Маршрутизация
Теперь, когда мы знаем как осуществляется адресация, группируются адреса, мы можем изучить процесс маршрутизации.
Правила маршрутизации конечных устройств (хостов)
Конечные устройства, при передаче пакетов, полагаются на следующую логику:
- Если IP адрес получателя находится в той же самой подсети (т.е. относится к тому же номеру сети и принадлежит тому же диапазону) что и IP адрес отправителя, то устройство отправляет пакет напрямую получателю.
- Если IP адрес получателя находится в другой подсети (т.е. относится к другому номеру сети, а значит принадлежит другому диапазону), то устройство отправляет пакет на шлюз по умолчанию (default gateway). Чаще всего это интерфейс маршрутизатора (router).
Как видно из «гифки» (Рисунок 4.5), пакет, предназначенный для ПК2, отправляется напрямую (в этом случае коммутатор не рассматривается, это устройство второго уровня модели OSI и никакое отношение к пакетам не имеет), потому что находится в одной сети с ПК1 (1.0.0.0/8), следовательно красный пакет ПК1 отправит по первому правилу. А пакет, предназначенный для ПК4, ПК1 отправит по второму правилу, т.к. ПК4 находится в другой подсети.
Маршрутизация Router (маршрутизатор)
Освежим некоторые моменты
Маршрутизатор (Router) — сетевое устройство, соединяющее части сети для передачи IP-пакетов. Основная функция роутеров — маршрутизация.
- Все IP адреса в одной группе не должны быть разделены маршрутизатором (router).
- Все IP адреса разделенные маршрутизатором должны быть в разных группах.
Из правил группировки адресов мы можем заключить, что на каждом интерфейсе у маршрутизатора должны быть разные IP адреса, принадлежащее разным номерам сетей (и разные MAC адреса!!).
Прежде чем разобрать большой пример, укажем несколько важных моментов:
- на протяжении всего пути IP пакет не меняется (очень важно!);
- при переходе пакета из одной подсети в другую, меняется фрейм, он является транспортом для переноса пакета внутри одного сегмента сети (очень важно!);
- номера сетей, подключенные к маршрутизатору напрямую, по умолчанию появляются в таблице маршрутизации (очень важно!);
- так же маршруты бывают либо статические,человек сам прописывает их, либо динамические, появившиеся при помощи протоколов маршрутизации (очень важно!).
Следует пояснить некоторые элементы рисунка 4.6. Я старался максимально поиграть с адресацией и выбрал не стандартные номера сетей. Рядом с маршрутизаторами прописан последний октет IP адреса и номер интерфейса, например, 1.20.20.46 — адрес интерфейса fa0/1, на маршрутизаторе R1. Так же на рисунке не показаны MAC адреса, будем вместо них писать имена устройств, а в случае с роутерами, еще и портов. Теперь пошагово разберем путь пакета от компьютера Андрея к веб-серверу.
Шаг 1.
Компьютер Андрея (PC1) формирует пакет с адресом отправителя 10.20.20.110 и адресом получателя 200.20.20.70 (Рисунок 4.7). На протяжении всего пути этот пакет меняться не будет.
На этом же шаге ПК Андрея принимает решение куда пакет смаршрутизировать (передать). Согласно логике описанной выше, пакет будет смаршрутизирован на шлюз по умолчанию (ip адрес получателя принадлежит другому номеру сети). В данном примере шлюзом по умолчанию для ПК Андрея является ip адрес интерфейса fa0/0 (10.20.20.1) принадлежащий R1. Чтобы передать пакет на R1, ПК Андрея будет создавать фрейм указывая свой MAC адрес в качестве отправителя и MAC адрес R1 в качестве получателя. Как и было сказано выше канальный уровень является транспортом для передачи пакета внутри одной подсети (сегмента сети). Вместо MAC адресов используем названия конечных устройств, как было оговорено выше (Рисунок 4.8).
Шаг 2.
R1 принимает фрейм, обрабатывает его, т.к. видит свой MAC адрес. Первым делом происходит проверка целостности фрейма (проверяется контрольная сумма — FCS), это часть процесса деинкапсуляции (так же убирается заголовок канального уровня), после которого остается пакет. Из всего пакета маршрутизатору нужен только IP адрес получателя, по нему он ищет маршрут в свое таблице маршрутизации. Рассмотрим таблицу маршрутизации R1.
Таблица 4.4 Таблица маршрутизации R1
| Номер сети/префикс | Исходящий интерфейс | IP адрес следующего маршрутизатора |
|---|---|---|
| 10.20.20.0/24 | Fa0/0 | N/A |
| 1.20.20.44/30 | Fa0/1 | N/A |
| 130.21.21.24/29 | Fa0/1 | 1.20.20.45 |
| 200.20.20.64/27 | Fa0/1 | 1.20.20.45 |
Первые два маршрута это номера сетей подключенные напрямую к R1, одна подключена к Fa0/0 (10.20.20.0/24), другая к Fa0/1 (1.20.20.44/30). Эти маршруты появляются сами, как только мы назначили адреса на интерфейсы. Остальные два маршрута добавлены статически, т.е. кто-то их туда внес. Третий и четвертый маршруты проходят через R2, именно поэтому мы указываем Fa0/1, как исходящий интерфейс (откуда будет вылетать пакет), и в третьей колонке указываем IP адрес Fa 0/3 на R2. R1 определит, что адрес 200.20.20.70 принадлежит номеру сети 200.20.20.64/27 (четвертая строчка в таблице маршрутизации R1), следовательно надо отправить этот пакет через Fa0/1 на IP адрес 1.20.20.45 ( этот адрес он использует для нахождения MAC адреса следующего маршрутизатора). И так, после того как маршрутизатор определился с маршрутом, он инкапсулирует пакет в новый фрейм (добавляет к пакету новый заголовок и новую контрольную сумму).
Шаг 3.
R2 принимает фрейм, обрабатывает его, т.к. видит свой MAC адрес. Далее аналогично шагу 2 происходит деинкапсуляция, после которой остается пакет. R2 ищет маршрут соответствующий адресу получателя пакета, рассмотрим его таблицу маршрутизации.
Таблица 4.6 Таблица маршрутизации R3
| Номер сети/префикс | Исходящий интерфейс | IP адрес следующего маршрутизатора |
|---|---|---|
| 1.20.20.44/30 | Fa0/3 | N/A |
| 130.21.21.24/29 | Fa0/1 | N/A |
| 10.20.20.0/24 | Fa0/3 | 1.20.20.46 |
| 200.20.20.64/27 | Fa0/1 | 130.21.21.25 |
Опять же первые два маршрута это номера сетей подключенные напрямую. Третий маршрут проходит через R1, соответственно указывается интерфейс маршрутизатора R2, который смотрит в сторону R1 (Fa0/3) и указывается адрес R1. Четвертый маршрут, именно этот подходит для продвижения нашего пакета дальше, указывает что адрес 200.20.20.70 принадлежит номеру сети 200.20.20.64/27, следовательно надо отправить этот пакет через Fa0/1 используя IP адрес 130.21.21.25 (IP адрес интерфейса fa 0/2 на R3). После того как маршрутизатор определился с маршрутом, он инкапсулирует пакет в новый фрейм (добавляет к пакету новый заголовок и новую контрольную сумму).
Шаг 4.
R3 принимает фрейм и обрабатывает его. Далее аналогично шагам 2 и 3 происходит деинкапсуляция, после которой остается пакет. R3 ищет маршрут соответствующий адресу получателя пакета, рассмотрим его таблицу маршрутизации.
Таблица 4.5 Таблица маршрутизации R2
| Номер сети/префикс | Исходящий интерфейс | IP адрес следующего маршрутизатора |
|---|---|---|
| 200.20.20.64/27 | Fa0/0 | N/A |
| 130.21.21.24/29 | Fa0/2 | N/A |
| 10.20.20.0/24 | Fa0/2 | 130.21.21.28 |
| 1.20.20.44/30 | Fa0/2 | 130.21.21.28 |
R3 обнаружит, что пакет попадает по маршрут подсоединенный напрямую, т.е. ему останется найти MAC адрес соответствующий IP адресу получателя и отправить фрейм (это соответствие скрывается за технологией работы протокола ARP, об этом далее).
Очень важно понимать и представлять взаимодействие канального и сетевого уровней, поэтому ниже добавлено две «гифки», первая от ПК1 к ПК2, вторая от ПК2 к ПК1. Обратите внимание на то как меняется фрейм, а пакет остается неизменным.
Итоги примера
Подведя итог можно сказать, что маршрутизация работает при помощи двух главных правил:
- Процесс маршрутизации передает пакеты (L3 пакеты или единицы данных сетевого уровня), основываясь на адресе получателя этого пакета.
- Процесс маршрутизации использует канальный уровень, чтобы инкапсулировать пакеты в фреймы и передать их по физической среде.
Из этих правил и применения их на примере можно сделать заключение — пакет не меняется при движении от отправителя к получателю, но фрейм, который перевозит этот пакет, постоянно изменяется при переходе из одного сегмента сети в другой.
Наш Спонсор
Наш Спонсор
Если вы нашли в тексте ошибку, выделите текст и нажмите Ctrl + Enter.
Copyright © gurkin33 2016 , Cisco Packet Tracer лабораторные. Подготовка к CCNA, ICND1, ICND2. feedback@gurkin33.ru
Сообщение об ошибке
Спасибо, за проявленный интерес к этому проекту.
А надо так: Это поле заполнять не обязательно, но приветствуется :).
Передача ip пакета через маршрутизатор
Мы поможем найти Вам клиентов!
Процесс доставки IP пакета и маршрутизаторы. Определение пути.
Нужны новые клиенты? Тогда Вам рекомендуем посмотреть этот раздел нашего сайта
_____
Процесс доставки IP пакета и маршрутизаторы. Определение пути.
В процессе доставки IP пакетов, маршрутизатор, работающий на третьем уровне, определяет, куда отправлять пакет с данными и по какому пути. Ниже приведены функции маршрутизатора в процессе доставки пакета.
Функции маршрутизатора в процессе доставки IP пакета
10. Маршрутизатор получает фрейм на один из его интерфейсов.
11. Маршрутизатор деинкапсулирует фрейм и использует информацию о протоколе из фрейма для определения, что пакет сетевого уровня должен быть передан IP процессу.
12. Маршрутизатор проверяет адрес назначения в IP заголовке. Как для пакетов, которые предназначены для него самого, так для пакетов, которые необходимо переслать. Если пакет необходимо переслать, маршрутизатор проверяет таблицу маршрутизации, для определения, куда отправить пакет.
13. Если сеть назначения является непосредственно подсоединенной, маршрутизатор использует протокол ARP, для получения MAC адреса хоста и пересылает его в соответствующий сегмент сети.
Если сеть достижима через другой маршрутизатор, то используется MAC адрес следующего маршрутизатора, и пересылается пакет, через интерфейс, отображенный в таблице маршрутизации.
14. Исходящий интерфейс инкапсулирует пакет в соответствии со средой передачи и посылает в сетевой сегмент.
Во время определена части пути, для передаваемых данных, маршрутизатор оценинасл доступные пути к точке назначения. В этом разделе описывается, как маршрут шоры определяют наиболее выгодный путь для пересылки пакетов.
Следующие три типа заполнения данных в таблицы маршрутизации, могут быть использованы для выбора лучшего пути до точки назначения:
■ Статическая маршрутизация (Static routing): Этот тип маршрутизации требует, чтобы сетевой администратор вручную заполнял информацию о маршрутах в таблице маршрутизации.
■ Динамическая маршрутизация (Dynamic routing): Этот тип маршрутизации создает таблицу маршрутизации динамически, используя информацию, полученную от протоколов маршрутизации.
■ Маршрут по умолчанию (Default route): Этот тип маршрута замещает необходимость указания явных маршрутов во все сети. Маршрут по умолчанию может быть настроен статически или может быть получен от протокола динамической маршрутизации.
В таблице маршрутизации хранится только одна запись для сети. Если существует больше чем один источник информации для определения пути к определенной точке назначения, то для работы процесса маршрутизации необходимо выбрать источник информации, который будет использоваться в таблице маршрутизации. Множество источников источников информации о маршрутах появляется из-за наличия нескольких протоколов маршрутизации и информации о статических или динамических маршрутах, которые доступны в данный момент времени. Протоколы маршрутизации используют различную метрику для оценки дистанции и предпочтительности маршрута к сети назначения. В процессе маршрутизации Cisco, решает эту проблему, назначая веса каждому источнику информации, потому что непосредственно из различных протоколов маршрутизации нельзя выбрать информацию о лучшем пути. Эти номера известны как административное расстояние (administrative distance). Лучший, наиболее верный источник имеет меньший номер.