Как роутер определяет путь до ip-адреса назначения?
Не пойму, как роутер понимает через какие еще маршрутизаторы нужно пройти пакету, чтобы добраться до требуемого IP-адреса? Т.е., например, отправляется запрос на открытие html-страницы с домашнего компьютера (через домашний роутер) в Волгограде на сайт, хостинг которого находится в Мексике. И как этот домашний роутер поймет, через какие из тясяч промежуточных роутеров нужно пропустить пакет, чтобы добраться до Мексики?
2 ответа 2
В маршрутизации есть понятие «шлюз по умолчанию» (default gateway). Фактически, наличие его означает следующее: «если не знаешь маршрута к адресу назначения, отправь его на шлюз по умолчанию».
Кроме маршрута по умолчанию роутер может знать и про конкретные подсети. Например, домашний роутер обычно знает только свою внутреннюю подсеть, к которой подключены устройства пользователя. Всё остальное он «кидает» на шлюз провайдера. Домашний роутер может также знать про внутреннюю сеть провайдера, но обычно на этом его «знания» заканчиваются.
А вот роутеры провайдеров «знают» гораздо больше. Если не вникать во внутреннюю маршрутизацию сети провайдера, то можно упрощённо сказать, что роутер провайдера знает про все внутренние подсети провайдера, а также про подсети других провайдеров, к которым у него есть прямые подключения (так называемый «пиринг»). Как ни странно, у большинства провайдеров тоже есть шлюз по умолчанию, который ведёт к провайдеру более высокого уровня и масштаба (так называемый «аплинк», uplink).
Но! На самой вершине сети находятся провайдеры из группы Tier-1. Их роутеры не имеют шлюза по умолчанию. Они «знают» где находится любой IP-адрес. Провайдеры Tier-1 и обеспечивают связность сети, т.е. позволяют соединиться между собой любым двум «белым» IP-адресам. Естественно, что оборудование этих провайдеров не идёт ни в какое сравнение с обычными домашними «железочками».
Следует добавить, что если мы знаем где находится адрес назначения, т.е. адрес роутера, за которым он находится, это не означает, что этот целевой роутер единственный. Фактически, с адресом роутера связывается подсеть, т.е. непрерывная группа адресов (или несколько групп), которые обслуживает этот роутер (так называемый «префикс»). За этим роутером может стоять группа других, каждый из которых обслуживает только часть этих адресов. Например, провайдер может ставить по маршрутизатору на район и иметь один общегородской, объединяющий районные подсети. Такая структура позволяет агрегировать адреса, уменьшая число префиксов на уровне аплинков.
Таким образом, когда ваш домашний компьютер в Волгограде хочет получить страницу с сайта в Мексике, он отправляет пакет на домашний роутер, тот — на маршрутизатор провайдера, провайдер — своему аплинку и так до тех пор, пока не пакет не доберётся до провайдера, который знает где находится мексиканский сайт (точнее, знает адрес роутера, за которым он находится). Далее пакет проходит ещё цепочку маршрутизаторов, за которыми находятся всё более мелкие подсети и, наконец, добирается до нужного сайта. Аналогичный процесс происходит и когда сайт отправляет вам ответ.
Как исправить потерю пакетов
Потеря пакета происходит, когда ваше сетевое соединение теряет информацию во время передачи. Это может заставить ваше сетевое соединение казаться медленнее, чем должно быть, и снижает надежность сетевого взаимодействия как с локальными, так и с удаленными устройствами. Остановка потери пакетов должна быть на вершине списка для всех, кто хочет улучшить проблемную сеть.
Что такое потеря пакетов?
Хотя проточная вода часто используется в качестве аналогии для сетевого трафика, информация не передается по сети в виде непрерывного потока. Скорее, он отправляется в виде серии отдельных блоков, называемых пакетами . Эти блоки похожи на отдельные страницы в книге. Вместе они имеют некоторый смысл, но только когда они связаны с другими страницами в правильном порядке, они создают единое целое. Когда ваше сетевое соединение теряет пакеты, полная книга не может быть построена. Пакеты также могут доставляться неполными, поврежденными или иными дефектами, что делает их бесполезными. Решением этой проблемы обычно является повторная отправка потерянного пакета.
В большинстве сетей время от времени наблюдается очень низкий уровень потери пакетов. Превращения сетевых соединений таковы, что время от времени пакет отбрасывается, что неизбежно. Тем не менее, в правильно функционирующей сети потеря пакетов происходит достаточно редко, что не влияет на эффективность сетевого подключения.
Если вы видите более высокие уровни потери пакетов в вашей сети, вам нужно предпринять шаги, чтобы это исправить. Возвращаясь к нашей аналогии с водой, значительная потеря пакетов напоминает плохо протекающую трубу. Это должно быть исправлено, прежде чем любые другие улучшения могут быть сделаны.
Что вызывает потерю пакетов в вашей сети
Потеря пакета происходит не только по одной причине. Диагностика причины потери пакетов в вашей сети покажет вам, что вам нужно исправить.
- Пропускная способность сети и перегрузка . Основной причиной потери пакетов является недостаточная пропускная способность сети для требуемого соединения. Это происходит, когда слишком много устройств пытаются установить связь в одной сети.
- Недостаточно мощное оборудование. Любое оборудование в сети, которое маршрутизирует пакеты, может привести к потере пакетов. Маршрутизаторы, коммутаторы, брандмауэры и другие аппаратные устройства являются наиболее уязвимыми. Если они не могут «идти в ногу» с трафиком, который вы передаете через них, они будут отбрасывать пакеты. Думайте об этом как официанте с полными руками: если вы попросите их взять другую тарелку, они, вероятно, уронят одну или несколько других тарелок.
- Поврежденные кабели. Потеря пакетов может произойти на уровне 1, физическом сетевом уровне. Если ваши кабели Ethernet повреждены, неправильно подключены или слишком медленны для обработки сетевого трафика, они будут «пропускать» пакеты.
- Программные ошибки: ни одно программное обеспечение не является безупречным. Микропрограмма вашего сетевого оборудования или программного обеспечения вашего компьютера может содержать ошибки, которые могут привести к потере пакетов. В этом случае потребитель мало что может сделать. Вы можете попытаться решить проблему самостоятельно, но часто единственным способом решения проблемы является исправление микропрограммы от поставщика, поставляющего оборудование. Обязательно сообщайте о предполагаемых ошибках, чтобы найти поставщиков, которые помогут решить проблему.
Обнаружение потери пакета
Существует ряд программных приложений, которые могут обнаружить потерю пакетов в сети. Они каким-то образом «вынюхивают» пакеты, анализируя время их поездки или просматривая пакеты. Самый простой способ выяснить, существует ли потеря пакетов, — это пропинговать устройства в вашей сети.
- В Windows откройте окно командной строки и используйте команду ping для настройки вашего маршрутизатора. Например, если локальный IP-адрес вашего маршрутизатора 127.0.0.1, следующая команда будет проверять связь с маршрутизатором:
--- 127.0.0.1 ping statistics --- 27 packets transmitted, 27 packets received, 0.0% packet loss round-trip min/avg/max/stddev = 1.820/8.351/72.343/14.186 ms
17 packets captured 85 packets received by filter 0 packets dropped by kernel
В Windows вы можете использовать tcpdump через оболочку Bash в Windows 10 или запустить Wireshark.
Процесс обнаружения пакетов довольно низок. После того, как вы установили способ проверки связи по сети, вам необходимо следовать практике изоляции и устранения, чтобы определить источник и причину потери пакета. Для этого в большинстве случаев потребуется пинговать большинство устройств в сети или запускать сценарии, которые выполняют то же самое. Знание топологии сети будет очень полезно здесь.
Определение причины потери пакета
Чтобы определить основную причину потери пакетов, вы должны начать с самой простой проблемы, чтобы обнаружить и вернуться обратно.
Сначала проверьте соединение Ethernet между устройствами. Проверьте наличие явных признаков физического повреждения и неправильного подключения. Эти кабели работают правильно? Решает ли переключение кабелей проблему? Проверьте маршрутизаторы и коммутаторы аналогичным образом.
Во-вторых, определите, достаточно ли пропускной способности для обработки необходимых устройств в вашей сети. Является ли какой-либо один аппаратный элемент обработкой значительно большего количества соединений, чем следует? Это часто процесс поиска и замены, пока проблема не решится. Вы также можете использовать «заведомо исправный» коммутатор и маршрутизатор, поменяв его местами с потенциально проблемными устройствами в сети, чтобы увидеть, исчезает ли потеря пакетов при удалении определенного устройства.
Как исправить потерю пакетов в вашей сети
Как только вы определили причину потери пакета, есть два исправления, которые могут быть применены.
Первый включает в себя замену проблемного оборудования. Если ваше расследование привело к неправильной работе устройства, замените его.
Если потеря пакета вызвана программными ошибками, вам нужно попытаться исправить ошибку самостоятельно, попытаться обойти ее или сообщить об ошибке поставщику и надеяться, что он исправит ее. Для внутреннего программного обеспечения может быть легче найти исправление. Для стороннего программного обеспечения это зависит. Если вы являетесь крупным клиентом, вы можете найти выход из положения. Если нет, возможно, вы застряли в ожидании, пока пытаетесь использовать обходной путь.
Потеря пакетов часто представляет собой медленную работу в сети. Конечно, что-то столь расплывчатое может быть вызвано множеством коренных причин. Если вы диагностируете неэффективную сеть, потеря пакетов должна быть в верхней части вашего списка. После того как потеря пакетов исключена, вы можете перейти к более сложным проблемам.
Насколько публикация полезна?
Нажмите на звезду, чтобы оценить!