Маршрутизация в Windows: основы

Маршрутизация в WindowsМаршрутизация в Windows
Маршрутизация – это процесс передачи IP-трафика адресатам в сети, то есть процесс передачи пакетов от хоста-источника к  хосту-адресату через промежуточные маршрутизаторы. Изучая эту статью предполагается что вы изучили материал основы компьютерных сетей.

Изучим как работает маршрутизация в Windows, что бы понять как она работает, а не просто прочитать и забыть, вам необходимо несколько виртуальных машин, а именно:

  • ВМ с Windows XP.
  • 2 ВМ с Windows Server 2003.

Учтите, что при настройке виртуальных машин, в настройках сети нужно указать «Внутренняя сеть» и задать одинаковое имя сети для всех машин.

Если вы не поленитесь и установите три виртуальные машины, а так же изучите этот материал до конца, то у вас будет практическое понимание работы сети в операционных системах семейства Windows.

Для простоты передачи данных хост-источник и маршрутизатор принимают решения о передаче пакетов на основе своих таблиц IP-маршрутизации. Записи таблицы создаются при помощи:

  1. Программного обеспечения стека TCP/IP.
  2. Администратора, путем конфигурирования статических маршрутов.
  3. Протоколов маршрутизации, одним из которых является протокол передачи маршрутной информации – RIP.

По сути, таблица маршрутизации – это база данных, которая хранится в памяти всех IP-узлов. Цель таблицы IP-маршрутизации это предоставление IP-адреса назначения для каждого передаваемого пакета для следующего перехода в сети.

Пример маршрутизации в Windows

Допустим, у нас есть три узла:

  • Windows XP.
  • Windows Server 2003 – 1.
  • Windows Server 2003 – 2.

Хост XP имеет один сетевой адаптер (интерфейс) с IP-адресом 192.168.0.2 и маской подсети 255.255.255.0. Маршрутизатор Server1 имеет два интерфейса с IP-адресами 192.168.0.1 и 192.168.1.1 и масками подсети 255.255.255.0. Маршрутизатор Server2 также имеет 2 сетевых адаптера с IPадресами 192.168.1.2 и 192.168.2.1 и масками подсети 255.255.255.0. Таким образом, мы имеем 3 сети: сеть с IP-адресом 192.168.0.0 (Net 1), сеть с IP-адресом 192.168.1.0 (Net 2), сеть с IP-адресом 192.168.2.0 (Net 3).

Схема сети

Таблица маршрутизации

Таблица маршрутизации по умолчанию создается на узле автоматически с помощью программного обеспечения стека TCP/IP.

При настройке сетевого подключения на хосте XP были статически заданы IP-адрес 192.168.0.2 и маска подсети 255.255.255.0, основной шлюз задан не был. Программное обеспечение стека TCP/IP автоматически создало таблицу маршрутизации по умолчанию.

Что бы просмотреть таблицы маршрутизации на узле XP выполним команду route print в командной строке (Пуск -> Выполнить -> cmd).

Простая таблица маршрутизации

Таблица маршрутизации содержит для каждой записи следующие поля: Сетевой адрес (Network Destination), Маска сети (Netmask), Адрес шлюза (Gateway), Интерфейс (Interface) и Метрика (Metric). Разберем каждое поле подробнее.

Сетевой адрес. Поле определяет диапазон IP-адресов достижимых с использованием данной таблицы.

Маска сети. Битовая маска, которая служит для определения значащих разрядов в поле Сетевой адрес. Маска состоит из непрерывных единиц и нулей, отображается в десятичном коде. Поля Сетевой адрес и Маска определяют один или несколько IP-адрес.

Адрес шлюза. В этом поле содержаться IP-адрес, по которому должен быть направлен пакет, если он соответствует данной записи таблицы маршрутизации.

Интерфейс. Данное поле содержит адрес логического или физического интерфейса, используемого для продвижения пакетов, соответствующих данной записи таблицы маршрутизации.

Метрика. Используется для выбора маршрута, в случае если имеется несколько записей, которые соответствуют одному адресу назначения с одной и той же маской, то есть в случае если одного адресата можно достичь разными путями, через разные маршруты. При этом, чем меньше значение метрики тем короче маршрут.

На начальном этапе работы (т.е. с таблицами маршрутизации по умолчанию) маршрутизатор (хост) знает только, как достичь сетей, с которыми он соединен непосредственно. Пути в другие сети могут быть «выяснены» следующими способами:

  • с помощью статических маршрутов;
  • с помощью маршрутов по умолчанию;
  • с помощью маршрутов, определенных протоколами динамической маршрутизации.

Рассмотрим каждый из способов по порядку.

Статическая маршрутизация

Статические маршруты задаются вручную. Плюс статических маршрутов в том, что они не требуют рассылки широковещательных пакетов с маршрутной информацией, которые занимают полосу пропускания сети.

Минус статических маршрутов состоит в том, что при изменении топологии сети администратор должен вручную изменить все статические маршруты, что довольно трудоемко, в случае если сеть имеет сложную структуру с большим количеством узлов.

Второй минус заключается в том, что при отказе какого-либо канала статический маршрут перестанет работать, даже если будут доступны другие каналы передачи данных, так как для них не задан статический маршрут.

Но вернемся к нашему примеру. Наша задача, имя исходные данные, установить соединения между хостом XP и Server2 который находится в сети Net3, то есть нужно что бы проходил пинг на 192.168.2.1.

Начнем выполнять на хосте XP команды ping постепенно удаляясь от самого хоста. Выполните в Командной строке команды ping для адресов 192.168.0.2, 192.168.0.1, 192.168.1.1.

Мы видим, что команды ping по адресу собственного интерфейса хоста XP и по адресу ближайшего интерфейса соседнего маршрутизатора Server1 выполняются успешно.

Пинг узла на себя

Пинг на Server1

Однако при попытке получить ответ от второго интерфейса маршрутизатора Server1 выводится сообщение «Заданный узел недоступен» или «Превышен интервал ожидания для запроса».

Пинг на сервер 2

Это связано с тем, что в таблице маршрутизации по умолчанию хоста XP имеются записи о маршруте к хосту 192.168.0.2 и о маршруте к сети 192.168.0.0, к которой относится интерфейс маршрутизатора Server1 с адресом 192.168.0.1. Но в ней нет записей ни о маршруте к узлу 192.168.1.1, ни о маршруте к сети 192.168.1.0.

Добавим в таблицу маршрутизации XP запись о маршруте к сети 192.168.1.0. Для этого введем команду route add с необходимыми параметрами:

route add [адресат] [mask маска] [шлюз] [metric метрика] [if интерфейс]

Параметры команды имеют следующие значения:

  • адресат — адрес сети или хоста, для которого добавляется маршрут;
  • mask — если вводится это ключевое слово, то следующий параметр интерпретируется как маска подсети, соответственно маска — значение маски;
  • шлюз — адрес шлюза;
  • metric — после этого ключевого слова указывается метрика маршрута до адресата (метрика);
  • if — после этого ключевого слова указывается индекс интерфейса, через который будут направляться пакеты заданному адресату.

Индекс интерфейса можно определить из секции Список интерфейсов (Interface List) выходных данных команды route print.

Выполним команду route print.
Команда route print

Теперь мы видим , что хост XP имеет два интерфейса: логический интерфейс замыкания на себя (Loopback) и физический интерфейс с сетевым адаптером Intel(R) PRO/1000. Индекс физического интерфейса – 0x2.

Теперь, зная индекс физического интерфейса, на хосте добавьте нужный маршрут, выполнив следующую команду:

route add 192.168.1.0 mask 255.255.255.0 192.168.0.1 metric 2 if 0x2

Данная команда сообщает хосту XP о том, что для того, чтобы достичь сети 192.168.1.0 с маской 255.255.255.0, необходимо использовать шлюз 192.168.0.1 и интерфейс с индексом 0x2, причем сеть 192.168.1.0 находится на расстоянии двух транзитных участка от хоста XP.

Выполним пинг на 192.168.1.1 и убедимся, что связь есть.

Продолжим пинговать серверы, теперь проверьте отклик от второго маршрутизатора, присоединенного к сети Net2 (Server2). Он имеет IP-адрес 192.168.1.2.

Получаем сообщение «Превышен интервал ожидания запроса». В данном случае это означает что наш хост XP знает как отправлять данные адресату, но он не получает ответа.

Это происходит по тому, что хост Server2 не имеет информации о маршруте до хоста 192.168.0.1 и до сети 192.168.0.0 соответственно, поэтому он не может отправить ответ.

Для этого необходимо выполнить команду route add с соответствующими параметрами, однако сначала необходимо узнать индекс интерфейса с адресом 192.168.1.2.

На Server2 выполним команду route print и посмотрим индекс первого физического интерфейса. Далее, с помощью команды route add добавьте на Server2 маршрут до сети Net1, аналогично тому, как мы добавляли маршрут хосту XP.
В моем случае это команда:

route add 192.168.0.0 mask 255.255.255.0 192.168.1.1 metric 2 if 0x10003

0x10003 — это индекс физического интерфейса сервера 2.

Индекс физического интерфейса

Индекс физического интерфейса может быть разным, обязательно обращайте на него внимание.

После того, как удостоверитесь в наличии связи между узлами XP и Server2, выполните команду ping 192.168.2.1, т.е. проверьте наличие маршрута узла XP до сети Net3 (192.168.2.1 – IP-адрес маршрутизатора Server2 в сети Net3).

Вместо ответа вы получите сообщение «Заданный узел недоступен». С этой проблемой мы сталкивались еще в самом начале лабораторной работы, машина XP не знает путей до сети 192.168.2.0.

Добавьте в таблицу маршрутизации хоста XP запись о маршруте к сети 192.168.2.0. Это можно сделать путем ввода в командной строке хоста XP команды route add с соответствующими параметрами:

route add 192.168.2.0 mask 255.255.255.0 192.168.0.1 metric 3 if 0x2

Я не буду подробно описывать как полностью настроить статическую маршрутизацию между узлами, думаю что суть ясна. Если у вас появились вопросы — задавайте их в комментариях.

Маршрутизация по умолчанию

Второй способ настройки маршрутизации в Windows — то маршрутизация по умолчанию.

Для маршрутизации по умолчанию необходимо задать на всех узлах сети маршруты по умолчанию.

Для добавления такого маршрута на хосте XP выполните следующую команду:

route add 0.0.0.0 mask 0.0.0.0 192.168.0.1 metric 2 if 0x10003

Эта команда сообщает хосту XP о том, что для того, чтобы достичь любой сети, маршрут к которой отсутствует в таблице маршрутизации, необходимо использовать шлюз 192.168.0.1 и интерфейс с индексом 0x10003.

Это так называемый маршрут по умолчанию.

Проверьте работоспособность с помощью команды ping.

Динамическая маршрутизация, протокол RIP

Протокол RIP (Routing Information Protocol или Протокол передачи маршрутной информации) является одним из самых распространенных протоколов динамической маршрутизации.

Его суть заключается в том, что маршрутизатор использующий RIP передает во все подключенные к нему сети содержимое своей таблицы маршрутизации и получает от соседних маршрутизаторов их таблицы.

Есть две версии протокола RIP. Версия 1 не поддерживает маски, поэтому между сетями распространяется только информация о сетях и расстояниях до них. При этом для корректной работы RIP на всех интерфейсах всех маршрутизаторов составной сети должна быть задана одна и та же маска.

Протокол RIP полностью поддерживается только серверной операционной системой, тогда как клиентская операционная система (например, Windows XP) поддерживает только прием маршрутной информации от других маршрутизаторов сети, а сама передавать маршрутную информацию не может.

Настраивать RIP можно двумя способами:

  • В графическом режиме с помощью оснастки “Маршрутизация и удаленный доступ”.
  • В режиме командной строки с помощью утилиты netsh.

Рассмотрим настройку в режиме командной строки с помощью утилиты netsh.

Netsh – это утилита командной строки и средство выполнения сценариев для сетевых компонентов операционных систем семейства Windows (начиная с Windows 2000).

Введите в командной строке команду netsh, после появления netsh> введите знак вопроса и нажмите Enter, появиться справка по команде.

Введите последовательно команды:

  1. routing
  2. Ip
  3. rip
  4. ?

Вы увидите, что среди доступных команд этого контекста есть команда add interface, позволяющая настроить RIP на заданном интерфейсе. Простейший вариант этой команды – add interface «Имя интерфейса».

Если ввести в Windows XP в контексте netsh routing ip rip команду add interface "Net1", то получим сообщение «RIP должен быть установлен первым». Дело в том, что Установить RIP можно только в серверной операционной системе. В Windows Server 2003 в RIP включается в оснастке «Маршрутизация и удаленный доступ» (Пуск –> Программы –> Администрирование –> Маршрутизация и удаленный доступ). Таким образом, включить RIP в нашем случае можно только на маршрутизаторах Server1 и Server2.

Настроим RIP на Server1. Но сначала нужно выключит брандмауэр.

Теперь в оснастке «Маршрутизация и удаленный доступ» в контекстном меню пункта SERVER1 (локально) выберите пункт «Настроить и включить Маршрутизация ЛВСНастроить и включить маршрутизацию и удаленный доступмаршрутизацию и удаленный доступ».

В появившемся окне мастера нажмите «Далее».
Мастер установки сервера и удаленной маршрутизации

На следующем этапе выберите «Особая конфигурация» и нажмите «Далее».
Особая конфигурация

После чего нужно выбрать «Маршрутизация ЛВС» и завершить работу мастера.
Маршрутизация ЛВС

То же самое нужно выполнить на Server2.

Настройка через оснастку

В контекстном меню вкладки «Общие» (SERVER1 –> IP-маршрутизация –> Общие) нужно выбрать пункт «Новый протокол маршрутизации».

Новый протокол маршрутизации

Затем выделяем строку «RIP версии 2 для IP».
RIP версии 2 для IP
В контекстном меню появившейся вкладки «RIP» выберите «Новый интерфейс». Выделите строку «Подключение по локальной сети» и нажмите ОК.
Новый интерфейс RIP
Перед вами появиться окно.
Свойства интерфейса RIP

В появившемся окне необходимо задать следующие настройки:

  • Режим работы –> Режим периодического обновления.
  • Протокол для исходящих пакетов –> Для RIP версии 1.
  • Протокол входящих пакетов –> Только для RIP версии 1.

Оставьте оставшиеся настройки по умолчанию и нажмите ОК.

Далее необходимо выполнить эти действия для второго сетевого интерфейса.

После выполните те же действия для Sever2.

Проверьте, с помощью команды ping, работу сети.

Проверка работы сет ping

Поздравляю! Маршрутизация в Windows изучена.


Анатолий Бузов
Анатолий Бузов / автор материала / об авторе / услуги / проекты

Обучаю HTML, CSS, PHP. Создаю и продвигаю сайты, скрипты и программы. Занимаюсь информационной безопасностью. Рассмотрю различные виды сотрудничества.


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *