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交换机里面维护了一张MAC地址表#xff0c;主要记录的是MAC地址和接口的对应关系。
交换机在初始状态下#xff0c;MAC地址表是空的#xff0c;当收到一个来自某接口的数据时#xff0c;首先查看数据帧中的MAC地址表#xff0c;对照自己的MAC地址…一、回顾交换机工作原理
交换机里面维护了一张MAC地址表主要记录的是MAC地址和接口的对应关系。
交换机在初始状态下MAC地址表是空的当收到一个来自某接口的数据时首先查看数据帧中的MAC地址表对照自己的MAC地址表如果不在表中将发送方的MAC地址学习并记录到自己的MAC地址表中并附上对应的接口Fa0/1)再查看目的MAC地址如果目标MAC地址也不在MAC地址表中将数据从除接收接口Fa0/1)外的其他所有连接接口转发出去广播方式此时目的主机接收到其他主机也会接收到 其他主机接收到后直接丢弃目的主机接收到后进行回应回应的过程中数据同样会交由交换机进行转发目的主机这时候就变成了回应的发送主机当交换机接收到来自目的主机的回应报文的时候Fa0/10)同样查看发送方的MAC地址进行学习记录并附带对应接口Fa0/10)再去查看目的MAC由于已经有记录了所以直接从记录的接口Fa0/1)进行转发。 总结交换机学习源MAC、广播数据帧、接收方回应后回应使用单播直接进行转发。
二、回顾路由器相关知识
网络层的功能
路由器是属于三层网络层设备进行逻辑地址IP地址寻址实现不同网络之间的路径选择。
a、不同网络指网络地址不等或者内网和外网的分隔
b、内网的IP地址是无法在外网进行路由的
去查找目的是否可以到达如果可以到达选择一条最优的路径如果不能到达直接返回给发送方一个消息。
网络层所传输的PDU传输数据单元是数据包IP数据包。
三、网络层IP数据包的格式
1、IPV的数据包格式
字段长度含义版本4bit标识当前使用的IP版本号IPV4或IPV6首部长度4bitIP数据报文首部有一个可选字段造成首部是可变的所以需要一个字段去标识首部有多长。区分服务/服务质量优先级和服务类型8bit 为了保证更好的服务主要是在IP层做qos 只有在使用区分服务时这个字段才起作用。 总长度16bit主要用来标识整个数据包首部和数据的总长度标识16bitIPv4在存储器中维持了一个计数器每差生一个数据报计数器就加1并将此值赋给标识字段。标志3bit目前只有两位有意义最低位为1标识后面还有分片数据报为0表示已经是最后一个数据片中间一位为1表示“不能分片”为0才允许分片。片位移13bit指出较长的分组在分片后该片在原分组中的相对位置。生存时间TTL值8bit数据包在路由器转发消耗时间如果小于秒TTL值就会减.协议8bit标识上层数据是使用何种协议TCP是UDP是首部校验和16bit校验数据报文的首部。数据报每经过一个设备设备都要重新计算一下首部校验和若首部未发生变化则此结果必为0于是保留这个数据报。该字段只检验数据报的首部不包括数据部分。源地址32bit发送方的IP地址目的地址32bit接收方的IP地址选项字段长度可变0~40字节用来支持排错、测量以及安全等措施在必要时插入值为0的填充字节。数据部分可变用来填充报文 IPV4数据报 2、IPV6的数据包格式
IPV没有标识、标志、片偏移它是放在了流标签里面 IPV6数据报字段 四、路由器的工作原理
、路由
从源主机到目标主机的转发过程跨网络访问包含两个内容 确定最佳路径手动指定、根据动态路由协商方式通过网络传输信息
、路由器的工作原理
路由器里面维护了一张路由表路由表中会有对应关系。
1直连路由
R1 192.168.10.0 F0/ 192.168.50.0 F0/1 R 192.168.100.0 F0/ 192.168.50.0 F0/1
当 192.168.10.1要和 192.168.100.1进行通信发现目的IP和自己不在一个网络中它会把数据交给自己直连的网关R1会解封到第三层查看目的的IP地址是 192.168.100.1发现它的网络是 192.168.100.X网络然后再去查看自己的路由表发现 192.168.100.0网络不在自己的路由表中它会反馈给PC目标不可达。
此时我们想要它能够访问就需要在路由表中添加一条路由条目。
R 192.168.100.0 F0/1
然后PC发送数据过来R先解封装到第三层查看目标IP地址所在网络然后查看目的IP所在网络是否在自己的路由表中如果在自己的路由表中重新进行封装找到对应接口转发出去。
转发到R之后R同样会解封到第三层看到源IP是192.168.10.1目的IP是192.168.100.1查看自己的路由表目的IP所在网络在自己的路由表中重新封装然后找到对应接口进行转发。
PC接收到数据库会进行回应PC2作为发送方发送数据过程同上。 2工作原理
接收数据包
查看目的IP地址
看目的IP地址所处IP地址在不在自己的路由表中
如果在重新封装数据然后在路由表中找到对应接口转发出去
如果不在返回给发送方目标不可达 3路由表
直连路由当路由器的接口配置好对应的Ip地址并开启接口后自动生成
非直连路由需要手动配置静态路由或者使用动态路由协议学习到
、静态路由
由管理员手动配置不灵活而且是单向的特殊的静态路由默认路由路由器中找不到 目标网络的路由条目时再去查看默认路由 使用场景一般应用于末节末梢网络网络的最末端路由器的一端只连接一个网络
4、动态路由
通过某种动态路由协议自动去建立路由表常见的动态路由协议RIP OSPF IS-IS BGP IGRP EIGRP 五、路由器转发数据包的封装过程
1、案例说明GNS3
GNS3通过 先通过no ip routing 把两台主机的路由功能关闭 PC2#conf t #进入全局模式
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
PC2(config)#no ip routing #关闭c3640的路由模式
PC2(config)# 全局配置模式下配置PC1的IP、子网掩码和网关PC2设置方法如是PC1#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
PC1(config)#int f0/0
PC1(config-if)#ip add 192.168.10.1 255.255.255.0 #设置PC的IP地址和子网掩码
PC1(config-if)#no shut
PC1(config-if)#exit
PC1(config)#
*Mar 1 00:06:28.811: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet0/0, changed state to up
*Mar 1 00:06:29.811: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to up
PC1(config)#ip def
PC1(config)#ip default-ga
PC1(config)#ip default-gateway 192.168.10.254 #设置PC的默认网关
PC1(config)#配置路由器 路由器R1的两个端口的IP地址、子网掩码并开启路由功能。 R1#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
R1(config)#int f0/0
R1(config-if)#ip add 192.168.10.254 255.255.255.0
R1(config-if)#no shut
R1(config-if)#exit
*Mar 1 00:30:33.163: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet0/0, changed state to up
*Mar 1 00:30:34.163: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to up
R1(config-if)#int f1/0
R1(config-if)#ip add 192.168.50.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no shut
R1(config-if)#
*Mar 1 00:31:10.939: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet1/0, changed state to up
*Mar 1 00:31:11.939: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet1/0, changed state to up
R1(config-if)#路由器R2的两个端口的IP地址、子网掩码并开启路由功能 R2#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
R2(config)#int f0/0
R2(config-if)#ip add 192.168.100.254 255.255.255.0
R2(config-if)#no shut
R2(config-if)#exit
R2(config)#
*Mar 1 00:35:55.247: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet0/0, changed state to up
*Mar 1 00:35:56.247: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to up
R2(config)#int f1/0
R2(config-if)#ip add 192.168.50.2 255.255.255.0
R2(config-if)#no shut
R2(config-if)#exit
R2(config)#
*Mar 1 00:36:25.243: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet1/0, changed state to up
*Mar 1 00:36:26.247: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet1/0, changed state to up
R2(config)#2、 添加路由
全局模式添加静态路由
1第一种方式指定出口路由器接口
R1#
R1#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
R1(config)#ip route 192.168.100.0 255.255.255.0 fast
R1(config)#ip route 192.168.100.0 255.255.255.0 fastEthernet 1/0
R1(config)#2第二种方式指定下一个路由器接口的IP地址
R1#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
R1(config)#ip route 192.168.100.0 255.255.255.0 192.168.50.2
R1(config)#在R2上配置PC1网段的路由
R2#
R2#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
R2(config)#ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.50.1
R2(config)#查看路由表命令show ip route) 3ping连通性测试
PC1连接 PC2设备中默认发送五个数据包当出现代表连通当出现代表不通。
因为前面配置了路由会去查找路由查找路由有个过程所以前面个数据包不通
3、路由器转发数据包的封装过程
查看接口的信息并查看PC1的MAC地址 同样去查看R路由器、路由器以及接口的MAC地址 PC访问PC2
第一个报文源IPPC的IP 源MAC是PC的MAC 目的IPPC2的IP 目的MAC、是路由器R的MAC
当R收到数据报文后会解封到网络层查看目的是否可到如果可以到转发到对应接口重新进行二层封装源MAC变成R1路由器的 F1/0接口MAC 目的MAC变成R2 的F1/0接口MAC。
当R2收到数据报文后会将数据交给对应接口重新进行二层封装源MAC变成R2路由器的 F0/0接口MAC 目的MAC是PC的MAC。
总结路由器在转发数据包的封装过程源IP和目的IP始终是没有发生变化的源MAC地址和目的MAC是一直在变换的因为路由器会重新进行二层封装。
同网段传输主要是二层转发不需要进行重新封装跨网段传输是三层转发需要重新进行二层封装
六、抓包分析
ping是ICMP协议所以直接看ICMP报文
1PC1到R1的报文 2R1到R2的报文
从Sequence Number可以看出它们是同一条报文 3R2到PC2的报文
