Пример маршрутизации без использования масок

Рассмотрим на примере IP-сети (рис.7.7.) алгоритм работы средств сетевого уровня по продвижению пакета в составной сети. При этом будем считать, что все узлы сети, рассматриваемой в примере, имеют адреса, основанные на классах, без использования масок.

Все маршрутизаторы имеют заполненные таблицы, а на компьютерах проведены настройки стека TCP/IP. При настройке стека TCP/IP для каждого сетевого адаптера должны быть заданы IP-адрес + маска подсети и IP-адрес маршрутизатора по умолчанию. IP-адрес DNS – сервера (основного и резервного) и доменное имя задается для компьютера в целом.

Рис.7.7. Пример взаимодействия компьютеров через сеть

1. Итак, пусть пользователь компьютера cit.dol.ru, находящегося в сети Ethernet и имеющего IP-адрес 194.87.23.17 (адрес класса С), обращается по протоколу FTP к компьютеру sf.msk.su, принадлежащему другой сети Ethernet и имеющему IP-адрес 142.06.13.14 (адрес класса В).

Программный модуль FTP – клиента, получив команду >ftp sf.msk.su, передает запрос к работающему на этом же компьютере клиентскому модулю DNS протокола с целью определить IP-адрес узла назначения.

При конфигурировании стека TCP/IP в компьютере cit.dol.ru был задан его собственный IP-адрес, IP-адрес маршрутизатора по умолчанию и IP-адрес DNS-сервера. Модуль DNS может сделать запрос к серверу DNS, но обычно сначала просматривается локальная таблица соответствия символьных имен и IP-адресов. Такая таблица хранится чаще всего в виде текстового файла простой структуры — каждая его строка содержит запись об одном символьном имени и его IP-адресе. В ОС Unix такой файл традиционно носит имя hosts и находится в каталоге /etc. Если нужного адреса в таблице не оказалось модуль DNS сделает запрос к серверу, упаковав свое сообщение в UDP- пакет, а затем в IP-пакет. В качестве адреса отправителя будет указан IP-адрес 194.87.23.17 (адрес компьютера cit.dol.ru), а получателя – 203.21.4.6. (адрес DNS- сервера). В ответ на запрос клиент FTP получит IP-адрес FTP –сервера sf.msk.su (142.06.13.14).

Будем считать, что компьютер cit.dol.ru имеет файл hosts, а в нем есть строка 142.06.13.14 sf.msk.su.Таким образом, разрешение имени выполняется локально.

2. Теперь модуль FTP передает свое сообщение и IP-адрес получателя по межуровневому интерфейсу транспортному протокола TCP, который помещает сообщение в свой сегмент и предает его протоколу IP. В заголовке IP-пакета будет указан IP-адрес узла назначения 142.06.13.14.

3. Модуль IP компьютера cit.dol.ru проверяет, нужно ли маршрутизировать пакеты с адресом 142.06.13.14. Так как адрес сети назначения (142.06.0.0) не совпадает с адресом (194.87.23.0) сети, которой принадлежит компьютер -отправитель, то маршрутизация необходима.

4. Теперь IP-пакет должен быть передан на канальный уровень для формирования кадра Ethernet, который нужно отправить по сети Ethernet маршрутизатору по умолчанию. IP-адрес маршрутизатора по умолчанию известен (194.87.23.1), но неизвестен его МАС - адрес. Для определения МАС-адреса маршрутизатора протокол IP обращается к протоколу ARP, который сначала просматривает ARP-таблицу. Если в последнее время компьютер cit.dol.ru выполнял какие-либо межсетевые обмены, то, скорее всего, искомая запись, содержащая соответствие между IP- и МАС- адресами маршрутизатора по умолчанию уже находится в кэш-таблице протокола ARP. Пусть в данном случае нужная запись была найдена именно в кэш-таблице:

ЕВ7Е60

Обозначим найденный МАС-адрес 008048ЕВ7Е60 в соответствии с номером маршрутизатора и его порта через МАС_М11.

5. Протокол IP передает свой пакет и МАС-адрес получателя по межуровневому интерфейсу протоколу Ethernet, который формирует и отправляет по локальной сети кадр со следующими полями:

6. Кадр принимается портом 1 маршрутизатора 1 в соответствии с протоколом Ethernet, так как МАС- узел этого порта распознает свой адрес МАС_М11. Протокол Ethernet извлекает из этого кадра IP-пакет и передает его программному обеспечению маршрутизатора, реализующему протокол IP. Протокол IP извлекает из пакета адрес назначения 142.06.13.14 и просматривает записи своей таблицы маршрутизации. Пусть маршрутизатор 1 имеет в своей таблице маршрутизации запись:

142.06.0.0 135.12.0.11 2,

которая говорит о том, что пакеты для сети 142.06.0.0 нужно передавать следующему маршрутизатору 135.12.0.11, который находящемуся в сети, подключенной к порту 2 маршрутизатора 1.

7. Маршрутизатор 1 просматривает параметры порта 2 и находит, что к нему подключена сеть FDDI. Так как сеть FDDI имеет значение MTU большее, чем сеть Ethernet, то фрагментация IP-пакета не требуется. Поэтому маршрутизатор 1 формирует кадр формата FDDI. На этом этапе модуль IP должен определить МАС-адрес следующего маршрутизатора по известному IP-адресу 135. 12. 0. 11. Для этого он обращается к протоколу ARP. Допустим, что нужной записи в кэш-таблице не оказалось, тогда в сеть FDDI отправляется широковещательный ARP-запрос, содержащий наряду с прочей следующую информацию:

Порт 1 маршрутизатора 2 распознает свой IP-адрес и посылает ARP-ответ по адресу запросившего узла:

Теперь, зная МАС- адрес следующего маршрутизатора 00E0F77F51A0, маршрутизатор 1 отсылает кадр FDDI по направлению к маршрутизатору 2. Заметим, что в полях IP-пакета никаких изменений не произошло.

8. Аналогично действует модуль IP на маршрутизаторе 2. Получив кадр FDDI, он отбрасывает его заголовок, а из заголовка IP извлекает IP-адрес сети назначения и просматривает свою таблицу маршрутизации. Там он может найти запись о конкретной сети назначения:

142.06.0.0 203.21.4.12 2

или при отсутствии такой записи будет использована запись о маршрутизаторе по умолчанию: