route add -net 172.20.0.0 netmask 255.255.0.0 gw 172.21.1.1
Рис. 2.3 . Чтобы маршрутизатор, содержащий больше двух интерфейсов, работал корректно, для него должны быть определены как минимум два шлюза
На заметку
Структура, показанная на рис. 2.3, имеет смысл только в том случае, если сети Office 1 и Office 2 расположены далеко друг от друга и для их взаимодействия используется один из протоколов поддержки удаленного соединения. Если же подразделения находятся рядом, например в одном здании, целесообразно подключить обе сети к одному концентратору или коммутатору. При этом обе сети могут обслуживаться одним маршрутизатором.
В данном случае предполагается, что маршрутизатор Office 2 использует для соединения с маршрутизатором Office 1 сетевой интерфейс с адресом 172.21.1.1. Заметьте, что этот адрес не принадлежит сети Office 2 (все компьютеры сети Office 2 соединены с маршрутизатором Office 2 через один интерфейс, а маршрутизатор Office 1 подключен к нему через другой интерфейс). Если кроме приведенной выше команды для маршрутизатора Office 1 также задать с помощью утилиты route маршрут по умолчанию, то в результате в таблице маршрутизации будут определены два шлюза: один в качестве маршрута по умолчанию, а другой - для управления трафиком, предназначенным для сети Office 2. Заметьте, что остальные компьютеры в сети Office 1 не обязаны знать об особенностях настройки маршрутизатора, в них должна содержаться лишь информация о маршруте по умолчанию, в котором роль шлюза выполняет маршрутизатор этой сети.
Подобная конфигурация маршрутизатора может потребоваться и в других случаях. Предположим, что в сети Office 1 присутствует второй маршрутизатор, посредством которого локальная сеть подключается к Internet. При этом для каждого компьютера сети Office 1 должны быть определены два шлюза: шлюз по умолчанию, т.е. компьютер, посредством которого осуществляется соединение сети с Internet, и второй шлюз, через который походит маршрут к компьютерам сети Office 2. (Компьютеры сети Office 1 могут быть сконфигурированы и по-другому, для них может быть определен только шлюз по умолчанию, который, в свою очередь, будет передавать пакеты на второй шлюз. Как нетрудно заметить, использование такой конфигурации увеличивает трафик локальной сети.) Поскольку использование двух маршрутизаторов затрудняет настройку компьютеров, желательно использовать в сети один маршрутизатор.
Под одноадресной маршрутизацией понимается процесс передачи сообщений между подсетями, в котором сообщение адресовано только одному заданному получателю. Вся задача маршрутизации в этом случае сводится к доставке пакета получателю и выбору оптимального маршрута из множества возможных.
Понятие таблицы маршрутизации
Отправителя и получателя может разделять произвольное количество маршрутизаторов. При этом процесс передачи сообщения от одного маршрутизатора другому называется "прыжком" (hop ). Каждый маршрутизатор обладает информацией о структуре сети на расстоянии одного прыжка. Другими словами, маршрутизатор не обладает информацией о точном местоположении требуемого хоста.
В большой сети, да еще и с интенсивно меняющейся структурой (как, например, Интернет), это было бы невозможно. Вместо этого, маршрутизатор обладает информацией о соседних маршрутизаторах и о том, кому из них необходимо передать сообщение для последующей доставки в той или иной ситуации. Эта информация хранится в специальной таблице, которая носит название таблицы маршрутизации (routing table ).
Таблицы маршрутизации используются для принятия решения о том, как именно будет доставлено то или иное сообщение. Наличие этих таблиц не является исключительным свойством маршрутизатора. В сети TCP/IP любой хост (даже не являющийся маршрутизатором) может также располагать таблицей маршрутизации, которая используется с целью определения оптимального маршрута передачи сообщений. Так, скажем, если в подсети имеется три маршрутизатора, хост использует таблицу маршрутизации для того, чтобы выбрать из них наиболее оптимальный для доставки сообщения.
Типы записей в таблице маршрутизации
Записи в таблице маршрутизации называются маршрутами. При этом существует три типа маршрутов.
- Маршрут к хосту, или узловой маршрут (Host Route). Этот тип маршрута определяет путь доставки пакета, адресованного хосту с конкретным сетевым адресом. Маршруты к хостам обычно используются для создания настраиваемых маршрутов к определенным компьютерам, а также для управления или оптимизации сетевого трафика.
- Маршрут к сети, или сетевой маршрут (Network Route). Данный тип маршрута используется для определения способа доставки пакета в подсеть с определенным адресом. Большую часть содержимого таблицы маршрутизации представляют собой маршруты данного типа.
- Маршрут по умолчанию (Default Route). Маршрут по умолчанию используется, когда не найдены никакие другие маршруты в таблице маршрутизации. Маршрут по умолчанию используется в ситуации, когда в таблице маршрутизации отсутствует соответствующий маршрут по идентификатору сети или маршрут к хосту по адресу получателя. Маршрут по умолчанию упрощает конфигурацию компьютеров. Вместо конфигурирования компьютера и настройки маршрутов для всех идентификаторов сетей в межсетевой среде используется одиночный маршрут по умолчанию для пересылки всех пакетов в сеть получателя или по адресу в межсетевой среде, который не был найден в таблице маршрутизации.
Программные модули протокола IP устанавливаются на всех конечных станциях и маршрутизаторах сети. Для продвижения пакетов они используют таблицы маршрутизации.
Примеры таблиц различных типов маршрутизаторов
Структура таблицы маршрутизации стека TCP/IP соответствует общим принципам построения таблиц маршрутизации. Однако важно отметить, что вид таблицы IP-маршрутизации зависит от конкретной реализации стека TCP/IP. Приведем пример трех вариантов таблицы маршрутизации, с которыми мог бы работать маршрутизатор M1 в сети, представленной на рис. 14.2.
Если представить, что в качестве маршрутизатора M1 в данной сети работает штатный программный маршрутизатор MPR операционной системы Microsoft Windows NT, то его таблица маршрутизации могла бы иметь следующий вид (табл. 14.2).
Таблица 14.1. Таблица программного маршрутизатора MPR Windows NT
Рис.
14.2.
Пример маршутизируемой сети
Если на месте маршрутизатора M1 установить аппаратный маршрутизатор NetBuilder II компании 3Com, то его таблица маршрутизации для этой же сети может выглядеть так, как показано в табл 14.2.
Таблица
14.2.
Таблица маршрутизации аппаратного
маршрутизатора NetBuilder II компании 3Com
Таблица 14.3 представляет собой таблицу маршрутизации для маршрутизатора M1, реализованного в виде программного маршрутизатора одной из версий операционной системы Unix.
Таблица
14.3.
Таблица маршрутизации Unix-маршрутизатора
Назначение полей таблицы маршрутизации
Несмотря на достаточно заметные внешние различия, во всех трех таблицах есть все те ключевые параметры, необходимые для работы маршрутизатора, которые были рассмотрены ранее при обсуждении концепции маршрутизации.
К таким параметрам, безусловно, относятся адрес сети назначения (столбщ "Destination" в маршрутизаторах NetBuilder и Unix или "Network Address" в маршрутизаторе MPR) и адрес следующего маршрутизатора (столбцы "Gateway" маршрутизаторах NetBuilder и Unix или "Gateway Address" в маршрутизаторе MPR).
Третий ключевой параметр - адрес порта, на который нужно направить пакет, в некоторых таблицах указывается прямо (поле "Interface" в таблице Windows NT), а в некоторых - косвенно. Так, в таблице Unix-маршрутизатора вместо адреса порта задается его условное наименование - le0 для порта с адресом 198.21.17.5, le1 для порта с адресом 213.34.12.3 и lo0 для внутреннего порта с адресом 127.0.0.1.
В маршрутизаторе NetBuilder II поле, обозначающее выходной порт в какой-либо форме, вообще отсутствует. Это объясняется тем, что адрес выходного порта всегда можно косвенно определить по адресу следующего маршрутизатора. Например, попробуем определить по табл. 14.2 адрес выходного порта для сети 56.0.0.0. Из таблицы следует, что следующим маршрутизатором для этой сети будет маршрутизатор с адресом 213.34.12.4. Адрес следующего маршрутизатора должен принадлежать одной из непосредственно присоединенных к маршрутизатору сетей, и в данном случае это сеть 213.34.12.0. Маршрутизатор имеет порт, присоединенный к этой сети, и адрес этого порта 213.34.12.3 мы находим в поле "Gateway" второй строки таблицы маршрутизации, которая описывает непосредственно присоединенную сеть 213.34.12.0. Для непосредственно присоединенных сетей адресом следующего маршрутизатора всегда является адрес собственного порта маршрутизатора. Таким образом, адрес выходного порта для сети 56.0.0 - это адрес 213.34.12.3.
Остальные параметры, которые можно найти в представленных версиях таблицы маршрутизации, являются необязательными для принятия решения о пути следования пакета.
Наличие или отсутствие поля маски в таблице говорит о том, насколько современен данный маршрутизатор. Стандартным решением сегодня является использование поля маски в каждой записи таблицы, как это сделано в таблицах маршрутизаторов MPR Windows NT (поле "Netmask") и NetBuilder (поле "Mask"). Обработка масок при принятии решения маршрутизаторами будет рассмотрена ниже. Отсутствие поля маски говорит о том, что либо маршрутизатор рассчитан на работу только с тремя стандартными классами адресов, либо он использует для всех записей одну и ту же маску, что снижает гибкость маршрутизации.
Метрика, как видно из примера таблицы Unix-маршрутизатора, является необязательным параметром. В остальных двух таблицах это поле имеется, однако оно используется только в качестве признака непосредственно подключенной сети. Действительно, если в таблице маршрутизации каждая сеть назначения упомянута только один раз, то поле метрики не будет приниматься во внимание при выборе маршрута, так как выбор отсутствует. А вот признак непосредственно подключенной сети маршрутизатору нужен, поскольку пакет для этой сети обрабатывается особым способом - он не передается следующему маршрутизатору, а отправляется узлу назначения. Поэтому метрика 0 для маршрутизатора NetBuilder или 1 для маршрутизатора MPR просто говорит маршрутизатору, что эта сеть непосредственно подключена к его порту, а другое значение метрики соответствует удаленной сети. Выбор значения метрики для непосредственно подключенной сети является достаточно произвольным, главное, чтобы метрика удаленной сети отсчитывалась с учетом этого выбранного начального значения. В Unix-маршрутизаторе используется поле признаков, где флаг G отмечает удаленную сеть, а его отсутствие - непосредственно подключенную.
Однако существуют ситуации, когда маршрутизатор должен обязательно хранить значение метрики для записи о каждой удаленной сети. Эти ситуации возникают, когда записи в таблице маршрутизации являются результатом работы некоторых протоколов маршрутизации, например протокола RIP. В таких протоколах новая информация о какой-либо удаленной сети сравнивается с имеющейся в таблице, и если метрика новой информации лучше имеющейся, то новая запись вытесняет имеющуюся. В таблице Unix-маршрутизатора поле метрики отсутствует, и это значит, что он не использует протокол RIP.
Флаги записей присутствуют только в таблице Unix-маршрутизатора. Они описывают характеристики записи.
U - показывает, что маршрут активен и работоспособен. Аналогичный смысл имеет поле "Status" в маршрутизаторе NetBuilder.
Н - признак специфического маршрута к определенному хосту. Маршрут ко всей сети, к которой принадлежит данный хост, может отличаться от данного маршрута.
G - означает, что маршрут пакета проходит через промежуточный маршрутизатор (gateway). Отсутствие этого флага отмечает непосредственно подключенную сеть.
D - означает, что маршрут получен из сообщения Redirect (перенаправление) протокола ICMP. Этот признак может присутствовать только в таблице маршрутизации конечного узла. Признак означает, что конечный узел в какой-то предыдущей передаче пакета выбрал не самый рациональный следующий маршрутизатор на пути к данной сети, и этот маршрутизатор с помощью протокола ICMP сообщил, что все последующие пакеты к данной сети нужно отправлять через другой следующий маршрутизатор. Протокол ICMP может посылать сообщения только узлу-отправителю, поэтому у промежуточного маршрутизатора этот признак встретиться не может. Признак никак не влияет на процесс маршрутизации, он только указывает администратору источник появления записи.
В таблице Unix-маршрутизатора используются еще два поля, имеющих справочное значение. Поле "Refcnt" показывает, сколько раз на данный маршрут ссылались при продвижении пакетов. Поле "Use" отражает количество пакетов, переданных по данному маршруту.
В таблице маршрутизатора NetBuilder также имеются два справочных поля. Поле времени жизни "TTL" (Time To Live) имеет смысл для динамических записей, которые имеют ограниченный срок жизни. Текущее значение поля показывает оставшийся срок жизни записи в секундах. Поле "Source" отражает источник появления записи в таблице маршрутизации. Хотя это поле имеется не во всех маршрутизаторах, но практически для всех маршрутизаторов существуют три основных источника появления записи в таблице.
Структура таблицы маршрутизации стека TCP/IP, соответствуя общим принципам построения таблиц маршрутизации (см. предыдущий выпуск рубрики), зависит от конкретной реализации стека TCP/IP. В качестве примера рассмотрим несколько вариантов таблицы маршрутизации, с которыми мог бы работать маршрутизатор М1 в сети, представленной на Рисунке 1.
| Рисунок 1. Пример маршрутизируемой сети. |
Если в качестве маршрутизатора М1 в данной сети применяется программный маршрутизатор MPR операционной системы Microsoft Windows NT, то его таблица маршрутизации могла бы иметь такой же вид, как в Таблице 1. Если на месте маршрутизатора М1 установить аппаратный маршрутизатор NetBuil-der II компании 3Com, то его таблица маршрутизации для этой же сети может выглядеть так, как показано в Таблице 2. В Таблице 3 помещена таблица маршрутизации для маршрутизатора М1, реализованного в виде программного маршрутизатора одной из версий операционной системы UNIX.
Заметим, что поскольку между структурой сети и таблицей маршрутизации в принципе нет однозначного соответствия, то и для каждого из приведенных вариантов таблицы можно предложить свои «подварианты», отличающиеся выбранным маршрутом к той или иной сети. Поэтому наше внимание будет сосредоточено главным образом на существенных различиях в форме представления маршрутной информации разными реализациями маршрутизаторов.
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТАБЛИЦ МАРШРУТИЗАЦИИ
Несмотря на достаточно заметные внешние различия, во всех трех таблицах присутствуют все ключевые параметры, необходимые для работы маршрутизатора, которые мы рассмотрели ранее при обсуждении концепции маршрутизации. К таким параметрам, безусловно, относятся адрес сети назначения (столбцы Destination в маршрутизаторах NetBuilder и UNIX или Network Address в маршрутизаторе MPR) и адрес следующего маршрутизатора (столбцы Gateway в маршрутизаторах NetBuilder и UNIX или Gateway Address в маршрутизаторе MPR). Третий ключевой параметр - адрес порта, на который нужно направить пакет, в одних таблицах указывается прямо (поле Interface в таблице Windows NT), а в других - косвенно. Так, в таблице UNIX-маршрутизатора вместо адреса порта задается его условное наименование - le0 для порта с адресом 198.21.17.5, le1 для порта с адресом 213.34.12.3 и lo0 для внутреннего порта с адресом 127.0.0.1.
В маршрутизаторе NetBuilder II поле, указывающее выходной порт в какой-либо форме, вообще отсутствует. Это объясняется тем, что адрес выходного порта всегда можно косвенно определить по адресу следующего маршрутизатора. Например, попробуем определить по Таблице 2 адрес выходного порта для сети 56.0.0.0. Из таблицы видно, что следующим маршрутизатором для этой сети будет маршрутизатор с адресом 213.34.12.4. Адрес следующего маршрутизатора должен принадлежать одной из непосредственно присоединенных к маршрутизатору сетей, и в данном случае это сеть 213.34.12.0. Один из портов маршрутизатора подключен к этой сети, а его адрес 213.34.12.3 мы находим в поле Gateway второй строки таблицы маршрутизации, где указывается непосредственно присоединенная сеть 213.34.12.0. Для таких сетей адресом следующего маршрутизатора всегда будет адрес собственного порта маршрутизатора. Таким образом, адрес выходного порта для сети 56.0.0 - это 213.34.12.3.
Остальные параметры, которые можно найти в представленных версиях таблицы маршрутизации, являются необязательными для принятия решения о пути следования пакета.
Наличие или отсутствие поля маски в таблице говорит о том, насколько современен данный маршрутизатор. Стандартным решением сегодня является использование поля маски в каждой записи таблицы, как это сделано в таблицах маршрутизаторов MPR Windows NT (поле Netmask) и NetBuilder (поле Mask). Отсутствие поля маски говорит о том, что либо маршрутизатор рассчитан на работу только с тремя стандартными классами адресов, либо он использует для всех записей одну и ту же маску, а это снижает гибкость маршрутизации.
Как видно из примера таблицы Unix-маршрутизатора, метрика относится к необязательным параметрам. В остальных двух таблицах это поле имеется, однако оно используется только в качестве признака непосредственно подключенной сети. Действительно, если в таблице маршрутизации каждая сеть назначения упомянута только один раз, то поле метрики не будет приниматься во внимание при выборе маршрута, так как выбор отсутствует. А вот признак непосредственно подключенной сети маршрутизатору нужен, потому что пакет для этой сети обрабатывается особым способом - он не передается следующему маршрутизатору, а отправляется узлу назначения. Поэтому метрика 0 для маршрутизатора NetBuilder или 1 для маршрутизатора MPR сообщает, что эта сеть непосредственно подключена к конкретному порту. Другое значение метрики соответствует удаленной сети. Выбор значения метрики для непосредственно подключенной сети является достаточно произвольным, главное, чтобы метрика удаленной сети отсчитывалась с учетом этого выбранного начального значения. В UNIX-маршрутизаторе используется поле признаков, где флаг G отмечает удаленную сеть, а его отсутствие - непосредственно подключенную.
Однако иногда маршрутизатор должен обязательно хранить значение метрики для записи о каждой удаленной сети. Эти ситуации возникают, когда записи в таблице маршрутизации являются результатом работы некоторых протоколов маршрутизации, например протокола RIP. Тогда новая информация о какой-либо удаленной сети сравнивается с имеющейся в таблице, и если метрика оказывается лучше, то новая запись вытесняет предыдущую. В таблице UNIX-маршрутизатора поле метрики отсутствует, и это значит, что он не использует протокол RIP.
Флаги записей присутствуют только в таблице UNIX-маршрутизатора. Они описывают характеристики записи:
U показывает, что маршрут активен и работоспособен. Аналогичный смысл имеет поле Status в маршрутизаторе NetBuilder;
H - признак специфического маршрута к определенному хосту. Маршрут ко всей сети, к которой принадлежит данный хост, может отличаться от данного маршрута;
G означает, что маршрут пакета проходит через промежуточный маршрутизатор (gateway). Отсутствие этого флага указывает на непосредственно подключенную сеть;
D означает, что маршрут получен из сообщения Redirect (перенаправление) протокола ICMP. Такой признак может присутствовать только в таблице маршрутизации конечного узла. Он означает, что конечный узел при какой-то предыдущей передаче пакета выбрал не самый рациональный следующий маршрутизатор на пути к данной сети, и этот маршрутизатор с помощью протокола ICMP сообщил, что все последующие пакеты в данную сеть нужно отправлять через другой соседний маршрутизатор. Протокол ICMP может посылать сообщения только узлу-отправителю, поэтому на промежуточном маршрутизаторе этот признак встретиться не может. Признак никак не влияет на процесс маршрутизации, он только указывает администратору источник появления записи.
В таблице UNIX-маршрутизатора используется еще два поля, имеющих справочное значение. Поле Refcnt показывает, сколько раз на данный маршрут ссылались при продвижении пакетов. Поле Use отражает количество пакетов, переданных по данному маршруту.
В таблице маршрутизатора NetBuil-der также имеются два справочных поля. Поле времени жизни TTL (Time To Live) имеет смысл для динамических записей, с ограниченным сроком жизни. Текущее значение поля показывает оставшийся срок жизни записи в секундах. Поле Source отражает источник появления записи в таблице маршрутизации. Хотя это поле присутствует не во всех таблицах маршрутизаторов, но практически для всех маршрутизаторов существует три основных источника появления записи в таблице.
ИСТОЧНИКИ И ТИПЫ ЗАПИСЕЙ В ТАБЛИЦЕ МАРШРУТИЗАЦИИ
Первым источником является программное обеспечение стека TCP/IP. При инициализации маршрутизатора это программное обеспечение автоматически заносит в таблицу несколько записей, в результате чего создается так называемая минимальная таблица маршрутизации.
Во-первых, это записи о непосредственно подключенных сетях и маршрутизаторах по умолчанию, информация о которых появляется в стеке при ручном конфигурировании интерфейсов компьютера или маршрутизатора. В приведенных примерах к ним относятся записи о сетях 213.34.12.0 и 198.21.17.0, а также о маршрутизаторе по умолчанию - default в UNIX-маршрутизаторе и 0.0.0.0 в маршрутизаторе MPR Windows NT. В рассматриваемой таблице для маршрутизатора NetBuilder маршрутизатор по умолчанию не используется, следовательно, при поступлении пакета с адресом назначения, отсутствующим в таблице, этот пакет будет отброшен.
Во-вторых, программное обеспечение автоматически заносит в таблицу маршрутизации записи об адресах особого назначения. В таблице маршрутизатора MPR Windows NT содержится наиболее полный набор записей такого рода. Несколько записей связаны с особым адресом 127.0.0.0 (loopback), который используется для локального тестирования стека TCP/IP. Пакеты, направленные в сеть с номером 127.0.0.0, не передаются протоколом IP на канальный уровень для последующего направления в сеть, а возвращаются в источник - локальный модуль IP. Записи с адресом 224.0.0.0 предназначены для обработки групповых адресов (multicast address). Кроме того, в таблицу могут быть занесены адреса для широковещательных рассылок (например, записи 8 и 11 содержат адрес отправки широковещательного сообщения в соответствующих подсетях, а последняя запись в таблице - адрес ограниченной широковещательной рассылки сообщения). Заметим, что в некоторых таблицах записи об особых адресах вообще отсутствуют.
Вторым источником появления записи в таблице является администратор, непосредственно формирующий ее с помощью некоторой системной утилиты, например программы route, имеющейся в операционных системах UNIX и Windows NT. В аппаратных маршрутизаторах также всегда поддерживается команда для ручного задания записей таблицы маршрутизации. Заданные вручную записи всегда являются статическими, т. е. не имеют срока истечения жизни. Они могут быть как постоянными, т. е. сохраняющимися при перезагрузке маршрутизатора, так и временными, хранящимися в таблице только до выключения устройства. Часто администратор вручную заносит запись default о маршрутизаторе по умолчанию. Таким же образом в таблицу маршрутизации может быть внесена запись о специфичном для узла маршруте, где вместо номера сети содержится полный IP-адрес, т. е. адрес, имеющий ненулевую информацию не только в поле номера сети, но и в поле номера узла. Для такого конечного узла маршрут должен выбираться не так, как для всех остальных узлов сети, к которой он относится. В случае, когда в таблице есть разные записи о продвижении пакетов для всей сети и ее отдельного узла, при поступлении пакета, адресованного узлу, маршрутизатор отдаст предпочтение записи с полным адресом узла.
И, наконец, третьим источником записей могут быть протоколы маршрутизации, такие, как RIP или OSPF. Данные записи всегда являются динамическими, т. е. имеют ограниченный срок жизни. Программные маршрутизаторы Windows NT и UNIX не показывают источник появления той или иной записи в таблице, а маршрутизатор NetBuilder использует для этой цели поле Source. В приведенном в Таблице 2 примере первые две записи созданы программным обеспечением стека на основании данных о конфигурации портов маршрутизатора - это показывает признак Connected. Следующие две записи обозначены как Static, что указывает на то, что их ввел вручную администратор. Последняя запись появилась в результате работы протокола RIP, поэтому в ее поле TTL имеется значение 160.
Наталья Олифер - ответственный редактор LAN. С ней можно связаться по адресу:
· Комментариев нет
Поразительно, как быстро бежит время. Люди думаю, что настоящие компьютеры очень высокотехнологичны, но протокол TCP/IP существует в той или иной форме уже более трех десятилетий. У него было достаточно времени, чтобы созреть и стать стабильным и надежным. Но если дело касается компьютеров, то ничего не может быть надежным. При указании маршрутов для пакетов в сети иногда случаются неприятности. В таких ситуациях следует быть знакомым с таблицами маршрутизации Windows. Они определяют поток пакетов из необходимой машины. В статье я расскажу о том, как просматривать таблицы и как их понять.
Просмотр таблиц маршрутизации
Таблицы маршрутизации – важная часть протокола TCP/IP в Windows, но операционная система не показывает их обычному пользователю. Если хочется их увидеть, то необходимо открыть командную строку и ввести команду ROUTE PRINT. После этого можно будет увидеть окно, похожее на представленное на рисунке А.
Рисунок A: Так выглядят таблицы маршрутизации.
Прежде чем я подробнее остановлюсь на таблицах, я советую ввести в командную строку другую команду:
Это показывает установку протокола TCP/IP на компьютере. Вы также можете посмотреть раздел TCP/IP в свойствах сетевого адаптера, но первый способ предпочтительнее. Я часто сталкивался с ситуацией, когда команда IPCONFIG выводила совершенно иные данные, нежели данные, введенные в свойства TCP/IP. Это случается нечасто, но ошибки происходят из-за этого разногласия. Другими словами, данные, введенные в свойства TCP/IP, определяют установку протокола для выбранной сети. А команда IPCONFIG показывает, как Windows в действительности настроил протокол.
Даже при отсутствии ошибок, будет полезно проверить настройку через команду IPCONFIG. Если на компьютере стоят несколько сетевых адаптеров, то сложно запомнить, какие настройки относятся к какому адаптеру. Команда IPCONFIG показывает список разных настроек в легко читаемом формате на основе сетевого адаптера, как показано на рисунке В:
Рисунок B: Команда IPCONFIG /ALL показывает все настройки TCP/IP на основе сетевого адаптера
Проверка таблиц маршрутизации
Вас, наверное, заинтересовало, почему я попросил ввести команду TCP/IP, если статья касается таблиц маршрутизации? Да потому что, никто не смотрит таблицы, если не возникла проблема с компьютером. А если проблема есть, то лучше всего начать процесс диагностики со сравнения информации, предоставленной командой IPCONFIG, с информацией в таблицах маршрутизации.
Как видно из рисунка В, команда IPCONFIG /ALL показывает основную информацию по протоколу TCP/IP: IP адрес, шлюз по умолчанию и т. д. А вот таблицы маршрутизации прочитать не так легко. Именно поэтому я хотел бы обсудить вопрос считывания данных из таблиц.
Для понимания информации, содержащейся в таблицах, необходимо понять принцип работы маршрутизатора. Работа маршрутизатора состоит в том, чтобы направлять трафик из одной сети в другую. Поэтому маршрутизатор может состоять из нескольких сетевых адаптеров, каждый из которых подключен к различным сетевым сегментам.
Когда пользователь отправляет пакет в другой сетевой сегмент, чем тот, к которому подключен компьютер, то пакет направляется в маршрутизатор. Тогда маршрутизатор определяет сегмент, в который необходимо направить данный пакет. Не имеет значения, подключен ли маршрутизатор к двум сетевым сегментам или десятку. Процесс принятия маршрутизатором решения одинаков, и основывается он на таблицах маршрутизации.
Взглянув на экран, появившийся после введения команды Route Print, можно увидеть, что таблицы разделены на 5 колонок. Первой идет колонка сетей. В ней представлены все сетевые сегменты, к которым подключен маршрутизатор. Колонка Netmask показывает маску подсети, но не сетевого интерфейса, к которому подключен сегмент, а самого сегмента. Это позволяет маршрутизатору определить класс адреса для сети места назначения.
Третьей является колонка шлюза. После того как маршрутизатор определил сеть назначения, в которую необходимо отправить пакет, он сверяется со списком шлюза. Данный список «говорит» маршрутизатору, через какой IP адрес необходимо отправлять пакет в сеть назначения.
Колонка интерфейса предоставляет информацию о сетевом адаптере, подключенном к сети назначения. Точнее будет сказать, что данная колонка предоставляет информацию о IP адресе сетевого адаптера, который соединяет маршрутизатор с сетью назначения. Но маршрутизатор достаточно «умен», чтобы понять, чему присвоен адрес.
Последней идет метрическая колонка. Метрики – это довольно сложная тема, тем не менее, я попытаюсь объяснить, что они из себя представляют. Лучше всего это можно сделать на примере аэропорта. Представьте, что необходимо перелететь из Шарлоты, штат Северная Каролина, в Майами, штат Флорида. Аэропорт в Шарлоте очень большой, и существует несколько способов попасть на пляж в Майами. Можно воспользоваться рейсом компании Северо-западные авиалинии. Он доставит меня в Детройт, штат Мичиган, а затем в Майами (Детройт находится несколько в стороне). Можно воспользоваться рейсом Континентальный авиалиний через Хьюстон, штат Техас, а затем в Майами. А можно просто воспользоваться Американскими авиалиниями и попасть в Майами без промежуточных приземлений. Так каким же рейсом воспользоваться?
В действительности на выбор могут повлиять несколько факторов: цена билета, время вылета и т. д. Но предположим, что все одинаково. Если нет разницы кроме маршрута, то, конечно же, лучше воспользоваться рейсом без промежуточных приземлений. Этот маршрут самый быстрый, кроме того, он позволит избежать проблем со связью, потерянным багажом и т. д.
Маршрутизация работает по такому же принципу. Существует несколько маршрутов отправки пакетов. В этом случае имеет смысл отправить его по самому короткому пути. Вот когда вступают в игру метрики. Windows не задействует метрики, пока есть только один маршрут достижения места назначения. В противном случае Windows проверяет метрики для определения кратчайшего пути. Это упрощенное объяснение, но оно позволяет понять принцип работы.
Дополнительные возможности маршрутизации
Я уже упоминал команду Route Print, но существует множество вариантов использования команды ROUTE. Ее синтаксис следующий:
ROUTE [-f] [-p]
Переключатель –f является необязательным. Он указывает Windows на необходимость очистить таблицы маршрутизации от пунктов шлюза. Если данный переключатель используется совместно с другими командами, то пункты шлюза будут удалены перед выполнением других инструкций, содержащихся в команде.
Переключатель –р делает определенный маршрут постоянным. Обычно при перезагрузке сервера, любые определенные через команду ROUTE маршруты удаляются. Переключатель –р указывает на необходимость сохранять данный маршрут даже при перезагрузке системы.
Командная часть в синтаксисе ROUTE проста. Она может состоять из 4 вариантов: PRINT, ADD, DELETE, и CHANGE. Я уже говорил о команде ROUTE PRINT, но и у нее могут быть варианты. Например можно использовать специальные символы в команде. Если нужно напечатать маршруты для подсети 192.x.x.x, можно воспользоваться командой ROUTE PRINT 192*.
Команда ROUTE DELETE работает также как и ROUTE Print. Просто введите ROUTE DELETE, а следом место назначения или шлюз, который необходимо удалить из таблицы маршрутизации. Например, при желании удалить шлюз 192.0.0.0 введите ROUTE DELETE 192.0.0.0.
Все выше сказанное касается и команд ROUTE CHANGE и ROUTE ADD. При введении данной команды следует определить место назначения, маску подсети и шлюз. Также можно указать метрики и интерфейс. Например, добавить место назначения с простым синтаксисом можно следующим образом:
ROUTE ADD 147.0.0.0 255.0.0.0 148.100.100.100
В данной команде 147.0.0.0 является местом назначения, 255.0.0.0 – маской подсети для места назначения, а 148.100.100.100 – адресом шлюза. Можно расширить команду с помощью параметров METRIC и IF:
ROUTE ADD 147.0.0.0 255.0.0.0 148.100.100.100 METRIC 1 IF 1
Параметр metric необязателен, но он определяет метрику и количество отрезков для маршрута. Параметр IF указывает Windows, какой адаптер использовать. В нашем случае Windows использует сетевой адаптер, который связан с ним в качестве интерфейса 1. При отсутствии данного параметра используется лучший интерфейс.
Заключение
В статье я рассказал о том, как использовать команду ROUTE для вывода таблиц маршрутизации и внесения в них изменений. Если нужна дополнительная помощь, можно получить дополнительные примеры, введя команду ROUTE /? Command.
www.windowsnetworking.com
Смотрите также:
