MODUŁ 09

Routing i podłączenie LAN do internetu

PPrezentacja dla nauczyciela

Dwie sieci widzą się dopiero, gdy coś między nimi zna drogę. Tym czymś jest router — ze statyczną trasą albo protokołem dynamicznym.

Trasy statyczne, RIP i OSPF

Metoda	Kiedy	Przykład
Trasa statyczna	małe, stabilne sieci; łącze do operatora	wpis ręczny: sieć–maska–następny skok
RIP	nauka zasad, małe sieci	metryka = liczba skoków
OSPF	większe sieci firmowe	metryka = koszt łącza

Trzy adresy na routerze. Każdy interfejs LAN ma własny adres IP (bramę swoich hostów), interfejs WAN dostaje adres operatora, a NAT podmienia adresy prywatne na publiczny przy wyjściu. Prywatne zakresy IPv4 nie są przeznaczone do globalnego routowania — operatorzy zazwyczaj filtrują ruch z takim adresem źródłowym, a odpowiedzi z internetu nie da się standardowo skierować do prywatnego adresu hosta w odizolowanej sieci. Podmianę wielu adresów prywatnych na jeden publiczny (po portach) nazywamy PAT (NAT Overload, Maskarada). W typowej sieci domowej to NAT/PAT pozwala wielu urządzeniom korzystać ze wspólnego publicznego adresu IPv4 — bez niego odpowiedzi z internetu nie miałyby dokąd wrócić. NAT nie jest jednak warunkiem routowania w każdej architekturze: host z publicznym, routowalnym adresem rozmawia z internetem bez translacji.

Trasa domyślna 0.0.0.0/0 mówi: wszystko, czego nie ma w tablicy routingu, wyślij do operatora. Dlatego komputer w LAN potrzebuje tylko jednej bramy — routera, który zna resztę drogi.

Gdy w zadaniu łączysz dwa routery ze sobą, każdy z nich widzi tylko sieci podpięte bezpośrednio do jego własnych portów. Aby Router A wiedział, jak dotrzeć do sieci za Routerem B, dopisujesz trasę statyczną podając trzy parametry: sieć docelową, jej maskę oraz następny skok (next-hop) — czyli adres IP sąsiedniego routera na łączu pomiędzy nimi.

Pole w panelu routera (Static Route)	Co wpisujesz (na przykładzie Routera A)	Typowy błąd na egzaminie
Destination IP / Network	`192.168.20.0` (adres odległej sieci)	wpisanie adresu konkretnego hosta zamiast adresu sieci
Subnet Mask	`255.255.255.0` (maska odległej sieci)	wpisanie maski łącza WAN (`/30`) zamiast maski sieci docelowej
Next Hop / Gateway	`10.0.0.2` (adres sąsiedniego routera)	wpisanie własnego adresu IP (`10.0.0.1`) zamiast adresu sąsiada

1. Do sieci 192.168.20.0/24 prowadzi łącze 10.0.0.0/30. Administrator wpisał w trasie statycznej maskę 255.255.255.252. Jaki będzie skutek?

Trasa wskaże adres sąsiedniego routera jako sieć docelową Router odrzuci wpis, bo maska nie pasuje do łącza WAN Trasa obejmie tylko cztery adresy zamiast całej podsieci Router sam poprawi maskę na podstawie adresu interfejsu

2. Sieć firmowa ma kilkanaście routerów i łącza o bardzo różnej przepustowości. Który mechanizm wybierze drogę przez łącze o najmniejszym koszcie, a nie przez najmniejszą liczbę routerów?

RIP, ponieważ mierzy odległość liczbą kolejnych skoków OSPF, ponieważ jego metryką jest koszt każdego łącza Trasa statyczna, bo administrator wpisuje ją ręcznie Trasa domyślna, bo wskazuje bramę sieci operatora

3. Komputer w sieci LAN ma ustawioną tylko jedną bramę domyślną i potrafi połączyć się z dowolnym adresem w internecie. Co to umożliwia?

Router kieruje pakiety spoza znanych sieci trasą domyślną Komputer sam odnajduje drogę do celu przez protokół OSPF Switch rozsyła każdy pakiet do wszystkich routerów operatora Serwer DNS przekazuje pakiety do właściwej sieci docelowej

NAT i PAT — jak prywatne adresy wychodzą na świat

Router graniczny ma dwie strony: LAN z adresami prywatnymi i WAN z adresem od operatora. Zakresy prywatne (10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16) nie są routowalne w internecie — routery operatorów je odrzucają.

Tłumaczeniem adresów zajmuje się NAT, a jego najczęstsza odmiana to PAT.

Mechanizm	Co podmienia	Kiedy	Nazwy
NAT statyczny (1:1)	jeden adres prywatny ↔ jeden publiczny	serwer, do którego wchodzisz z internetu	NAT, przekierowanie portów (port forwarding)
PAT (wielu na jednego)	wiele adresów prywatnych → jeden publiczny, rozróżniane po numerze portu	cała sieć biura wychodząca na internet	NAT Overload, Maskarada (MASQUERADE)

Nie mieszaj dwóch kierunków. PAT to wyjście wielu hostów na jeden publiczny adres (kierunek do internetu). Przekierowanie portów to wejście z internetu na wybrany port konkretnego hosta w LAN (np. 80 na serwer WWW). Routery domowe robią PAT domyślnie i potocznie nazywają to „NAT".

4. Serwer WWW w sieci LAN ma być dostępny z internetu na porcie 80 pod publicznym adresem routera. Które rozwiązanie należy zastosować?

PAT, czyli tłumaczenie wielu adresów na jeden publiczny Przekierowanie portu 80 na wewnętrzny adres serwera WWW Trasa statyczna wskazująca serwer jako następny skok Drugi adres publiczny przypisany bezpośrednio do switcha

5. Kilka komputerów w biurze korzysta jednocześnie z jednego publicznego adresu IPv4 i każde otrzymuje poprawne odpowiedzi. Co umożliwia rozróżnienie ich połączeń?

Adres MAC dopisany do nagłówka każdego pakietu IP Numer VLAN przypisany do każdego z komputerów w sieci Osobna trasa statyczna utworzona dla każdego z hostów Numer portu źródłowego zapisany w tablicy translacji

6. Host z publicznym, routowalnym adresem IPv4 jest podłączony bezpośrednio do sieci operatora. Czy do komunikacji z internetem wymaga translacji adresów?

Tak, każdy host musi przejść przez NAT lub PAT Tak, bez NAT odpowiedzi nie wrócą do tego hosta Nie, może rozmawiać z internetem bez translacji Nie, ale tylko gdy korzysta z zakresu prywatnego

Router-on-a-stick

Jeden fizyczny interfejs routera obsługuje wiele VLAN-ów: pomiędzy switchem a routerem puszczasz jeden kabel w trybie trunk (802.1Q), a na routerze tworzysz wirtualne podinterfejsy (np. eth0.10, eth0.20 lub przypisujesz adresację do interfejsów VLAN w GUI).

Każdy podinterfejs ma własny tag 802.1Q oraz adres IP będący bramą domyślną dla komputerów w danym VLAN-ie.

Dlaczego między VLAN-ami nie potrzeba dodatkowych tras? Ponieważ oba podinterfejsy (.10 i .20) znajdują się na tym samym routerze. Dla routera są to sieci podłączone bezpośrednio (Directly Connected) — gdy tylko podniesiesz interfejsy i nadasz im adresy IP, router automatycznie zacznie przekazywać pakiety między VLAN 10 a VLAN 20.

7. Switch ma połączyć się z routerem jednym kablem i przenosić ruch z VLAN 10 oraz VLAN 20. Jak skonfigurować port switcha po stronie routera?

Jako access w VLAN 10, a VLAN 20 osobnym kablem Jako trunk 802.1Q z dopuszczonymi oboma VLAN-ami Jako access w VLAN 20, bo oba VLAN-y się połączą razem Jako port mirroring kopiujący ramki do routera

8. Komputery z VLAN 10 mają bramę 192.168.10.1, a z VLAN 20 bramę 192.168.20.1. Gdzie trzeba skonfigurować te adresy, aby routing między VLAN-ami działał?

Na obu portach access switcha połączonych z routerem Na porcie trunk, któremu nie nadano żadnego adresu IP Na serwerze DHCP obsługującym obie sieci lokalne Na dwóch podinterfejsach routera, z tagami 802.1Q

9. Router ma dwa podinterfejsy z adresami 192.168.10.1/24 i 192.168.20.1/24. Dlaczego nie trzeba dodawać tras statycznych między tymi sieciami?

Obie sieci są podłączone bezpośrednio do jego interfejsów Obie sieci należą do tego samego zakresu adresów prywatnych Switch samodzielnie wykonuje routing pomiędzy VLAN-ami Trasa domyślna operatora obsługuje cały ruch wewnętrzny