Какие две части адреса используются маршрутизатором для передачи трафика по сети
Обновлено: 06.07.2024
12. Для чего служит маршрутизатор? • Сравнивает информацию из таблицы маршрутизации с IP-адресом пункта назначения, содержащимся в пакете данных, и переправляет пакет в нужную подсеть и узел 13. Какая из проблем может быть легко устранена с помощью повторителя? • Слишком много узлов и/или недостаточно кабеля
14. Какое из описаний конфликта в сети является наилучшим? • Результат одновременной передачи данных в сеть двумя узлами
15. Какое из описаний сигнала является наилучшим? • Электрические импульсы, представляющие данные 16. Какое из описаний узла является наилучшим? • Конечная точка сетевого соединения или общий стык двух или более линий, который служит в качестве контрольной точки
17. Какое описание термина "домен конфликтов" является наилучшим? • Область сети, в которой распространяются конфликтующие пакеты данных
18. Какое сетевое устройство способно решить проблему чрезмерного широковещательного трафика? • Маршрутизатор 19. Какой недостаток имеет использование концентратора? • Не может фильтровать сетевой трафик 20. Что происходит, если мост обнаруживает, что адрес назначения, содержащийся в пакете данных, находится в том же сегменте сети, что и источник? • Он не пропускает данные в другие сегменты сети
Глобальные и локальные сети
21. Как по-другому называется кабель 10Base5? • Толстый Ethernet
22. Какое из описаний ISDN является наилучшим? • Это цифровой сервис для передачи голоса и данных по существующим телефонным линиям
23. Какое из описаний глобальных сетей является наилучшим? • Используются для объединения локальных сетей, разделенных значительными географическими расстояниями
24. Какое из описаний протокола PPP является наилучшим? • Обеспечивает соединение маршрутизатор-маршрутизатор и хост-сеть как по синхронным, так и асинхронным линиям связи
25. Какое из описаний широковещания является наилучшим? • Отправка одного кадра многим станциям одновременно 26. Какое из приведенных ниже утверждений не является справедливым по отношению к ЛВС? • Охватывают большие географические пространства
27. Какое из утверждений справедливо по отношению к сетям CSMA/CD? • Данные от передающего узла проходят через всю сеть. По мере движения данные принимаются и анализируются каждым узлом 28. Какой тип кабеля используется в сетях 10BaseT? • Витая пара
29. На каких уровнях эталонной модели OSI работают глобальные сети? • Физический и канальный уровни 30. Чем глобальные сети отличаются от локальных? • Используют службы операторов связи
IP-адресация
31. IP-адрес хост-машины — 192.168.5.121, маска подсети — 255.255.255.248. Какой адрес имеет сеть этого хоста? • 192.168.5.120
32. Если сеть класса C разделена на подсети и имеет маску 255.255.255.192, то какое максимальное количество доступных подсетей можно создать? • 2
33. Какая часть IP-адреса 129.219.51.18 представляет сеть? • 129.219
34. Какая часть IP-адреса 205.129.12.5 представляет хост-машину? • 5
35. Какая часть адреса 182.54.4.233 обозначает подсеть? • 4
36. Какое десятичное число является эквивалентом двоичного числа 11111111? • 255
37. Какую роль в IP-адресе играет номер сети? • Задает сеть, к которой принадлежит хост-машина
38. Какую роль в IP-адресе играет номер хост-машины? • Задает адресуемый узел в подсети
39. Сколько бит содержит IP-адрес? • 32 40. Что такое подсеть? • Небольшая часть крупной сети
41. Для чего важна актуальность ARP-таблиц? • Для ограничения объема широковещания
42. Зачем осуществляются RARP-запросы? • Источник знает свой MAC-адрес, но не знает IP-адрес
43. Как называются две части заголовка кадра? • MAC- и IP-заголовок
44. Какая из функций является уникальной для маршрутизаторов? • Они строят ARP-таблицы, которые описывают все сети, подключенные к ним
45. Какое из описаний ARP-ответа является наилучшим? • Процесс отправки устройством своего MAC-адреса в ответ на ARP-запрос
46. Какое из описаний ARP-таблицы является наилучшим? • Раздел оперативной памяти каждого устройства, в котором содержится карта соответствия MAC- и IP-адресов
47. Какой Internet-протокол используется для отображения IP-адресов на MAC-адреса? • ARP
48. Кто инициирует ARP-запросы? • Устройство, которое не может обнаружить MAC-адреса пункта назначения в своей ARP-таблице
49. Что происходит, если маршрутизатор не может обнаружить адрес пункта назначения? • Он находит MAC-адрес другого маршрутизатора и передает данные этому маршрутизатору
Организация сети и эталонная модель OSI
52. Какой уровень эталонной модели OSI обеспечивает сетевые услуги пользовательским прикладным программам? • Уровень приложений
53. Какой уровень эталонной модели OSI решает вопросы уведомления о неисправностях, учитывает топологию сети и управляет потоком данных? • Канальный
54. Какой уровень эталонной модели OSI устанавливает, обслуживает и управляет сеансами взаимодействия прикладных программ? • Сеансовый
58. Что из приведенного ниже наилучшим образом описывает дейтаграмму? • Пакет сетевого уровня
59. Что из приведенного ниже наилучшим образом описывает функцию уровня представлений? • Он обеспечивает форматирование кода и представление данных
60. Эталонная модель OSI является многоуровневой. Какое из положений неправильно характеризует причину многоуровневости модели? • Многоуровневая модель увеличивает сложность
61. Как в сетях с шинной топологией производится повторная передача с задержкой? • Это делается сетевым адаптером каждого устройства в том сегменте, где произошла коллизия
62. Как передается сигнал в сети с шинной топологией? • Когда источник отправляет сигнал в среду передачи данных, тот движется в обоих направлениях от источника
63. Какое из описаний термина «топология» является наилучшим? • Физическое расположение узлов сети и сетевой среды передачи данных внутри сетевой структуры предприятия
64. Какое из описаний терминатора является наилучшим? • Устройство, которое обеспечивает электрическое сопротивление на конце линии передачи для поглощения сигналов
65. Какое из описаний топологии «звезда» является наилучшим? • Топология ЛВС, при которой конечные точки сети соединяются с общим центральным коммутатором двухточечными
66. Какое из описаний топологии «расширенная звезда» является наилучшим? • Топология ЛВС, при которой конечные точки сети соединяются с общим центральным коммутатором двухточечными связями
67. Какое преимущество дает использование топологии «звезда»? • Высокая надежность
68. Какой максимальный размер области, покрываемой сетью с топологией «звезда»? • 200 х 200 метров
69. Что можно сделать, если размеры здания превышают установленную максимальную длину кабеля? • Добавить повторители
70. Что происходит с сигналом, если длина отрезка горизонтальной кабельной системы превышает размер, устанавливаемый стандартом EIA/TIA-568B? • Сигнал ослабевает
Структурированная кабельная система и электропитание в сетях
71. В чем разница между главной распределительной станцией и промежуточной распределительной станцией? • Главная распределительная станция является основной коммуникационной комнатой и центральной точкой сети, тогда как промежуточная распределительная станция является вторичной коммуникационной комнатой, зависимой от главной распределительной станции
72. Для чего используется запрессовочное приспособление? • Для создания электрического соединения между кабелем и гнездовым разъемом
73. Для чего используется схема нарезки? • Для размещения соответствующих номеров на телекоммуникационных выходах и коммутационной панели
74. Какова роль коммутационных шнуров? • Кроссируют компьютеры, выведенные на коммутационную панель, позволяя функционировать ЛВС
75. Какова цель заземления компьютерного оборудования? • Предотвращение попадания на металлические части опасного для жизни напряжения, вызванного нарушением проводки внутри устройства 76. Какое из определений наилучшим образом описывает функцию коммутационной панели? • Служит в качестве коммутатора, где кабели горизонтальной кабельной системы от рабочих станций могут соединяться с другими рабочими станциями, образуя сеть
77. Какое определение наилучшим образом описывает ИБП? • Резервное устройство, которое обеспечивает электропитание во время его отсутствия в электросети
78. Какой класс кабелей UTP из описываемых в стандарте EIA/TIA-568B является наиболее часто рекомендуемым и используемым при установке ЛВС? • Категории 5
79. Какой тип гнездового разъема должен использоваться для создания соединений с кабелем UTP категории 5 в горизонтальной кабельной системе? • RJ45
80. Какой тип оптоволоконного кабеля требуется в соответствии со стандартом EIA/TIA-568B для горизонтальной кабельной системы? • Двухволоконный многомодовый кабель 62.5/125 мкм
Уровни приложений, представлений, сеансовый и транспортный
81. ASCII, шифрование, QuickTime и JPEG: для какого из уровней все они типичны? • Для уровня представлений 82. Какие уровни в эталонной модели OSI являются четырьмя верхними? • Приложений, представлений сеансовый и транспортный
83. Какое из определений наилучшим образом описывает понятие «управление потоком»? • Метод обеспечения целостности данных
84. Какое из приведенных ниже определений наилучшим образом описывает процесс сегментации? • Позволяет нескольким приложениям коллективно использовать транспортное соединение
85. Какой из приведенных ниже механизмов управляет объемом пересылаемой из конца в конец информации и помогает в обеспечении надежности протокола TCP? • Работа с окнами
86. Какой из уровней эталонной модели OSI осуществляет управление потоком и восстановление после ошибки? • Транспортный уровень
87. Какой из уровней эталонной модели OSI устанавливает связь между приложениями, управляет ею и завершает ее? • Сеансовый уровень 88. Какой уровень эталонной модели OSI может выполнять трансляцию между различными форматами данных, например между форматами ASCII и EBCDIC? • Уровень представлений 89. Какой уровень эталонной модели OSI поддерживает взаимодействие между такими программами, как электронная почта, передача файлов и Web-браузеры? • Уровень приложений
90. Что из приведенного ниже наилучшим образом описывает функцию уровня представлений? • Выполняет трансляцию между различными форматами данных, например между форматами ASCII и EBCDIC
Протокол TCP/IP
93. Зачем в протоколе TCP используются открытые соединения с трехсторонним квитированием? • Для восстановления данных, если потом возникнут
95. Какие протоколы использует протокол UDP для обеспечения надежности? • Протоколы уровня приложений 96. Какова роль скользящего окна в протоколе TCP? • Оно позволяет во время TCP-сеанса динамически согласовывать размер окна, что приводит к более эффективному использованию полосы пропускания
98. Какое из приведенных ниже определений лучше всего описывает цель этажерочных структур протоколов группы TCP/IP? • Поддерживают все стандартные протоколы физического и канального уровней
99. Какое из приведенных ниже определений наилучшим образом описывает протокол TCP/IP? • Группа протоколов, которая может использоваться для организации взаимодействия произвольного количества взаимосвязанных сетей
100. Какой из следующих протоколов относится к транспортному уровню? • UDP
Сетевой уровень и маршрутизация
101. Из-за чего возникает маршрутизация по кругу? • После видоизменения сетевого комплекса имеет место низкая сходимость
102. Как сетевой уровень посылает пакеты от источника в пункт назначения? • Используя таблицу IP-маршрутизации 103. Какая функция позволяет маршрутизаторам оценивать имеющиеся маршруты к пункту назначения и устанавливать предпочтительный способ обработки пакетов? • Функция определения пути
104. Какие две части адреса используются маршрутизатором для передачи трафика по сети? • Сетевой адрес и адрес хост-машины
Пользовательский интерфейс маршрутизатора и режимы
Вывод информации о конфигурации маршрутизатора
Запуск маршрутизатора и его начальное конфигурирование
Конфигурирование маршрутизатора
Источники загрузки ОС IOS
151. Для чего необходимо определять размер файла образа ОС IOS на TFTP-сервере перед пересылкой его в маршрутизатор? • Чтобы проверить достаточность пространства во флэш-памяти для его сохранения 152. Зачем создается резервная копия образа ОС IOS? • Для создания аварийной копии текущего образа перед переходом на новую версию
153. Какой способ является самым быстрым для проверки достижимости TFTP-сервера перед попыткой пересылки файла образа ОС IOS? • Пропинговать TFTP-сервер с помощью команды ping
154. Какую команду следует выдать, если необходимо обновить старую версию ОС IOS путем загрузки нового образа с TFTP-сервера? • copy tftp flash***
155. Укажите последовательность, используемую маршрутизатором, для автоматического возврата в исходное состояние и обнаружения местонахождения источника ОС IOS: 1) Энергонезависимое ЗУ 2) Флэш-память 3) TFTP-сервер 156. Что из приведенного ниже выводится на экран командой ОС IOS show version: • Версия ОС IOS • Тип платформы, на которой исполняется ОС • Установка регистра конфигурирования
157. Что из приведенного ниже не описывает установки регистра конфигурирования для начальной загрузки ОС IOS? • Для проверки установки поля начальной загрузки используется команда show running-config 158. Что из приведенного ниже не является частью процесса задания аварийной последовательности для начальной загрузки ОС IOS? • Для задания всей аварийной последовательности используется одна команда начальной загрузки системы
159. Что из приведенного ниже правильно описывает подготовку к использованию TFTP-сервера для копирования программного обеспечения во флэш-память? • TFTP-сервер должен быть другим маршрутизатором или хост-системой, например рабочей станцией с ОС UNIX или портативным компьютером
160. Что, по-вашему, содержит ограниченную версию ОС IOS? • ПЗУ
Конфигурирование IP-адресов интерфейсов маршрутизатора
161. Если необходимо отобразить имя домена на IP-адрес, то что надо сделать сначала? • Идентифицировать имена хост-машин 162. Какова функция команды ping? • Использует протокол ICMP для проверки возможности соединения на физическом уровне и логического адреса сетевого уровня
163. Какова функция команды telnet? • Проверяет работоспособность программного обеспечения уровня приложений на участке между станцией-отправителем и станцией-получателем
164. Какова цель использования команды trace? • Она локализует отказы по пути от отправителя к получателю 165. Каково назначение команды ip name-server? • Задает хост-машины, которые могут предоставить сервис работы с именами
p, blockquote 1,0,0,0,0 -->
p, blockquote 2,0,0,0,0 -->
Маршрутизация состоит из двух этапов:
p, blockquote 4,0,0,0,0 -->
Варианты действий маршрутизатора
В качестве примера, рассмотрим схему составной сети, здесь показаны отдельные подсети, для каждой подсети есть ее адрес и маска, а также маршрутизаторы, которые объединяют эти сети.
p, blockquote 5,0,0,0,0 -->
p, blockquote 6,0,0,0,0 -->
Рассмотрим маршрутизатор D, на него пришел пакет, и маршрутизатор должен решить, что ему делать с этим пакетом. Начнем с того, какие вообще возможны варианты действий у маршрутизатора. Первый вариант, сеть которой предназначен пакет подключена непосредственно к маршрутизатору. У маршрутизатора D таких сетей 3, в этом случае маршрутизатор передает пакет непосредственно в эту сеть.
p, blockquote 7,0,0,0,0 -->
p, blockquote 8,0,0,0,0 -->
Второй вариант, нужная сеть подключена к другому маршрутизатору (А), и известно, какой маршрутизатор нужен. В этом случае, маршрутизатор D передает пакет на следующий маршрутизатор, который может передать пакет в нужную сеть, такой маршрутизатор называется шлюзом.
p, blockquote 9,0,0,0,0 -->
p, blockquote 10,0,0,0,0 -->
Третий вариант, пришел пакет для сети, маршрут которой не известен, в этом случае маршрутизатор отбрасывает пакет. В этом отличие работы маршрутизатора от коммутатора, коммутатор отправляет кадр который он не знает куда доставить на все порты, маршрутизатор так не делает. В противном случае составная сеть очень быстро может переполнится мусорными пакетами для которых не известен маршрут доставки.
p, blockquote 11,0,0,0,0 -->
- Во-первых у маршрутизатора есть несколько интерфейсов, к которым подключены сети. Нужно определить в какой из этих интерфейсов отправлять пакет.
- Затем нужно определить, что именно делать с этим пакетом. Есть 2 варианта, можно передать пакет в сеть (192.168.1.0/24), либо можно передать его на один из маршрутизаторов подключенные к этой сети. Если передавать пакет на маршрутизатор, то нужно знать, какой именно из маршрутизаторов подключенных к этой сети, выбрать для передачи пакета.
p, blockquote 13,0,0,0,0 -->
Таблица маршрутизации
Эту информацию маршрутизатор хранит в таблице маршрутизации. На картинке ниже показан ее упрощенный вид, в которой некоторые служебные столбцы удалены для простоты понимания.
p, blockquote 14,0,0,0,0 -->
p, blockquote 15,0,1,0,0 -->
p, blockquote 16,0,0,0,0 -->
Таблица маршрутизации Windows
Продолжим рассматривать маршрутизатор D, у него есть три интерфейса. Ниже на картинке представлен вид таблицы маршрутизации для windows, которые в качестве идентификатора интерфейса используют ip-адрес, который назначен этому интерфейсу. Таким образом в столбце интерфейс есть 3 ip-адреса, которые соответствуют трем интерфейсам маршрутизатора.
p, blockquote 17,0,0,0,0 -->
p, blockquote 18,0,0,0,0 -->
p, blockquote 19,0,0,0,0 -->
p, blockquote 20,0,0,0,0 -->
Если же нам нужно передать пакет на следующий маршрутизатор то в поле шлюз указывается ip-адрес этого маршрутизатора.
p, blockquote 21,0,0,0,0 -->
p, blockquote 22,0,0,0,0 -->
Таблица маршрутизации Linux
В операционной системе linux таблица маршрутизации выглядит немного по-другому, основное отличие это идентификатор интерфейсов. В linux вместо ip-адресов используется название интерфейсов. Например, wlan название для беспроводного сетевого интерфейса, а eth0 название для проводного интерфейса по сети ethernet.
p, blockquote 23,0,0,0,0 -->
p, blockquote 24,0,0,0,0 -->
Также здесь некоторые столбцы удалены для сокращения (Flags, Ref и Use). В других операционных системах и в сетевом оборудовании вид таблицы маршрутизации может быть несколько другой, но всегда будут обязательны столбцы ip-адрес, маска подсети, шлюз, интерфейс и метрика.
p, blockquote 25,0,0,0,0 -->
Только следующий шаг!
Часто возникает вопрос, что делать, если сеть для который пришел пакет находится не за одним маршрутизатором? Чтобы в неё попасть, нужно пройти не через один, а через несколько маршрутизаторов, что в этом случае нужно вносить в таблицу маршрутизации.
p, blockquote 26,0,0,0,0 -->
p, blockquote 27,0,0,0,0 -->
В таблицу маршрутизации записываем только первый шаг, адрес следующего маршрутизатора, все что находится дальше нас не интересует.
p, blockquote 28,0,0,0,0 -->
Считаем, что следующий маршрутизатор должен знать правильный маршрут до нужной нам сети, он знает лучше следующий маршрутизатор, тот знает следующий шаг и так далее, пока не доберемся до нужные нам сети.
p, blockquote 29,0,0,0,0 -->
p, blockquote 30,1,0,0,0 -->
Метрика
Можно заметить, что в нашей схеме в одну и ту же сеть, например вот в эту (10.2.0.0/16) можно попасть двумя путями, первый путь проходят через один маршрутизатор F, а второй путь через два маршрутизатора B и E.
p, blockquote 31,0,0,0,0 -->
p, blockquote 32,0,0,0,0 -->
В этом отличие сетевого уровня от канального. На канальном уровне у нас всегда должно быть только одно соединение, а на сетевом уровне допускаются и даже поощряются для обеспечения надежности несколько путей к одной и той же сети.
p, blockquote 33,0,0,0,0 -->
Какой путь выбрать? Для этого используются поле метрика таблицы маршрутизации.
p, blockquote 34,0,0,0,0 -->
p, blockquote 35,0,0,0,0 -->
Метрика это некоторое число, которые характеризует расстояние от одной сети до другой. Если есть несколько маршрутов до одной и той же сети, то выбирается маршрут с меньшей метрикой.
p, blockquote 36,0,0,0,0 -->
p, blockquote 37,0,0,0,0 -->
Раньше, метрика измерялось в количестве маршрутизаторов, таким образом расстояние через маршрутизатор F было бы один, а через маршрутизаторы B и E два.
p, blockquote 38,0,0,0,0 -->
p, blockquote 39,0,0,0,0 -->
p, blockquote 40,0,0,0,0 -->
Записи в таблице маршрутизации
Откуда появляются записей в таблице маршрутизации? Есть два варианта статическая маршрутизация и динамическая маршрутизация.
p, blockquote 41,0,0,0,0 -->
При статической маршрутизации, записи в таблице маршрутизации настраиваются вручную, это удобно делать если у вас сеть небольшая и изменяется редко, но если сеть крупная, то выгоднее использовать динамическую маршрутизацию, в которой маршруты настраиваются автоматически. В этом случае маршрутизаторы сами изучают сеть с помощью протоколов маршрутизации RIP, OSPF, BGP и других.
p, blockquote 42,0,0,0,0 -->
Преимущество динамической маршрутизации в том, что изменение в сети могут автоматически отмечаться в таблице маршрутизации. Например, если вышел из строя один из маршрутизаторов, то маршрутизаторы по протоколам маршрутизации об этом узнают, и уберут маршрут, который проходит через этот маршрутизатор. С другой стороны, если появился новый маршрутизатор, то это также отразится в таблице маршрутизации автоматически.
p, blockquote 43,0,0,0,0 -->
Маршрут по умолчанию
p, blockquote 44,0,0,0,0 -->
В таблице маршрутизации назначается специальный маршрутизатор по умолчанию, на которой отправляются все пакеты для неизвестных сетей, как правило это маршрутизатор, который подключен к интернет.
p, blockquote 45,0,0,1,0 -->
Предполагается что этот маршрутизатор лучше знает структуру сети, и способен найти маршрут в составной сети. Для обозначения маршрута по умолчанию, в таблице маршрутизации используются четыре нуля в адресе подсети и четыре нуля в маске (0.0.0.0, маска 0.0.0.0), а иногда также пишут default.
p, blockquote 46,0,0,0,0 -->
Ниже пример маршрута по умолчанию в таблице маршрутизации в операционной системе linux.
p, blockquote 47,0,0,0,0 -->
p, blockquote 48,0,0,0,0 -->
Ip-адрес и маска равны нулю, в адрес и шлюз указываются ip-адрес маршрутизатора по умолчанию.
p, blockquote 49,0,0,0,0 -->
Длина маски подсети
Рассмотрим пример. Маршрутизатор принял пакет на ip-адрес (192.168.100.23), в таблице маршрутизации есть 2 записи (192.168.100.0/24 и 192.168.0.0/16) под который подходит этот ip-адрес, но у них разная длина маски. Какую из этих записей выбрать? Выбирается та запись, где маска длиннее, предполагается, что запись с более длинной маской содержит лучший маршрут интересующей нас сети.
p, blockquote 50,0,0,0,0 -->
Чтобы понять почему так происходит, давайте рассмотрим составную сеть гипотетического университета. Университет получил блок ip-адресов, разделил этот блок ip-адресов на две части, и каждую часть выделил отдельному кампусу.
p, blockquote 51,0,0,0,0 -->
p, blockquote 52,0,0,0,0 -->
На кампусе находятся свои маршрутизаторы, на которых сеть была дальше разделена на части предназначенные для отдельных факультетов. Разделение сетей производится с помощью увеличения длины маски, весь блок адресов имеет маску / 16, блоки кампусов имеют маску / 17, а блоки факультетов / 18.
p, blockquote 53,0,0,0,0 -->
Ниже показан фрагмент таблицы маршрутизации на маршрутизаторе первого кампуса. Он содержит путь до сети первого факультета, 2 факультета, до обще университетской сети, который проходит через университетский маршрутизатор, а также маршрут по умолчанию в интернет, который тоже проходит через обще университетский маршрутизатор.
p, blockquote 54,0,0,0,0 -->
p, blockquote 55,0,0,0,0 -->
p, blockquote 56,0,0,0,0 -->
p, blockquote 57,0,0,0,0 -->
И так получается, что выбирается всегда маршрут с маской максимальной длины. Общие правила выбора маршрутов следующие.
Следует отметить, что таблица маршрутизации есть не только у сетевых устройств маршрутизаторов, но и у обычных компьютеров в сети. Хотя у них таблица маршрутизации гораздо меньше.
- Как правило такая таблица содержит описание присоединенной сети, который подключен данный компьютер.
- Адрес маршрутизатора по умолчанию (шлюз или gateway) через который, выполняется подключение к интернет, или к корпоративной сети предприятия.
- А также могут быть дополнительные маршруты к некоторым знакомым сетям, но это необязательно.
Для того чтобы просмотреть таблицу маршрутизации, можно использовать команды route или ip route (route print (Windows); route и ip route (Linux)).
p, blockquote 60,0,0,0,0 --> p, blockquote 61,0,0,0,1 -->
Объединение нескольких локальных сетей в глобальную ( распределенную, составную ) WAN - сеть происходит с помощью устройств и протоколов сетевого Уровня 3 семиуровневой эталонной модели или уровня межсетевого взаимодействия четырехуровневой модели TCP/IP . Если LAN объединяют рабочие станции, периферию , терминалы и другое сетевое оборудование в одной аудитории или в одном здании, то WAN обеспечивают соединение LAN на широком географическом пространстве. В составную распределенную сеть ( internetwork , internet ) входят как локальные сети и подсети ( subnet ), так и отдельные пользователи. Устройствами, объединяющими LAN в составную сеть , являются:
- маршрутизаторы ( routers );
- модемы;
- коммуникационные серверы.
Наиболее распространенными устройствами межсетевого взаимодействия сетей, подсетей и устройств являются маршрутизаторы. Они представляют собой специализированные компьютеры для выполнения специфических функций сетевых устройств. В лекции 4 было показано, что маршрутизаторы используются, чтобы сегментировать локальную сеть на широковещательные домены, т. е. являются устройствами LAN , но они применяются и как устройства формирования глобальных сетей. Поэтому маршрутизаторы имеют как LAN -, так и WAN -интерфейсы. Маршрутизаторы используют WAN -интерфейсы, чтобы связываться друг с другом, и LAN -интерфейсы – для связи с узлами (компьютерами), например через коммутаторы. Поэтому маршрутизаторы являются устройствами как локальных, так и глобальных сетей . Маршрутизаторы являются также основными устройствами больших корпоративных сетей .
На рис. 6.1 приведен пример того, как маршрутизаторы А, В и С объединяют несколько локальных сетей ( локальные сети № 1, № 2, № 3) в распределенную (составную) сеть . Поэтому маршрутизаторы имеют интерфейсы как локальных, так и глобальных соединений. К локальным сетям, созданным на коммутаторах , маршрутизатор присоединен через интерфейсы, которые на рис. 6.1 обозначены через F0/1, что означает: интерфейс Fast Ethernet , слот 0, номер 1. Глобальные соединения на рис. 6.1 представлены последовательными или серийными ( serial ) интерфейсами S0/1, S0/2. Через такой же последовательный интерфейс реализовано соединение составной сети с сетью Интернет ( Internet ). Подобная структурная схема , включающая несколько последовательно соединенных маршрутизаторов, характерна для многих корпоративных сетей .
В большинстве случаев соединение маршрутизатора локальной сети с сетью Интернет производится через сеть провайдера. Терминальное (оконечное) оборудование ( Data Terminal Equipment – DTE ), к которому относится и маршрутизатор , подсоединяется к глобальной сети (или к сети провайдера) через канальное коммуникационное оборудование ( Data Communications Equipment , или Data Circuit -Terminating Equipment , – DCE ). Маршрутизатор обычно является оборудованием пользователя, а оборудование DCE предоставляет провайдер . Услуги, предоставляемые провайдером для терминальных устройств DTE , доступны через модем или цифровое устройство согласования с каналом связи ( Channel Service Unit / Data Service Unit – CSU / DSU ), которые и являются оборудованием DCE ( рис. 6.2). Оборудование DCE является ведущим в паре DCE - DTE , оно обеспечивает синхронизацию и задает скорость передачи данных.
Поскольку маршрутизаторы в распределенных сетях ( рис. 6.1) часто соединяются последовательно, из двух последовательно соединенных серийных интерфейсов маршрутизаторов один должен выполнять роль устройства DCE , а второй – устройства DTE ( рис. 6.3).
Рис. 6.3. Последовательное соединение маршрутизаторов
Главными функциями маршрутизаторов являются:
- выбор наилучшего пути для пакетов к адресату назначения;
- продвижение ( коммутация ) принятого пакета с входного интерфейса на соответствующий выходной интерфейс.
Таким образом, маршрутизаторы обеспечивают связь между сетями и определяют наилучший путь пакета данных к сети адресата, причем технологии объединяемых локальных сетей могут быть различными.
Протоколы канального ( data link ) уровня WAN описывают, как по сети передаются кадры. Они включают протоколы, обеспечивающие функционирование через выделенные соединения " точка-точка " и через коммутируемые соединения. Основными WAN протоколами и стандартами канального уровня являются: High-level Data Link Control ( HDLC ), Point-to-Point Protocol ( PPP ), Synchronous Data Link Control ( SDLC ), Serial Line Internet Protocol ( SLIP ), X.25, Frame Relay , ATM . Основными протоколами и стандартами физического уровня являются: EIA / TIA -232, EIA / TIA -449, V.24, V.35, X.21, G.703, EIA-530 , ISDN , E1, E3, XDSL , SDH ( STM -1, STM -4 и др.).
Функционируя на Уровне 3 модели OSI , маршрутизаторы принимают решения, базируясь на сетевых логических адресах (IP-адресах). Для определения наилучшего пути передачи данных через связываемые сети маршрутизаторы строят таблицы маршрутизации и обмениваются сетевой маршрутной информацией с другими маршрутизаторами. Администратор может конфигурировать статические маршруты и поддерживать таблицы маршрутизации вручную. Однако большинство таблиц маршрутизации создается и поддерживается динамически, за счет использования протоколов маршрутизации ( routing protocol ), которые позволяют маршрутизаторам автоматически обмениваться информацией о сетевой топологии друг с другом.
Функционирование маршрутизаторов происходит под управлением сетевой операционной системы ( Internetwork Operation System – IOS ), текущая ( running ) версия которой находится в оперативной памяти RAM ( рис. 6.4). Помимо текущей версии IOS оперативная память хранит активный конфигурационный файл ( Active Configuration File ) и таблицы протоколов динамической маршрутизации , выполняет буферизацию пакетов и поддерживает их очередь , обеспечивает временную память для конфигурационного файла маршрутизатора, пока включено питание.
Загрузка операционной системы IOS в оперативную память обычно производится из энергонезависимой флэш-памяти ( Flash ), которая является перепрограммируемым запоминающим устройством ( ППЗУ ). После модернизации IOS она перезаписывается во флэш-память , где может храниться несколько версий. Версию операционной системы можно также сохранять на TFTP -сервере ( рис. 6.4).
Постоянное запоминающее устройство ( ПЗУ – ROM ) содержит программу начальной загрузки ( bootstrap ) и сокращенную версию операционной системы, установленную при изготовлении маршрутизатора. Обычно эта версия IOS используется только при выходе из строя флэш-памяти. Память ROM также поддерживает команды для теста диагностики аппаратных средств (Power-On Self Test – POST ).
Рис. 6.4. Элементы памяти и программы маршрутизатора
Энергонезависимая (non- volatile ) оперативная память NVRAM маршрутизатора является перепрограммируемым запоминающим устройством (ППЗУ). NVRAM хранит стартовый ( startup ) конфигурационный файл , который после изменения конфигурации перезаписывается в ППЗУ, где создается резервная копия ( backup ). Конфигурационные файлы содержат команды и параметры для управления потоком трафика, проходящим через маршрутизатор . Конфигурационный файл используется для выбора сетевых протоколов и протоколов маршрутизации , которые определяют наилучший путь для пакетов к адресуемой сети. Первоначально конфигурационный файл обычно создается с консольной линии (console) и помимо памяти NVRAM может сохраняться на TFTP -сервере ( рис. 6.4). Временное хранение входящих и исходящих пакетов обеспечивается в памяти интерфейсов, которые могут быть выполнены на материнской плате или в виде отдельных модулей.
При включении маршрутизатора начинает функционировать программа начальной загрузки bootstrap, которая тестирует оборудование и загружает операционную систему IOS в оперативную память RAM . В оперативную память загружается также конфигурационный файл , хранящийся в NVRAM . В процессе конфигурирования маршрутизатора задаются адреса интерфейсов, пароли, создаются таблицы маршрутизации , устанавливаются протоколы, проводится проверка параметров. Процесс коммутации и продвижения данных проходит под управлением операционной системы.
6.2. Принципы маршрутизации
Информационный поток данных, созданный на прикладном уровне, на транспортном уровне "нарезается" на сегменты, которые на сетевом уровне снабжаются заголовками и образуют пакеты (см. рис. 1.7, рис. 1.8). Заголовок пакета содержит сетевые IP-адреса узла назначения и узла источника. На основе этой информации средства сетевого уровня – маршрутизаторы осуществляют передачу пакетов между конечными узлами составной сети по определенному маршруту.
Маршрутизатор оценивает доступные пути к адресату назначения и выбирает наиболее рациональный маршрут на основе некоторого критерия – метрики. При оценке возможных путей маршрутизаторы используют информацию о топологии сети. Эта информация может быть сконфигурирована сетевым администратором или собрана в ходе динамического процесса обмена информацией между маршрутизаторами, который выполняется в сети протоколами маршрутизации.
Процесс прокладывания маршрута происходит последовательно от маршрутизатора к маршрутизатору. При прокладывании пути для пакета каждый маршрутизатор анализирует сетевую часть адреса узла назначения, заданного в заголовке поступившего пакета, т.е. вычленяет адрес сети назначения. Затем маршрутизатор обращается к таблице маршрутизации , в которой хранятся адреса всех доступных сетей, и определяет свой выходной интерфейс , на который необходимо передать (продвинуть) пакет. Таким образом, маршрутизатор ретранслирует пакет, продвигая его с входного интерфейса на выходной, для чего использует сетевую часть адреса назначения, обращаясь к таблице маршрутизации .
Выходной интерфейс связан с наиболее рациональным маршрутом к адресату. Конечный маршрутизатор на пути пакета непосредственно (прямо) связан с сетью назначения. Он использует часть сетевого адреса , содержащую адрес узла назначения, чтобы доставить пакет получателю данных.
Процесс ретрансляции пакетов маршрутизаторами рассмотрен на примере сети, приведенной на рис. 6.5. Маршрутизаторы в целом сетевого адреса не имеют, но поскольку они связывают между собой несколько сетей, каждый интерфейс ( порт ) маршрутизатора имеет уникальный адрес , сетевая часть которого совпадает с номером сети, соединенной с данным интерфейсом. Последовательные ( serial ) порты, соединяющие между собой маршрутизаторы, на рисунке обозначены молниевидной линией.
Путь от маршрутизатора A к маршрутизатору В может быть выбран:
- через маршрутизатор С;
- через маршрутизаторы D и E;
- через маршрутизаторы F, G и H.
Оценка наилучшего пути производится на основе метрики. Например, если метрика учитывает только количество маршрутизаторов на пути к адресату, то будет выбран первый маршрут . Если же метрика учитывает полосу пропускания линий связи , соединяющих маршрутизаторы, то может быть выбран второй или третий маршрут при условии, что на этом пути наиболее широкополосные линии связи.
При выборе первого пути функция коммутации реализуется за счет продвижения поступившего на интерфейс 1а маршрутизатора A пакета на интерфейс 2а. Таким образом, пакет попадает на интерфейс 1с маршрутизатора С, который продвинет полученный пакет на свой выходной интерфейс 3с, т. е. передаст полученный пакет маршрутизатору В.
В процессе передачи пакета по сети используются как сетевые логические адреса (IP-адреса), так и физические адреса устройств ( MAC-адреса в сетях Ethernet ). Например, при передаче информации с компьютера Host X локальной сети Сеть 1, ( рис. 6.6) на компьютер Host Y, находящийся в удаленной Сети 2, определен маршрут через маршрутизаторы A, B, C.
Рис. 6.6. Использование маршрутизаторов для передачи данных по сети
Когда узел Host Х Сети 1 передает пакет адресату Host Y из другой Сети 2, ему известен сетевой IP- адрес получателя, который записывается в заголовке пакета, т. е. известен адрес 3-го уровня. При инкапсуляции пакета в кадр источник информации Host Х должен задать в заголовке кадра канальные адреса назначения и источника, т. е. адрес 2-го уровня (табл. 6.1).
У передающего узла нет информации об адресе канального уровня (MAC-адресе) узла назначения Host Y, поэтому Host Х в заголовке кадра в качестве адреса назначения задаст MAC-адрес входного интерфейса 1а маршрутизатора A. Именно через этот интерфейс , называемый шлюзом по умолчанию ( Default gateway ), все пакеты из локальной Сети 1 будут передаваться в удаленные сети. Однако и этот адрес источнику информации Host Х не известен. Процесс нахождения МАС-адреса по известному сетевому адресу реализуется с помощью протокола разрешения адресов Address Resolution Protocol – ARP, который входит в стек протоколов TCP/IP .
Маршрутизация в Windows
Маршрутизация – это процесс передачи IP-трафика адресатам в сети, то есть процесс передачи пакетов от хоста-источника к хосту-адресату через промежуточные маршрутизаторы. Изучая эту статью предполагается что вы изучили материал основы компьютерных сетей.
Изучим как работает маршрутизация в Windows, что бы понять как она работает, а не просто прочитать и забыть, вам необходимо несколько виртуальных машин, а именно:
- ВМ с Windows XP.
- 2 ВМ с Windows Server 2003.
Если вы не поленитесь и установите три виртуальные машины, а так же изучите этот материал до конца, то у вас будет практическое понимание работы сети в операционных системах семейства Windows.
Для простоты передачи данных хост-источник и маршрутизатор принимают решения о передаче пакетов на основе своих таблиц IP-маршрутизации. Записи таблицы создаются при помощи:
- Программного обеспечения стека TCP/IP.
- Администратора, путем конфигурирования статических маршрутов.
- Протоколов маршрутизации, одним из которых является протокол передачи маршрутной информации – RIP.
По сути, таблица маршрутизации – это база данных, которая хранится в памяти всех IP-узлов. Цель таблицы IP-маршрутизации это предоставление IP-адреса назначения для каждого передаваемого пакета для следующего перехода в сети.
Пример маршрутизации в Windows
Допустим, у нас есть три узла:
- Windows XP.
- Windows Server 2003 – 1.
- Windows Server 2003 – 2.
Хост XP имеет один сетевой адаптер (интерфейс) с IP-адресом 192.168.0.2 и маской подсети 255.255.255.0. Маршрутизатор Server1 имеет два интерфейса с IP-адресами 192.168.0.1 и 192.168.1.1 и масками подсети 255.255.255.0. Маршрутизатор Server2 также имеет 2 сетевых адаптера с IPадресами 192.168.1.2 и 192.168.2.1 и масками подсети 255.255.255.0. Таким образом, мы имеем 3 сети: сеть с IP-адресом 192.168.0.0 (Net 1), сеть с IP-адресом 192.168.1.0 (Net 2), сеть с IP-адресом 192.168.2.0 (Net 3).
Таблица маршрутизации
Таблица маршрутизации по умолчанию создается на узле автоматически с помощью программного обеспечения стека TCP/IP.
При настройке сетевого подключения на хосте XP были статически заданы IP-адрес 192.168.0.2 и маска подсети 255.255.255.0, основной шлюз задан не был. Программное обеспечение стека TCP/IP автоматически создало таблицу маршрутизации по умолчанию.
Что бы просмотреть таблицы маршрутизации на узле XP выполним команду route print в командной строке (Пуск -> Выполнить -> cmd ).
Таблица маршрутизации содержит для каждой записи следующие поля: Сетевой адрес (Network Destination), Маска сети (Netmask), Адрес шлюза (Gateway), Интерфейс (Interface) и Метрика (Metric). Разберем каждое поле подробнее.
Сетевой адрес. Поле определяет диапазон IP-адресов достижимых с использованием данной таблицы.
Маска сети. Битовая маска, которая служит для определения значащих разрядов в поле Сетевой адрес. Маска состоит из непрерывных единиц и нулей, отображается в десятичном коде. Поля Сетевой адрес и Маска определяют один или несколько IP-адрес.
Адрес шлюза. В этом поле содержаться IP-адрес, по которому должен быть направлен пакет, если он соответствует данной записи таблицы маршрутизации.
Интерфейс. Данное поле содержит адрес логического или физического интерфейса, используемого для продвижения пакетов, соответствующих данной записи таблицы маршрутизации.
Метрика. Используется для выбора маршрута, в случае если имеется несколько записей, которые соответствуют одному адресу назначения с одной и той же маской, то есть в случае если одного адресата можно достичь разными путями, через разные маршруты. При этом, чем меньше значение метрики тем короче маршрут.
На начальном этапе работы (т.е. с таблицами маршрутизации по умолчанию) маршрутизатор (хост) знает только, как достичь сетей, с которыми он соединен непосредственно. Пути в другие сети могут быть «выяснены» следующими способами:
- с помощью статических маршрутов;
- с помощью маршрутов по умолчанию;
- с помощью маршрутов, определенных протоколами динамической маршрутизации.
Рассмотрим каждый из способов по порядку.
Статическая маршрутизация
Статические маршруты задаются вручную. Плюс статических маршрутов в том, что они не требуют рассылки широковещательных пакетов с маршрутной информацией, которые занимают полосу пропускания сети.
Минус статических маршрутов состоит в том, что при изменении топологии сети администратор должен вручную изменить все статические маршруты, что довольно трудоемко, в случае если сеть имеет сложную структуру с большим количеством узлов.
Второй минус заключается в том, что при отказе какого-либо канала статический маршрут перестанет работать, даже если будут доступны другие каналы передачи данных, так как для них не задан статический маршрут.
Но вернемся к нашему примеру. Наша задача, имя исходные данные, установить соединения между хостом XP и Server2 который находится в сети Net3, то есть нужно что бы проходил пинг на 192.168.2.1.
Начнем выполнять на хосте XP команды ping постепенно удаляясь от самого хоста. Выполните в Командной строке команды ping для адресов 192.168.0.2, 192.168.0.1, 192.168.1.1.
Мы видим, что команды ping по адресу собственного интерфейса хоста XP и по адресу ближайшего интерфейса соседнего маршрутизатора Server1 выполняются успешно.
Это связано с тем, что в таблице маршрутизации по умолчанию хоста XP имеются записи о маршруте к хосту 192.168.0.2 и о маршруте к сети 192.168.0.0, к которой относится интерфейс маршрутизатора Server1 с адресом 192.168.0.1. Но в ней нет записей ни о маршруте к узлу 192.168.1.1, ни о маршруте к сети 192.168.1.0.
Добавим в таблицу маршрутизации XP запись о маршруте к сети 192.168.1.0. Для этого введем команду route add с необходимыми параметрами:
route add [адресат] [mask маска] [шлюз] [metric метрика] [if интерфейс]
Параметры команды имеют следующие значения:
Индекс интерфейса можно определить из секции Список интерфейсов (Interface List) выходных данных команды route print.
Выполним команду route print .
Теперь мы видим , что хост XP имеет два интерфейса: логический интерфейс замыкания на себя (Loopback) и физический интерфейс с сетевым адаптером Intel(R) PRO/1000. Индекс физического интерфейса – 0x2.
Теперь, зная индекс физического интерфейса, на хосте добавьте нужный маршрут, выполнив следующую команду:
route add 192.168.1.0 mask 255.255.255.0 192.168.0.1 metric 2 if 0x2
Данная команда сообщает хосту XP о том, что для того, чтобы достичь сети 192.168.1.0 с маской 255.255.255.0, необходимо использовать шлюз 192.168.0.1 и интерфейс с индексом 0x2, причем сеть 192.168.1.0 находится на расстоянии двух транзитных участка от хоста XP.
Выполним пинг на 192.168.1.1 и убедимся, что связь есть.
Продолжим пинговать серверы, теперь проверьте отклик от второго маршрутизатора, присоединенного к сети Net2 (Server2). Он имеет IP-адрес 192.168.1.2.
На Server2 выполним команду route print и посмотрим индекс первого физического интерфейса. Далее, с помощью команды route add добавьте на Server2 маршрут до сети Net1, аналогично тому, как мы добавляли маршрут хосту XP.
В моем случае это команда:
route add 192.168.0.0 mask 255.255.255.0 192.168.1.1 metric 2 if 0x10003
Индекс физического интерфейса может быть разным, обязательно обращайте на него внимание.
После того, как удостоверитесь в наличии связи между узлами XP и Server2, выполните команду ping 192.168.2.1, т.е. проверьте наличие маршрута узла XP до сети Net3 (192.168.2.1 – IP-адрес маршрутизатора Server2 в сети Net3).
Добавьте в таблицу маршрутизации хоста XP запись о маршруте к сети 192.168.2.0. Это можно сделать путем ввода в командной строке хоста XP команды route add с соответствующими параметрами:
route add 192.168.2.0 mask 255.255.255.0 192.168.0.1 metric 3 if 0x2
Маршрутизация по умолчанию
Для маршрутизации по умолчанию необходимо задать на всех узлах сети маршруты по умолчанию.
Для добавления такого маршрута на хосте XP выполните следующую команду:
route add 0.0.0.0 mask 0.0.0.0 192.168.0.1 metric 2 if 0x10003
Эта команда сообщает хосту XP о том, что для того, чтобы достичь любой сети, маршрут к которой отсутствует в таблице маршрутизации, необходимо использовать шлюз 192.168.0.1 и интерфейс с индексом 0x10003 .
Это так называемый маршрут по умолчанию.
Проверьте работоспособность с помощью команды ping.
Динамическая маршрутизация, протокол RIP
Протокол RIP (Routing Information Protocol или Протокол передачи маршрутной информации) является одним из самых распространенных протоколов динамической маршрутизации.
Его суть заключается в том, что маршрутизатор использующий RIP передает во все подключенные к нему сети содержимое своей таблицы маршрутизации и получает от соседних маршрутизаторов их таблицы.
Есть две версии протокола RIP. Версия 1 не поддерживает маски, поэтому между сетями распространяется только информация о сетях и расстояниях до них. При этом для корректной работы RIP на всех интерфейсах всех маршрутизаторов составной сети должна быть задана одна и та же маска.
Протокол RIP полностью поддерживается только серверной операционной системой, тогда как клиентская операционная система (например, Windows XP) поддерживает только прием маршрутной информации от других маршрутизаторов сети, а сама передавать маршрутную информацию не может.
Настраивать RIP можно двумя способами:
- В графическом режиме с помощью оснастки “Маршрутизация и удаленный доступ”.
- В режиме командной строки с помощью утилиты netsh.
Рассмотрим настройку в режиме командной строки с помощью утилиты netsh.
Netsh – это утилита командной строки и средство выполнения сценариев для сетевых компонентов операционных систем семейства Windows (начиная с Windows 2000).
Введите в командной строке команду netsh, после появления netsh> введите знак вопроса и нажмите Enter, появиться справка по команде.
Введите последовательно команды:
Настроим RIP на Server1. Но сначала нужно выключит брандмауэр.
Теперь в оснастке «Маршрутизация и удаленный доступ» в контекстном меню пункта SERVER1 (локально) выберите пункт «Настроить и включить Маршрутизация ЛВСмаршрутизацию и удаленный доступ».
На следующем этапе выберите «Особая конфигурация» и нажмите «Далее».
После чего нужно выбрать «Маршрутизация ЛВС» и завершить работу мастера.
То же самое нужно выполнить на Server2.
Настройка через оснастку
В контекстном меню вкладки «Общие» (SERVER1 –> IP-маршрутизация –> Общие) нужно выбрать пункт «Новый протокол маршрутизации».
Затем выделяем строку «RIP версии 2 для IP».
В контекстном меню появившейся вкладки «RIP» выберите «Новый интерфейс». Выделите строку «Подключение по локальной сети» и нажмите ОК.
Перед вами появиться окно.
В появившемся окне необходимо задать следующие настройки:
- Режим работы –> Режим периодического обновления.
- Протокол для исходящих пакетов –> Для RIP версии 1.
- Протокол входящих пакетов –> Только для RIP версии 1.
Оставьте оставшиеся настройки по умолчанию и нажмите ОК.
Далее необходимо выполнить эти действия для второго сетевого интерфейса.
После выполните те же действия для Sever2.
Проверьте, с помощью команды ping, работу сети.
Поздравляю! Маршрутизация в Windows изучена.
Обучаю HTML, CSS, PHP. Создаю и продвигаю сайты, скрипты и программы. Занимаюсь информационной безопасностью. Рассмотрю различные виды сотрудничества.
Читайте также: