Ein Paketpfad ist eine Abfolge lokaler Entscheidungen. Der Quellhost, jeder Router und das Ziel wenden eigenen Routing-, Nachbar-, Filter- und Protokollzustand an; kein Endpunkt kennt normalerweise jede interne Entscheidung im Voraus.
Routing · Lektion 3
Der Weg eines Pakets
Lerne, wie Routen, Nachbarerkennung, Frames und Router ein IP-Paket über einen Pfad transportieren.
An ein direkt erreichbares Ziel senden
Bei einem Ziel, das von einer verbundenen Route umfasst wird, wählt die Quelle eine Schnittstelle und Quell-IP. Anschließend löst sie die Verbindungsadresse des Ziels auf – ARP für IPv4 über Ethernet oder Neighbor Discovery für IPv6 – und sendet einen Frame, der das IP-Paket trägt. Ein Switch kann den Frame weiterleiten, ohne zu einem IP-Hop zu werden.
Zählt ein gewöhnlicher Ethernet-Switch als IP-Routing-Hop?
Über ein Gateway senden
Bei einem nicht direkt erreichbaren Ziel bezeichnet die ausgewählte Route einen Next-Hop-Router. Das IP-Ziel bleibt der entfernte Endpunkt, während das Ziel des lokalen Frames die Verbindungsadresse des Gateways ist. Der Host löst auf seiner lokalen Verbindung das Gateway und nicht den entfernten Server auf.
Wessen MAC-Adresse wird im ersten Ethernet-Frame zu einem nicht direkt erreichbaren Server verwendet?
Verarbeitung an jedem Router
Ein Router entfernt die eingehende Verbindungskapselung, validiert und verarbeitet den IP-Header, verringert TTL oder Hop Limit, sucht das Ziel, wendet Richtlinien an und erstellt eine neue Kapselung für die ausgehende Verbindung. Bei IPv4 berücksichtigt die Headerprüfsumme die geänderte TTL. Erreicht das Hop-Feld null, verwirft der Router das Paket und kann eine ICMP-Time-Exceeded-Nachricht zurückgeben.
Welches IP-Feld wird von jedem normalen gerouteten Hop geändert?
Middleboxes und MTU berücksichtigen
Gewöhnliches Routing bewahrt Quell- und Ziel-IP-Adressen, doch NAT kann sie umschreiben und Tunnel können das ursprüngliche Paket einkapseln. Firewalls können Datenverkehr still verwerfen oder zurückweisen. Auch Verbindungs-MTUs unterscheiden sich; IPv4-Router können Pakete mitunter fragmentieren, während IPv6-Router weitergeleitete Pakete nicht fragmentieren und sich auf Path MTU Discovery verlassen.
Wann können sich Ende-zu-Ende-IP-Adressen entlang eines Pfads ändern?
Den Rückweg verfolgen
Das Ziel führt für die Antwort eine eigene Routensuche aus. Der Rückweg kann aufgrund von Routingrichtlinien, Lastverteilung oder Fehlern andere Router verwenden. Zustandsbehaftete Firewalls und NAT müssen den beobachteten Datenstrom berücksichtigen. Asymmetrie kann daher betrieblich relevant sein, obwohl IP sie erlaubt.
Muss eine Antwort dieselben Router in umgekehrter Reihenfolge durchqueren?
Lektion abgeschlossen
Sie haben Der Weg eines Pakets abgeschlossen
Du kannst nun den sich ändernden Verbindungszustand um ein geroutetes IP-Paket verfolgen.
Löse den endgültigen Host nur auf, wenn er direkt erreichbar ist.
Kapsle nicht direkt erreichbaren Datenverkehr für das ausgewählte lokale Gateway.
Verfolge Routensuche und Hop-Limit-Verarbeitung an jedem Router.
Berücksichtige NAT, Filterung, Tunnel und MTU-Beschränkungen.
Behandle die Rückrichtung als unabhängige Route.
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