Basic of Routing พื้นฐานการหาเส้นทางข้ามเครือข่าย 9 05/04/60 Copyrights 2009-2011 by Ranet Co.,Ltd., All rights reserved

หน้าที่ของเราท์เตอร์ ที่มาของเส้นทาง หลักการเลือกเส้นทางที่ดีที่สุด โปรโตคอลหาเส้นทาง 9-1

หน้าที่เราท์เตอร์ เลือกเส้นทางที่ดีที่สุด เข้า/ถอดรหัสและส่งต่อเฟรม หน้าที่ L3 (เมื่ออ่าน IP Header): เลือกเส้นทางที่ดีที่สุด (Path Selection/Forwarding) อ่านเลขไอพีปลายทางบนแพ๊กเก็ต เทียบกับรายการเส้นทางว่าควรฟอร์เวิร์ดออกอินเตอร์เฟสไหนดีที่สุด หน้าที่ L2 (หลังเลือกอินเตอร์เฟสได้): เข้า/ถอดรหัสและส่งต่อเฟรม (Interconnected Switching) เขียน Frame Header ใหม่ตามข้อมูล ARP บนอินเตอร์เฟส เพื่อฟอร์เวิร์ดต่อยังอุปกรณ์ตัวถัดไปในเครือข่ายเดียวกัน Switching ยังหมายถึง การเปลี่ยนชนิดโปรโตคอล Data-Link/มาตรฐาน Physical ระหว่างอินเตอร์เฟสด้วย 9-2

Prefix Length-AD-Metric ตารางเส้นทาง Routing Table รายการเส้นทาง: Network ID Cost Next Hop หาเส้นทางที่ดีที่สุด ถ้าอ้างถึง Next Hop IP ก็ต้องไล่จนรู้อินเตอร์เฟส โครงสร้างของรายการเส้นทาง: (ที่มา) (NetworkID) (AD/Metric) (NextHop/อินเตอร์เฟส) เช่น: Router Console Router# show ip route Codes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area Gateway of last resort is 10.7.7.1 10.0.0.0/8 is variably subnetted, 1 subnets, 1 masks R 10.7.7.0/24 [120/2] via 10.1.1.1, 00:14:05 D 10.7.7.0/24 [90/21024000] via 10.1.1.1, 00:14:05 C 10.1.1.0/24 is directly connected, Serial0 C 192.168.0.0/24 is directly connected, Ethernet0 1 R 10.7.7.0/24 [120/2] via 10.1.1.1 2 มาจากโปรโตคอล RIP สำหรับไปยังเครือข่าย 10.7.7.0/24 ค่า AD(RIP)=120, Metric(Hop)=2 ให้ส่งไปยัง Next Hop IP 10.1.1.1 E0 S0 Des.IP 10.7.7.25 9-3

ที่มาของเส้นทาง Connected Route: จาก Network ID บนอินเตอร์เฟสของตนเอง Static Route: จากการตั้งค่าเส้นทางตายตัวบนเราท์เตอร์ Dynamic Route: คอยอัพเดทจากโปรโตคอลหาเส้นทางอยู่ตลอด Default Route: เส้นทางสุดท้ายสำหรับแพ๊กเก็ตที่เลือกเส้นทางไม่ได้ RIPv2 S0 Fa0/0 Fa0/1 192.168.0.0/24 Router Console Router# show ip route Codes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area Gateway of last resort is 0.0.0.0 of the network 0.0.0.0 10.0.0.0/8 is variably subnetted, 1 subnets, 1 masks R 10.7.7.0/24 [120/2] via 10.1.1.1, 00:14:05 S 11.0.0.0/24 [1/0] via 10.7.8.1 C 10.1.1.0/24 is directly connected, Serial0 C 192.168.0.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0 9-4

เส้นทางจากอินเตอร์เฟส Directly Connected เป็นเส้นทางพื้นฐานของเราท์เตอร์ ต้องมี เพื่อให้รู้อินเตอร์เฟสขาออก ถูกเลือกใช้เป็นอันดับแรก (ค่า AD = 0) Fa0/0 S0 192.168.0.0/24 Fa0/1 10.1.1.2/24 192.168.0.1/24 11.0.0.2/24 C 10.1.1.0/24 is directly connected, Serial0 C 192.168.0.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0 C 11.0.0.0/24 is directly connected, FastEthernet0/1 9-5

เส้นทางกำหนดตายตัว Static Route ใช้คำสั่ง ip route (NetworkID) (NetMask) (NextHop/อินเตอร์เฟส) ในโหมดโกลบัลคอนฟิก เหมาะกับเส้นทางน้อยๆ ถูกเลือกใช้เป็นอันดับต่อมา (ค่า AD = 1) Fa0/0 S0 192.168.0.0/24 Fa0/1 10.1.1.2/24 192.168.0.1/24 11.0.0.1/24 11.0.0.2/24 Router Console Router(config)# ip route 52.30.7.0 255.255.255.0 11.0.0.1 9-6 S 52.30.7.0/24 [1/0] via 11.0.0.1

Dynamic Route เส้นทางอัพเดทจากโปรโตคอล RIPv2 ได้รับการอัพเดทจากโปรโตคอลหาเส้นทาง ที่รับเข้าจากแต่ละอินเตอร์เฟส เหมาะกับเส้นทางเยอะ และเปลี่ยนแปลงบ่อย มีค่า AD และประเภทของ Metric ตามชนิดโปรโตคอล Fa0/0 S0 192.168.0.0/24 Fa0/1 192.168.0.1/24 11.0.0.1/24 11.0.0.2/24 เวลาที่นับอยู่ แสดงว่าเป็น Dynamic R 110.10.0.0/24 [120/2] via 10.1.1.1, 00:15:20 AD = 120 เป็นค่าดีฟอลท์ของ RIP Metric ของ RIP คือจำนวนเราท์เตอร์ที่ผ่านมา (Hop Count) ดังนั้น ในที่นี้ 110.10.0.0/24 จึงอยู่ห่างออกไป 2 เราท์เตอร์ (Hop) 9-7

Default Route เส้นทางสุดท้ายของแพ๊กเก็ต ได้จากการตั้งค่า ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 (NextHop/อินเตอร์เฟส) เพื่อให้ทุกแพ๊กเก็ตมีทางไป ไม่ต้องดรอปเมื่อไม่มีเส้นทาง นิยมใช้กับเครือข่ายที่มีทางออกทางเดียว (Stub) เช่นเกตเวย์ที่ออกอินเตอร์เน็ต Fa0/0 S0 192.168.0.0/24 Fa0/1 10.1.1.2/24 192.168.0.1/24 11.0.0.1/24 11.0.0.2/24 Router Console Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 11.0.0.1 Default Route Stub LAN 9-8 Gateway of last resort is 11.0.0.1 Internet

PAM หลักการเลือกเส้นทางที่ดีที่สุด R 10.7.7.0/24 [120/2] Router Console Router# show ip route Codes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area Gateway of last resort is 10.7.7.1 10.0.0.0/8 is variably subnetted, 1 subnets, 1 masks R 10.7.7.0/24 [120/2] via 10.1.1.1, 00:14:05 D 10.7.7.0/24 [90/21024000] via 10.1.1.1, 00:14:05 C 10.1.1.0/24 is directly connected, Serial0 C 192.168.0.0/24 is directly connected, Ethernet0 Prefix Length AD Metric เราท์เตอร์จะพิจารณาเลือกเส้นทางจากตัวแปรทั้ง 3 ตัวนี้ตามลำดับ: จำนวนบิตที่เหมือนกันมากที่สุดจากข้างหน้าของเลขไอพี (Longest Match Prefix Length) ค่าอุปสรรคจากที่มาของเส้นทาง (Administrative Distance) ค่าตัวแปรจำเพาะที่โปรโตคอลหาเส้นทางใช้ (Metric) E0 S0 Des.IP 10.7.7.25 9-9

Prefix Length จำนวนบิตที่เหมือนกันมากที่สุด  (Longest Match) นำ IP Address ปลายทางของแพ๊กเก็ตขาเข้า มาเทียบหาเส้นทางที่มีจำนวนบิตด้านหน้าตรงกันมากที่สุด นั่นคือ หา Network ID ที่แคบที่สุดสำหรับ IP Address นั่นเอง (ดู Prefix Length) Des.IP 10.7.7.25 R 10.7.0.0/16 [120/3] via 9.2.1.1, 00:15:20 C 10.7.7.0/24 is directly connected, FastEthernet0 S 10.7.7.16/28 [1/0] via 11.0.0.1 D 10.7.8.0/24 [90/6545228] via 192.168.0.254  9-10

Administrative Distance ค่าอุปสรรคของที่มาเส้นทาง Administrative Distance บ่งบอกความน่าเชื่อถือ และเสถียรภาพของเส้นทาง เช่น เส้นทางตายตัวย่อมเสถียรกว่าแบบ Dynamic ฯลฯ E0 S0 Des.IP 10.7.7.25 R 10.7.7.16/28 [120/3] via 9.2.1.1, 00:15:20 C 10.7.7.16/28 is directly connected, FastEthernet0 S 10.7.7.16/28 [1/0] via 11.0.0.1 D 10.7.7.16/28 [90/6545228] via 192.168.0.254  ที่มาของเส้นทาง AD Directly Connected Static route (ออกอินเตอร์เฟส) Static route (Next hop) 1 EIGRP 90 OSPF 110 RIP 120 9-11

Metric ค่าถ่วงน้ำหนักเส้นทาง 05/04/60 ค่าถ่วงน้ำหนักเส้นทาง Metric RIPv2 เป็นค่าที่โปรโตคอลหาเส้นทางนำมาเลือกเส้นทางที่ดีที่สุดของตนเอง ก่อนส่งให้เราท์เตอร์ เป็นค่าจำเพาะต่อชนิดโปรโตคอล RIPv2 S1 RIPv2 E0 S0 Des.IP 10.7.7.25 ข้อมูลของ Router RIP Network Metric Interface 10.7.7.0/24 10 Ethernet0 5 Serial0 9 Serial1 โปรโตคอล Metric RIP จำนวน Hop OSPF แบนด์วิธ EIGRP แบนด์วิธ +ดีเลย์ เพิ่มเส้นทางที่ดีที่สุดไปไว้ในตารางของเราท์เตอร์ R 10.7.7.0/24 [120/5] via 10.1.1.1 (Serial0), 00:15:20 9-12 Copyrights 2009-2011 by Ranet Co.,Ltd., All rights reserved

ฝึกการเลือกเส้นทาง 1 2 3 4 Router Console Router# show ip route Codes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area Gateway of last resort is 10.7.7.1 10.0.0.0/8 is variably subnetted, 1 subnets, 1 masks R 10.7.7.0/24 [120/2] via 10.1.1.1, 00:14:05 D 10.7.7.0/24 [90/21024000] via 10.1.1.1, 00:14:05 C 10.1.1.0/24 is directly connected, Serial0 C 192.168.0.0/24 is directly connected, Ethernet0 S 10.7.7.32/27 [1/0] via 125.0.0.1 S 192.168.0.0/24 [1/0] via 125.0.0.1 O 10.7.7.0/24 [110/233399] via 125.0.0.1, 00:05:01 1 Des.IP 10.7.7.25 2 Des.IP 10.7.7.40 4 3 Des.IP 192.168.0.132 1 4 Des.IP 52.47.9.0 3 2 9-13

Routing Protocol โปรโตคอลหาเส้นทาง RIPv2 192.168.0.0/24 192.168.0.0/24 192.168.1.0/24 RIPv2 192.168.1.0/24 เราท์ติ้งโปรโตคอล จะคอยแลกเปลี่ยนข้อมูลของเครือข่ายที่อยู่บนอินเตอร์เฟส (Directly Connected) ที่เราสั่งอนุญาตเท่านั้น! ระหว่างกลุ่มเราท์เตอร์ที่ตั้งค่าให้เป็นกลุ่มเดียวกัน แต่ละเราท์เตอร์จึงได้รับการอัพเดทข้อมูลเส้นทางตามที่โปรโตคอลระบุ และตามอินเตอร์เฟสที่รับข้อมูลจากโปรโตคอลนั้น เช่น 9-14 R 10.7.7.0/24 [120/5] via 10.1.1.1 (Serial0), 00:15:20

Routing Protocol โปรโตคอลหาเส้นทาง ตามขอบเขตการทำงาน: เราสามารถแบ่งชนิดของเราท์ติ้งโปรโตคอลได้ตามลักษณะการทำงาน เช่น: ตามขอบเขตการทำงาน: ใช้ภายในกลุ่มเราท์เตอร์หรือ AS no. เดียวกัน (Interior Gateway Protocol; IGP) ได้แก่ IGRP, RIP, OSPF, EIGRP, IS-IS ใช้ระหว่างกลุ่มเราท์เตอร์ หรือ AS no. (Exterior Gateway Protocol; EGP) เช่น ข้ามระหว่างประเทศ ได้แก่ BGP การรองรับ Classless: รองรับเฉพาะ Classful ได้แก่ IGRP, RIPv1 รองรับ Classless ได้แก่ RIPv2, OSPF, EIGRP 9-15

Routing Protocol โปรโตคอลหาเส้นทาง รูปแบบการส่งข้อมูล: ส่งแบบบรอดคาสต์ ได้แก่ RIPv1 ส่งแบบมัลติคาสต์ (224.0.0.xx) ได้แก่ RIPv2, OSPF, EIGRP ใช้ได้เฉพาะอุปกรณ์ซิสโก้: Cisco Proprietary ได้แก่ IGRP, EIGRP มาตรฐานสากล ได้แก่ RIPv1/v2, OSPF รองรับการยืนยันตน: ไม่รองรับ ได้แก่ RIPv1 รองรับ ได้แก่ RIPv2, OSPF, EIGRP แบ่งโหลดระหว่างเส้นทาง: รองรับโหลดเท่ากัน ได้แก่ RIP, OSPF รองรับโหลดไม่เท่ากันได้ ได้แก่ EIGRP 9-16

Routing Protocol โปรโตคอลหาเส้นทาง กลไกการหาเส้นทาง: ส่งข้อมูลทุกเส้นทางแบบบอกต่อๆ กัน (By Rumour) ได้แก่ IGRP RIPv1/v2 เรียกชื่ออัลกอริทึมว่า Bellman-Ford เรียกโปรโตคอลประเภทนี้ว่า Distance Vector กระจายสภาพลิงค์รอบตัวให้กับทุกเราท์เตอร์ในกลุ่ม (Link State Advertisment) ได้แก่ OSPF เรียกชื่ออัลกอริทึมว่า Dijkstra เรียกโปรโตคอลประเภทนี้ว่า Link State 9-17

Routing Protocol โปรโตคอลหาเส้นทาง กลไกการหาเส้นทาง (ต่อ): 05/04/60 โปรโตคอลหาเส้นทาง Routing Protocol กลไกการหาเส้นทาง (ต่อ): ส่งข้อมูลทุกเส้นทาง เฉพาะที่ดีที่สุด แบบบอกต่อๆ กัน พร้อมนำข้อมูลสภาพลิงค์ที่ติดกับเพื่อนบ้านมาคำนวณด้วย ได้แก่ EIGRP เรียกชื่ออัลกอริทึมว่า DUAL (Diffusal Update Algorithm) เรียกโปรโตคอลประเภทนี้ว่า Hybrid หรือ Advance Distance Vector 9-18 Copyrights 2009-2011 by Ranet Co.,Ltd., All rights reserved

Function of Routing Protocol 05/04/60 หน้าที่โปรโตคอลหาเส้นทาง Function of Routing Protocol เส้นทาง Net 10 Net 10 มาทางนี้ 1 2 1 เรียนรู้เส้นทาง (Learning) Routing Protocol 2 บอกต่อเส้นทาง (Advertisement) 3 เลือกเส้นทางที่ดีที่สุด (ของตนเอง) Protocol Table Net Metric 10 3 1 2 4 เลือกเส้นทางใหม่เมื่อรับทราบการเปลี่ยนแปลง (Convergence) 3 Routing Table Net 10 เข้าถึงไม่ได้ 4 Convergence 9-19 Copyrights 2009-2011 by Ranet Co.,Ltd., All rights reserved

Autonomous Number เลขที่กลุ่มของเครือข่าย กลุ่มของเราท์เตอร์ที่ใช้ชุดการตั้งค่าเราท์ติ้งโปรโตคอลแบบเดียวกัน โปรโตคอลที่ทำงานภายใน AS no. เดียวกัน เรียกว่า IGP โปรโตคอลที่ทำงานระหว่าง AS เรียกว่า EGP ข้อสังเกต: EIGRP เวลาตั้งค่าต้องกำกับ AS no. ด้วย ถ้าพบว่าเราท์เตอร์ใช้คนละ AS no. ก็จะไม่แลกเปลี่ยนข้อมูลเส้นทางกัน เป็นต้น 9-20

Distance Vector กลไกแบบส่งต่อทุกเส้นทาง Distance = ระยะทาง (จำนวน Hop) Vector = ทิศทาง (อินเตอร์เฟสที่รับเส้นทาง) ส่งข้อมูลทุกเส้นทางแบบบอกต่อๆ กัน โดยบวกค่า Metric (จำนวน Hop) เมื่อผ่านแต่ละเราท์เตอร์ ถ้าเครือข่ายใหญ่ จะกินแบนด์วิธมาก (โดยเฉพาะ RIPv1 ที่ส่งแบบ บรอดคาสต์) ตัวอย่าง: IGRP RIPv1/v2 ด้วยเหตุผลด้านแบนด์วิธ จึงขยายช่วงเวลาที่แลกเปลี่ยนข้อมูล (Hello time) เป็น 30 วินาที 9-21

Link State กลไกแบบใช้สถานะจากทุกลิงค์ แต่ละเราท์เตอร์จะนำ Link State ที่ได้รับจากทุกเราท์เตอร์มาคำนวณเป็นชุดเส้นทางที่ดีที่สุด (Shortage Path Tree; SPT) ก่อนนำมาใส่ในตารางเส้นทางจริงต่อไป ด้วยวิธีนี้ จึงประกันได้ว่าไม่เกิด Routing Loop เพราะแต่ละเราท์เตอร์จะมี SPT เหมือนกัน ตัวอย่าง: OSPF แต่ละเราท์เตอร์จึงต้องมี ID อ้างอิงด้วย (ใช้จากไอพี Loopback ที่มากสุดของตน) เพื่อจำกัดวงการคำนวณ SPT จึงแบ่งกลุ่ม (Area) ให้คำนวณยุบรวมเป็นชั้นๆ (Hierarchy) 9-22

Hybrid กลไกแบบรวมทั้งสองแบบ เอาเฉพาะที่ดีที่สุด ก่อนเราท์เตอร์ส่งต่อเส้นทางต่อๆ กัน เหมือน Distance Vector เราท์เตอร์จะคัดเฉพาะเส้นทางที่ดีที่สุดที่ตัวเองมีอยู่ของแต่ละเครือข่ายเท่านั้น จึงประหยัดแบนด์วิธ ไม่ส่งสะเปะสะปะเหมือน Distance Vector ทั่วไป เราท์เตอร์ตัวที่ต้องการเส้นทางนำมาใช้จริง จะรวบรวมเส้นทางที่ได้รับจากเพื่อนบ้านไว้ แล้วมาคำนวณกับสถานะลิงค์ (Link State) ที่เชื่อมต่อกับเพื่อนบ้าน เพื่อทำเป็นตารางเส้นทางของตัวเองที่เรียงจากที่ดีที่สุดลงมาก่อน แล้วคัดเอาเส้นทางที่ดีที่สุดส่งให้ตารางเส้นทางจริง Check Link State S1 EIGRP S1 EIGRP S0 Check Link State S0 การรับเส้นทางจากทุกเพื่อนบ้านมาคำนวณร่วมกับสถานะลิงค์ในตารางแยกก่อน จึงเรียกว่า การอัพเดทเส้นทางแบบค่อยๆ รับและอัพเดท (Diffusal Update) 9-23 EIGRP จึงมีรายการเส้นทางสำรองบนตารางตัวเองที่นำมาใช้แทนทันทีได้เมื่อจำเป็น (Feasible Successor)

ส่วนกลับของ Bandwidth ส่วนกลับของ Bandwidth 05/04/60 สรุปคุณสมบัติโปรโตคอล ประเภท อัลกอริทึม Metric AD Hello Time ClassLess RIPv1 ไม่รองรับ Distance Vector Bellman-Ford Hop Count 120 30s RIPv2 รองรับ Link State ส่วนกลับของ Bandwidth OSPF Dijkstra รองรับ 110 10s ส่วนกลับของ Bandwidth Hybrid (Advance Distance Vector) EIGRP DUAL + 90 10s รองรับ Delay 9-24 Copyrights 2009-2011 by Ranet Co.,Ltd., All rights reserved

Neighbor/Adjacency เราท์เตอร์ที่อยู่ติดกัน Neighbor (NB): 05/04/60 เราท์เตอร์ที่อยู่ติดกัน Neighbor/Adjacency Neighbor (NB): เราท์เตอร์ที่อยู่ข้างเคียง Adjacency (ADJ): การลงทะเบียนเพื่อนบ้าน เพื่อประกันการสื่อสารระหว่างกัน สำคัญกับเราท์ติ้งโปรโตคอลประเภท Link-State/Hybrid ADJ NB ADJ NB 9-25 Copyrights 2009-2011 by Ranet Co.,Ltd., All rights reserved