Сетевой уровень модели OSI

Краткие итоги лекции 6

1. Объединение нескольких локальных сетей в глобальную (распределенную, составную) WAN сеть происходит с помощью устройств и протоколов сетевого Уровня 3 модели OSI.
2. Наиболее распространенными устройствами межсетевого взаимодействия сетей, подсетей и устройств являются маршрутизаторы.
3. Основными сетевыми протоколами всемирной сети Интернет являются IPv4, IPv6.Они функционируют без предварительного установления соединения между источником и получателем сообщения и без подтверждения доставки сообщения (дейтаграммный метод).
4. Дейтаграммный способ доставки создает сравнительно небольшую нагрузку на сеть, поэтому является оптимальным.
5. Функции надежности доставки возложены на протоколы более высокого уровня, в частности на протокол TCP транспортного уровня.
6. Сетевые протоколы определяют формат пакета, логические адреса узла источника и назначения, прокладывают маршрут пакета на основе имеющихся таблиц маршрутизации.
7. Приоритет передаваемого пакета IPv4 определяет поле заголовка "Дифференцированные сервисы" (DS), которое ранее называлось "Тип сервиса" (ToS). В пакетах IPv6 это поле называется "Класс трафика" (TC).
8. Новое поле IPv6 "Метка потока" (FL) позволяет идентифицировать различные транспортные потоки без декапсуляции сегмента транспортного уровня. При этом маршрутизаторы могут передавать пакеты сообщения реального времени (аудио- и видеоинформация) вдоль одного и того же пути.
9. Пакеты большого размера протоколом IPv4 фрагментируются, у них задается идентификационный номер. Протокол IPv6 пакеты не фрагментирует, эта функция передана конечным узлам.
10. Вместо поля "Время жизни" (TTL) протоколаIPv4, в заголовке IPv6 имеется поле "Ограничения переходов" (HL) cаналогичными функциями. Время жизни уменьшается на 1 при прохождении каждого маршрутизатора.
11. Пакет протокола IPv6 включает фиксированный заголовок и может содержать необязательные дополнительные (расширенные) заголовки.
12. Адрес назначения и источника информации протокола IPv4 длиной 4 байта (32 двоичных разряда). Адрес назначения и источника информации протокола IPv6 длиной 16 байт (128 двоичных разрядов). При передаче пакетов по сети адреса источника и назначения остаются неизменными.
13. Шлюзом по умолчанию называется входной интерфейс маршрутизатора, через который пакеты из локальной сети пересылаются в удаленные сети. То есть, это интерфейс, через который все пакеты из локальной сети будут передаваться в удаленные сети.
14. Протокол IPv6 обеспечивает переадресацию частных адресов в общедоступные (публичные) и обратно без использования транслятора NAT. При большом количестве публичных адресов нет необходимости их экономии.
15. Маршрутизатор оценивает доступные пути к адресату назначения и выбирает наиболее рациональный маршрут на основе определенного критерия - метрики.
16. Маршрутизатор ретранслирует пакет, продвигая его с входного интерфейса на выходной, для чего использует сетевую часть адреса назначения и обращается к таблице маршрутизации.
17. В таблице маршрутизации обычно задаются: источник созданного маршрута, адрес сети назначения, административное расстояние, значение метрики, адрес следующего перехода, выходной интерфейс.
18. Если в таблице маршрутизации не создан путь к сети назначения пакета, то маршрутизатор отбрасывает такой пакет. Однако на маршрутизаторе можно сконфигурировать маршрут по умолчанию. Интерфейс, через который пересылаться пакеты с неизвестными адресами, называется шлюзом последней надежды.
19. Таблицы маршрутизации создаются и поддерживаются либо статически (администратором), либо динамически, за счет использования протоколов маршрутизации.
20. Администратор может конфигурировать статические маршруты и поддерживать таблицы маршрутизации вручную. Однако большинство таблиц маршрутизации создается и поддерживается динамически, за счет использования протоколов маршрутизации, когда маршрутизаторам автоматически обмениваться информацией о сетевой топологии друг с другом.
21. Функционирование маршрутизатора происходит под управлением операционной системы IOS.
22. Конфигурационный файл хранится в NVRAM, откуда загружается в оперативную память. Он содержит команды и параметры для управления потоком трафика. Конфигурационный файл задает сетевые протоколы и протоколы маршрутизации, которые определяют наилучший путь для пакетов к адресуемой сети.

Вопросы

1. Какие устройства объединяют LAN в распределенную составную сеть?
2. Какие сетевые протоколы используются в сети Интернет?
3. Почему дейтаграммный способ доставки является оптимальным?
4. Что обеспечивает надежность доставки при использовании дейтаграммных сетевых протоколов?
5. На основании чего маршрутизатор ретранслирует пакет, продвигая его с входного интерфейса на выходной?
6. Что служит оценкой наилучшего пути к адресату назначения?
7. Какие поля заголовка IPv4, IPv6 определяют приоритет пакета?
8. Для чего введено новое полеIPv6 "Метка потока" (FL)?
9. Почему протокол IPv6 не фрагментирует пакеты? На кого возложена эта функция?
10. Какое поле, вместо "Время жизни" (TTL) протокола IPv4, введено в заголовке IPv6?
11. Какую информацию содержат необязательные дополнительные (расширенные) заголовки IPv6?
12. Какой размер адреса назначения и источника протокола IPv6?
13. Почему в сетях протокола IPv6 не используется транслятор NAT?
14. Как формируются таблицы маршрутизации?
15. Какие основные параметры содержит таблица маршрутизации?
16. Что означает термин адрес следующего перехода (next hop)?
17. Что означает термин Шлюз по умолчанию?
18. Какие параметры содержит таблица марщрутизации?
19. Для чего узлы должны создавать и поддерживать собственную локальную таблицу маршрутизации?

Упражнения

1. Поясните, с использованием какой линии создается конфигурационный файл, и где он может сохраняться.
2. Изобразите схему составной сети из четырех маршрутизаторов, последовательно соединенных через FastEthernet интерфейсы. Обозначьте интерфейсы. Укажите, МАС-адреса каких интерфейсов будут использоваться в качестве адресов источников и адресов назначения в передаваемых кадрах при их прохождении через каждый маршрутизатор.
3. Укажите основные параметры таблицы маршрутизации маршрутизатора В ( рис. 6.5), для чего используйте распечатку.
4. Поясните, какие параметры можно посмотреть на каждом конечном узле по команде ipconfig /all.