Определить компьютер в сети, к которому идет самый длинный маршрут
Обновлено: 21.11.2024
Из этого введения в работу с сетями вы узнаете, как работают компьютерные сети, какая архитектура используется для проектирования сетей и как обеспечить их безопасность.
Что такое компьютерная сеть?
Компьютерная сеть состоит из двух или более компьютеров, соединенных между собой кабелями (проводными) или WiFi (беспроводными) с целью передачи, обмена или совместного использования данных и ресурсов. Вы строите компьютерную сеть, используя оборудование (например, маршрутизаторы, коммутаторы, точки доступа и кабели) и программное обеспечение (например, операционные системы или бизнес-приложения).
Географическое расположение часто определяет компьютерную сеть. Например, LAN (локальная сеть) соединяет компьютеры в определенном физическом пространстве, например, в офисном здании, тогда как WAN (глобальная сеть) может соединять компьютеры на разных континентах. Интернет — крупнейший пример глобальной сети, соединяющей миллиарды компьютеров по всему миру.
Вы можете дополнительно определить компьютерную сеть по протоколам, которые она использует для связи, физическому расположению ее компонентов, способу управления трафиком и ее назначению.
Компьютерные сети позволяют общаться в любых деловых, развлекательных и исследовательских целях. Интернет, онлайн-поиск, электронная почта, обмен аудио и видео, онлайн-торговля, прямые трансляции и социальные сети — все это существует благодаря компьютерным сетям.
Типы компьютерных сетей
По мере развития сетевых потребностей менялись и типы компьютерных сетей, отвечающие этим потребностям. Вот наиболее распространенные и широко используемые типы компьютерных сетей:
Локальная сеть (локальная сеть). Локальная сеть соединяет компьютеры на относительно небольшом расстоянии, позволяя им обмениваться данными, файлами и ресурсами. Например, локальная сеть может соединять все компьютеры в офисном здании, школе или больнице. Как правило, локальные сети находятся в частной собственности и под управлением.
WLAN (беспроводная локальная сеть). WLAN похожа на локальную сеть, но соединения между устройствами в сети осуществляются по беспроводной сети.
WAN (глобальная сеть). Как видно из названия, глобальная сеть соединяет компьютеры на большой территории, например, из региона в регион или даже из одного континента в другой. Интернет — это крупнейшая глобальная сеть, соединяющая миллиарды компьютеров по всему миру. Обычно для управления глобальной сетью используются модели коллективного или распределенного владения.
MAN (городская сеть): MAN обычно больше, чем LAN, но меньше, чем WAN. Города и государственные учреждения обычно владеют и управляют MAN.
PAN (персональная сеть): PAN обслуживает одного человека. Например, если у вас есть iPhone и Mac, вполне вероятно, что вы настроили сеть PAN, которая позволяет обмениваться и синхронизировать контент — текстовые сообщения, электронные письма, фотографии и многое другое — на обоих устройствах.
SAN (сеть хранения данных). SAN – это специализированная сеть, предоставляющая доступ к хранилищу на уровне блоков — общей сети или облачному хранилищу, которое для пользователя выглядит и работает как накопитель, физически подключенный к компьютеру. (Дополнительную информацию о том, как SAN работает с блочным хранилищем, см. в разделе «Блочное хранилище: полное руководство».)
CAN (сеть кампуса). CAN также известен как корпоративная сеть. CAN больше, чем LAN, но меньше, чем WAN. CAN обслуживают такие объекты, как колледжи, университеты и бизнес-кампусы.
VPN (виртуальная частная сеть). VPN – это безопасное двухточечное соединение между двумя конечными точками сети (см. раздел "Узлы" ниже). VPN устанавливает зашифрованный канал, который сохраняет личность пользователя и учетные данные для доступа, а также любые передаваемые данные, недоступные для хакеров.
Важные термины и понятия
Ниже приведены некоторые общие термины, которые следует знать при обсуждении компьютерных сетей:
IP-адрес: IP-адрес — это уникальный номер, присваиваемый каждому устройству, подключенному к сети, которая использует для связи Интернет-протокол. Каждый IP-адрес идентифицирует хост-сеть устройства и местоположение устройства в хост-сети. Когда одно устройство отправляет данные другому, данные включают «заголовок», который включает IP-адрес отправляющего устройства и IP-адрес устройства-получателя.
Узлы. Узел — это точка подключения внутри сети, которая может получать, отправлять, создавать или хранить данные. Каждый узел требует, чтобы вы предоставили некоторую форму идентификации для получения доступа, например IP-адрес. Несколько примеров узлов включают компьютеры, принтеры, модемы, мосты и коммутаторы. Узел — это, по сути, любое сетевое устройство, которое может распознавать, обрабатывать и передавать информацию любому другому сетевому узлу.
Маршрутизаторы. Маршрутизатор — это физическое или виртуальное устройство, которое отправляет информацию, содержащуюся в пакетах данных, между сетями. Маршрутизаторы анализируют данные в пакетах, чтобы определить наилучший способ доставки информации к конечному получателю. Маршрутизаторы пересылают пакеты данных до тех пор, пока они не достигнут узла назначения.
Коммутаторы. Коммутатор – это устройство, которое соединяет другие устройства и управляет обменом данными между узлами в сети, обеспечивая доставку пакетов данных к конечному пункту назначения. В то время как маршрутизатор отправляет информацию между сетями, коммутатор отправляет информацию между узлами в одной сети. При обсуждении компьютерных сетей «коммутация» относится к тому, как данные передаются между устройствами в сети. Три основных типа переключения следующие:
Коммутация каналов, которая устанавливает выделенный канал связи между узлами в сети. Этот выделенный путь гарантирует, что во время передачи будет доступна вся полоса пропускания, что означает, что никакой другой трафик не может проходить по этому пути.
Коммутация пакетов предполагает разбиение данных на независимые компоненты, называемые пакетами, которые из-за своего небольшого размера предъявляют меньшие требования к сети. Пакеты перемещаются по сети к конечному пункту назначения.
Переключение сообщений отправляет сообщение полностью с исходного узла, перемещаясь от коммутатора к коммутатору, пока не достигнет узла назначения.
Порты: порт определяет конкретное соединение между сетевыми устройствами. Каждый порт идентифицируется номером. Если вы считаете IP-адрес сопоставимым с адресом отеля, то порты — это номера люксов или комнат в этом отеле. Компьютеры используют номера портов, чтобы определить, какое приложение, служба или процесс должны получать определенные сообщения.
Типы сетевых кабелей. Наиболее распространенными типами сетевых кабелей являются витая пара Ethernet, коаксиальный и оптоволоконный кабель. Выбор типа кабеля зависит от размера сети, расположения сетевых элементов и физического расстояния между устройствами.
Примеры компьютерных сетей
Проводное или беспроводное соединение двух или более компьютеров с целью обмена данными и ресурсами образует компьютерную сеть. Сегодня почти каждое цифровое устройство принадлежит к компьютерной сети.
В офисе вы и ваши коллеги можете совместно использовать принтер или систему группового обмена сообщениями. Вычислительная сеть, которая позволяет это, вероятно, представляет собой локальную сеть или локальную сеть, которая позволяет вашему отделу совместно использовать ресурсы.
Городские власти могут управлять общегородской сетью камер наблюдения, которые отслеживают транспортный поток и происшествия. Эта сеть будет частью MAN или городской сети, которая позволит городским службам экстренной помощи реагировать на дорожно-транспортные происшествия, советовать водителям альтернативные маршруты движения и даже отправлять дорожные билеты водителям, проезжающим на красный свет.
The Weather Company работала над созданием одноранговой ячеистой сети, которая позволяет мобильным устройствам напрямую взаимодействовать с другими мобильными устройствами, не требуя подключения к Wi-Fi или сотовой связи. Проект Mesh Network Alerts позволяет доставлять жизненно важную информацию о погоде миллиардам людей даже без подключения к Интернету.
Компьютерные сети и Интернет
Поставщики интернет-услуг (ISP) и поставщики сетевых услуг (NSP) предоставляют инфраструктуру, позволяющую передавать пакеты данных или информации через Интернет. Каждый бит информации, отправленной через Интернет, не поступает на каждое устройство, подключенное к Интернету. Это комбинация протоколов и инфраструктуры, которая точно указывает, куда направить информацию.
Как они работают?
Компьютерные сети соединяют такие узлы, как компьютеры, маршрутизаторы и коммутаторы, с помощью кабелей, оптоволокна или беспроводных сигналов. Эти соединения позволяют устройствам в сети взаимодействовать и обмениваться информацией и ресурсами.
Сети следуют протоколам, которые определяют способ отправки и получения сообщений. Эти протоколы позволяют устройствам обмениваться данными. Каждое устройство в сети использует интернет-протокол или IP-адрес, строку цифр, которая однозначно идентифицирует устройство и позволяет другим устройствам распознавать его.
Маршрутизаторы – это виртуальные или физические устройства, облегчающие обмен данными между различными сетями. Маршрутизаторы анализируют информацию, чтобы определить наилучший способ доставки данных к конечному пункту назначения. Коммутаторы соединяют устройства и управляют связью между узлами внутри сети, гарантируя, что пакеты информации, перемещающиеся по сети, достигают конечного пункта назначения.
Архитектура
Архитектура компьютерной сети определяет физическую и логическую структуру компьютерной сети. В нем описывается, как компьютеры организованы в сети и какие задачи возлагаются на эти компьютеры. Компоненты сетевой архитектуры включают аппаратное и программное обеспечение, средства передачи (проводные или беспроводные), топологию сети и протоколы связи.
Основные типы сетевой архитектуры
В сети клиент/сервер центральный сервер или группа серверов управляет ресурсами и предоставляет услуги клиентским устройствам в сети. Клиенты в сети общаются с другими клиентами через сервер.В отличие от модели P2P, клиенты в архитектуре клиент/сервер не делятся своими ресурсами. Этот тип архитектуры иногда называют многоуровневой моделью, поскольку он разработан с несколькими уровнями или ярусами.
Топология сети
Топология сети — это то, как устроены узлы и каналы в сети. Сетевой узел — это устройство, которое может отправлять, получать, хранить или пересылать данные. Сетевой канал соединяет узлы и может быть как кабельным, так и беспроводным.
Понимание типов топологии обеспечивает основу для построения успешной сети. Существует несколько топологий, но наиболее распространенными являются шина, кольцо, звезда и сетка:
При топологии шинной сети каждый сетевой узел напрямую подключен к основному кабелю.
В кольцевой топологии узлы соединены в петлю, поэтому каждое устройство имеет ровно двух соседей. Соседние пары соединяются напрямую; несмежные пары связаны косвенно через несколько узлов.
В топологии звездообразной сети все узлы подключены к одному центральному концентратору, и каждый узел косвенно подключен через этот концентратор.
сетчатая топология определяется перекрывающимися соединениями между узлами. Вы можете создать полносвязную топологию, в которой каждый узел в сети соединен со всеми остальными узлами. Вы также можете создать топологию частичной сетки, в которой только некоторые узлы соединены друг с другом, а некоторые связаны с узлами, с которыми они обмениваются наибольшим количеством данных. Полноячеистая топология может быть дорогостоящей и трудоемкой для выполнения, поэтому ее часто используют для сетей, требующих высокой избыточности. Частичная сетка обеспечивает меньшую избыточность, но является более экономичной и простой в реализации.
Безопасность
Безопасность компьютерной сети защищает целостность информации, содержащейся в сети, и контролирует доступ к этой информации. Политики сетевой безопасности уравновешивают необходимость предоставления услуг пользователям с необходимостью контроля доступа к информации.
Существует много точек входа в сеть. Эти точки входа включают аппаратное и программное обеспечение, из которых состоит сама сеть, а также устройства, используемые для доступа к сети, такие как компьютеры, смартфоны и планшеты. Из-за этих точек входа сетевая безопасность требует использования нескольких методов защиты. Средства защиты могут включать брандмауэры — устройства, которые отслеживают сетевой трафик и предотвращают доступ к частям сети на основе правил безопасности.
Процессы аутентификации пользователей с помощью идентификаторов пользователей и паролей обеспечивают еще один уровень безопасности. Безопасность включает в себя изоляцию сетевых данных, чтобы доступ к служебной или личной информации был сложнее, чем к менее важной информации. Другие меры сетевой безопасности включают обеспечение регулярного обновления и исправления аппаратного и программного обеспечения, информирование пользователей сети об их роли в процессах безопасности и информирование о внешних угрозах, осуществляемых хакерами и другими злоумышленниками. Сетевые угрозы постоянно развиваются, что делает сетевую безопасность бесконечным процессом.
Использование общедоступного облака также требует обновления процедур безопасности для обеспечения постоянной безопасности и доступа. Для безопасного облака требуется безопасная базовая сеть.
Ознакомьтесь с пятью основными соображениями (PDF, 298 КБ) по обеспечению безопасности общедоступного облака.
Ячеистые сети
Как отмечалось выше, ячеистая сеть — это тип топологии, в котором узлы компьютерной сети подключаются к как можно большему количеству других узлов. В этой топологии узлы взаимодействуют друг с другом, чтобы эффективно направлять данные к месту назначения. Эта топология обеспечивает большую отказоустойчивость, поскольку в случае отказа одного узла существует множество других узлов, которые могут передавать данные. Ячеистые сети самонастраиваются и самоорганизуются в поисках самого быстрого и надежного пути для отправки информации.
Тип ячеистых сетей
Существует два типа ячеистых сетей — полная и частичная:
- В полной ячеистой топологии каждый сетевой узел соединяется со всеми остальными сетевыми узлами, обеспечивая высочайший уровень отказоустойчивости. Однако его выполнение обходится дороже. В топологии с частичной сеткой подключаются только некоторые узлы, обычно те, которые чаще всего обмениваются данными.
- беспроводная ячеистая сеть может состоять из десятков и сотен узлов. Этот тип сети подключается к пользователям через точки доступа, разбросанные по большой территории.
Балансировщики нагрузки и сети
Балансировщики нагрузки эффективно распределяют задачи, рабочие нагрузки и сетевой трафик между доступными серверами. Думайте о балансировщиках нагрузки как об управлении воздушным движением в аэропорту. Балансировщик нагрузки отслеживает весь трафик, поступающий в сеть, и направляет его на маршрутизатор или сервер, которые лучше всего подходят для управления им. Цели балансировки нагрузки – избежать перегрузки ресурсов, оптимизировать доступные ресурсы, сократить время отклика и максимально увеличить пропускную способность.
Полный обзор балансировщиков нагрузки см. в разделе Балансировка нагрузки: полное руководство.
Сети доставки контента
Сеть доставки контента (CDN) – это сеть с распределенными серверами, которая доставляет пользователям временно сохраненные или кэшированные копии контента веб-сайта в зависимости от их географического положения. CDN хранит этот контент в распределенных местах и предоставляет его пользователям, чтобы сократить расстояние между посетителями вашего сайта и сервером вашего сайта. Кэширование контента ближе к вашим конечным пользователям позволяет вам быстрее обслуживать контент и помогает веб-сайтам лучше охватить глобальную аудиторию. Сети CDN защищают от всплесков трафика, сокращают задержки, снижают потребление полосы пропускания, ускоряют время загрузки и уменьшают влияние взломов и атак, создавая слой между конечным пользователем и инфраструктурой вашего веб-сайта.
Прямые трансляции мультимедиа, мультимедиа по запросу, игровые компании, создатели приложений, сайты электронной коммерции — по мере роста цифрового потребления все больше владельцев контента обращаются к CDN, чтобы лучше обслуживать потребителей контента.
Компьютерные сетевые решения и IBM
Компьютерные сетевые решения помогают предприятиям увеличить трафик, сделать пользователей счастливыми, защитить сеть и упростить предоставление услуг. Лучшее решение для компьютерной сети, как правило, представляет собой уникальную конфигурацию, основанную на вашем конкретном типе бизнеса и потребностях.
Сети доставки контента (CDN), балансировщики нагрузки и сетевая безопасность — все это упомянуто выше — это примеры технологий, которые могут помочь компаниям создавать оптимальные компьютерные сетевые решения. IBM предлагает дополнительные сетевые решения, в том числе:
-
— это устройства, которые дают вам улучшенный контроль над сетевым трафиком, позволяют повысить производительность вашей сети и повысить ее безопасность. Управляйте своими физическими и виртуальными сетями для маршрутизации нескольких VLAN, для брандмауэров, VPN, формирования трафика и многого другого. обеспечивает безопасность и ускоряет передачу данных между частной инфраструктурой, мультиоблачными средами и IBM Cloud. — это возможности безопасности и производительности, предназначенные для защиты общедоступного веб-контента и приложений до того, как они попадут в облако. Получите защиту от DDoS, глобальную балансировку нагрузки и набор функций безопасности, надежности и производительности, предназначенных для защиты общедоступного веб-контента и приложений до того, как они попадут в облако.
Сетевые службы в IBM Cloud предоставляют вам сетевые решения для увеличения трафика, обеспечения удовлетворенности ваших пользователей и легкого предоставления ресурсов по мере необходимости.
Развить сетевые навыки и получить профессиональную сертификацию IBM, пройдя курсы в рамках программы Cloud Site Reliability Engineers (SRE) Professional.
Что такое переадресация?
Пересылка — это перемещение входящих пакетов на соответствующий интерфейс. Маршрутизаторы используют таблицу переадресации, чтобы решить, какой входящий пакет следует перенаправить на какой следующий переход.
Что такое префикс IP?
IP-префикс — это префикс IP-адреса. Все компьютеры в одной сети имеют одинаковый префикс IP. Например, в 192.24.0.0/18 18 — это длина префикса, а префикс — это первые 18 бит адреса.
Как работает переадресация?
Маршрутизаторы в основном смотрят на префикс IP адреса назначения, ищут соответствие в таблице пересылки и пересылают пакет на соответствующий следующий переход в таблице пересылки.
Что произойдет, если префиксы перекроются?
Поскольку префиксы могут перекрываться (это возможно, поскольку везде используется бесклассовая адресация), префикс входящего IP-адреса может совпадать с несколькими записями IP-адресов в таблице.
Например, рассмотрите приведенную ниже таблицу переадресации
В приведенной выше таблице адреса с 192.24.12.0 по 192.24.15.255 перекрываются, т. е. совпадают с обеими записями таблицы.
Чтобы справиться с описанной выше ситуацией, маршрутизаторы используют правило соответствия самого длинного префикса. Правило состоит в том, чтобы найти в таблице запись с самым длинным префиксом, совпадающим с IP-адресом назначения входящего пакета, и перенаправить пакет на соответствующую следующую надежду.
В приведенном выше примере все пакеты в перекрывающемся диапазоне (от 192.24.12.0 до 192.24.15.255) пересылаются на следующий переход B, так как B имеет более длинный префикс (22 бита).
Пример 1. Маршрутизаторы пересылают пакет, используя записи таблицы переадресации. Сетевой адрес входящего пакета может совпадать с несколькими записями. Как маршрутизаторы решают эту проблему?
(A) Перенаправить его маршрутизатору, запись которого совпадает с самым длинным префиксом входящего пакета.
(B) Переслать пакет всем маршрутизаторам, чьи сетевые адреса совпадают.
(C) Отбросить пакет.
(D) Перенаправить на маршрутизатор, запись которого совпадает с самым длинным суффиксом входящего пакета
Ответ: (A) Сетевые адреса разных записей могут перекрываться в таблице переадресации. Маршрутизаторы пересылают входящий пакет маршрутизатору, который хэширует самый длинный префикс, совпадающий с входящим пакетом.
Пример 2. Бесклассовая междоменная маршрутизация (CIDR) получает пакет с адресом 131.23.151.76.В таблице маршрутизации маршрутизатора есть следующие записи: (GATE CS 2015)
Идентификатор выходного интерфейса, на который будет пересылаться этот пакет, — ______.
Ответ: «1». Сначала нам нужно найти соответствующие записи таблицы для входящих пакетов с адресом «131.23.151.76». Адрес совпадает с двумя записями «131.16.0.0/12» и «131.22.0.0/15» (Мы нашли это, сопоставив первые 12 и 15 бит соответственно).
Так должен ли пакет идти на интерфейс 3 или 1? Мы используем самое длинное совпадение префиксов, чтобы выбрать один из двух. В качестве интерфейса используется наиболее конкретная из соответствующих записей таблицы. Поскольку «131.22.0.0/15» является наиболее конкретным, пакет отправляется на интерфейс 1.
Здесь вы используете команду route для просмотра и изменения внутренней таблицы маршрутизации вашего компьютера. Даже если ваш компьютер не является маршрутизатором, он поддерживает таблицу интернет-маршрутизации с записями для сети сетевого интерфейса, петлевой сети и сведениями о других внутренних сетях.
Вы должны увидеть следующие результаты для вашего route print | еще команда.
� Сетевое назначение. Сетевое назначение, которое ваш компьютер сравнивает с IP-адресом назначения исходящих пакетов, чтобы определить, куда их отправлять.
� Netmask � Маска подсети сетевого адресата. Значение 255.255.255.255 указывает, что адрес в столбце «Сетевой пункт назначения» является конкретным IP-адресом, а не сетевым адресом; он называется «хост-маршрут». Значение 0.0.0.0 используется, когда сетевым пунктом назначения является 0.0.0.0, что указывает на маршрут или шлюз по умолчанию.
� Шлюз � Адрес следующего перехода или ссылка, что означает, что сеть подключена непосредственно к интерфейсу. Запишите значение в этом сетевом назначении 0.0.0.0, так как оно понадобится вам позже.
� Интерфейс � Адрес интерфейса, который Windows использует для отправки пакета в сетевое назначение.
� Метрика — метрика, назначенная маршруту. Если есть две записи для сетевого пункта назначения, выбранный маршрут определяется меньшим показателем.
Нажмите клавишу пробела один или несколько раз, чтобы отобразить остальные выходные данные. Вы увидите строку вывода, помеченную Persistent Routes. Если вы создаете маршрут вручную и он должен оставаться в таблице между перезагрузками, он указан здесь. Вы также увидите маршрут по умолчанию, указанный в разделе «Постоянные маршруты» в разделе выходных данных IPv4.
Если вас интересует IP-адрес 8.8.8.8. Google Public DNS управляет рекурсивными серверами имен для общего пользования по двум следующим IP-адресам: 8.8.8.8 и 8.8.4.4 для службы IPv4, а также 2001:4860:4860::8888 и 2001:4860:4860::8844 для IPv6-доступ. Адреса сопоставляются с ближайшим рабочим сервером с помощью произвольной маршрутизации. Google Public DNS — это бесплатная альтернативная служба доменных имен (DNS), которая предлагается пользователям Интернета по всему миру. Общедоступная служба DNS и предлагаемые серверы обслуживаются и принадлежат Google. Он функционирует как рекурсивный сервер имен, обеспечивающий разрешение доменных имен для любого хоста в Интернете. Об услуге было объявлено 3 декабря 2009 г. с целью «сделать Интернет быстрее и безопаснее». По состоянию на 2014 год Google Public DNS является крупнейшей общедоступной службой DNS в мире, обрабатывающей 400 миллиардов запросов в день. Google Public DNS не связан с Google Cloud DNS, который является бесплатной службой хостинга DNS.
Далее вернитесь в командную строку и введите route print | больше и нажмите Enter. Вы увидите, что адресата сети 0.0.0.0 больше нет в таблице. Нажмите пробел несколько раз, чтобы отобразить остальную часть вывода.
IP-адрес назначения в пакете ищется в диапазонах подсети, доступных в таблице маршрутов, во время пересылки пакета на интерфейс.
Предположим, что в таблице маршрутов есть записи, отображаемые в таблице ниже:
Пример таблицы маршрутов
Давайте посмотрим, как можно найти соответствующий диапазон подсети для IP-адреса назначения 10.1.248.137 . Каждая запись в таблице проверяется, чтобы определить, какой диапазон IP-адресов имеет этот IP-адрес назначения:
Какой маршрут лучше?
Вот варианты на выбор (как указано в таблице маршрутов, каждая из этих подсетей находится на другом интерфейсе):
Среди возможных вариантов выбирается диапазон подсети, соответствующий заданному IP-адресу с самым длинным префиксом адреса. Отслеживание совпадающих частей подсетей в этом списке: первая подсеть соответствует всем, поскольку префикс в 0.0.0.0 является самим собой. Во втором диапазоне IP-адрес назначения 10.1.248.137 соответствует диапазону подсети до последнего октета, то есть части с первыми тремя октетами: 10.1.248.Последний диапазон подсети имеет наибольшую совпадающую часть этого адреса назначения с его начальной точкой 10.1.248.128.
Этот метод реализуется путем визуализации таблицы маршрутов в виде дерева. Диапазоны IP-адресов связаны в соответствии с общими диапазонами адресов, которые передаются из одной ветви в другую. Например, приведенное выше упражнение по сопоставлению может визуализировать существующую таблицу маршрутов в виде дерева, показанного здесь.
Это древовидное представление диапазонов IP-адресов, которые идут от наименее конкретных к более конкретным по мере того, как мы отслеживаем IP-адреса вниз по дереву. ¶
В этом поиске используется отслеживание дерева до тех пор, пока не будет найдено совпадение между IP-адресом получателя пакета и диапазоном подсети назначения в таблице маршрутов.
Отслеживание дерева до тех пор, пока IP-адрес назначения не совпадет, как показано. ¶
На этот раз трассировка останавливается на ветвях второго уровня, так как на следующем уровне ветви этого дерева больше нет подходящих подсетей. ¶
Вот еще один пример IP-адреса, где на этот раз поиск останавливается на корневом уровне: 13.1.24.233 .
Трассировка на этот раз останавливается на первом уровне, а именно на корне, так как нет ветвей с совпадающим диапазоном для этого IP-адреса назначения. ¶
В этом руководстве объясняется, как маршрутизаторы принимают решение о маршрутизации. Узнайте, что такое решение о маршрутизации и как маршрутизатор принимает решение о маршрутизации.
Маршрутизаторы соединяют разные сети. Чтобы соединить разные сети, маршрутизаторы изучают все маршруты сети и сохраняют их в таблице маршрутизации. Маршрутизаторы хранят каждый маршрут в отдельной записи. Запись в таблице маршрутизации содержит сетевой адрес и маршрут для достижения сетевого адреса.
Когда маршрутизатор получает пакет данных, он считывает адрес назначения пакета данных и сравнивает адрес назначения с записями в таблице маршрутизации. Маршрутизатор может не найти совпадающую запись, одну совпадающую запись или несколько совпадающих записей.
Если маршрутизатор не находит подходящей записи, он отбрасывает пакет данных. Если маршрутизатор находит только одну совпадающую запись, он пересылает пакет данных с маршрута, определенного в записи. Если маршрутизатор находит несколько совпадающих записей, он выбирает запись, которая соответствует максимальному количеству адресов назначения, и пересылает пакет данных по маршруту, указанному в выбранной записи.
Процесс сравнения адреса назначения с записями таблицы маршрутизации и выбора соответствующей записи называется решением о маршрутизации. Другими словами, решение о маршрутизации — это процесс, в котором маршрутизатор определяет маршрут для пересылки пакетов данных в определенное место назначения.
Давайте рассмотрим пример, чтобы понять, как маршрутизатор принимает решение о маршрутизации. На следующем изображении показана таблица маршрутизации маршрутизатора R1 в тестовой сети.
Теперь предположим, что R1 получает пять пакетов данных. В следующей таблице перечислены адреса назначения каждого пакета данных.
| Пакет данных | Адрес назначения |
| первый пакет данных | 192.168.1.1/24< /td> |
| второй пакет данных | 20.0.0.10/8 |
| третий пакет данных | < td>90.0.0.10/8|
| четвертый пакет данных | 90.1.0.10/16 |
| пятый пакет данных | 90.2.0.10/24 |
Адрес получателя первого пакета — 192.168.1.1/24. Сетевой адрес в этом адресе 192.168.1.0/24. Поскольку маршрута для сети 192.168.1.0/24 нет, маршрутизатор отбрасывает первый пакет данных.
Адрес получателя второго пакета данных: 20.0.0.10/8. Сетевой адрес в этом адресе — 20.0.0.0/8. Существует один маршрут для сетевого адреса 20.0.0.0/8. Этот маршрут доступен на локальном интерфейсе (C-прямое подключение). Маршрутизатор пересылает второй пакет данных в подключенную локальную сеть с интерфейса, указанного в маршруте.
Адрес назначения третьего пакета данных: 90.0.0.10/8. Сетевой адрес в этом адресе — 90.0.0.0/8. Маршрутизатор имеет три маршрута для сети 90.0.0.0/8. Это маршруты 90.0.0.0/8, 90.1.0.0/16 и 90.2.0.0/24. Эти маршруты принадлежат одной и той же классовой сети 90.0.0.0/8, но разные бесклассовые сети.
Вы можете разбить классовую сеть на небольшие бесклассовые сети. Процесс разбиения большой классовой сети на маленькие бесклассовые сети называется разбиением на подсети. Вы можете просмотреть следующий учебник, чтобы узнать больше о подсетях.
Когда вы разбиваете большую классовую сеть на маленькие бесклассовые сети, каждая бесклассовая сеть работает независимо. Маршрутизатор рассматривает каждую бесклассовую сеть как отдельную сеть. Он не использует маршрут бесклассовой сети для другой бесклассовой сети, даже если обе бесклассовые сети созданы из одной и той же классовой сети.
Маршрутизатор перечисляет все маршруты для бесклассовых сетей, созданных из той же классовой сети в классовой сети. Он также показывает, сколько маршрутов известно для бесклассовых сетей, созданных из той же классовой сети.
Решение о маршрутизации и совпадение самого длинного префикса
Если адрес назначения пакета данных соответствует только одному маршруту в таблице маршрутизации, маршрутизатор использует совпадающий маршрут для пересылки пакета данных. Но если адрес назначения пакета данных соответствует более чем одному маршруту в таблице маршрутизации, маршрутизатор использует лучший маршрут для пересылки пакета данных. Для выбора наилучшего маршрута маршрутизатор сопоставляет сетевые биты адреса назначения и адреса, определенного в маршруте. Маршрут, который соответствует максимальному количеству сетевых битов, считается лучшим маршрутом. В случае совпадения маршрутизатор использует маршрут, принадлежащий той же подсети.
В нашем примере маршрутизатор использует первый маршрут для третьего пакета данных. Первый маршрут (через — 30.0.0.0/8) соответствует сетевому адресу 90.0.0.0/8. Однако второй маршрут (через 40.0.0.0.2) и третий маршрут (через - 50.0.0.2) также имеют 90 в первом октете и также совпадают с сетевым адресом адреса получателя (90.0.0.10/8), однако маршрутизатор не использует их для пересылки пакета данных, поскольку они принадлежат другим бесклассовым сетям.
Для четвертого пакета данных маршрутизатор использует второй маршрут. Второй маршрут (через — 40.0.0.2) соответствует 16 битам сети. Первый маршрут и третий маршрут соответствуют 8 битам сети.
Для пятого пакета данных маршрутизатор использует третий маршрут. Третий маршрут (через — 50.0.0.2) соответствует 24 сетевым битам. Первый маршрут и второй маршрут соответствуют 8 битам сети.
На следующем изображении показано, как маршрутизатор принимает решение о маршрутизации для третьего, четвертого и пятого пакетов данных.
Определение маршрута с самой длинной маской длины префикса
Существует два способа определить маршрут, который маршрутизатор будет использовать для пересылки пакета. Эти способы используют математику подсетей и команду 'show ip route address'.
Чтобы использовать математику подсетей, выполните следующие действия.
- Определите маршруты, соответствующие адресу.
- Если с адресом совпадают несколько маршрутов, используйте маршрут с самым длинным префиксом.
- Если есть совпадение, используйте маршрут, который принадлежит к той же подсети или точно соответствует адресу.
Давайте рассмотрим пример, чтобы понять этот процесс.
В следующей таблице перечислены пять маршрутов с их префиксом подсети и адресом, которому они соответствуют.
| Маршрут | Префикс подсети | Диапазон адресов |
| Первый | 10.0.0.0/8 | 10.0.0.0 – 10.255.255.255 |
| Второй | 10.1.0.0/16 | 10.1.0.0 – 10.1.255.255 |
| Третий | 10.1.1.0/24 | 10.1.1.0 – 10.1. 1.255 |
| Четвертый | 10.1.1.1/32 | 10.1.1.1 |
| 0.0.0.0/0 | 0.0.0.0 - 255.255.255.255 |
/32 и /0 — это два специальных префикса подсети. /32 соответствует только одному адресу. /0 соответствует всем адресам. Если префикс /32 совпадает, маршрутизатор всегда использует этот маршрут. Маршрут с префиксом /32 называется хост-маршрутом. Маршрутизатор использует /0 как последний маршрут. Маршрут с префиксом /0 известен как маршрут по умолчанию. Маршрутизатор использует маршрут по умолчанию только в том случае, если другие маршруты не совпадают.
Теперь можете ли вы угадать маршрут для следующих адресов?
10.0.0.1, 10.1.0.36, 10.1.1.25, 10.1.1.1 и 20.0.0.1.
Начнем с первого адреса.
Первый адрес (10.0.0.1) доступен в диапазоне адресов первого маршрута (10.0.0.0 – 10.255.255.255) и последнего маршрута или маршрута по умолчанию (0.0.0.0 – 255.255.255.255). Как упоминалось ранее, маршрутизатор использует маршрут по умолчанию только тогда, когда другой маршрут недоступен. Поскольку маршрут доступен, маршрутизатор не будет использовать маршрут по умолчанию.Если исключить маршрут по умолчанию, для первого адреса будет доступен только первый маршрут. Таким образом, маршрутизатор будет использовать первый маршрут для первого адреса.
Второй адрес (10.1.0.36) доступен в диапазоне адресов первого маршрута (10.0.0.0–10.255.255.255), второго маршрута (10.1.0.0–10.1.255.255) и последнего маршрута (0.0.0.0.0–10.1.255.255). 0,0 – 255.255.255.255). Если мы исключим маршрут по умолчанию, первый маршрут и второй маршрут останутся для второго адреса. Префикс подсети первого маршрута — /8. Префикс подсети второго маршрута — /16. Поскольку /16 больше, чем /8, маршрутизатор будет использовать второй маршрут для второго адреса.
Третий адрес (10.1.1.25) доступен в диапазоне адресов первого маршрута (10.0.0.0 – 10.255.255.255), второго маршрута (10.1.0.0 – 10.1.255.255), третьего маршрута (10.1.1.0 – 10.1.1.255) и последний маршрут (0.0.0.0 — 255.255.255.255). После исключения маршрута по умолчанию для третьего адреса остаются первый маршрут, второй маршрут и третий маршрут. Префиксы подсети для этих маршрутов — /8, /16 и /24 соответственно. Поскольку маршрутизатор использует самый длинный префикс для выбора наилучшего маршрута, маршрутизатор будет использовать маршрут с префиксом /24 для третьего адреса.
Четвертый адрес (10.1.1.1) доступен в диапазоне адресов всех маршрутов. Четвертый маршрут (10.1.1.1/32) с префиксом /32 точно соответствует адресу. Маршрутизатор будет использовать четвертый маршрут для этого адреса.
Пятый адрес (20.0.0.1) доступен только в диапазоне адресов последнего или маршрута по умолчанию. Маршрутизатор будет использовать этот маршрут для пятого адреса.
Команда 'show ip route address'
Если вы не хотите заниматься подсетями, вы можете использовать команду 'show ip route address'. Эта команда печатает маршрут, который маршрутизатор будет использовать для данного адреса. Например, если вы хотите узнать, какой маршрут будет использовать маршрутизатор для адреса 10.0.0.1, вы можете использовать следующую команду.
На следующем изображении показаны некоторые примеры команды 'show ip route address'.
На этом уроке все. В этом руководстве мы узнали, как маршрутизаторы принимают решение о маршрутизации.
Автор: ComputerNetworkingNotes Обновлено 08 января 2022 г., 09:27:22 IST
ComputerNetworkingNotes CCNA Study Guide Решение о маршрутизации Объяснение самого длинного совпадения
Читайте также: