HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR AĞLARI LABORATUVARI DENEY 3

Transkript

1 HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR AĞLARI LABORATUVARI DENEY 3 Yönlendiriciler ve Yönlendirici Kurma İşlemlerine Giriş (Routers and Introduction to Router Configuration) ÖN BİLGİ Çok Katmanlı İletişim Alt Kesimi Bilgisayar sistemleri arası veri iletişimi, bu sistemlerden hizmet alan kullanıcılar ya da bunların işlettiği uygulama programları arası (görevler arası) veri aktarımı amacıyla yapılır (Çizim 3.1). İşletim sistemleri, kullanıcılara kolay, hızlı ve güvenli bir işletim hizmeti sunan temel sistem yazılımları olarak, uygulama programlarına, kolay, hızlı ve güvenli bir veri iletişim hizmeti de sunmak durumundadır. TCP/IP bağlamında Dağıtılmış İşlem Bilgisayar-X Bilgisayar-Y Görev-i Socket Sistem Çağrıları İstemci ya da Sunucu Görevden Göreve Mantıksal İletişim İstemci ya da Sunucu Görev-j Socket Sistem Çağrıları TCP/IP Aygıt Sürücü Bilgisayar Ağı TCP/IP Aygıt Sürücü Bilgisayarlar arası Fiziksel İletişim Çizim 3.1. Bilgisayarlar arası Veri İletişimi Bu amaçla geçmişte, bilgisayar ağlarının gelişmesine koşut olarak, işletim sistemlerine veri iletişim alt kesimi eklemek üzere, yoğun araştırma çalışmaları Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010)

2 yürütülmüştür. Veri iletişiminin, doğası gereği değişik marka ve türde bilgisayar arasında yürütülme zorunluluğu nedeniyle, ilgili çalışmalar, öncelikle, bilgisayarlar arası iletişim protokollarına yönelik olmuştur. Bu amaçla, Uluslararası Standartlar Örgütü (ISO) düzeyinde çalışma grupları oluşturulmuş, tüm işletim sistemi üreticilerinin uyacağı ve bu yolla, türü ve markası ne olursa olsun tüm bilgisayar sistemlerinin sorunsuz veri iletişimi yapabilmesine olanak sağlayacak ortak kurallar ve referans yapılar tanımlanmaya çalışılmıştır. Bu çalışmalar sonunda, ISO Referans Modeli diye bilinen bir çerçeve model ortaya çıkmıştır. ISO Referans Modelinde, işletim sistemi veri iletişim alt kesiminin; konumu, işlevi, kullandığı veri birimleri ve alt standartları belirlenmiş yedi değişik katmanda ele alınması önerilmiştir. Bu katmanlar, kullanıcı ile veri iletişim arabirimi arasında yer alan çizgide, fizikselden mantıksala uzanan sıradüzende: Fiziksel, Veri Bağlantı, Ağ, Taşıma, Oturum, Sunuş ve Uygulama olarak adlandırılmaktadır. Uygulama İleti Uygulama TCP Datagram UDP TCP UDP IP Veri Bağlantı Paket IP Veri Bağlantı Çerçeve Çerçeve Veri İletişim Ağı Çizim 3.2. TCP/IP Protokol Katmanları Bu yapıda her katman, her iki yönde (alma ve göndermede) komşu katmanın kendisine aktardığı veri birimine (PDU-Protocol Data Unit), yerine getirmekle yükümlü olduğu işlevi uygulamakta ve işlenmiş veri birimini diğer (alt ya da üst) komşu katmana aktarmaktadır. Bu bağlamda, örneğin uygulama katmanı ileti aktarım işlevini yerine getirirken, taşıma katmanı, iletileri oluşturan kesim lerin verilen sırada ve hatasız aktarılmasını, ağ katmanı bunların, paket ler olarak ağ üzerinde yönlendirilmesini, veri bağlantı katmanı da çerçeve lere dönüştürdüğü paketlerin, fiziksel kanal üzerinden gönderilip alınmasını gerçekleştirmekle yükümlü olmaktadır. Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 2

3 ISO Referans Modeli, uzun ve kapsamlı bir çalışma sonucu ortaya çıkmış ciddi bir çalışma olmakla birlikte, ticari herhangi bir gerçekleştirime konu olmamıştır. Bunun temel nedeni, sözkonusu çalışmalar sürerken, UNIX işletim sisteminin, önerilen modele çok benzer bir yapıya sahip, TCP/IP diye bilinen iletişim alt sisteminin Internet standartı olarak benimsenmesidir. TCP/IP yazılımının Internet standartı olması, diğer işletim sistemi üreticilerini de, ister istemez bu yazılımın yapısını ve protokollarını benimsemeye yöneltmiştir. Günümüzde TCP/IP, yaygın kullanıma sahip işletim sistemlerinin (UNIX, LINUX, Windows), de facto nitelikli iletişim alt sistem standartı olarak kullanılmaktadır. Yönlendirici (Router) Yönlendirici olarak adlandırılan bileşen, bir kurum yerel ağının geniş alan ağına (örneğin Internet e) çıkışını sağlayan bileşendir (Çizim 3.3). Geniş ağların, yönlendiriciler arası bir ağ olduğunu söylemek yanlış olmaz. Yönlendirici, yerel ağa bağlı ayak ya da ayaklarına ulaşan çerçeveler içindeki paketleri açıp, hedef IP (ağ) adreslerine göre, sözkonusu paketleri, ardıl bağlantılardan birine yönlendiren, ardıl bağlantının kullandığı protokola göre yeniden çerçeveleyip diğer bir yönlendiriciye aktaran gereçtir. Bu nedenle, yönlendiricilerin, gerek OSI, gerekse TCP/IP protokollarının ağ (network) katmanında çalıştığı, yönlendirme ve protokol dönüştürmesi yaptığı söylenir. Çizim 3.3. Yönlendiricinin Ağlar içindeki Konumu Yönlendiriciler yönlendirme yapabilmek için bir çizelge tutarlar. Buna yönlendirme çizelgesi (routing table) adı verilir. Bu çizelgede herhangi bir ayaktan gelen hangi paketin hangi ayağa yönlendireceği bilgisi yer alır. Yönlendirme çizelge içerikleri, durgun ya da devingen biçimde günlenebilir. Devingen günlemede, geniş ağda yer Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 3

4 alan yönlendiriciler, (RIP2, BGP gibi) standart protokollarla belirlenen bir biçimde, paket değiş-tokuşu yaparak günlemeleri otomatik olarak gerçekleştiriler. Bu yolla, ağda ortaya çıkan değişikliklere hemen ayak uydurur, trafiği dengelerler. Daha önce de belirtildiği gibi, yerel ağları oluşturmada kullanılan anahtarlar, ikinci katman anahtarlar olarak bilinirler. Bunun nedeni, çerçeveler üzerinde işlem yapmaları çerçeve içeriklerini yorumlamamalarıdır. Anahtarların, bir de üçüncü katman anahtar olarak anılan türleri bulunur. Bu tür anahtarlar çerçeve içeriklerini, başka bir deyişle paketleri açıp kaynak ve özellikle de hedef IP adreslerini yorumlayabilen, bu sayede yönlendirme yapabilen cihazlardır. Ancak anahtar özelliğinde olduklarından, bunların tüm bağlantı ayakları, genelde aynı yerel ağ standartında (örneğin ethernet standartında) çalışır. Ardıl bağlantıları bulunmaz. Bu nedenle protokol dönüştürmesi yapmazlar; yönlendirici gereç olarak, geniş ağa çıkmada kullanılamazlar. Cisco Yönlendiriciler Cisco Yönlendiricilerle ilgili Genel Bilgiler Yönlendiriciler, adanmış (dedicated/embeded) bilgisayar sistemleridir. Bu bağlamda, deneylerde kullanacağınız Cisco yönlendiriciler de IOS adlı özel işletim sistemi altında çalışan adanmış bilgisayar sistemleridir. Bir Cisco yönlendiricinin ana bileşenleri şunlardır: RAM (Random Access Memory): Sistemin ana belleğidir. Yapılandırma bilgileri (running-config), yönlendirme çizelgeleri gibi kimi veri yapılarının işlem sırasında saklandığı ve günlendiği ortamdır. RAM, doğal olarak, yönlendirici kapatıldığında içeriğini kaybeder. NVRAM (Non-Volatile RAM): Yapılandırma kaydının (startup-config) bir kopyasını tutar. İkincil bellek olarak da düşünülebilen bu bellek, yönlendirici kapatıldığında içeriğini kaybetmez. Flash: Sistemin ikinci belleği kapsamında düşünülen bu özel bellek Cisco yönlendiricilerinin işletim sistemi olan IOS yazılımını saklar. Yönlendirici birden fazla IOS sürümünü saklayabilir. ROM: Flash belleğin bozulması ya da burada kayıtlı bir IOS kopyası bulunmaması durumunda IOS, ROM bellekten yüklenir. Ayrıca, işletim sistemini ana belleğe yükleyip başlatan bootstrap programı da burada bulunur. CPU: Ana işlem birimi. Tüm yönlendirici işlevlerine ilişkin görevlerin işletimini sağlar. Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 4

5 Interfaces: Ağ arabirimleri. Bağlantı ayaklarını sürerler. Yerel ve genel ağ arabirimleri ile ve ardıl yönetim bağlantı (Auxiliary-Console) arabirimlerinden oluşur. Yönlendirici Kullanım Modları Yönlendirici, iki ayrı ayrıcalık modunda kullanılabilir. Bunlardan düşük ayrıcalıktakine user, ayrıcalıklı olana, enable modu denir. > imleci, user modu, # imleci ise enable modunu gösterir. router_1> ya da router_1# enable modu kendi içinde değişik ayrıcalık düzeyleri içerir. Bu düzeyler 0 ile 15 arasında numaralandırılır. 0 en düşük ayrıcalıklı (user mode), 15 ise en ayrıcalıklı moddur. Her ayrıcalık düzeyinin izin verdiği farklı işlem kümeleri sözkonusudur. 15. ayrıcalık düzeyine sahip (enable modda çalışan) bir kullanıcı, yönlendirici üzerinde yapılandırma işlemlerini gerçekleştirebilir. Yönlendirici üzerinde yeni bir yapılandırma yapmak isteyen kullanıcının genel yapılandırma moduna (config mode) geçmesi gerekmektedir. Genel yapılandırma modunda kullanıcı, yönlendiricinin adı, IP adres(ler)i gibi özelliklerini değiştirebilir. Yönlendirici üzerinde bulunan arabirimler ya da çalışan görevler (yönlendirme algoritmaları vb.) üzerinde değişiklik yapmak için genel yapılandırma modundan alt yapılandırma moduna geçmek gerekir. Bu modda sadece ilgili arabirim ya da göreve ilişkin özellikler değiştirilebilir. Çizim 3.4. Yönlendirici erişim modları Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 5

6 Kimi IOS Görüntüleme Komutları Yönlendiricilerle ilgili herhangi bir yapılandırma bilgisini görmek için show komutları kullanılır. show komutu ile birlikte kullanılabilecek bir dizi argüman vardır. Bunlardan kimileri aşağıda listelenmiştir: show version : Yönlendirici hakkında genel bilgi sağlar. router_1> show version Cisco Internetwork Operating System Software IOS(tm) C2600 Software (C2600-IS-M), Version 12.2(11)YT2, EARLY DEPLOYMENT RELEASE SOFTWARE (fc1) TAC Support: Copyright (c) by Cisco Systems, Inc. Compiled Thu 27-Feb-03 17:33 by cmong Image text-base: 0x , data-base: 0x818BA404 ROM: System Bootstrap, Version 12.2(7r) [cmong 7r], RELEASE SOFTWARE (fc1) ROM: C2600 Software (C2600-IS-M), Version 12.2(11)YT2, EARLY DEPLOYMENT RELEASE SOFTWARE (fc1) router_1 uptime is 1 day, 47 minutes System returned to ROM by power-on System image file is "flash:c2600-is-mz yt2.bin" cisco 2611XM (MPC860P) processor (revision 0x100) with 60416K/5120K bytes of memory.(yönlendirici modeli) Processor board ID JAE073207TK ( ) M860 processor: part number 5, mask 2 Bridging software. X.25 software, Version (Arabirimler) 2 FastEthernet/IEEE interface(s) 4 Serial(sync/async) network interface(s) 4 Low-speed serial(sync/async) network interface(s) (Bellekler) 32K bytes of non-volatile configuration memory K bytes of processor board System flash (Read/Write) Configuration register is 0x2102 show running-config : Yönlendirici üzerinde o an geçerli olan (ana bellekte yüklü) yapılandırma ayarlarını gösterir. show startup-config : Yönlendirici üzerinde açılış sırasında yüklenecek (NVRAM ortamında saklanan) yapılandırma ayarlarını gösterir. show users : O anda yönlendiriciye bağlı çalışan kullanıcılar hakkında bilgi verir. Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 6

7 router_1# show users Line User Host(s) Idle Location 33 tty 33 idle 00:00:00 *66 vty 0 idle 00:00: Interface User Mode Idle Peer Address (*) işareti, komutu işleten kullanıcı ucunu belirtir. show sessions : O anda, yönlendiricideki telnet oturumları hakkında bilgi verir. dir : Yönlendirici üzerinde bulunan kütük yönetim sistemine ilişkin kütükler ve kılavuzlar hakkında bilgi almak için kullanılır. dir all-filesystems : Yönlendirici üzerinde bulunan bellek birimlerinin içindeki bütün kütük ve kılavuzları listeler. router_1# dir all-filesystems Directory of nvram:/ 25 -rw <no date> startup-config <no date> private-config bytes total (27542 bytes free) Directory of system:/ 10 drwx 0 <no date> its 2 dr-x 0 <no date> memory 1 -rw <no date> running-config 9 dr-x 0 <no date> vfiles No space information available Directory of flash:/ 1 -rw <no date> c2600-is-mz yt2.bin bytes total ( bytes free) Not: Yukarıda örneklenen çıktılar, farklı yönlendiriciler üstünde alınmış örnek çıktılardır; sizin de aynı çıktıları elde edeceğiniz anlamını çıkarmayınız. Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 7

8 DENEY ÇALIŞMALARI Yönlendiriciler Bölüm Ağ Laboratuvarında, bu deney için 10 adet yönlendirici bulunmaktadır. Her bir yönlendirici, iki kişisel bilgisayar ve bir anahtardan oluşan yerel ağı sonladırmaktadır. Yönlendiriciler kendi aralarında halka biçiminde bağlıdır (Çizim 3.5). Console bağlantısı Ağı Çizim 3.5. Deney Ortamı Asistanınızdan, yönlendiricinin enable moduna ilişkin şifreyi aldıktan sonra, ilgili olduğunuz yönlendiriciye console kapısı ile bağlanmak için, bilgisayarınızdaki minicom programını çalıştırınız 1. Ekranda, yönlendiricinin (user modunda) komut satırını göreceksiniz: router_1> ( > işareti user modunda olduğunuzu gösterir.) enable komutunu kullanarak enable moduna geçebilirsiniz. router_1> enable Password: ***** (enable moduna ilişkin şifre) router_1# Görüntüleme İşlemleri enable moduna geçtikten sonra, bir önceki kesimde ( Kimi IOS Görüntüleme Komutları kesiminde) tanımlanan komutları deneyiniz. 1 Bakınız Bilgisayar Ağları Laboratuvarı, Deney-2 Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 8

9 Basit Yapılandırma İşlemleri Deneyin bu kesiminde, her grup, bağlı olduğu yönlendirici üzerinde birkaç basit yapılandırma ayarı değiştirecektir. Yönlendirici üzerinde yapılandırma ayarlarını değiştirmek için, Genel Yapılandırma Moduna geçilmesi gerekir. Enable modundayken configure terminal yazarak bu moda geçilir. Router> enable Password:***** Router# configure terminal Router(config)# Router(config)# imleci yapılandırma (configuration) modunda olduğunuzu gösterir. Bu moddayken yönlendirici üzerinde genel ayarları yapabilirsiniz. (Yönlendiricinin adının değiştirilmesi, yönlendirme tablosu ayarları vb.) hostname komutunu kullanarak yönlendiricinin adını değiştirebilirsiniz. enable password komutunu kullanarak enable moduna geçiş şifresini değiştirebilirsiniz; ancak bunu yapmayınız. Yapılandırma modundayken? damgasını kullanarak diğer komutları ve kısa açıklamalarını bulabilirsiniz. TFTP Kullanımı TFTP (Trivial File Transfer Protocol), FTP nin yalın ve hızlı çalışan bir biçimidir. TCP yerine UDP katmanını kullanır. Bu da işletim hızını arttırır ancak güvenilirliği azaltır. Ayrıca FTP de bulunan bazı özellikler TFTP tarafından desteklenmemektedir. Bu nedenlerle, TFTP programı göreli küçük belleklli sistemlerde tercih edilmektedir. Cisco yönlendiriciler de, kütük aktarımı için TFTP (istemci) uygulamasını kullanmaktadır. Deneyin bu kesiminde, öncelikle grubunuza ait bilgisayarlardan birine TFTP sunucu yazılımını kurunuz. (Örneğin adresinden bir tftp sunucu program bulabilirsiniz) Yönlendirici üzerinde çalışmakta olan yapılandırma ayarları kütüğünü (runningconfig) TFTP sunucuya aktarınız. Bu aşamadan sonra ayarlar üzerinde değişiklik yapabilirsiniz. Bunun için: Router# copy running-config tftp komutunu kullanınız. Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 9

10 Deney sonunda, TFTP sunucuya sakladığınız ayar bilgilerini yeniden yönlendiricinize yükleyeceksiniz. Unutmayınız. Bunun için: Router# copy tftp running-config komutunu kullanınız. Arabirim Yapılandırma İşlemleri Enable modundayken show interfaces komutunu kullanarak yönlendiricinizin sahip olduğu arabirimlerin neler olduğunu belirleyiniz. Genel yapılandırma modundayken bir arabirimin yapılandırma ayarını değiştirmek için interface <arabirim adı> komutunu kullanılarak Alt Yapılandırma Moduna geçilir. Arabirimler üzerinde geçerli olan komutlar, arabirimin türüne göre farklılık gösterir. Alt yapılandırma modundayken? kullanılarak ilgili arabirim için geçerli komutlar listelenebilir. Yönlendiriciniz üzerindeki arabirimler için geçerli komutları inceleyiniz ve birkaçını deneyiniz. Örnek: router_1> enable Password: ***** router_1# configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. router_1(config)# interface FastEthernet 0/0 router_1(config-if)# ip address router_1(config-if)# no shutdown Kaynaklar Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 10