Принципы и средства межсетевого взаимодействия

Краткие итоги

1. Главными функциями маршрутизаторов являются: выбор наилучшего пути для пакетов к адресату назначения и коммутация принятого пакета с входного интерфейса на соответствующий выходной интерфейс.
2. Когда адресат назначения находится в другой сети, то конечный узел пересылает пакет на шлюз по умолчанию, роль которого выполняет интерфейс маршрутизатора, через который все пакеты из локальной сети пересылаются в удаленные сети.
3. Для определения наилучшего пути передачи данных через связываемые сети, маршрутизаторы строят таблицы маршрутизации и обмениваются сетевой маршрутной информацией с другими сетевыми устройствами.
4. Администратор может создавать статические маршруты и поддерживать таблицы маршрутизации вручную. Однако большинство таблиц маршрутизации создается и поддерживается динамически, за счет использования протоколов маршрутизации, которые позволяют маршрутизаторам автоматически обмениваться информацией о сетевой топологии друг с другом.
5. Маршрутизатор ретранслирует пакет, продвигая его с входного интерфейса на выходной, для чего использует сетевую часть адреса назначения и обращается к таблице маршрутизации.
6. Основными параметрами таблицы маршрутизации являются адрес сети назначения и сетевой адрес входного интерфейса следующего маршрутизатора на пути к адресату назначения (следующий переход - next hop), а также собственный выходной интерфейс маршрутизатора.
7. Маршрутизатор оценивает доступные пути к адресату назначения и выбирает наиболее рациональный маршрут на основе некоторого критерия - метрики. Наименьшая метрика означает наилучший маршрут. Метрика статического маршрута всегда равна 0.
8. Административное расстояние (AD) показывает степень достоверности (доверия) источника маршрута. Чем меньше AD, тем выше достоверность.
9. Протокол разрешения адресов (ARP) реализует процесс нахождения МАС-адреса по известному сетевому IP-адресу. Таблица ARP содержит MAC и IP адреса устройств локальной сети.
10. Маршрутизаторы делят сеть на подсети или широковещательные домены.
11. Маршрутизация может функционировать на основе программной коммутации, использования кэш быстрой коммутации, технологии Cisco Express Forwarding (CEF), которая является самым быстрым механизмом продвижения пакетов.
12. Для включения в работу сети конечных узлов на них необходимо установить: IP-адрес узла, маску, адрес шлюза по умолчанию.
13. Адресная информация конечным узлам, как правило, назначается протоколом динамического конфигурирования узлов DHCP. Однако статические адреса конечным узлам также могут назначаться администратором вручную. Статические адреса рекомендуется назначать интерфейсам маршрутизаторов, серверам, сетевым принтерам.
14. На интерфейсах IPv6 конфигурируются глобальные и локальные индивидуальные адреса канала, используемые для обмена данными внутри локального канала (подсети), где они должны быть уникальными.
15. Сконфигурированные локальные индивидуальные адреса канала позволяют сетевым устройствам обмениваться маршрутной информацией и пересылать сообщения внутри локального канала даже без использования глобальных адресов.
16. Версия IPv6 позволяет использовать в качестве идентификатора интерфейса его MAC-адрес, который автоматически конфигурируется.
17. Маршрутизация IPv6 включается после формирования команды ipv6 unicast-routing. в режиме глобального конфигурирования.
18. При передаче данных через составную сеть IP-адреса узла назначения и узла источника остаются неизменными.
19. При передаче данных через составную сеть МАС-адреса назначения и источника меняются при прохождении каждого маршрутизатора.
20. При формировании кадра вычисляется контрольная сумма, которая записывается в поле FCS трейлера кадра. При приеме кадра на каждом входном интерфейсе вновь вычисляется контрольная сумма, которая сравнивается с принятой.
21. При передаче данных через соединения "точка-точка" заголовок кадра может быть существенно упрощен.

Вопросы

1. Какие устройства объединяют локальные сети LAN в распределенную составную сеть?
2. Каковы основные функции маршрутизатора?
3. Какого типа интерфейсы имеют маршрутизаторы ?
4. Что означают термины DTE, DCE?
5. Могут ли маршрутизаторы объединять локальные сети различных технологий?
6. Какую функцию выполняет административное расстояние в процессе маршрутизации?
7. На основании чего маршрутизатор ретранслирует пакет, продвигая его с входного интерфейса на выходной?
8. Что служит оценкой наилучшего пути к адресату назначения?
9. Какой протокол позволяет находить МАС-адреса по известному сетевому IP-адресу?
10. По какой команде может быть просмотрена ARP-таблица узла?
11. В каком случае маршрутизатор в ответ на запрос посылает ARP-ответ с MAC-адресом своего входного интерфейса, на который поступил запрос?
12. Как формируются таблицы маршрутизации? Какие параметры она содержит?
13. Что означает термин адрес следующего перехода (next hop)?
14. Что означает термин шлюз по умолчанию?
15. Какие параметры необходимо настроить на конечном узле?
16. Какие параметры необходимо настроить на интерфейсе маршрутизатора? Какие команды для этого используются?
17. Какие типы интерфейсов используются в маршрутизаторах и коммутаторах?
18. Какие параметры интерфейсов позволяет посмотреть команда show ip interface brief?
19. Какие протоколы маршрутизации используются в IP-сетях?
20. В чем состоит различие статической и динамической маршрутизации?
21. По какой команде можно посмотреть поддерживаемые протоколы маршрутизации?
22. Как в таблице маршрутизации идентифицируются протоколы маршрутизации?
23. По какой команде в сетях IPv6 автоматически конфигурируется в качестве идентификатора интерфейса его MAC-адрес?
24. Какова роль локальных адресов в сетях IPv6?
25. При передаче данных через составную сеть, какие адреса остаются неизменными, а какие меняются при прохождении каждого маршрутизатора?
26. Для чего на маршрутизаторах формируют маршрут по умолчанию?

Упражнения

1. В нижеприведенной схеме составной сети из четырех последовательно соединенных маршрутизаторов назначьте МАС-адреса интерфейсов FastEthernet.
   

   
   
2. Для вышеприведенной схемы рассмотрите процесс передачи данных от Узла Yдо Узла X через маршрутизаторы A,B,C,D.
3. Укажите основные параметры таблиц маршрутизации всех маршрутизаторов.
4. Укажите, какие интерфейсы будут использоваться при прохождении кадров через каждый маршрутизатор.
5. Укажите, какие IP-адреса и МАС-адреса и каких интерфейсов будут использоваться в качестве адресов источников и адресов назначения передаваемых кадров и пакетов при их прохождении через каждый маршрутизатор.
6. Поясните, какие параметры можно посмотреть на каждом конечном узле по команде ipconfig /all. Выполните команду на своем компьютере, прокомментируйте результат.
7. Поясните, почему из двух последовательно соединенных серийных интерфейсов маршрутизаторов один должен выполнять роль устройства DCE, а второй - устройства DTE.