Die Verbindungsschicht transportiert Pakete der Netzwerkschicht über ein lokales Medium oder eine virtuelle Verbindung. Ethernet und WLAN verwenden unterschiedliche Einzelheiten der Rahmung, stellen aber beide lokale Zustellung unterhalb von IP bereit.
Netzwerkgrundlagen · Lektion 8
Verbindungsschicht
Lerne, wie Ethernet-Frames, Nachbarerkennung, Switches und Router Pakete auf einer lokalen Verbindung zustellen.
Ethernet-Frames
Ein Ethernet-Frame enthält Ziel- und Quell-MAC-Adressen, ein EtherType- oder Längenfeld, Nutzlast und eine Frame Check Sequence als Abschluss. Die physische Übertragung verwendet außerdem eine Präambel und einen Startbegrenzer. Die Frame Check Sequence erkennt Beschädigungen auf der Verbindung; sie repariert weder einen beschädigten Frame noch schützt sie ihn kryptografisch.
Wofür wird die Ethernet Frame Check Sequence verwendet?
Switches und lokale Zustellung
Ein Ethernet-Switch lernt, an welchen Ports Quell-MAC-Adressen erscheinen, und leitet bekannte Unicast-Frames zum erlernten Zielport weiter. Broadcasts und mancher Datenverkehr mit unbekanntem Ziel werden innerhalb der Broadcast-Domäne geflutet. VLANs können ein Switching-System in getrennte logische Verbindungsdomänen unterteilen.
Welche Informationen lernt ein Ethernet-Switch normalerweise aus Frames?
Die Adresse des nächsten Hops auflösen
Bei IPv4 über Ethernet ordnet das Address Resolution Protocol einer direkt erreichbaren IPv4-Adresse des nächsten Hops eine MAC-Adresse zu. Der Host prüft zuerst seinen Nachbarcache. Falls nötig, sendet er eine ARP-Anfrage als Broadcast, und der Eigentümer oder ein autorisierter Proxy antwortet.
Bei einem nicht direkt erreichbaren IP-Ziel löst der Host die MAC-Adresse des standardmäßigen oder ausgewählten Gateways auf – nicht die MAC-Adresse des entfernten Ziels. IPv6 verwendet statt ARP die Neighbor Discovery über ICMPv6.
Welche MAC-Adresse verwendet ein Host für ein nicht direkt erreichbares IPv4-Ziel?
Nachbarzustand untersuchen
Zeige Einträge von IPv4-ARP und IPv6 Neighbor Discovery an mit:
$ ip neighbor show
Zustände wie REACHABLE, STALE, DELAY, PROBE und FAILED beschreiben den Prozess zur Erkennung nicht erreichbarer Nachbarn. STALE bedeutet nicht defekt; es bedeutet, dass die zwischengespeicherte Erreichbarkeitsbestätigung nicht mehr aktuell ist und bei Verwendung geprüft werden kann.
Was zeigt ein Nachbareintrag mit dem Zustand STALE an?
Kapselung über einen Router hinweg
Der Sender legt ein IP-Paket in einen Frame, der an seinen nächsten Hop adressiert ist. Der Router validiert und entfernt den eingehenden Frame, verarbeitet den IP-Header, wählt eine ausgehende Route und erstellt einen neuen Frame für diese Verbindung. Der Empfänger kehrt die Kapselung um und übergibt die Transportnutzlast an den passenden Socket.
Was bleibt bei gewöhnlicher Weiterleitung gleich, während sich die Ethernet-Kapselung an einem Router ändert?
Lektion abgeschlossen
Sie haben Verbindungsschicht abgeschlossen
Du kannst ein IP-Paket nun durch einen lokalen Zustellungsschritt verfolgen.
Erkenne die wichtigsten Felder eines Ethernet-Frames und seinen Integritätsabschluss.
Erkläre, wie ein Switch lokale Weiterleitungsorte lernt.
Löse einen IPv4-Next-Hop mit ARP und IPv6-Nachbarn mit NDP auf.
Interpretiere den Zustand des Nachbarcaches, ohne vorschnell einen Fehler zu behaupten.
Erkenne, dass Router Frames für jede ausgehende Verbindung neu erstellen.
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