Глава 8 – Сетевой уровень.
8.0 Введение.
8.0.1 Почему я должен выполнить этот модуль?
Добро пожаловать на Сетевой уровень!
К настоящему времени вы, возможно, заметили, что модули в этом курсе продвигаются снизу вверх по уровням модели OSI. На сетевом уровне модели OSI мы познакомим вас с протоколами связи и протоколами маршрутизации. Скажем, вы хотите отправить письмо другу, который живет в другом городе или даже в другой стране. Этот человек находится не в той же сети, что и вы. Простая коммутирующая сеть не может доставить ваше сообщение дальше, чем конец вашей собственной сети. Вам нужна помощь, чтобы это сообщение двигалось по пути к конечному устройству вашего друга. Чтобы отправить электронное письмо (видео, файл и т.д.) любому, кто не входит в вашу локальную сеть, необходимо иметь доступ к маршрутизаторам. Для доступа к маршрутизаторам необходимо использовать протоколы сетевого уровня. Чтобы помочь вам визуализировать эти процессы, этот модуль содержит два задания Wireshark. Приятного использования!
8.0.2 Что я буду изучать в этом модуле?
Задачи модуля: Сетевой уровень
Задачи модуля: Объяснить, как маршрутизаторы используют протоколы и сервисы сетевого уровня для обеспечения сквозного подключения.
Заголовок темы |
Цель темы |
Характеристики сетевого уровня |
Объяснить, как IP-протоколы сетевого уровня обеспечивают надежную передачу данных. |
Пакет IPv4 |
Объяснить, для чего нужны основные поля заголовков в пакете IPv4. |
Пакет IPv6 |
Объяснить, для чего нужны основные поля заголовков в пакете IPv6. |
Методы маршрутизации на хостах |
Объяснить, как сетевые устройства используют таблицы маршрутизации для пересылки пакетов в сеть назначения. |
Таблицы маршрутизации на маршрутизаторах |
Объяснить, за что отвечают поля в таблице маршрутизации на маршрутизаторе. |
8.1 Характеристики сетевого уровня
8.1.1 Сетевой уровень
Сетевой уровень, или третий уровень модели OSI, предоставляет сервисы, позволяющие оконечным устройствам обмениваться данными по сети. Как показано на рисунке, IP версии 4 (IPv4) и IP версии 6 (IPv6) являются протоколами связи основного сетевого уровня. Другие протоколы сетевого уровня включают протоколы маршрутизации, такие как Open Shortest Path First (OSPF), и протоколы обмена сообщениями, такие как Internet Control Message Protocol (ICMP).
Протоколы сетевого уровня
Для выполнения сквозных коммуникаций через границы сети протоколы сетевого уровня выполняют четыре основные операции:
Адресация оконечных устройств. - Оконечным устройствам необходимо назначить уникальный IP-адрес для возможности их идентификации в сети.
Инкапсуляция. - Сетевой уровень получает единицу данных протокола (PDU) от транспортного уровня. Во время выполнения процесса, который называется инкапсуляцией, сетевой уровень добавляет информацию заголовка IP, например IP-адрес узла источника (отправляющего) и узла назначения (получающего). Процесс инкапсуляции выполняется источником IP-пакета.
Маршрутизация. - Сетевой уровень предоставляет сервисы, с помощью которых пакеты направляются к узлу назначения в другой сети Для перемещения к другим сетям пакет должен быть обработан маршрутизатором. Роль маршрутизатора заключается в том, чтобы выбрать пути для пакетов и направить их к узлу назначения. Такой процесс называется маршрутизацией. До того как достигнуть узла назначения, пакет может пройти через несколько маршрутизаторов. Каждый маршрут на пути пакета к узлу назначения называется переходом.
Деинкапсуляция - По прибытии пакета на сетевой уровень узла назначения этот узел проверяет IP-заголовок пакета. Если IP-адрес назначения в заголовке совпадает с его собственным IP-адресом, заголовок IP удаляется из пакета. После деинкапсуляции пакета, выполняемой сетевым узлом, полученная единица данных протокола (PDU) уровня 4 пересылается соответствующей службе на транспортном уровне. Процесс деинкапсуляции выполняется конечным узлом IP-пакета.
В отличие от транспортного уровня (уровень 4 модели OSI), который управляет передачей данных между процессами, запущенными на каждом узле, протоколы сетевого уровня (IPv4 и IPv6) указывают структуру пакета и тип обработки, которые используются для перемещения данных от одного узла к другому. Функционирование без учета данных, передаваемых в каждом пакете, позволяет сетевому уровню передавать пакеты для нескольких типов коммуникации между несколькими узлами.
Нажмите кнопку «Воспроизведение», чтобы просмотреть видеоролик об обмене данными.
