Главная

Статьи Справочная Про компьютер

Назначение: Windows Server 2008

Сетевые компоненты одноадресной маршрутизации IPv4

Одноадресная IP-маршрутизация - это процесс передачи данных в виде одноадресных IP-пакетов по IP-сети из отдельного исходного узла (компьютера или другого сетевого устройства) в отдельный целевой узел. IP-маршрутизатор - это узел, пересылающий IP-пакеты между интерфейсами (которые могут быть физическими сетевыми адаптерами или логическими интерфейсами, такими как туннели) на основе данных, хранящихся в базе данных, называемой таблицей маршрутизации.

На рисунке показана простая IP-сеть с использованием одноадресной IP-маршрутизации.

Компоненты маршрутизации, показанные на рисунке, описаны в таблице соответственно определениям Международной организации по стандартизации (ISO).

 

Компонент сети	Описание
Конечная система	Это сетевое устройство, которое не может пересылать IP-пакеты. Конечные системы известны также как хосты. Пример конечной системы - компьютер, не являющийся маршрутизатором. (Узлы - это общее название хостов и маршрутизаторов.)
Промежуточная система	Это сетевое устройство, которое может пересылать IP-пакеты, ему не адресованные. Примеры промежуточных систем - мосты, коммутаторы и маршрутизаторы.
Маршрутизатор	Это промежуточная система, используемая для связи сегментов сети (подсетей) при помощи общего протокола сетевого уровня, такого как протокол IP. Изображенная на приведенном выше рисунке промежуточная система - это маршрутизатор. К маршрутизаторам относятся следующие устройства: Аппаратные маршрутизаторы. Устройства, специально спроектированные и оптимизированные для осуществления маршрутизации как своей главной функции. Например, в IP-сетях широко применяются аппаратные маршрутизаторы, производимые компанией Cisco Systems, Inc. Программные маршрутизаторы. Компьютеры, на которых, кроме маршрутизации, выполняются и другие задачи. Пример программного маршрутизатора - компьютер под управлением Windows Server® 2008 с включенной службой маршрутизации и удаленного доступа. Маршрутизатор можно настроить на выполнение либо только статической маршрутизации, либо только динамической маршрутизации, либо, что более типично, в основном динамической маршрутизации, дополненной некоторыми статическими маршрутами, настроенными вручную.
Сеть	Это часть сетевой инфраструктуры (повторители, концентраторы, мосты или коммутаторы уровня 2), соединенная с другими частями при помощи промежуточной системы и использующая для своих компьютеров и других сетевых устройств общий сетевой адрес, называемый идентификатором сети. Другое название - сегмент сети или подсеть.

Одноадресный IP-пакет, отправляемый узлом одной IP-сети узлу другой сети, как правило, сначала передается маршрутизатору. Маршрутизатор проверяет пакет и при помощи целевого адреса сети из заголовка пакета определяет один из своих интерфейсов, который будет использован при доставке пакета до места назначения.

Заголовок сетевого уровня любого пакета IPv4, отправленного по сети IPv4 из исходного узла в целевой узел, содержит следующие данные:

• Адрес IPv4 источника, который содержит идентификаторы сети и хоста источника.
  
  
• Адрес IPv4 места назначения, который содержит идентификаторы сети и хоста места назначения.
  
  
• Значение «срок жизни» (TTL, Time-To-Live) используется, чтобы не допустить бесконечную циркуляцию пакета в сети. TTL получает сначала максимальное значение, которое затем уменьшается на единицу при каждом пересечении любого места соединения. Когда значение становится равным нулю, пакет отбрасывается, а узлу его происхождения отправляется сообщение.
  
  

  Примечание

  Счетчик соединений TTL (число соединений уровня интерфейса сети, которые нужно пересечь для достижения данного места назначения) не идентичен счетчику переходов (число маршрутизаторов, которые нужно пересечь для достижения места назначения). Значение счетчика соединений, равное числу сегментов сети, - это значение счетчика переходов + 1. Например, если между двумя узлами находятся пять маршрутизаторов, значение счетчика переходов равно 5, а счетчика соединений TTL - 6.

Принципы работы таблицы маршрутизации IPv4

В сети IPv4 решения о IP-маршрутизации принимаются при помощи базы данных маршрутов, известной как таблица IP-маршрутизации. Каждый IP-узел использует свою собственную таблицу маршрутизации для хранения данных о маршрутах, пригодных для пересылки одноадресных IP-пакетов в любое доступное место. Узел, работающий под управлением Windows Server 2008 (или Windows Vista®), создает свою таблицу маршрутизации автоматически, с учетом своей текущей конфигурации TCP/IP, записей таблицы статической маршрутизации, данных, предоставляемых протоколами динамической маршрутизации, и сообщений перенаправления ICMP.

Таблица маршрутизации IPv4

Место назначения в сети Маска сети Шлюз Интерфейс Метрика
 0.0.0.0 0.0.0.0 157.54.16.1 157.54.27.90 20
 127.0.0.0 255.0.0.0 127.0.0.1 127.0.0.1 1
 157.54.16.0 255.255.240.0 157.54.27.90 157.54.27.90 20
 157.54.27.90 255.255.255.255 127.0.0.1 127.0.0.1 20
 157.54.255.255 255.255.255.255 157.54.27.90 157.54.27.90 20
 224.0.0.0 240.0.0.0 157.54.27.90 157.54.27.90 20
255.255.255.255 255.255.255.255 157.54.27.90 157.54.27.90 1

Структура таблицы маршрутизации IPv4

Использование протоколом IP таблицы маршрутизации

Когда IP-хосту или маршрутизатору нужно переслать пакет по месту назначения, для определения маршрута пакета протокол IP использует таблицу маршрутизации данного узла. В этом разделе дается сводка того, как протокол IP использует строки и столбцы, а затем подробно описывается процесс определения маршрута.

Краткий обзор использования протоколом IP таблицы маршрутизации

Подробности принятия протоколом IP решения о выборе маршрута

Протокол IP определяет лучший маршрут к месту назначения, сравнивая IP-адрес места назначения в пакете с каждым из маршрутов, имеющихся в таблице маршрутизации на данный момент. В подробностях процесс выглядит следующим образом:

1. Определение того, соответствует ли IP-адрес места назначения в пакете одному или нескольким маршрутам. Для каждой записи в таблице маршрутизации узла протокол IP выполняет побитовую логическую операцию И для IP-адреса места назначения пакета и значения, указанного в столбце маски сети. Результат сравнивается со значением столбца «Место назначения в сети»:
   
   
   • Соответствие. Если найден один или несколько соответствующих маршрутов, протокол IP формирует их список. Соответствие маршрута протокол IP определяет следующим образом:
     
     Маршрут хоста. Все 32 бита соответствуют IP-адресу места назначения. Маршрут к единственному адресу места назначения.
     
     Маршрут, представляющий идентификатор сети для локальной или удаленной подсети. Все биты идентификатора сети соответствуют IP-адресу места назначения. Это маршрут к месту назначения либо в локальной подсети, либо в нелокальной сети через маршрутизатор.
     
     Маршрут, представляющий идентификатор сводной сети. Все биты сводного идентификатора сети соответствуют IP-адресу места назначения. Маршрут к месту назначения для набора подсетей, обобщенного данным сводным маршрутом.
     
     Маршрут по умолчанию. Все IP-адреса места назначения соответствуют маршруту по умолчанию. Этот маршрут используется, если не найдено более специфичное соответствие.
     
     
   • Нет соответствия. Если ни один маршрут не найден (в том числе маршрут по умолчанию), протокол IP определяет состояние ошибки. Состояние «Нет соответствия» не может возникнуть при наличии маршрута по умолчанию. Если узел является хостом, сообщение об ошибке при IP-маршрутизации отправляется внутренним образом протоколу вышестоящего уровня (например, TCP, UDP или ICMP). Если узел является маршрутизатором, исходному хосту отправляется сообщение ICMP «Место назначения недоступно - хост недоступен».
     
     
   Примеры, поясняющие операцию И для IP-адреса места назначения и значения в столбце «Маска сети», см. в строке «Маска сети» таблицы «Столбцы каждой из записей таблицы маршрутизации» в подразделе «Структура таблицы маршрутизации IPv4», приведенном в данном разделе ранее.
   
   
2. Определение единственного маршрута для использования при отправке или пересылке пакета. Результат процесса определения маршрута - выбор в таблице маршрутизации единственного маршрута:
   
   
   • Если один и только один маршрут имеет самое длинное соответствие - самое длинное соответствие имеет маршрут, у которого в столбце «Маска сети» установлено в 1 самое большое число битов (самый длинный префикс), - выбирается этот маршрут.
     
     
   • Если самое длинное соответствие имеют несколько маршрутов (например, разные маршруты к одному и тому же идентификатору сети), протокол IP выбирает маршрут с наименьшей метрикой.
     
     
   • При наличии нескольких маршрутов с самым длинным соответствием и одной и той же наименьшей метрикой протокол IP выбирает маршрут, связанный с интерфейсом, привязка которого была выполнена первой.
     
     

   Примечание

   Если компьютер имеет несколько интерфейсов (сетевых адаптеров), под порядком привязки понимается порядок, в котором интерфейсы доступны сетевым службам. Этот порядок отражает порядок привязки TCP/IP к каждому из интерфейсов. Чтобы изменить относительный порядок привязки интерфейсов на компьютере под управлением Windows Server 2008 или Windows Vista, откройте папку «Сетевые подключения», выберите меню Дополнительно, выберите Дополнительные параметры, выделите интерфейс, чей порядок привязки нужно изменить, и переместите его в нужную позицию при помощи кнопок со стрелками.

3. Определение адреса и интерфейса следующего перехода. После выбора маршрута протокол IP определяет из записи таблицы маршрутизации IP-адрес следующего перехода и интерфейс (физический сетевой адаптер или логический порт), который будет использоваться для пересылки пакета:
   
   
   • Прямая доставка (в узел места назначения). Если место назначения находится в подсети, непосредственно подключенной к хосту или маршрутизатору, протокол IP доставляет пакет в узел места назначения. В этом случае адрес в столбце «Шлюз» совпадает с адресом в столбце «Интерфейс» (или в столбце «Шлюз» указывается пустое значение), и для IP-адреса следующего перехода устанавливается IP-адрес места назначения из IP-пакета. Используемый интерфейс определяется значением, указанным в столбце «Интерфейс» выбранного маршрута.
     
     Если повторно обратиться к примеру, показанному в описанном ранее листинге «Таблица маршрутизации примера», при отправке трафика на адрес 157.54.16.48 самым специфичным является маршрут для непосредственно подключенной сети (157.54.16.0/20). IP-адрес следующего перехода установлен равным IP-адресу места назначения (157.54.16.48), а используемый интерфейс - это плата адаптера, которой назначен IP-адрес 157.54.27.90 (интерфейс локального узла).
     
     
   • Непрямая доставка (в следующий маршрутизатор). Если место назначения находится не в подсети, непосредственно подключенной к узлу, протокол IP для дальнейшей маршрутизации доставляет пакет в соседний маршрутизатор непосредственно подключенной подсети. В этом случае адрес в столбце «Шлюз» не совпадает с адресом в столбце «Интерфейс» и для IP-адреса следующего перехода устанавливается значение, указанное в столбце «Шлюз». Используемый интерфейс определяется значением, указанным в столбце «Интерфейс» выбранного маршрута.
     
     Например, при отправке трафика на адрес 157.60.0.79 самым специфичным является маршрут по умолчанию (0.0.0.0/0). IP-адрес следующего перехода установлен равным IP-адресу шлюза (157.54.16.1), а используемый интерфейс - это, как и в рассмотренном выше случае, плата адаптера, которой назначен IP-адрес 157.54.27.90 (интерфейс локального узла).
     
     
4. Передача пакета в ARP. Протокол IP передает пакет, IP-адрес и интерфейс следующего перехода в ARP. ARP выполняет разрешение IP-адреса следующего перехода в его MAC-адрес и пересылает пакет должным образом в следующий переход, который является либо местом назначения, либо маршрутизатором, который перешлет пакет к его месту назначения.
   

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

| | обсудить на форуме | | Рейтинг: 5.0/1 | Теги: IP-адрес

="uForm uComForm">

Войдите:

• Отправить