❝この記事Zhang_Jiawen Dellテクノロジ「に掲載されたネットワークの基本的なスキルは、」
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イーサネットスイッチは、第二の層、すなわち、同一のネットワーク内の転送イーサネットフレームのデータリンク層で動作します。しかし、異なるネットワーク上の送信元と宛先IPアドレスを、イーサネットフレームがルータに送信する必要があります。ルータは、ルーティングテーブルを順方向に最良経路を決定するために異なるネットワークパケット間の伝送を担当します。ホストは、IPアドレスにメッセージを送信すると、ホストがローカルネットワーク外のデバイスと通信できないため、パケットはデフォルトゲートウェイに直接転送され、異なっています。デフォルトゲートウェイは、宛先遠隔装置に送られるローカルネットワークからのデータストリームです。通常、パブリックネットワークにローカルネットワークに接続するために使用されます。
パケット転送処理
ルータはそれを別のインターフェイス1つのインタフェースからパケットを受信し、転送し、このプロセスの重要なステップは、リンク出力であり、適切なデータリンクフレームでパケットをカプセル化します。ルータは、次の3つの手順を実行します。
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ヘッダと第2層のトレーラは、レイヤ3つのパケットが解析され、除去されます。 -
ルーティングテーブル内の最適なルートを見つけ、IPパケットの宛先IPアドレスを確認してください。 -
ルータは最適なパスを見つけるためにした場合、3つのパケットは、新たな2階建てのフレームにカプセル化され、出力ポートにフレームを転送しています。
以下に示すように:レイヤデバイスは、IPv4アドレス、イーサネットデータリンク層アドレスのインタフェースを有しています。例えばPC IPv4アドレス1 192.168.1.10、例えば、MACアドレス0A-10。宛先デバイスへ元の機器からのメッセージ送信のプロセスにおいて、レイヤ3のIPアドレスが変更されません。しかし、パケットとして、各ホップが再カプセル化され、ルータでカプセル化が解除され、データリンク層アドレスが変更されます。おそらく、受信したパケットにカプセル化する場合には、別のフロアフレームの異なるタイプ。
送信メッセージ
PC 1发送报文给PC 2时,首先必须确定目的IPv4地址是否位于同一网络。PC 1通过将自己的IPv4地址与子网掩码做与操作,来判断PC 1所属的网段。接下来,PC 1对目的IPv4地址与PC 1的子网掩码做同样的与操作。如果目的网络地址与PC 1网络相同,则PC 1不使用默认网关,而是在ARP缓存中查找目的IPv4地址的设备MAC地址。如果MAC地址不在缓存中,则PC 1产生一个ARP请求来获取地址并将报文发给目的地址。如果目的网络地址位于另一网络,则PC 1将报文转发至默认网关。
要确定默认网关的MAC地址,PC 1在它的ARP表中查找默认网关的IPv4地址以及相应的MAC地址。如果ARP表中没有默认网关的对应表项,则PC 1发送ARP请求。路由器R1回复ARP响应。之后PC 1将报文转发至默认网关的MAC地址,即路由器R1的Fa0/0接口。
转发至下一跳
R1从PC 1接收到以太网帧后执行以下步骤:
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R1检查目的MAC地址,与接收端口FastEthernet 0/0相匹配,因此,将帧复制到buffer。 -
R1识别以太网类型为0x800,意味着以太网帧的数据部分包含IPv4报文。 -
R1解封装该以太网帧。 -
由于目的IPv4地址与R1直连的任何网络都不相符,R1在路由表中查找包含该目的IPv4地址主机的网络地址。本例中,路由表中有192.168.4.0/24网络的路由。目的IPv4地址为192.168.4.10,即该网络上的主机IPv4地址。 R1找到192.168.4.0/24路由的下一条IPv4地址为192.168.2.2以及输出端口FastEthernet 0/1,这意味着IPv4报文封装到一个新的以太网帧中,目标MAC地址是下一跳路由器的MAC地址。
由于下一个接口是在以太网上,所以R1必须用ARP解析出下一跳IPv4地址的MAC地址。
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R1在ARP cache中查找下一跳IPv4地址192.168.2.2。如果表项不在ARP cache中,R1会从FastEthernet 0/1 接口发送ARP请求,R2会返回ARP响应。R1之后在ARP cache中更新192.168.2.2的MAC地址。 -
IPv4报文封装到新的以太网帧中并从R1的FastEthernet 0/1 接口转发出去。
到达目的地
当帧到达R3时执行以下步骤:
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R3将数据链路帧复制到它的buffer。 -
R3解封装该数据链路帧。 -
R3在路由表中查找该目的IPv4地址。R3路由表中有直接连接到该网络的路由。这表示报文可直接发送到目的设备而无需发送至路由器。
由于输出接口是一个直连以太网,所以R3必须用ARP解析出目的IPv4地址的MAC地址。
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R3在它的ARP cache中查找目的IPv4地址,如果此ARP cache中没有此表项,R3会从FastEthernet 0/0 接口发送ARP请求。PC 2回复ARP响应告知它的MAC地址。R3之后在ARP cache中更新192.168.4.10的MAC地址。 -
IPv4报文封装到新的以太网帧中并从R3的FastEthernet 0/0 接口发出。 -
当PC 2接收到该帧,检查帧的目的MAC地址,与网卡接收端口的MAC地址相匹配,PC 2于是将帧的剩余部分复制到自己的buffer。 -
PC 2识别到以太网类型为0x800,也就是帧的数据部分包含IPv4报文。 -
PC 2解封装以太网帧,将IPv4报文传递给操作系统的IPv4进程。
路由表
路由表存储的信息包括:
「直连路径」:来自活动路由接口的路径。当接口为活动状态并配置了IP地址时,路由器添加一条直连路径。
「远端路径」:远端的网络连接到其他路由。通过静态配置或动态路由协议到达该网络。
路由表是存储在RAM中的一份数据文件,用于存储直连以及远端网络的路由信息。路由表中包含网络或下一跳地址的信息。这些信息告知路由器可以通过将报文发送至代表下一跳地址的路由器以最佳路劲到达目的地址。下一跳信息也可以是到下一个目的地的输出接口。
路由表内容
Cisco IOS路由器可用show IP route
命令显示IPv4路由表。路由器还提供一些额外的路由信息,包括路径是怎样学习到的,路径在表中有多长时间,使用哪一接口去到达预定义的目的地。
路由表中的表项可作为以下内容添加:
「本地路径接口」:当接口配置并激活时添加。
「直连接口」:当接口配置并激活时添加。
「静态路径」:当手动配置路径并且输出接口激活时。
「动态路由协议」:当路由协议动态学习到网络时添加,如EIGRP或OSPF。
路由表项的来源通过代码来标识,代码表明路径是怎样学习到的。 例如,常用代码包括:
「L」:路由器接口地址。当路由器接收到报文时发送至本地接口而无需转发。
「C」:直连网段。
「O」:通过OSPF从另一个路由器动态学习到的网络。
「D」:通过EIGRP从另一个路由器动态学习到的网络。
下图显示了R1的路由表:
远端网络路由表项
下图显示了R1到远端网络10.1.1.0的表项:
「ルートソース」:パスがどのように学ぶことです。
「宛先ネットワーク」:リモートネットワークアドレス。
「管理ディスタンス」:ルートのソースの信頼性。低い値は優先順位を示しています。
「メトリック」:先の測定の基準に到達するための最良の経路を決定するルーティングアルゴリズムです。低い値は優先順位を示しています。
「次のホップ」:パケットを転送する次のルータのIPアドレス。
「ルートタイムスタンプ」:時間が経過し、どのくらいのパスを学んで以来。
「発信インターフェース」:パケットの出力インタフェースを転送します。
直接ルーティングテーブルエントリ
次の図は、R1 192.168.10.0直接接続されたネットワークへのルーティングテーブルのエントリを示しています。
インタフェース前アップ/アップとIPv4ルーティングテーブルに追加され、インターフェイスする必要があります。
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有効なIPv4またはIPv6アドレスを指定します。 -
no shutdownコマンドによって活性化されます。 -
キャリア信号に他の装置(ルータ、スイッチ、ホストなど)から受け取りました。
インタフェースアップは、直接接続されたネットワークなどのネットワークインタフェースは、ルーティングテーブルに追加されたとき