Министерство науки и высшего образования Российской Федерации ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВО «КубГТУ») Институт компьютерных систем и информационной безопасности Кафедра информатики и систем программирования Направление подготовки 09.03.03 Прикладная информатика Профиль беспрофильный КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине Вычислительные системы, сети и телекоммуникации (наименование дисциплины) на тему Управление перераспределением маршрутной информации при помощи маршрутных карт (тема курсовой работы) Выполнил студент Пронин Григорий Сергеевич курса 3 группы 17-КБ-ПИ1 (фамилия, имя, отчество) Допущен к защите_____________________________________________ (дата) Руководитель (нормоконтролер) работы__________________ О.Б. Попова Защищена __________________ (дата) Оценка _________________________ Члены комиссии ______________________________________________________ ______________________________________________________ (должность, подпись, дата, расшифровка подписи) Краснодар 2019 г. 1 ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВО «КубГТУ») Институт компьютерных систем и информационной безопасности Кафедра информатики и систем программирования Направление подготовки 09.03.03 Прикладная информатика Профиль беспрофильный УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой ИСП, к.т.н, доцент______М.В. Янаева 10.09.2019г. ЗАДАНИЕ на курсовую работу Студенту Пронину Григорию Сергеевичу курса 3 группы 17-КБ-ПИ1 Тема работы: «Управление перераспределением маршрутной информации при помощи маршрутных карт» (утверждена указанием заведующей кафедрой № 2 от 10.09.2019г.) Содержание задания: Изучить механизмы управления перераспределением маршрутной информации при помощи маршрутных карт. Для этого использовать заданную преподавателем схему соединения, проект эмулятора работы сети gns 3 и список основных команд, необходимых для осуществления проекта. Объем работы: а) пояснительная записка с. б) иллюстрированная часть . Рекомендуемая литература: 1. Дебров М.В. Сети и телекоммуникации. Маршрутизация в IP сетях в 2ч. Часть 2: учебник и практикум для академического бакалавриата/ М.В. Дебров. –М: Издательство Юрайт, 2017. – 333 страницы. Дата выдачи задания: « 5 » сентября 2019г. Срок выполнения работы: с «10» сентября по «23» декабря 2019г. Дата сдачи работы на кафедру: « 25 » декабря 2019г. Срок защиты: «28»_____декабря_____2019г. Руководитель работы ________________________________ О.Б. Попова (должность, подпись) Задание принял студент ________________________ Г.С. Пронин (подпись) 2 Реферат Пояснительная записка курсовой работы содержит 20 с., 9 рис., 1 табл., 4 источников, 1 прил. МАРШРУТНАЯ КАРТА, ПОЛИТИКА МАРШРУТИЗАЦИИ, ТИП МАРШРУТА, МЕТРИКА МАРШРУТА, IP-АДРЕС, МЕТКА МАРШРУТА, УСТАНОВКА ПАРАМЕТРА, КОНСОЛЬНАЯ КОМАНДА, МАРШРУТИЗАТОР, СЕТЬ, СРЕДА ПЕРЕДАЧИ, ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ. Объектом исследования является управление перераспределением маршрутной информации при помощи маршрутных карт и по политикам. Цель работы состоит в закреплении основ и углубления знаний в области вычислительных систем, сетей и телекоммуникаций, а также а проведении исследований по данной теме курсового проекта. К полученным результатам относятся полученная в ходе работы маршрутная карта, информация о перераспределении информации, а также оформленная пояснительная записка. 3 Оглавление Введение .................................................................................................................. 5 2 Теоретическая часть .......................................................................................... 6 3 Основная часть ................................................................................................. 12 Заключение ........................................................................................................... 18 Список использованной литературы .............................................................. 19 Приложение .......................................................................................................... 20 4 Введение Данная курсовая работа на тему «Управление перераспределением маршрутной информации при помощи маршрутных карт» по дисциплине «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации» выполняется студентами направления 09.03.03 «Прикладная информатика» в пятом семестре. Цель курсового проекта - закрепить основы и углубить знания в области вычислительных систем, сетей и телекоммуникаций, а также провести исследование по теме данного курсового проекта. Перераспределение информации при помощи маршрутных карт – основа множества протоколов передачи данных по сети. Зачастую работники частных или государственных предприятий в качестве меры безопасности либо ввиду авторских прав на исследования получают задачу налаживания локальной сети предприятия, что подтверждает актуальность данного проекта. Помимо актуальности, данный проект затрагивает сторону информационной безопасности в виде возможности улучшений систем передачи информации (DoH, VPN), а также решения базовых задач в области теории графов и дискретной математики. 5 2 Теоретическая часть 2.1 Маршрутная карта Маршрутная карта представляет собой схему передачи информации через узлы связи и каналам связи от одного узла к другому. Каждый канал имеет свою собственную пропускную способность, влияющую на скорость передачи данных, в то время как узлы связи можно использовать для установки параметров передачи сигнала. В действительности, данная задача представляет собой решение простой задачи распределения и нахождения минимального веса пути из теории графов. В качестве ребра в данном проекте выступают каналы связи, вес представляет собой пропускная способность канала, которая может быть задана как средняя между пропускными потоками узлов связи либо как собственная пропускная способность канала. Используя данные критерии, можно представить схему локальной сети как обычный граф и применить один из методов нахождения минимального веса. Однако, данная задача уже была решена авторами сред для разработки локальных сетей, а также решение данной задачи было улучшено дополнительными параметрами. К таким параметрам относятся: – Тип маршрута; – Метрика маршрута; – Выходной интерфейс маршрутизатора; – IP-адрес маршрутизатора. Однако в архитектуре параметризации передачи данных присутствует существенный недостаток – действие относительно фильтрации передаваемых данных бинарно, что не позволяет создать вариативность выбора фильтров на этапе передачи. Но существует обходной путь решения данной дилеммы – если спуститься на уровень ниже и настроить фильтрацию передачи данных на уровне маршрутизатора и узлов передачи данных, то вышеуказанная вариативность будет создана на должном уровне. 6 2.2 Настройка маршрутной карты Создание добавлением в маршрутной исходные карты производится последовательным данные маршрутизатора узлов связи как конфигураторов маршрутной карты при помощи команды route-map. Параметры команды route-map: Параметр Описание map-tag Имя маршрутной карты deny Отрицательное действие при выполнении permit Положительное действие при выполнении sequence number Порядковый номер выражения в карте Таблица 1 - Параметры команды route-map Сама настройка может производиться по: – Метрикам маршрута; – Типам маршрута – Меткам маршрута – Принадлежностям маршрута Установка данных параметров производится с помощью команды set. Карты маршрутов используют множество функций, применяемых совместно с широко известными списками управления доступом (ACL). Вот несколько особенностей, общих для обоих механизмов: Они представляют собой упорядоченную последовательность отдельных инструкций, каждая из которых указывает на разрешение или запрет. Анализ списков ACL или карт маршрутизации включает сканирование списка в заранее определенном порядке и оценку критерия каждой соответствующей инструкции. Сканирование списка прерывается после нахождения первой инструкции, соответствующей критерию поиска, а затем выполняется действие, ассоциированное с данной инструкцией. 7 Это общие механизмы — соответствие критерия и интерпретация соответствия определяются по методу их применения. Одна и та же карта маршрутов, примененная для различных задач, может быть интерпретирована по-разному. Вот несколько отличий между картами маршрутов и списками ACL: Карты маршрутов часто используют списки ACL в качестве критерия соответствия. Основной результат анализа списка доступа представляет собой ответ "yes" ("да") или "no" ("нет") — список ACL либо разрешает, либо запрещает входные данные. Применительно к перераспределению список ACL определяет, можно перераспределить конкретный маршрут (маршрут соответствует инструкции по разрешению ACL) или нет (соответствует инструкции по запрещению). Стандартные карты маршрутов не только разрешают (некоторые) перераспределенные маршруты, но и изменяют ассоциированную с маршрутом информацию при его перераспределении в другой протокол. Примеры по изменению карты маршрутов см. в разделе Основы карт маршрутов в данном документе. Карты маршрутов обеспечивают большую гибкость по сравнению со списками ACL и позволяют проверять маршруты на основе критерия, что для списков ACL невозможно. Например, карта маршрутов позволяет проверить, является ли тип маршрута внутренним, или имеет ли он определенный тег. Каждый список ACL в соответствии с принципом своей структуры заканчивается косвенной запрещающей инструкцией; для карт маршрутов подобного принципа не существует. Если при поиске соответствия достигается конец марты маршрутов, то результаты поиска определяются в 8 зависимости от конкретного применения карты маршрутов. К счастью, карты маршрутов, которые применяются для перераспределения, работают аналогично спискам ACL: если маршрут не соответствует ни одному пункту карты маршрутов, то перераспределение маршрута запрещается, поскольку в конце карты маршрутов содержится запрещающая инструкция. Команда настройки динамического протокола redistribute позволяет использовать либо список ACL, либо карту маршрутов. Указанные в этом разделе различия определяют принцип выбора карты маршрутов при перераспределении. Карты маршрутов более предпочтительны, если планируется изменение информации маршрутов во время перераспределения или требуется более мощный инструмент поиска соответствий, нежели доступный для списков ACL. И наоборот, если необходимо просто выборочно разрешить некоторые маршруты на основе префикса или маски, то Cisco рекомендует воспользоваться списком ACL (или эквивалентным списком префиксов) непосредственно в команде redistribute. При использовании карты маршрутов для выборочного разрешения нескольких маршрутов на основе префикса или маски, как правило, приходится использовать больше команд настройки для достижения аналогичной цели. Карты маршрутов представляют собой общие механизмы, которые можно использовать в различных конфигурациях, включая ранее описанную команду redistribute. Например, можно настроить команду match length в карте маршрутов для PBR, чтобы указать специальное действие, которое выполняется при переадресации пакетов определенной длины. Однако команду match length нельзя использовать в картах маршрутов, предназначенных для перераспределения. Можно настроить в карте маршрутов команды match и set, которые не поддерживаются или не дают эффекта в контексте применения карты маршрутов (или предназначены для использования на более позднем этапе). В 9 качестве примера такой ситуации можно привести использование команды match length в карте маршрутов, предназначенной для перераспределения. При перераспределении карта маршрутов применяется для каждого маршрута, содержащегося в таблице маршрутизации по протоколу, указанному в команде redistribute. Таким образом, при применении карты маршрутов маршрутизатор интерпретирует только те команды, которые имеют значение в контексте применения карты маршрутов. В данном примере упомянутая в карте маршрутов команда match length не влияет на перераспределение. Она остается в конфигурации карты маршрутов, и ее можно увидеть в рабочей конфигурации маршрутизатора. Однако наличие или отсутствие этой команды никак не влияет на перераспределение. В заключение необходимо отметить, что маршрутизатор разрешает настройку всех типов команд match и set, но они должны логически согласовываться с ситуацией. В противном случае конфигурация может быть крайне запутанной или выполнять некорректные задачи. Не используйте команды, которые не имеют смысла в контексте карты маршрутов — даже если видимого вреда от них нет — из-за следующих моментов: Не имеющие смысла команды могут затруднить достижение необходимой цели. Это делает конфигурацию крайне запутанной. Команды, которые не поддерживаются в данный момент, могут получить поддержку в последующих выпусках программного обеспечения Cisco IOS. Поэтому после обновлений программного обеспечения в перспективе могут проявиться нежелательные изменения в поведении карты маршрутов. 10 Не все команды полностью безвредны; например, команда set metric +/-, которая устанавливает относительное изменение метрики и используется с объявлением маршрута BGP. Она может получать текущую метрику маршрута и увеличивать или уменьшать ее на указанное значение, прежде чем распространять ее. Для распространения маршрутов IPv6 можно использовать протоколы RIP, OSPF, IS-IS и BGP; карты маршрутов перераспределения для данных протоколов могут содержать специальные команды IPv6. Для перераспределения префиксов IPv4 служат специальные команды match ip и set ip. Для перераспределения префиксов IPv6 служат специальные команды match ipv6 и set ipv6. Команды match clns и set clns можно применять только при использовании карты маршрутов для перераспределения маршрутов CLNS в протокол маршрутизации или из него. 11 3 Основная часть Схема сети: Рисунок 1 – схема сети Для начала исследования необходимо маршрутизации центрального маршрутизатора: посмотреть Рисунок 2 – схема маршрутизации 12 таблицу Для этого введем команду show ip route. На данном этапе необходимо запомнить список маршрутной информации, поскольку результатом правильного выполнения работы является его изменение. Попробуем настроить метрики по IP адресам узлов: Рисунок 3 – установка метрик Проверим изменения в маршрутной карте: Рисунок 4 – изменения карты маршрутизации 13 Как видно, схема маршрутизации и карта изменились, что означает изменение маршрутной карты сети. Рисунок 5 – изменения карты маршрутизации Рисунок 6 – контрольный результат работы 14 Рисунок 7 – контрольный результат работы 15 Рисунок 8 – Изначальная карта 16 Рисунок 9 – Измененная карта В результате карта маршрутизации изменила таблицу маршрутизации, не добавив новые маршруты, а изменив их веса и добавив вариативность. 17 Заключение В ходе данного курсового проекта были проведены исследования на тему управления перераспределением маршрутной информации при помощи маршрутных карт. В результате была получена информация о изменении маршрутных карт, их изменении и применении в оптимизации сетей, как локальных, так и глобальных. В ходе выполнения курсового проекта были отточены навыки работы с вычислительными системами, сетями и телекоммуникациями. К полученным результатам относятся полученная в ходе работы маршрутная карта, информация о перераспределении информации, а также оформленная пояснительная записка. 18 Список использованной литературы 1. Дебров М.В. Сети и телекоммуникации. Маршрутизация в IP сетях в 2ч. Часть 2: учебник и практикум для академического бакалавриата/ М.В. Дебров. –М: Издательство Юрайт, 2017. – 333 страницы. 2. Wikipedia.com 3. Трофимов, В.М. Информационные системы: путь к разрешению парадоксов // Вестник НГПУ, 2015. – № 3. – С. 64 - 73. – Режим доступа: http://vestnik.nspu.ru/article/1504 4. Cyberforum.ru 19 Приложение 20
