Сетевые технологии, протоколы сети

В этой главе…

1. Что такое ARP
   
2. ARP-запросы, ARP-таблицы, ARP-ответы и кадры ARP-запросов
   
3. Обновление ARP-таблиц
   
4. RARP-серверы, RARP-запросы и кадры RARP-ответов
   
5. Какие межсетевые устройства имеют ARP-таблицы
   
6. Определение шлюза по умолчанию
   

В главе 5, «IP-адресация», говорилось, что в Internet каждая сеть видит другую как одну отдельную сеть и не имеет сведений о ее внутренней структуре. Таким образом, » устройства ;из внешних сетей видят только номера сети и хоста устройства, находящегося в другой сети. Читать далее »

Протоколы определяют, передаются ли данные через сетевой уровень к верхним уровням эталонной модели OSI. В основном, для того чтобы это произошло, необходимо, чтобы пакет данных содержал MAC- и IP-адрес пункта назначения. Если в пакете данных отсутствует один из этих адресов, данные не будут переданы на верхние уровни. Таким образом, MAC- и IP-адрес служат для своего рода проверки и дополнения друг друга.

Когда отправитель определил IP-адрес получателя (рис. 6.1), он смотрит в свою ARP-таблицу, для того чтобы узнать его МАС-адрес. Если источник обнаруживает, ;что MAC- и IP-адрес получателя присутствуют в его таблице, он устанавливает соответствие между ними, а затем использует их в ходе инкапсуляции данных. После этого пакет данных по сетевой среде отправляется адресату (рис. 6.2). Читать далее »

Поскольку пакет ARP-запроса посылается в режиме широковещания, его принимают все устройства в локальной сети и передают для анализа на сетевой уровень. Если IP-адрес устройства соответствует IP-адресу пункта назначения, содержащемуся в ARP-запросе, устройство откликается путем отправки источнику своего МАС-адреса. Этот процесс называется ARP-ответом. В примере, показанном на рис. 6.3, источник 197.15.22.33 запрашивает МАС-адрес получателя, имеющего IP-адрес 197.15.22.126. Получатель 197 .15.22.126 принимает ARP-запрос и откликается путем отправки ARP-ответа, содержащего его МАС-адрес.

Когда устройство, создавшее ARP-запрос, получает ответ, оно извлекает МАС-адрес из МАС-заголовка и обновляет свою ARP-таблицу. Теперь, когда устройство имеет всю нужную ему информацию, оно может добавить к данным MAC- и IP-адрес пункта назначения. Устройство использует эту новую структуру кадра для инкапсуляции данных перед отправкой их по сети (рис. 6.7). Читать далее »

Любое устройство в сети, принимающее широковещательный ARP-запрос, видит содержащуюся в нем информацию. Устройства используют информацию от источника для обновления своих таблиц. Если бы устройства не содержали ARP-таблиц, процесс создания ARP-запросов и ответов имел бы место каждый раз, когда устройство хотело передать данные другому устройству в сети. Это было бы чрезвычайно неэффективно и могло бы привести к слишком большому трафику в сети. Чтобы избежать этого, каждое устройство имеет свою ARP-таблицу.

Некоторые устройства поддерживают таблицы, в которых содержатся MAC- и IP-адреса всех устройств, подключенных к той же сети. Эти таблицы — просто разделы в оперативной памяти каждого устройства. Они называются ARP-таблицами, поскольку содержат карту соответствия IP-адресов МАС-адресам (рис. 6.8). В большинстве случаев ARP-таблицы кэшируются в памяти и поддерживаются автоматически. Ситуации, когда сетевой администратор модифицирует записи в ARP-таблице вручную, редки. Каждый компьютер в сети содержит собственную ARP-таблицу. Каждый раз, когда устройство хочет передать данные по сети, оно использует для этого информацию, содержащуюся в его ARP-таблице.

ARP-таблицы должны периодически обновляться, чтобы оставаться актуальными. Процесс обновления таблиц включает не только добавление, но и удаление информации. Читать далее »

Как было сказано выше, для того, чтобы сетевое устройство могло отправить данные на уровень 4 (транспортный) эталонной модели OSI, необходимы и MAC-, и IP-адрес. Таким образом, MAC- и IP-адрес служат для проверки и дополнения друг друга. Чтобы получатель, принимающий данные, знал, кто их отправил, пакет данных должен содержать MAC- и IP-адреса источника. А что произойдет, если источник знает свой МАС-адрес, но не знает своего IP-адреса? Протокол, который используют устройства, если не знают своего IP-адреса, называется протоколом обратного преобразования адреса (Reverse Address Resolution Protocol, RARP). Как и ARP, RARP связывает МАС-адреса с IP-адресами, чтобы сетевое устройство могло использовать их для инкапсуляции данных перед отправкой в сеть. Для использования данного протокола в сети должен присутствовать RARP-сервер, отвечающий на RARP-запросы (рис 6.9).

Представим, что источник хочет послать данные другому устройству. Однако источник знает свой МАС-адрес, но не может обнаружить собственный IP-адрес в своей ARP-таблице. Чтобы получатель мог оставить у себя данные, передать их на верхние уровни эталонной модели OSI и распознать устройство, которое отправило данные, источник должен включить в пакет данных свои MAC- и IP-адреса. Поэтому источник инициирует процесс, называемый RARP-запросом, позволяющий ему определить собственный IP-адрес. Для этого устройство создает пакет RARP-запроса и посылает его в сеть. Для того чтобы пакет ARP-запроса был замечен всеми устройствами в сети, источник использует IP-адрес широковещания.

RARP-запросы имеют такую же структуру, как и ARP-запросы (рис. 6.10). Следовательно, RARP-запрос состоит из MAC- и IP-заголовка, а также сообщения RARP-запроса. Единственное отличие в формате RARP-пакета заключается в том, что заполнены МАС-адреса источника и получателя, а поле IP-адреса источника — пустое. Поскольку сообщение передается в режиме широковещания, т.е. всем устройствам в сети, адрес назначения записывается в виде всех двоичных единиц. Читать далее »

Ранее говорилось, что порт или интерфейс, с помощью которого маршрутизатор подключен к сети, рассматривается как часть этой сети. Следовательно, интерфейс маршрутизатора, подключенный к сети, имеет тот же IP-адрес, что и сеть (рис. 6.12). Поскольку маршрутизаторы, как и любые другие устройства, принимают и отправляют данные по сети, они также строят ARP-таблицы, в которых содержатся отображения IP-адресов на МАС-адреса.

Маршрутизатор может быть подключен к нескольким сетям или подсетям. Вообще, сетевые устройства имеют наборы только тех MAC- и IP-адресов, которые регулярно повторяются. Короче говоря, это означает, что типичное устройство содержит информацию об устройствах своей собственной сети. Читать далее »

Если источник расположен в сети с номером, который отличается от номера сети назначения, и источник не знает МАС-адрес получателя, то для того, чтобы доставить данные получателю, источник должен воспользоваться услугами маршрутизатора. Если маршрутизатор используется подобным образом, то его называют шлюзом по умолчанию (default gateway). Чтобы воспользоваться услугами шлюза по умолчанию, источник инкапсулирует данные, помещая в них в качестве МАС-адреса назначения МАС-адрес маршрутизатора. Так как источник хочет доставить данные устройству, а не маршрутизатору, то в заголовке в качестве IP-адреса назначения используется IP-адрес устройства, а не маршрутизатора (рис. 6.16).

Читать далее »

1.    Какой Internet-протокол используется для отображения IP-адресов на МАС-адреса?

A.    TCP/IP

B.    RARP

C.    ARP

D.    AARP

2.    Кто инициирует ARP-запросы?

A.    Устройство, которое не может обнаружить IP-адрес назначения в своей
ARP-таблице.

B.    RARP-сервер, в ответ на запрос устройства, работающего со сбоями.

C.    Бездисковые рабочие станции с пустым кэшем.

D.    Устройство, которое не может обнаружить МАС-адрес пункта назначения в своей ARP-таблице.

3.    Какое из описаний ARP-таблицы является наилучшим?

A.    Метод уменьшения сетевого трафика путем создания списка коротких путей и маршрутов к часто встречающимся пунктам назначения.

B.    Способ маршрутизации данных в пределах сети, разделенной на подсети.

C.    Протокол, который выполняет преобразование информации на уровне приложений.

D.    Раздел оперативной памяти каждого устройства, в котором содержится карта соответствия MAC- и IP-адресов.

4.    Какое из описаний ARP-ответа является наилучшим?

A.    Процесс отправки устройством своего МАС-адреса в ответ на ARP-запрос.

B.    Кратчайший маршрут между отправителем и получателем.

C.    Обновление ARP-таблиц путем перехвата и чтения сообщений, движущихся по сети.

D.    Метод обнаружения IP-адреса, основанный на использовании МАС-адреса и RARP-серверов.

5.    Как называются две части заголовка кадра?
A MAC- и IP-заголовок.

B.    Адрес отправителя и ARP-сообщение.

C.    Адрес пункта назначения и RARP-сообщение.

D.    Запрос и пакет данных. Читать далее »