Die Netzwerkschicht stellt logische Adressierung und Paketzustellung nach bestem Bemühen über verbundene Netzwerke hinweg bereit. In der Internetprotokollfamilie transportieren IPv4 und IPv6 Pakete, während Router den nächsten Hop zu jedem Ziel auswählen.
Netzwerkgrundlagen · Lektion 7
Netzwerkschicht
Lerne, wie IP-Adressierung, Präfixe, Routingtabellen und Hop-Limits Pakete zwischen Netzwerken transportieren.
IP-Pakete
Ein IP-Header enthält Quell- und Zieladressen sowie für Weiterleitung und Protokollverarbeitung erforderliche Felder. Die Nutzlast enthält gewöhnlich ein TCP-Segment, UDP-Datagramm oder eine ICMP-Nachricht. IP garantiert weder Ankunft noch Reihenfolge oder das Ausbleiben von Duplikaten.
Welchen Zustelldienst bietet IP für sich allein?
Präfixe und Subnetze
Eine Adresse und Präfixlänge legen fest, welche führenden Bits ein Netzwerkpräfix bilden. Hosts verwenden diese Informationen und ihre Routen, um zu entscheiden, ob ein Ziel direkt erreichbar ist oder einen Next-Hop-Router benötigt. Ein Subnetz ist ein Adressbereich unter einem Präfix und einer Richtlinie; Subnetze sind nicht automatisch mit jedem anderen Subnetz verbunden.
Was hilft einem Host zu entscheiden, ob ein IPv4-Ziel direkt erreichbar ist?
Routingentscheidungen
Linux prüft Routingrichtlinien und -tabellen, um eine ausgehende Schnittstelle, einen nächsten Hop und bevorzugte Quellinformationen auszuwählen. Unter ansonsten geeigneten Routen wird normalerweise das spezifischste passende Präfix bevorzugt. Untersuche die tatsächliche Entscheidung für ein Ziel mit:
$ ip route get 203.0.113.10
Dies ist eine lokale Routensuche und kein Beweis, dass jeder nachgelagerte Router eine funktionierende Route besitzt oder das Ziel Datenverkehr annimmt.
Welche Route gewinnt normalerweise unter geeigneten Routen zum selben Ziel?
Hop-Limits und Änderungen bei der Weiterleitung
Jedes IPv4-Paket besitzt eine TTL und jedes IPv6-Paket ein Hop Limit. Ein Router verringert den Wert; erreicht er null, verwirft der Router das Paket und kann einen ICMP-Fehler senden. Dies verhindert, dass Pakete endlos in Routingschleifen kreisen.
Router bewahren gewöhnlich die Ende-zu-Ende-IP-Adressen, doch NAT, Tunnel, Proxys und andere Middleboxes können Pakete umwandeln oder einkapseln. Header der Verbindungsschicht ändern sich unabhängig davon an jedem gerouteten Hop.
Warum verringern Router TTL oder Hop Limit?
Lektion abgeschlossen
Sie haben Netzwerkschicht abgeschlossen
Du kannst nun erklären, wie ein IP-Host den nächsten Schritt zu einem Ziel auswählt.
Behandle IP-Zustellung als bestmöglich.
Verwende Präfixe und Routen, um direkt erreichbare von gerouteten Zielen zu unterscheiden.
Wende die längste Präfixübereinstimmung auf die Routenauswahl an.
Erkenne, wie Hop-Limits Routingschleifen begrenzen.
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