Що відбувається з фреймом, коли він досягає комутатора або маршрутизатора?

Як я розумію, коли один ПК передає кадр на інший комп'ютер через комутатор, кадр залишається незмінним. Перемикач отримує його і передає той самий кадр. Але що станеться, якщо у нас є два комп'ютери, підключені до маршрутизатора, і ми посилаємо щось між ними?

Маршрутизатор в основному є комутатором з додатковим перекладом NAT, щоб розрізняти вхідний і вихідний трафік.

Коли Інтернет бере участь, і, таким чином, використовується NAT, правила переадресації портів визначають, що відбувається з пакетом (кадром). Якщо єдиний локальний, весь NAT не використовується, і таким чином використовується тільки внутрішній перемикач. Оскільки таке ж відбувається, як і при звичайному перемиканні, пакет залишається незмінним.

"Як я розумію, коли один ПК передає кадр на інший комп'ютер через комутатор, кадр залишається незмінним."

Ви праві; перемикачі не змінюють кадрів, які вони переносять. Це відомо як прозорі мости як пояснюється в цій статті О'Рейлі Основна робота перемикача :

Ethernet-комутатори розроблені таким чином, що їхні операції невидимі для пристроїв у мережі, що пояснює, чому цей підхід до з'єднання мереж також називається прозорі мости . “Прозорий” означає, що при підключенні комутатора до системи Ethernet зміни в кадрах Ethernet, які перемикаються, не здійснюються.

"Але що станеться, якщо ми маємо два комп'ютери, підключені до маршрутизатора, і ми посилаємо щось між ними?"

TL; DR

Будь-який пакет, пересланий маршрутизатором, буде змінений. Необхідні модифікації включають нову MAC-адресу призначення та нову послідовність перевірок кадрів. Але це лише невелика частина того, що відбувається на маршрутизаторі ...

На відміну від комутаторів, маршрутизатори вирішують, що робити з пакетом на його основі Рівень 3 OSI адреса призначення. У цьому випадку це є Інтернет-протокол (IP-адреса. Тому те, що відбувається з пакетом, залежить від того, де пакет очолюється. Використовуємо зображення, на яке ви називаєте приклад:

Тут є маршрутизатор з двома інтерфейсами: e1 / 1/1 (про що я буду називати E1 ) і e1 / 1/2 (про що я буду називати E2 ). Зверніть увагу, що два інтерфейси маршрутизатора знаходяться в окремих підмережах, що завжди має бути у випадку з маршрутизатором:

• E1 підключений до підмережі 10.0. 0 .0 / 24
• E2 підключений до підмережі 10.0. 1 .0 / 24

Тепер припустимо, що комп'ютер A (з IP-адресою 10.0.0.2/24 і, отже, у підмережі 10.0.0.0/24) надсилає пакет до IP-адреси призначення 10.0.1.2. Як тільки цей пакет прибуде на маршрутизатор, відбувається таке:

1. Пакет надходить на інтерфейс E1
2. Маршрутизатор визначає адресу призначення 10.0.1.2
3. Маршрутизатор перевіряє свою таблицю маршрутизації, щоб визначити, куди повинен йти пакет
4. Таблиця маршрутизації вказує, що інтерфейс E2 підключений до підмережі 10.0.0.0/24
5. Маршрутизатор готує пакет для передачі на інтерфейс E2. Це вимагає модифікації пакета кількома способами. Наприклад, новий пакет матиме:
   • Старе місце призначення Рівень 2 (MAC) адресу замінюється новою адресою призначення, яка буде широкомовним адресою FF:FF:FF:FF:FF:FF для першого такого пакету, відправленого по інтерфейсу
   • Нове Послідовність перевірки кадру (FCS) обчислюють і додають до пакету
6. Новий пакет передається на інтерфейс E2

Після того, як пакет буде відправлений до сегмента мережі, підключеного до інтерфейсу E2 маршрутизатора, він приймається комп'ютером B з IP-адресою 10.0.1.2.

Припустимо, що комп'ютер A посилає пакет на IP-адресу призначення 10.0.7.44. Як тільки пакет досягає маршрутизатора, відбувається таке:

1. Пакет надходить на інтерфейс E1
2. Маршрутизатор визначає адресу призначення 10.0.7.44
3. Маршрутизатор перевіряє свою таблицю маршрутизації, щоб визначити, куди повинен йти пакет

Тепер, що відбувається?

Добре, якщо, як показано на графіку, маршрутизатор дійсно має тільки два інтерфейси, маршрутизатор скидає пакет, оскільки він не має дійсного маршруту до мережі призначення.

Проте в реальному світі маршрутизатор, ймовірно, має принаймні один інтерфейс, налаштований так, щоб бути стандартний маршрут або маршрут останньої інстанції . У таблиці маршрутизації це інтерфейс, з яким асоційована мережа 0.0.0.0/0. Якщо маршрутизатор не має конкретного маршруту до дійсної мережі для пакету, призначеного для 10.0.7.44, так як його дія «останнього засобу» буде передавати пакет на інтерфейс, пов'язаний з маршрутом за замовчуванням.

Функція маршруту за замовчуванням дуже важлива. Без цього маршрутизатор повинен мати запис таблиці маршрутизації для багатьох (хоча і не всіх) IP-мереж в Інтернеті. Така таблиця буде дуже великою. У порівнянні з маршрутизатором із маршрутом за промовчанням такий маршрутизатор потребує:

• Більше пам'яті для зберігання таблиці маршрутизації
• Більше процесорного часу для вивчення таблиці (це робиться для кожного вхідного пакета!)
• Надмірний і часті Оновлення таблиць маршрутизації від багатьох інших маршрутизаторів в Інтернеті, щоб зберегти точну таблицю маршрутизації. В іншому випадку пакети можуть пересилатися через інтерфейс, який фактично більше не має підключення до мережі призначення.

Подумайте про рамку, як про одну з тих пластикових капсул, які подорожують у пластикових трубах (для того, щоб мати ті самі вікна, що під'їжджали). Пакет є огинаючою всередині капсули, і дані знаходяться всередині оболонки.

Перемикач - це місце, де зустрічається купа різних труб. Вона буде шукати адресу джерела і адресу призначення на капсули і, виходячи з цього, надішліть його через відповідну трубку, щоб дістатися туди, де відбувається.

Маршрутизатори дбають про конверт а не капсули. Коли маршрутизатор отримує капсулу, він в основному відкриває капсулу, а потім відкидає її. Потім він подивиться на конверт і зрозуміє, де він повинен йти. Конверт, можливо, потрібно буде перейти на чийсь стіл. У такому випадку він буде передавати конверт до іншої системи доставки (протоколу). Або він може вирішити, що конверт повинен повернутися в систему трубки, і в цьому випадку він помістив би його в нову капсулу і відправив би її по дорозі.

Це, звичайно, дуже спрощене, але, сподіваюся, це робить картину трохи зрозумілішою.