Path Determination and Switching Fu

Path Determination and Switching Function Details

Can you describe the exact details of what happens to a packet at Layer 2 and Layer 3 as it travels from source to destination? If not, study the animation and follow along with the discussion until you can describe the process on your own.

Click Play to view the animation.

Step 1: PC1 has a packet to be sent to PC2

PC1 encapsulates the IP packet into an Ethernet frame with the destination MAC address of R1's FastEthernet 0/0 interface.

How does PC1 know to forward to packet to R1 and not directly to PC2? PC1 has determined that the IP source and IP destination addresses are on different networks.

PC1 knows the network it belongs to by doing an AND operation on its own IP address and subnet mask, which results in its network address. PC1 does this same AND operation using the packet destination IP address and the PC1 subnet mask. If the result is the same as its own network, PC1 knows that the destination IP address is on its own network and it does not need to forward the packet to the default gateway, the router. If the AND operation results in a different network address, PC1 knows that the destination IP address is not on its own network and that it must forward this packet to the default gateway, the router.

Note: If an AND operation with the destination IP address of the packet and the subnet mask of PC1 results in a different network address than what PC1 has determined to be its own network address, this address does not necessarily reflect the actual remote network address. PC1 only knows that if the destination IP address is on its own network, the masks will be the same and the network addresses would be the same. The mask of the remote network might be a different mask. If the destination IP address results in a different network address, PC1 will not know the actual remote network address - it only knows that it is not on its own network.

How does PC1 determine the MAC address of the default gateway, router R1? PC1 checks its ARP table for the IP address of the default gateway and its associated MAC address.

What if this entry does not exist in the ARP table? PC1 sends an ARP request and router R1 sends back an ARP reply.

Step 2: Router R1 receives the Ethernet frame

1. Router R1 examines the destination MAC address, which matches the MAC address of the receiving interface, FastEthernet 0/0. R1 will therefore copy the frame into its buffer.

2. R1 sees that the Ethernet Type field is 0x800, which means that the Ethernet frame contains an IP packet in the data portion of the frame.

3. R1 decapsulates the Ethernet frame.

4. Because the destination IP address of the packet does not match any of R1's directly connected networks, the router consults its routing table to R1's directly connected networks, the router consults its routing table to route this packet. R1 searches the routing table for a network address and subnet mask that would include this packet's destination IP address as a host address on that network. In this example, the routing table has a route for the 192.168.4.0/24 network. The destination IP address of the packet is 192.168.4.10, which is a host IP address on that network.

R1's route to the 192.168.4.0/24 network has a next-hop IP address of 192.168.2.2 and an exit interface of FastEthernet 0/1. This means that the IP packet will be encapsulated in a new Ethernet frame with the destination MAC address of the next-hop router's IP address. Because the exit interface is on an Ethernet network, R1 must resolve the next-hop IP address with a destination MAC address.

5. R1 looks up the next-hop IP address of 192.168.2.2 in its ARP cache for its FastEthernet 0/1 interface. If the entry is not in the ARP cache, R1 sends an ARP request out its FastEthernet 0/1 interface. R2 sends back an ARP reply. R1 then updates its ARP cache with an entry for 192.168.2.2 and the associated MAC address.

6. The IP packet is now encapsulated into a new Ethernet frame and forwarded out R1's FastEthernet 0/1 interface.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

กำหนดเส้นทางและการเปลี่ยนรายละเอียดฟังก์ชันคุณสามารถอธิบายรายละเอียดของสิ่งที่เกิดขึ้นกับแพคเก็ตที่ชั้น 2 และชั้น 3 ขณะที่ส่งจากต้นทางไปปลายทางแน่นอน ถ้าไม่ได้ ศึกษาการเคลื่อนไหว และทำตาม ด้วยการอภิปรายจนกว่าคุณสามารถอธิบายกระบวนการด้วยตนเอง คลิก Play เพื่อดูภาพเคลื่อนไหวขั้นตอนที่ 1: PC1 มีราคาแพคเก็ตจะถูกส่งไป PC2PC1 encapsulates แพ็คเก็ต IP ลงในเฟรมอีเทอร์เน็ตที่มีปลายทางที่อยู่ MAC ของอินเตอร์เฟซของ R1 FastEthernet 0/0วิธี PC1 ทำการส่งต่อไปยังแพคเก็ต R1 และไม่ตรง PC2 PC1 ได้กำหนด IP ต้นทางและปลายทางแอดเดรสใช้บนเครือข่ายอื่น PC1 รู้เครือข่ายที่เป็นสมาชิก โดยทำการดำเนินการและในตัวเอง IP ที่อยู่และเครือข่ายหน้ากาก ซึ่งผลอยู่เครือข่าย PC1 ไม่เหมือนกันและการดำเนินการนี้โดยใช้อยู่ IP ปลายทาง packet และมาสก์ PC1 ถ้าผลที่ได้คือเหมือนกับเครือข่ายของตนเอง PC1 รู้ว่า อยู่ IP ปลายทางที่อยู่บนเครือข่ายของตนเอง และไม่จำเป็นต้องส่งต่อแพคเก็ตการเกตเวย์เริ่มต้น เราเตอร์ ถ้าการดำเนินงานและผลอยู่เครือข่ายอื่น PC1 รู้ว่า ที่อยู่ IP ปลายทางไม่อยู่ในเครือข่ายของตนเอง และจะต้องส่งต่อแพคเก็ตนี้ไปเกตเวย์เริ่มต้น เราเตอร์หมายเหตุ: ถ้าและการอยู่ IP ปลายทางของแพ็คเก็ตและมาสก์ PC1 ผลในเครือข่ายต่าง ๆ ที่อยู่กว่าว่า PC1 ได้กำหนด ที่อยู่เครือข่ายของตนเอง ที่อยู่นี้ไม่จำเป็นต้องสะท้อนอยู่เครือข่ายระยะไกลเกิดขึ้นจริง PC1 รู้ดีว่า ถ้าอยู่ IP ปลายทางอยู่บนเครือข่ายของตนเอง มาสก์จะเหมือน และอยู่เครือข่ายจะเหมือนกัน รูปแบบของเครือข่ายระยะไกลอาจเป็นรูปแบบที่แตกต่างกัน หากอยู่ IP ปลายทางอยู่เครือข่ายอื่น PC1 จะทราบอยู่เครือข่ายระยะไกลจริง - ก็เท่านั้นรู้ว่า ไม่ได้อยู่ในเครือข่ายของตนเองPC1 ไม่กำหนดอยู่ MAC ของเกตเวย์เริ่มต้น เราเตอร์ R1 อย่างไร PC1 ตาราง ARP ของอยู่ IP ของเกตเวย์เริ่มต้นและอยู่ MAC ที่เชื่อมโยงนั้นถ้ารายการนี้ไม่มีอยู่ในตาราง ARP PC1 ส่งการร้องขอ ARP และเราเตอร์ R1 ส่งกลับการตอบสนองของ ARPขั้นตอนที่ 2: เราเตอร์ R1 ได้รับเฟรมอีเทอร์เน็ต1. เราเตอร์ R1 ตรวจสอบปลายทางที่อยู่ MAC ซึ่งตรงกับอยู่ MAC ของอินเทอร์เฟซรับ FastEthernet 0/0 R1 จะคัดลอกดังนั้นเฟรมในบัฟเฟอร์ของ2. R1 เห็นว่าฟิลด์ชนิดอีเทอร์เน็ต 0x800 ซึ่งหมายความ ว่า เฟรมอีเทอร์เน็ตประกอบด้วยแพ็คเก็ต IP ในส่วนข้อมูลของเฟรม 3. R1 decapsulates เฟรมอีเทอร์เน็ต4. เนื่องจากไม่ตรงกับอยู่ IP ปลายทางของแพ็คเก็ต ใด ๆ ของ R1 เชื่อมต่อเครือข่ายโดยตรง เราเตอร์ consults ตาราง R1 ของเครือข่ายที่เชื่อมต่อโดยตรงของสายงานการผลิต เราเตอร์ consults ของตารางสายงานการผลิตหาแพคเก็ตนี้ R1 ค้นตารางเส้นทางสำหรับเครือข่ายที่อยู่และเครือข่ายหัวโขนที่จะรวมที่อยู่ IP ปลายทางของแพ็คเก็ตนี้เป็นโฮสต์ที่อยู่บนเครือข่าย ในตัวอย่างนี้ ตารางสายงานการผลิตมีกระบวนการผลิตสำหรับเครือข่าย 192.168.4.0/24 อยู่ IP ปลายทางของแพ็คเก็ต 192.168.4.10 ซึ่งเป็นที่อยู่ IP โฮสต์บนเครือข่ายได้เส้นทาง R1 ของเครือข่าย 192.168.4.0/24 มีอยู่ IP hop ถัดไปของ 192.168.2.2 และออกอินเทอร์เฟซของ FastEthernet 0/1 ซึ่งหมายความ ว่า จะนึ้แพ็คเก็ต IP ในเฟรมอีเทอร์เน็ตใหม่ด้วยปลายทางที่อยู่ MAC ของที่อยู่ IP ของเราเตอร์ตู้ถัดไป เนื่องจากอินเทอร์เฟซออกบนเครือข่ายอีเทอร์เน็ต R1 ต้องแก้ไขอยู่ IP ของ next-hop กับปลายทางที่อยู่ MAC5. R1 ค้นหาอยู่ IP ของ next-hop ของ 192.168.2.2 ในการแคช ARP สำหรับอินเทอร์เฟซของ FastEthernet 0/1 ถ้ารายการไม่ได้อยู่ในแคช ARP, R1 ส่งการร้องขอ ARP ออกอินเทอร์เฟซของ FastEthernet 0/1 R2 ส่งกลับการตอบสนองของ ARP R1 จะปรับปรุง ARP แค มีรายการ 192.168.2.2 และอยู่ MAC เกี่ยวข้อง6. แพคเก็ต IP เป็นขณะนึ้เป็นเฟรมอีเทอร์เน็ต และส่งต่อออกอินเตอร์เฟซของ R1 FastEthernet 0/1

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การกำหนดเส้นทางและรายละเอียดการสลับเปลี่ยนฟังก์ชั่นคุณสามารถอธิบายรายละเอียดที่แน่นอนของสิ่งที่เกิดขึ้นกับแพ็คเก็ตที่ Layer 2 และ Layer 3 ขณะที่เดินทางจากแหล่งไปยังปลายทาง? ถ้าไม่ได้ศึกษาการเคลื่อนไหวและทำตามพร้อมกับการอภิปรายจนกว่าคุณจะสามารถอธิบายขั้นตอนด้วยตัวคุณเอง. คลิกเล่นเพื่อดูภาพเคลื่อนไหว. ขั้นตอนที่ 1: PC1 มีแพ็คเก็ตจะถูกส่งไป PC2 PC1 สุนทรีย์แพ็คเก็ต IP ลงในกรอบอีเธอร์เน็ต มีที่อยู่ MAC ปลายทาง R1 FastEthernet 0/0 ของอินเตอร์เฟซ. อย่างไร PC1 รู้เพื่อส่งต่อไปยัง packet จะ R1 และไม่ได้โดยตรงกับ PC2? PC1 ได้กำหนดว่าแหล่งที่อยู่ IP และ IP ปลายทางที่อยู่บนเครือข่ายที่แตกต่างกัน. PC1 รู้เครือข่ายมันเป็นโดยการทำและการดำเนินงานที่อยู่ IP ของตัวเองและซับเน็ตมาซึ่งส่งผลให้ที่อยู่ในเครือข่ายของ PC1 ไม่ดำเนินการเดียวกันและนี้โดยใช้ที่อยู่ IP ปลายทางแพ็คเก็ตและมาสก์ PC1 หากผลเป็นเช่นเดียวกับเครือข่ายของตัวเอง PC1 รู้ว่าที่อยู่ IP ปลายทางที่อยู่ในเครือข่ายของตัวเองและไม่จำเป็นต้องส่งต่อแพ็คเก็ตที่จะเกตเวย์เริ่มต้นที่เราเตอร์ ถ้าและผลการดำเนินงานในที่อยู่เครือข่ายที่แตกต่างกัน PC1 รู้ว่าที่อยู่ IP ปลายทางไม่ได้อยู่ในเครือข่ายของตัวเองและว่ามันจะต้องส่งต่อแพ็คเก็ตนี้เพื่อเกตเวย์เริ่มต้นเราเตอร์. หมายเหตุ: ถ้ามีและการดำเนินงานที่อยู่ IP ปลายทาง ของแพ็กเก็ตและมาสก์ของผล PC1 ในที่อยู่เครือข่ายที่แตกต่างจากสิ่งที่ PC1 ได้มุ่งมั่นที่จะอยู่ในเครือข่ายของตัวเองที่อยู่นี้ไม่จำเป็นต้องสะท้อนให้เห็นถึงเครือข่ายที่อยู่ห่างไกลที่เกิดขึ้นจริง PC1 เท่านั้นที่รู้ว่าถ้าอยู่ IP ปลายทางที่อยู่ในเครือข่ายของตัวเองมาสก์จะเหมือนกันและที่อยู่เครือข่ายจะเหมือนกัน หน้ากากของเครือข่ายระยะไกลอาจจะมีหน้ากากที่แตกต่างกัน หากปลายทาง IP ผลที่อยู่ในเครือข่ายที่อยู่ที่แตกต่างกัน PC1 จะไม่ทราบที่อยู่เครือข่ายระยะไกลที่เกิดขึ้นจริง - มันเท่านั้นที่รู้ว่ามันไม่ได้อยู่ในเครือข่ายของตัวเอง. อย่างไร PC1 ตรวจสอบที่อยู่ MAC ของเกตเวย์เริ่มต้นเราเตอร์ R1? PC1 ตรวจสอบตาราง ARP สำหรับที่อยู่ IP ของเกตเวย์เริ่มต้นและที่อยู่ MAC ที่เกี่ยวข้อง. เกิดอะไรขึ้นถ้ารายการนี้ไม่ได้อยู่ในตาราง ARP? PC1 ส่งการร้องขอ ARP และเราเตอร์ R1 ส่งกลับตอบกลับ ARP. ขั้นตอนที่ 2: Router R1 ได้รับกรอบอีเธอร์เน็ต1 เราเตอร์ R1 ตรวจสอบที่อยู่ MAC ปลายทางซึ่งตรงกับที่อยู่ MAC ของอินเตอร์เฟซที่ได้รับ, FastEthernet 0/0 R1 จึงจะคัดลอกลงในบัฟเฟอร์กรอบของมัน. 2 R1 เห็นว่าสนามประเภทอีเธอร์เน็ตเป็น 0x800 ซึ่งหมายความว่าเฟรม Ethernet มีแพ็กเก็ต IP ในส่วนข้อมูลของกรอบ. 3 R1 decapsulates กรอบอีเธอร์เน็ต. 4 เพราะที่อยู่ IP ปลายทางของแพ็กเก็ตไม่ตรงกับใด ๆ ของเครือข่ายของ R1 เชื่อมต่อโดยตรงเราเตอร์ให้คำปรึกษาตารางเส้นทางของเครือข่ายของ R1 เชื่อมต่อโดยตรงเราเตอร์ให้คำปรึกษาตารางเส้นทางไปยังเส้นทางแพ็คเก็ตนี้ R1 ค้นหาตารางเส้นทางสำหรับที่อยู่เครือข่ายและซับเน็ตที่จะรวมถึงที่อยู่ IP ปลายทางแพ็คเก็ตนี้เป็นที่อยู่โฮสต์ในเครือข่ายที่ ในตัวอย่างนี้ตารางเส้นทางมีเส้นทางสำหรับ 192.168.4.0/24 เครือข่าย ที่อยู่ IP ปลายทางของแพ็คเก็ตเป็น 192.168.4.10 ซึ่งเป็นพื้นที่ที่อยู่ IP บนเครือข่ายที่. เส้นทาง R1 ไปยังเครือข่าย 192.168.4.0/24 มีที่อยู่ IP ต่อไปฮอปของ 192.168.2.2 และอินเตอร์เฟซที่ออกจาก FastEthernet 0 / 1 ซึ่งหมายความว่าแพ็กเก็ต IP จะถูกห่อหุ้มอยู่ในกรอบอีเธอร์เน็ตใหม่ที่มีปลายทางอยู่ MAC ของต่อไปฮอปที่อยู่ IP ของเราเตอร์ เพราะอินเตอร์เฟซที่ออกอยู่ในเครือข่ายอีเธอร์เน็ต, R1 ต้องแก้ไขต่อไปฮอปที่อยู่ IP ที่มีปลายทางอยู่ MAC ได้. 5 R1 เงยหน้าขึ้นมองที่อยู่ IP ต่อไปฮอปของ 192.168.2.2 ในแคช ARP สำหรับ FastEthernet 0/1 ของอินเตอร์เฟซ ถ้ารายการไม่ได้อยู่ในแคช ARP, R1 ส่งการร้องขอ ARP ออก FastEthernet 0/1 ของอินเตอร์เฟซ R2 ส่งกลับตอบกลับ ARP R1 จากนั้นปรับปรุงแคช ARP กับรายการสำหรับ 192.168.2.2 และที่อยู่ MAC ที่เกี่ยวข้อง. 6 แพ็คเก็ต IP ถูกห่อหุ้มในขณะนี้ลงในกรอบอีเธอร์เน็ตใหม่และส่งออกของ R1 FastEthernet 0/1 อินเตอร์เฟซ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การกำหนดเส้นทางและการเปลี่ยนฟังก์ชันรายละเอียด

คุณสามารถอธิบายรายละเอียดของสิ่งที่เกิดขึ้นกับแพ็คเก็ตที่ชั้น 2 และชั้น 3 ที่มันเดินทางจากต้นทางถึงปลายทาง ? ถ้าไม่ศึกษาภาพเคลื่อนไหวและตามด้วยการอภิปราย จนท่านสามารถอธิบายกระบวนการของคุณเอง

คลิกเล่นเพื่อดูภาพเคลื่อนไหว .

ขั้นตอนที่ 1 : PC มีแพ็คเก็ตจะถูกส่งไปยัง pc2

PC ห่อหุ้มแพ็คเก็ต IP ในกรอบ Ethernet กับปลายทางที่อยู่ MAC ของ R1 ของฟา ์อีเธอร์เน็ต 0 / 0 interface .

ยังไงก็จะส่งต่อแพ็กเก็ตไปยัง PC R1 และไม่ตรง pc2 ? PC ได้กำหนดให้ IP แหล่งที่มาและที่อยู่ IP ปลายทางอยู่ในเครือข่ายที่แตกต่างกัน

PC รู้เครือข่ายมันเป็นของ โดยทําการดำเนินงานของตัวเองที่อยู่ IP และ subnet หน้ากากซึ่งผลที่อยู่ในเครือข่ายของ PC นี่เหมือนกัน และการใช้ packet ปลายทางที่อยู่ IP และ subnet mask PC . ถ้าผลเป็นเช่นเดียวกับเครือข่ายของตัวเอง PC รู้ว่าปลายทางที่อยู่ IP บนเครือข่ายของตัวเองและไม่ต้องส่งต่อแพ็กเก็ตไปยังเกตเวย์ปริยาย , เราเตอร์ ถ้าและผลการดำเนินงานในที่อยู่เครือข่ายที่แตกต่างกันPC รู้ว่าปลายทางที่อยู่ IP ที่ไม่ได้อยู่ในเครือข่ายของตัวเองและต้องส่งต่อแพ็กเก็ตไปยังเกตเวย์ปริยาย , เราเตอร์ ทราบ

: ถ้าและการดำเนินการกับปลายทางที่อยู่ IP ของแพ็กเก็ตและหน้ากาก subnet ของผลลัพธ์ของ PC ในที่อยู่เครือข่ายที่แตกต่างกันกว่าที่ PC ได้กำหนดให้ที่อยู่ เครือข่ายของตนเองที่อยู่นี้ไม่จำเป็นต้องสะท้อนที่แท้จริงที่อยู่เครือข่ายระยะไกล PC เท่านั้นที่รู้ ถ้าปลายทางที่อยู่ IP บนเครือข่ายของ บริษัท เอง หน้ากากเป็นแบบเดียวกันและเครือข่ายที่อยู่จะเหมือนกัน หน้ากากของเครือข่ายระยะไกลอาจเป็นหน้ากากที่แตกต่างกัน ถ้าปลายทางที่อยู่ IP ผลลัพธ์ในที่อยู่เครือข่ายที่แตกต่างกันPC จะไม่ทราบที่อยู่ - เครือข่ายระยะไกลจริงมันรู้แค่ว่ามันไม่ได้อยู่ในเครือข่ายของตัวเอง

ทำไม PC ตรวจสอบที่อยู่ MAC ของเกตเวย์ปริยาย เราเตอร์ R1 ? PC การตรวจสอบตาราง ARP ของที่อยู่ IP ของเกตเวย์ปริยาย และของที่เกี่ยวข้อง Mac ที่อยู่

ถ้ารายการนี้ไม่มีใน ARP Table ? PC ส่งคำขอ ARP และเราเตอร์ R1 ส่ง ARP

กลับมาตอบขั้นตอนที่ 2 : เราเตอร์ R1 ได้รับอีเธอร์เน็ตเฟรม

1 เราเตอร์ R1 ตรวจสอบปลายทางที่อยู่ MAC , ซึ่งตรงกับที่อยู่ MAC ของการติดต่อ ฟา ์อีเธอร์เน็ต 0 / 0 R1 จึงคัดลอกเฟรมเป็นบัฟเฟอร์

2 R1 เห็นว่าอีเธอร์เน็ตประเภทเขตมี 0x800 ซึ่งหมายความว่าอีเธอร์เน็ตเฟรมมี IP แพ็กเก็ตข้อมูลในส่วนของกรอบ

3R1 decapsulates อีเธอร์เน็ตเฟรม

4 . เพราะปลายทางของแพ็กเก็ต IP ไม่ตรงกับใด ๆที่เชื่อมต่อโดยตรง R1 ของเครือข่ายเส้นทางตารางเราเตอร์ปรึกษาของ R1 อยู่ตรงเชื่อมต่อเครือข่ายเราเตอร์ปรึกษาของตารางเส้นทางเส้นทางแพ็คเก็ตนี้การค้นหาตารางเส้นทาง R1 ที่อยู่เครือข่ายและหน้ากาก subnet ที่จะรวมนี้ packet ปลายทางที่อยู่ IP เป็นที่อยู่โฮสต์บนเครือข่าย ในตัวอย่างนี้ , ตารางเส้นทาง มีเส้นทางสำหรับ 192.168.4.0/24 เครือข่าย ปลายทางที่อยู่ IP ของ packet จะ 192.168.4.10 ซึ่งเป็นโฮสต์ IP บนเครือข่าย

R1 เส้นทางไปยัง 192.168.4 .เครือข่าย 0 / 24 มีต่อไปโลด ที่อยู่ IP ของ 192.168.2.2 กับทางออกของฟา ์อีเธอร์เน็ตอินเตอร์เฟซ 0 / 1 ซึ่งหมายความว่าแพ็คเก็ต IP จะถูกบรรจุในกรอบ Ethernet ใหม่กับปลายทางที่อยู่ MAC ของต่อไปโลด เราเตอร์ที่อยู่ IP เพราะทางออกในอีเธอร์เน็ตอินเตอร์เฟซเครือข่าย R1 ต้องแก้ไขต่อไป hop IP ด้วยปลายทางที่อยู่ MAC .

5R1 ดูต่อไปโลด ที่อยู่ IP ของ 192.168.2.2 ในแคช ARP ของของฟา ์อีเธอร์เน็ต 0 / 1 เฟส ถ้ารายการที่ไม่ได้อยู่ในแคช ARP , ARP request R1 ส่งออกของฟา ์อีเธอร์เน็ต 10 / 1 เฟส อาร์ทูกลับมาส่ง ARP ตอบกลับ การปรับปรุงแคช ARP ของ R1 แล้วกับรายการที่เกี่ยวข้อง 192.168.2.2 และ MAC .

6การแพ็คเก็ต IP คือตอนนี้ขึ้นลงในกรอบ Ethernet ใหม่และส่งต่อออก R1 เป็น 0 / 1
ฟา ์อีเธอร์เน็ตอินเตอร์เฟซ