Beim Senden von Datenverkehr von einem Subnetz in ein anderes
Subnetz enthalten die Header der Schicht 3
die Quell-Host-IP-Adresse und die Ziel-Host-IP-Adresse.
In Schicht 2 ist die Quell-MAC-Adresse jedoch der
lokale Host und die Ziel-MAC-Adresse der lokale Router im lokalen Segment.
Wenn der Frame den Router erreicht, entfernt der Router die
Layer-2-Header und liest dann die Layer-3-Header, um festzustellen, was mit
dem Datenverkehr zu tun ist.
Die Ziel-IP-Adresse lautet also 10. 1. 2 1 Der Router
überprüft zunächst, ob es sich um eine lokale IP-Adresse des Routers handelt.
In diesem Fall hat der Router diese IP-Adressen.
Daher prüft seine Routing-Tabelle, ob sie
weiß, wo die Ziel-IP-Adresse Diese IP-Adresse
lautet 10. 1. 2 1 befindet sich im Subnetz 10. 1. 2 0, die außerhalb von F0 / 1 liegt.
Der Router weiß daher, dass er den Verkehr an den Host
10 senden muss. 1. 2 1 von F0 / 1 prüft dann seinen ARP-Cache, um zu
sehen, ob er einen Eintrag für 10 hat. 1. 2 1 Nehmen wir
in diesem Fall an, dass der Router keine IP-Adresse für die Zuordnung
von ARP-Einträgen 10 hat. 1. 2 1 an MAC-Adresse B, so dass dies nicht bekannt ist.
Um herauszufinden, dass es erforderlich ist, muss ein Broadcast an das lokale Segment gesendet werden, das die
MAC-Adresse der IP-Adresse 10 anfordert. 1. 2 1, so dass
eine ARP-Anforderungsnachricht gesendet wird, der Hub aus seinen
Ports geflutet wird und sowohl B als auch D den Frame empfangen.
D empfängt den Frame auf Layer 2, weil er gesendet wird,
auf höheren Layern wird die Nachricht jedoch gelöscht, da es sich
um eine ARP-Anforderung für die IP-Adresse eines anderen Geräts handelt.
Host D lässt also den Frame fallen, aber Host
B empfängt auf seiner Schicht 2 ihn an Protokolle der höheren Schicht, High-Layer-Protokolle erkennen, dass dies
eine ARP-Anforderung für die lokale IP-Adresse dieses Hosts ist.
PC B verarbeitet also die ARP-Anfrage
und sendet eine ARP-Antwort zurück.
Die ARP-Antwort wird mit der Quell-MAC-Adresse von B-Ziel-MAC-Adresse des Routers an den
Hub gesendet, der Router ist das Gerät, das
die IP-Adresse des PCs angefordert hat, und die MAC-Adresse ist an jeder
Schnittstelle eines Routers unterschiedlich.
In diesem Fall war die verwendete MAC-Adresse
H, sodass der PC auf diese MAC-Adresse antwortet. Die Quell-MAC-Adresse ist B. Die Ziel-MAC-Adresse ist H, die Quell-IP-Adresse
ist 10. 1. 2 Eine Ziel-IP-Adresse
ist 10. 1. 2 In 100
werden die IP-Adresse und die MAC-Adresse der Router F0 / 1 in der Antwort von
PC B verwendet, wenn der Hub den Verkehr empfängt,
den er von allen seinen Ports überflutet weil
die MAC-Adresse seine lokale MAC-Adresse ist.
Die Netzwerkkarte des Routers empfängt
den Datenverkehr auf Layer 2, verarbeitet dann die
Informationen der Layer 3 und Layer 4 und aktualisiert ihren lokalen ARP-Cache mit Angabe
der IP-Adresse 10. 1. 2 1 als MAC-Adresse B.
Nachdem der ARP-Cache aktualisiert wurde, kann
der Router den ursprünglichen Ping-Verkehr an Host B senden.
Als der Frame vom Host A an den Router
kam, hatte er eine Quell-MAC-Adresse von A, die Ziel-MAC-Adresse von G als Quell-IP-Adresse
von 10. 1. 1. 1 IP-Zieladresse von 10. 1. 2 1
Wenn er nun den Datenverkehr aus F0 / 1 sendet, schreibt er die MAC-Adresseinträge neu.
Die Quell-MAC-Adresse ist H, die Schnittstelle des lokalen Routers,
die Ziel-MAC-Adresse ist B, mit dem Host,
mit dem der Router kommunizieren möchte.
Die Quell-IP-Adresse ist immer noch die IP-Adresse von Host
A und die Ziel-IP-Adresse ist immer noch die IP-Adresse von Host B.
Es ist wirklich wichtig zu wissen, dass beim Durchlaufen eines Routers oder
eines Layer 3-Switches die Layer-2-Informationen beim Überschreiben von 1 VLAN zu einem
anderen neu geschrieben werden. Die Layer-3-Informationen bleiben jedoch gleich, aber jedes Mal, wenn der Verkehr über einen
Router oder übergeht wird von 1 VLAN
an ein anderes VLAN gesendet. Die Informationen
der Schicht 2 werden
im Frame neu geschrieben. Wenn der Hub diesen Hub empfängt, wird er von allen
Ports geflutet. D löscht den Frame, da die MAC-Zieladresse B und nicht D ist.
B empfängt den Frame in Layer 2, da er für sich selbst bestimmt
ist, und verarbeitet dann die Informationen zu Layer 3 und Layer 4.
In diesem Fall handelt es sich um eine ICMP-Echo-Nachricht, die von A nach B gesendet wird.
also geht B zu einer, um mit einer Echoantwortnachricht zu antworten.
B antwortet also mit einer Echoantwort. Beachten Sie jedoch, dass die Echoantwort an eine Ziel-IP-Adresse von 10
gesendet wird. 1. 1. 1 ist Host
A. Die Quell-Mac-Adresse ist B, der lokale PC aber
die Ziel-MAC-Adresse ist der Router. Gerät B sendet den Datenverkehr an
sein Standard-Gateway, da er auch die IP-Adresse und das
Subnetz und ein logisches Ende gehabt hätte es hätte diese IP-Adresse
10 herausgefunden. 1. 1. 1 befindet sich in einem anderen Subnetz als sich selbst.
Es wird also den Datenverkehr an sein Standard-Gateway gesendet,
und in diesem Fall hätten wir den PC mit dem Standard-Gateway von
10 konfiguriert. 1. 2 100
Der Hub überschwemmt den Verkehr von allen Ports. D
löscht den Frame erneut, da er nicht für sich selbst bestimmt ist.
Der Router verarbeitet den Frame
in Layer 2, da die MAC-Zieladresse die lokale MAC-Adresse ist.
Es entfernt dann die Informationen der Schicht 2 und liest die Informationen der
Schicht 3, um festzustellen, ob sie wissen, wo sich die Zieladresse befindet.
In diesem Fall 10. 1. 1. 1 befindet sich im Subnetz 10. 1. 1. 0/24
und dieses Subnetz ist direkt mit F0 / 0 am Router verbunden.
Die Ziel-IP-Adresse befindet sich also in einem Subnetz, das dem Router bekannt
ist, und weiß jetzt, von welcher Schnittstelle ein Datenverkehr gesendet wird.
Der Router weiß also, dass er dieses Paket von der Schnittstelle F0 / 0 weiterleiten muss.
Der Router schreibt dann die Layer-2-Header neu.
Die Ziel-MAC-Adresse ist also A.
Die Quell-MAC-Adressen sind G,
die MAC-Adresse von F0 / 0 am Router.
Die Informationen der Schicht 3 bleiben unverändert, aber die Kopfzeilen der Schicht 2 werden neu geschrieben.
Der Router leitet den Frame an den Hub weiter.
Wenn ein Hub den Verkehr empfängt, wird er aus allen Ports geflutet.
C lässt den Rahmen fallen, weil er nicht dafür bestimmt ist.
A empfängt den Frame, da die Ziel-MAC-Adresse selbst ist.
Es verarbeitet dann den Layer 2-Informationsstreifen, den
Layer 2-Header und leitet ihn an Protokolle höherer Layer weiter.
Die Protokolle der höheren Schichten verarbeiten die Schichten 3 und
4 und die oberen Schichten, und der Ping wird in diesem Beispiel erfolgreich sein.
In einigen Fällen stellen Sie jetzt fest, dass beim
ersten Ping eines Geräts der erste Ping-Befehl fehlschlägt. Dies ist normalerweise auf
die ARP-Anforderung und die erforderlichen Antworten zurückzuführen, um die
ARP-Caches von Geräten zwischen Quell- und Zielgerät aufzufüllen.
Machen Sie sich also keine Sorgen, wenn Sie beim ersten Ping eines Remote-Geräts den ersten Ping verlieren.
Dies liegt wahrscheinlich daran, dass der ARP-Cache von den an der
Kommunikation beteiligten Geräten belegt wurde.
Beachten Sie Folgendes: Wenn Sie über einen Router oder einen
Layer 3-Switch pingen, werden die Layer-2-Informationen an jedem Hop aktualisiert.
Die Layer-3-Informationen bleiben jedoch dieselben, sofern
nicht Network Address Translation oder NAT verwendet wird.
Wenn Sie von einem VLAN zu einem anderen VLAN auf einem
Layer 3-Switch wechseln oder von einem Interface zu
einem anderen auf einem Router wechseln, werden die Layer 3-Informationen nicht geändert, die Layer-2-Header werden jedoch neu geschrieben.
Zusammengefasst handelt es sich bei einem Router um ein Layer-3-Gerät. Er trifft
Routingentscheidungen basierend auf IP-Adressen und schreibt MAC-Adressen um.
Layer-3-Switches arbeiten auch auf dieser Ebene.
Der Layer 3-Switch verfügt sowohl über Layer 2-Fähigkeit als auch über Layer 3-Fähigkeit.
Wenn Sie beispielsweise Datenverkehr von VLAN 10 an VLAN 20 senden, werden
die Layer-2-Frames neu geschrieben.
Der Verkehr wird logisch durch einen
Router geleitet, da der Layer 3-Switch Routing-Funktionen implementiert. Daher werden die MAC-Adressen der Layer
2 neu geschrieben, die Informationen der Layer 3 bleiben jedoch gleich.