Учебный курс ZyXEL Сетевые протоколы и алгоритмы, используемые в оборудовании ZyXEL
.pdf
Таблица фильтрации
Откуда коммутатор знает, к какому порту подключен тот или иной получатель?
Таблица фильтрации: |
|
коммутатор |
||
|
|
|
|
|
|
Порт |
MAC-адрес |
|
|
|
1 |
00:fa:33:01:02:03 |
порт 1 |
порт 2 |
|
2 |
03:dd:23:a1:b2:c0 |
||
|
|
|
||
|
... |
... |
|
|
|
|
00:fa:33:01:02:03 |
03:dd:23:a1:b2:c0 |
|
12
Типы рассылок
MAC-адрес получателя
●Одноадресная рассылка (Unicast)
●Групповая рассылка (Multicast)
восьмой бит MAC-адреса установлен в единицу
●Широковещательная рассылка – всем узлам (Broadcast) MAC-адрес имеет вид ff:ff:ff:ff:ff:ff, все биты установлены в единицу
13
|
Глобальные сети |
Почему Ethernet не годится для построения глобальных сетей? |
|
Потому что каждый коммутатор должен содержать таблицу |
|
всех MAC-адресов сети, а в глобальной сети миллионы узлов. |
|
Глобальная сеть строится объединением локальных сетей с |
|
помощью маршрутизаторов. |
|
маршрутизатор |
LAN |
|
|
LAN |
LAN |
|
|
|
LAN |
маршрутизатор |
|
14
Сетевые адреса
Помимо локального MAC-адреса каждому узлу сети назначается сетевой адрес, который состоит из двух частей: адреса сети и адреса узла.
сетевой адрес
адрес сети |
адрес узла |
15
IP-адрес и маска
IP – Internet Protocol, самый распространенный сетевой протокол.
IP адрес имеет длину 4 байта и записывается так:
192 . 168 . 31 . 5
Какая часть IP-адреса отвечает за сеть, а какая за узел, определяется битовой маской.
|
|
полный |
& |
|
адрес |
|
маска |
|
111111 ... 111 |
0000 ... 00 |
|
= |
0000 ... 00 |
адрес сети |
|
16
Таблица маршрутизации
|
|
маршрутизатор |
|
маршрутизатор |
||
192.168.1.1 |
10.3.22.3 |
10.3.24.6 |
10.3.24.40 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
192.168.1.0 |
|
10.3.22.0 |
|
10.3.24.0 |
10.4.0.0 |
|
Сеть |
маска выходной |
следующий |
|
|||
|
|
интерфейс шлюз |
|
|
||
192.168.1.0 |
24 |
eth0 |
|
— |
|
|
10.3.22.0 |
24 |
eth1 |
|
— |
|
|
10.3.24.0 |
24 |
eth2 |
|
— |
|
|
10.4.0.0 |
16 |
eth2 |
|
10.3.24.40 |
|
|
17
Инкапсуляция
Для передачи IP-пакета по локальной сети, он вкладывается внутрь кадра Ethernet. Передача одного пакета в качестве «полезных данных» другого пакета называется инкапсуляцией.
Тип 0x0800 указывает на то, что передается IP.
Кадр Ethernet
MAC |
MAC |
Тип: |
от 46 до 1500 байт |
FCS |
|
получателя |
отправителя |
0x0800 |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Пакет IP |
|
||
|
|
|
|
|
|
Флаги, TTL, |
IP-адрес |
|
IP-адрес |
полезные данные |
|
смещение... |
отправителя |
получателя |
|||
|
|||||
18
|
ARP |
|
192.168.1.20 |
LAN |
192.168.1.21 |
00:14:c2:d8:8b:3e |
|
00:44:32:d7:24:69 |
хочет отправить |
|
|
пакет на адрес |
(всем) «У кого IP-адрес 192.168.1.21?» |
|
192.168.1.21 |
||
|
«У меня IP-адрес 192.168.1.21 и |
|
MAC-адрес 00:44:32:d7:24:69 » |
|
|
|
передача |
|
19
Передача через шлюз
маршрутизатор
|
|
192.168.1.1 |
|
|
10.3.22.3 |
|
|
коммутатор |
00:13:49:23:d3:5e |
|
00:13:49:23:d3:5f |
коммутатор |
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
192.168.1.20 |
|
|
|
10.3.22.30 |
|
A |
00:14:c2:d8:8b:3e |
|
00:14:c2:33:5d:3a |
B |
||
|
|
|
|
|
||
MAC-адреса меняются при передаче пакета из одной локальной сети в другую, а IP-адреса остаются прежними. Именно по ним маршрутизаторы определяют, куда передавать пакет.
Сами маршрутизаторы имеют несколько IP- и MAC-адресов, в зависимости от количества поддерживаемых локальных сетей.
Алгоритм передачи пакета в составной сети с узла A на узел B состоит из следующих шагов:
●Узел A имеет следующие настройки: свой IP-адрес, маску и IP-адрес шлюза по умолчанию. Например, узел A на слайде имеет IP-адрес 192.168.1.20, маску 255.255.255.0 и IP-адрес шлюза 192.168.1.1. Обратите внимание, что при наложении маски на адрес A и адрес шлюза получается одна и та же подсеть: 192.168.1.0.
●Узел A накладывает маску на IP-адрес узла B, которому он хочет отправить пакет. Если получается та же подсеть – 192.168.1.0, узел A использует ARP и доставляет пакет напрямую, по локальной сети.
●Если при наложении маски получается другая подсеть, узел A с помощью ARP определяет MAC-адрес шлюза, и отправляет туда пакет.
●Получив пакет, шлюз видит по IP-адресу назначения, что пакет предназначен не ему, и начинает искать в таблице маршрутизации подходящую запись. В нашем примере, он находит подсеть 10.3.22.0, определяет с помощью ARP MAC-адрес узла с IP-адресом 10.3.22.30, и доставляет пакет по назначению.
20
TTL
В заголовке IP-пакета содержится значение TTL – Time to Live, которое уменьшается на единицу при прохождении маршрутизатора. Когда оно уменьшится до нуля, пакет будет удален. TTL помогает избавить сеть от «заблудившихся» пакетов, ходящих по кругу.
TTL занимает 8 байт.
|
|
|
|
Пакет IP |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TTL |
|
IP-адрес |
|
IP-адрес |
полезные данные |
|
|
отправителя |
получателя |
|||
|
|
|
|
|||
21