31 روز قبل آزمون CCNAسیسکو

پیکربندی مسیریابی استاتیک (Static and Default Route Configuration) – روز 15

پیکربندی و تأیید مسیریابی استاتیک در IPv4 و IPv6

5 روز پیش
0 خواندن این مطلب 8 دقیقه زمان میبرد
premium photo 1683134033173 f43b86168498

قبل از این مقاله بهتره “مسیریابی بین VLANها (Inter-VLAN Routing)” رو مطالعه کنید، امروز بر مسیریابی استاتیک و پیش‌فرض در IPv4 و IPv6 تمرکز خواهیم کرد. مسیرهای استاتیک (Static Routes) بخش مهمی از سیاست مسیریابی سازمانی هستند. مسیرهای استاتیک می‌توانند برای هدایت ترافیک به یک مسیر خاص استفاده شوند. یک مسیر پیش‌فرض (Default Route) برای خروج ترافیک از شبکه سازمانی تنظیم می‌شود. نظارت و نگهداری مسیرهای استاتیک برای حفظ اتصال (Connectivity) ضروری است.

مقدمه‌ای بر مسیریابی استاتیک و پیش‌فرض (Static and Default Routing Overview)

  • چرا باید از مسیرهای استاتیک استفاده کنیم؟
  • زمانی که یک روتر با یک پروتکل مسیریابی پویا پیکربندی شده است و می‌تواند مسیرها را از سایر روترها بیاموزد، چرا باید از مسیرهای استاتیک استفاده کنیم؟

دلایل استفاده از مسیریابی استاتیک می‌تواند بسته به پیاده‌سازی خاص متفاوت باشد، اما به‌طور کلی، موارد زیر از جمله موارد استفاده رایج مسیرهای استاتیک هستند:

  • در یک شبکه کوچک که فقط به مسیریابی ساده نیاز دارد.
  • در توپولوژی Hub-and-Spoke که یک روتر مرکزی تمام ارتباطات را کنترل می‌کند.
  • هنگامی که نیاز به ایجاد یک مسیر موقتی (Ad-hoc) دارید.
  • به‌عنوان یک مسیر پشتیبان، زمانی که مسیر اصلی دچار مشکل شود.

در چه مواردی نباید از مسیرهای استاتیک استفاده کرد؟

  • در شبکه‌های بزرگ که مدیریت دستی مسیرها غیرعملی است.
  • زمانی که انتظار می‌رود شبکه گسترش پیدا کند.

استفاده از مسیرهای استاتیک در شبکه‌های Stub

مسیرهای استاتیک اغلب زمانی استفاده می‌شوند که یک شبکه بزرگ به یک شبکه کوچک‌تر (Stub Network) متصل باشد. شبکه‌های Stub شبکه‌هایی هستند که تنها یک مسیر خروجی دارند. همچنین، مسیرهای استاتیک برای پیکربندی یک Default Route یا یک Gateway of Last Resort نیز کاربرد دارند.

مثال:

Example of a Stub Network
در شکل بالا، R2 به‌عنوان یک شبکه Stub در نظر گرفته شده است.

  • در این سناریو، R2 فقط یک مسیر خروجی دارد که تمام بسته‌ها را به دفتر مرکزی (HQ) ارسال می‌کند.
  • در این حالت، پیکربندی یک Default Route روی R2 منطقی به نظر می‌رسد.
  • به همین ترتیب، دفتر مرکزی (HQ) نیز فقط یک مسیر دارد که تمام بسته‌های مربوط به شبکه Stub را به R2 هدایت می‌کند.
  • بنابراین، پیکربندی یک مسیر استاتیک در HQ برای هدایت ترافیک به R2 نیز مناسب است.

در برخی موارد، می‌توان هر دو روتر را با یک پروتکل مسیریابی پویا پیکربندی کرد، اما این کار ممکن است پیچیدگی غیرضروری را در شبکه Stub ایجاد کند.

پیکربندی مسیر استاتیک در IPv4 (IPv4 Static Route Configuration)

دستور پیکربندی مسیر استاتیک

برای پیکربندی یک مسیر استاتیک، از دستور ip route با ساختار زیر استفاده می‌شود:

Router(config)# ip route network-address subnet-mask {ip-address | exit-interface} [administrative-distance]

توضیح پارامترهای دستور ip route

  • network-address: آدرس شبکه مقصدی که باید به جدول مسیریابی اضافه شود.
  • subnet-mask: ماسک زیرشبکه‌ی شبکه مقصدی که باید به جدول مسیریابی اضافه شود.
    این مقدار می‌تواند برای خلاصه‌سازی گروهی از شبکه‌ها نیز تنظیم شود.
  • ip-address: معمولاً به عنوان آدرس روتر بعدی (Next-Hop Router) شناخته می‌شود.
  • exit-interface: اینترفیس خروجی که برای ارسال بسته‌ها به شبکه مقصد استفاده می‌شود.

علاوه بر این، پارامتر اختیاری administrative-distance در هنگام پیکربندی یک مسیر استاتیک شناور (Floating Static Route) استفاده می‌شود، که در ادامه مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

توپولوژی مسیرهای استاتیک و پیش‌فرض در IPv4 (IPv4 Static and Default Routing Topology)

شکل زیر توپولوژی مورد استفاده برای بررسی مسیریابی استاتیک و پیش‌فرض را نشان می‌دهد.

IPv4 Static and Default Routing Topology

طرح‌بندی آدرس‌دهی IPv4 (IPv4 Addressing Scheme)

جدول زیر طرح‌بندی آدرس‌دهی IPv4 استفاده‌شده در توپولوژی شکل بالا را نمایش می‌دهد.

جدول آدرس‌دهی IPv4 (IPv4 Addressing Scheme)

IPv4 Addressing Scheme

جدول مسیریابی R1 قبل از پیکربندی مسیرهای استاتیک

فرض کنید که R1 فقط مسیرهای متصل مستقیم (Directly Connected Routes) را می‌شناسد. در پایین جدول مسیریابی R1 را قبل از پیکربندی مسیرهای استاتیک نشان می‌دهد.

جدول مسیریابی R1 قبل از پیکربندی مسیرهای استاتیک

R1 Routing Table Before Static Routes Are Configured

مسیرهایی که R1 نمی‌شناسد:

  • 172.16.1.0/24: شبکه LAN متصل به R2
  • 192.168.0.0/24: شبکه سریالی بین R2 و R3
  • 192.168.1.0/24: شبکه LAN روی R3
  • 10.10.10.0/24: شبکه سریالی بین R2 و HQ
  • 0.0.0.0/0: تمامی شبکه‌های دیگر که از طریق HQ قابل‌دسترسی هستند.

استفاده از پارامتر Next-Hop در مسیرهای استاتیک IPv4 (IPv4 Static Routes Using the Next-Hop Parameter)

با استفاده از پارامتر Next-Hop، روتر R1 می‌تواند با سه مسیر استاتیک پیکربندی شود ، یک مسیر برای هر شبکه‌ای که هنوز درباره آن اطلاعی ندارد. مثال زیر نحوه استفاده از این پارامتر را نشان می‌دهد.

مثال پیکربندی مسیر استاتیک با پارامتر Next-Hop

R1(config)# ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.2.1
R1(config)# ip route 192.168.0.0 255.255.255.0 172.16.2.1
R1(config)# ip route 10.10.10.0 255.255.255.0 172.16.2.1
  • اینترفیس متصل به Next-Hop باید در وضعیت up باشد تا مسیرهای استاتیک به جدول مسیریابی اضافه شوند.
  • مثال زیر نیز تأیید می‌کند که مسیرهای استاتیک به درستی در جدول مسیریابی قرار گرفته‌اند.

جدول مسیریابی R1 پس از پیکربندی مسیرهای استاتیک

R1 Routing Table After Static Routes Are Configured

هنگام استفاده از پارامتر Next-Hop:

  • روتر باید یک مسیر در جدول مسیریابی به شبکه‌ای داشته باشد که آدرس Next-Hop در آن قرار دارد.
  • در مثال بالا، R1 مسیر 172.16.2.0/24 را دارد که شامل آدرس Next-Hop یعنی 172.16.2.1 است.
  • اما هنگام استفاده از Next-Hop، یک جستجوی مسیریابی اضافی (Recursive Lookup) لازم است تا مشخص شود که بسته‌ها باید از طریق کدام اینترفیس ارسال شوند.

استفاده از پارامتر Exit Interface در مسیرهای استاتیک IPv4 (IPv4 Static Routes Using the Exit Interface Parameter)

برای جلوگیری از جستجوی Recursive Lookup، می‌توان مسیر استاتیک را با استفاده از پارامتر اینترفیس خروجی (Exit Interface) به جای آدرس Next-Hop پیکربندی کرد.

به عنوان مثال، در R2، مسیرهای استاتیک برای دستیابی به شبکه‌های R1 و R3 را می‌توان به صورت زیر پیکربندی کرد:

R2(config)# ip route 172.16.3.0 255.255.255.0 Serial0/0/0
R2(config)# ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 Serial0/0/1
  • تمامی مسیرهای استاتیک که قبلاً با استفاده از Next-Hop پیکربندی شده‌اند، باید حذف شوند.
  • پس از پیکربندی جدید، R2 دو مسیر استاتیک خواهد داشت که بلافاصله قابل استفاده هستند.

جدول مسیریابی R2 پس از پیکربندی مسیر استاتیک

R2 Routing Table After the Static Route Is Configured

نکته مهم درباره استفاده از اینترفیس خروجی در مسیرهای استاتیک

توجه:

  • مسیرهای استاتیک مستقیماً به عنوان “Directly Connected” در جدول نمایش داده می‌شوند.
  • از نظر فنی، این مسیرها به‌طور مستقیم متصل نیستند، اما از دید R2، اینترفیس خروجی بلافاصله برای ارسال بسته‌ها مشخص است.
  • استفاده از پارامتر Exit Interface به‌جای Next-Hop باعث کاهش سربار پردازشی می‌شود، زیرا نیازی به جستجوی Recursive Lookup نیست.
  • به‌طور کلی، هنگام پیکربندی مسیرهای استاتیک و مسیرهای پیش‌فرض، استفاده از اینترفیس خروجی روش بهتری محسوب می‌شود.

پیکربندی Default Route در IPv4 (IPv4 Default Route Configuration)

IPv4 Static and Default Routing Topology

مسیر پیش‌فرض (Default Route) نوع خاصی از مسیر استاتیک است که برای نمایش تمام مسیرهایی که هیچ تطابق خاصی در جدول مسیریابی ندارند، استفاده می‌شود.
به عبارت دیگر، اگر هیچ مسیر خاص‌تری در جدول مسیریابی وجود نداشته باشد، Default Route انتخاب می‌شود.

در مثال زیر، آدرس مقصد یک بسته ممکن است با چندین مسیر در جدول مسیریابی مطابقت داشته باشد.
برای مثال، در جدول مسیریابی زیر دو مسیر استاتیک وجود دارد:

S   172.16.1.0 is directly connected, Serial0/0/0
S   172.16.0.0/16 is directly connected, Serial0/0/1

اگر بسته‌ای به مقصد 172.16.1.10 ارسال شود، هر دو مسیر ممکن است مطابقت داشته باشند.
اما 172.16.1.0/24 مسیر خاص‌تری است، زیرا 24 بیت از آدرس مقصد را تطبیق می‌دهد.
در مقابل، مسیر 172.16.0.0/16 فقط 16 بیت ابتدایی آدرس را پوشش می‌دهد.
بنابراین، روتر همیشه مسیر خاص‌تر را انتخاب می‌کند.

دستور پیکربندی Default Route

Default Route تمام بسته‌ها را دریافت می‌کند. این مسیر که Quad-Zero Route نیز نامیده می‌شود، به صورت 0.0.0.0/0 تعریف می‌شود. ساختار کلی دستور ip route برای مسیر پیش‌فرض به شکل زیر است:

Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 {ip-address | exit-interface}

در توپولوژی بالا، HQ یک اتصال به اینترنت دارد.
بنابراین، در R2، مسیر پیش‌فرض می‌تواند به HQ اشاره کند تا ترافیک خارج از شبکه را هدایت کند.

پیکربندی Default Route در R2

R2(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 serial 0/1/0

اکنون، R2 یک Default Route در جدول مسیریابی خود خواهد داشت.
این Default Route به‌عنوان “Gateway of Last Resort” نشان داده می‌شود.

جدول مسیریابی R2 پس از پیکربندی Default Route

R2 Routing Table After the Default Route Is Configured

پیکربندی مسیر Default Route در R1 و R3

از دید R1 و R3، R2 مسیر پیش‌فرض (Default Route) است.
دستورات زیر Default Route را در R1 و R3 تنظیم می‌کنند:

R1(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 serial 0/0/0
R3(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 serial 0/0/1

جدول مسیریابی R1 و R3 پس از پیکربندی Default Route

R1 and R3 Routing Tables After the Default Route Is Configured

مشکل ارتباطی بین HQ و کلاینت‌ها

R2 اکنون یک مسیر به HQ دارد و هر ترافیکی که مقصد مشخصی ندارد را به HQ ارسال می‌کند.
اما HQ مسیر برگشتی به R1، R2 و R3 را ندارد.

در این وضعیت:

  • کلاینت‌های PC1، PC2 و PC3 نمی‌توانند به آدرس 10.10.10.1 در HQ Ping بزنند.
  • HQ درخواست‌های ICMP را دریافت می‌کند اما نمی‌تواند پاسخ را ارسال کند، زیرا مسیری به 172.16.3.0/24 ندارد.
  • بنابراین، HQ بسته‌ها را Drop می‌کند.

 Traceroute ناموفق از PC1 به HQ

A Failed traceroute from PC1 to HQ

در بخش بعدی، HQ با مسیرهای استاتیک پیکربندی می‌شود تا مسیریابی کامل شود.

پیکربندی مسیر استاتیک خلاصه‌شده در IPv4 (IPv4 Summary Static Route Configuration)

پیش از پیکربندی پنج مسیر استاتیک جداگانه برای هرکدام از شبکه‌ها ، توجه داشته باشید که:

  • شبکه‌های 172.16.x.x می‌توانند در یک مسیر خلاصه شوند.
  • شبکه‌های 192.168.x.x نیز می‌توانند در یک مسیر خلاصه شوند.

در زیر مثال محاسبه خلاصه‌سازی مسیر استاتیک برای HQ را نشان می‌دهیم.

مثال محاسبه مسیر خلاصه‌شده برای مسیرهای استاتیک HQ

Summary Route Calculation for HQ Static Routes

مسیر خلاصه‌شده برای شبکه‌های 172.16 برابر با 172.16.0.0/22 است، زیرا این سه آدرس شبکه، 22 بیت مشترک دارند.

  • این مسیر استاتیک خلاصه‌شده شامل شبکه 172.16.0.0/24 نیز می‌شود.

مسیر خلاصه‌شده برای شبکه‌های 192.168 برابر با 192.168.0.0/23 است، زیرا این دو آدرس شبکه، 23 بیت مشترک دارند.

پیکربندی HQ با دو مسیر استاتیک خلاصه‌شده

به جای پیکربندی پنج مسیر استاتیک مجزا، می‌توان HQ را با دو مسیر استاتیک خلاصه‌شده پیکربندی کرد:

HQ(config)# ip route 172.16.0.0 255.255.252.0 Serial0/0/0
HQ(config)# ip route 192.168.0.0 255.255.254.0 Serial0/0/0

اکنون، PC1 می‌تواند ترافیک خود را به HQ ارسال کند.

Traceroute موفق از PC1 به HQ

A Successful traceroute from PC1 to HQ

اکنون Traceroute موفقیت‌آمیز است، زیرا HQ مسیر بازگشتی به شبکه PC1 را دارد.

جدول مسیریابی HQ پس از پیکربندی مسیرهای استاتیک خلاصه‌شده

HQ Routing Table with IPv4 Summary Static Routes

مسیریابی استاتیک در IPv6 (IPv6 Static Routing)

مسیریابی استاتیک در IPv6 مشابه مسیریابی استاتیک در IPv4 است. می‌توانیم از همان توپولوژی استفاده کنیم و فقط آدرس‌دهی را به IPv6 تغییر دهیم.

توپولوژی مسیریابی استاتیک و پیش‌فرض در IPv6 (Static and Default Routing IPv6 Topology)

Static and Default Routing IPv6 Topology

جدول زیر طرح‌بندی آدرس‌دهی IPv6 مورد استفاده در توپولوژی شکل بالا را نمایش می‌دهد.

جدول طرح‌بندی آدرس‌دهی IPv6 (IPv6 Addressing Scheme)

IPv6 Addressing Scheme

نکته مهم درباره آدرس‌دهی خودکار در PCها

  • آدرس‌دهی IPv6 برای کلاینت‌ها به‌صورت خودکار (Autoconfiguration) تنظیم شده است.
  • آدرس‌های IPv6 به‌صورت دستی تنظیم نشده‌اند تا بتوانید مکانیزم EUI-64 را بررسی کنید.
  • اگر از شبیه‌ساز استفاده می‌کنید، توصیه می‌شود آدرس‌های ساده‌تری مانند 2001:DB8:1:3::A/64 را برای PC1 تنظیم کنید. این کار تجربه ارسال Ping را بهبود می‌بخشد.

پیکربندی مسیر استاتیک در IPv6 (IPv6 Static Route Configuration)

ساختار کلی دستور ipv6 route برای مسیریابی استاتیک در IPv6 مشابه IPv4 است:

Router(config)# ipv6 route ipv6-prefix/prefix-length {ipv6-address | exit-interface} [administrative-distance]

دستورات زیر R2 را برای مسیرهای استاتیک به شبکه‌های R1 و R3 پیکربندی می‌کند:

R2(config)# ipv6 route 2001:DB8:1:3::/64 Serial0/0/0
R2(config)# ipv6 route 2001:DB8:1:A1::/64 Serial0/1/0

پس از اجرای دستور show ipv6 route در R2، مسیرهای جدید در جدول مسیریابی نمایش داده می‌شوند.

جدول مسیریابی R2 پس از پیکربندی مسیرهای استاتیک

R2 IPv6 Routing Table After Static Routes Are Configured

پیکربندی Default Route در IPv6 (IPv6 Default Route Configuration)

ساختار دستور Default Route در IPv6

برای پیکربندی یک Default Route در IPv6، از دستور زیر استفاده می‌شود:

Router(config)# ipv6 route ::/0 {ipv6-address | exit-interface}
  • مشابه 0.0.0.0/0 در IPv4، در IPv6 نشانه :: بیانگر همه آدرس‌ها یا مقدار صفر است.
  • مقدار /0 نشان‌دهنده هر طول پیشوندی (Prefix Length) ممکن است.

پیکربندی Default Route برای R1، R2 و R3

با استفاده از توپولوژی قبلی، می‌توان R1، R2 و R3 را به صورت زیر پیکربندی کرد:

R1(config)# ipv6 route ::/0 serial 0/0/0
R2(config)# ipv6 route ::/0 serial 0/1/0
R3(config)# ipv6 route ::/0 serial 0/0/1

در جدول مسیریابی R1، R2 و R3 پس از پیکربندی مسیرهای پیش‌فرض نشان داده شده است.

مسیرهای پیش‌فرض در جدول‌های مسیریابی R1، R2 و R3

Default Routes in the Routing Tables for R1, R2, and R3

پیکربندی مسیر استاتیک خلاصه‌شده در IPv6 (IPv6 Summary Static Route Configuration)

مشابه مسیریابی استاتیک در IPv4، می‌توان HQ را به جای چندین مسیر جداگانه، با دو مسیر استاتیک خلاصه‌شده برای شبکه‌های R1، R2 و R3 پیکربندی کرد.

محاسبه مسیر خلاصه‌شده

مثال زیر اولین چهار **هگزت (64 بیت) از **5 مسیر مختلف را در قالب باینری نمایش می‌دهد تا مسیرهای خلاصه‌شده محاسبه شوند.

مثال محاسبه مسیرهای خلاصه‌شده برای HQ

Summary Route Calculation for HQ Static Routes

خلاصه‌سازی برای شبکه‌های 2001:DB8:1::/64 و 2001:DB8:1:3::/64

2001:DB8:0001:0000:0000:0000:0000:0000
2001:DB8:0001:0003:0000:0000:0000:0000

نتیجه: مسیر خلاصه‌شده 2001:DB8:1::/62 است، زیرا 62 بیت اول مشترک هستند.

خلاصه‌سازی برای شبکه‌های 2001:DB8:1:A0::/64 و 2001:DB8:1:A1::/64

2001:DB8:0001:00A0:0000:0000:0000:0000
2001:DB8:0001:00A1:0000:0000:0000:0000

نتیجه: مسیر خلاصه‌شده 2001:DB8:1:A0::/63 است، زیرا 63 بیت اول مشترک هستند.

پیکربندی HQ با مسیرهای استاتیک خلاصه‌شده

اکنون می‌توان HQ را فقط با دو مسیر خلاصه‌شده به‌جای مسیرهای مجزا پیکربندی کرد:

HQ(config)# ipv6 route 2001:DB8:1::/62 Serial0/0/0
HQ(config)# ipv6 route 2001:DB8:1:A0::/63 Serial0/0/0

جدول مسیریابی HQ پس از پیکربندی مسیرهای استاتیک خلاصه‌شده

HQ Routing Table with IPv6 Summary Static Routes

  • مسیرهای پیش‌فرض در R1، R2 و R3 به‌درستی تنظیم شده‌اند.
  • HQ فقط با دو مسیر خلاصه‌شده می‌تواند به تمام شبکه‌های داخلی دسترسی داشته باشد.
  • خلاصه‌سازی مسیرها باعث کاهش تعداد ورودی‌های جدول مسیریابی شده و کارایی شبکه را بهبود می‌بخشد.
برچسب ها
5 روز پیش
0 خواندن این مطلب 8 دقیقه زمان میبرد

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا