Как маршрутизатор находит шлюз по умолчанию?

Question

Я понимаю протокол разрешения адресов и как он транслирует все устройства в подсети, чтобы найти MAC-адрес пункта назначения. Я знаю, что когда компьютер не может найти пункт назначения через ARP, он приходит к выводу, что он должен находиться в другой подсети, поэтому он отправляет его на маршрутизатор.

Если пункт назначения действительно находится на полпути по всему земному шару, и маршрутизатор должен переключиться на маршрутизатор вашего интернет-провайдера, как маршрутизатор в первую очередь находит IP-адрес своего шлюза по умолчанию?

Answer 1

Это где DHCP-серверы входят. Он отправит запрос на обнаружение в сети, используя ip 255.255.255.255 и исходный ip, равный 0.0.0.0, так как он еще не знает свой собственный ip.

Однако именно здесь MAC-адреса вступают в игру, а пакет Discover инкапсулируется в кадр Ethernet уровня канала передачи данных с целевым MAC-адресом FF:FF:FF:FF:FF:FF и источником является любой сетевой интерфейс MAC адрес.

Первый коммутатор, который получает пакет для FF:FF:FF:FF:FF:FF, будет переадресовывать этот пакет обнаружения на каждый порт коммутатора, кроме того, с которого он пришел, поскольку он не знает, кто такой FF:FF:FF:FF:FF:FF либо до тех пор, пока DHCP-сервер его не увидит. Если DHCP-серверы являются первым коммутатором, он не будет пересылать запрос, так как коммутатор является DHCP-сервером, он получит этот кадр, а затем отправит информацию обратно на IP-адрес 255.255.255.255, так как он не знает, с кем связывается их в качестве исходного IP-адреса является 0.0.0.0, но он знает MAC-адрес, который связался с ними, поэтому он будет инкапсулировать пакет предложения с исходным mac, являющимся сервером dhcp, а конечным mac будет любое устройство, которое отправило пакет обнаружения и отправило его как одноадресная, а не как трансляция.

Затем устройство получает это предложение, после чего запрашивает аренду DHCP-сервер, чем подтверждает аренду

Также обратите внимание, что если шлюз по умолчанию означает, что ваше общение должно проходить через другие устройства, это обычно означает, что маршрут статически задан или, другими словами, установлен вручную, а не является динамическим маршрутом, поскольку определенные настройки делают невозможным для устройства знать, какое устройство является шлюзом по умолчанию.

Answer 2

Первый абзац не верен, это наоборот.

ARP используется, когда известно, что пункт назначения находится в текущей сети. Последовательность выглядит примерно так:

Проверьте таблицу маршрутизации для пункта назначения

Таблица маршрутизации проверяется в порядке специфичности, поэтому, хотя записи 192.0.0.0/8 и 192.168.0.0/16 совпадают с 192.168.1.1, вторая является более точной. 0.0.0.0/0 соответствует всему и является маршрутом по умолчанию.

Подключен или маршрутизирован?

Соответствующий маршрут будет либо подключенной сетью (отправляющее устройство имеет IP-адрес в той же сети), либо нет. Если подключено, то выдается arp и извлекается mac-адрес (при условии, что устройство существует), а затем пакет передается на уровень 2 (ethernet) для передачи.

Если сеть не является подключенной, то у нее будет IP-адрес шлюза. Этот IP-адрес должен быть в подключенной сети. Итак, снова выдается arp для IP-адреса шлюза, который был извлечен MAC-адрес, и пакет передается на уровень 2 для передачи на IP-адрес шлюза.

На следующем прыжке

Как только он туда попадает, происходит точно такой же процесс. Либо шлюз имеет IP-адрес назначения на подключенном интерфейсе, либо передает его другому маршрутизатору.

Создание таблицы маршрутизации

Существует много способов заполнения таблицы маршрутизации. Маршруты для подключенных сетей всегда настраиваются ОС на основе адресов интерфейса. В среде, где используется DHCP, IP-адрес выдается интерфейсу, и вместе с ним обычно поставляется шлюз по умолчанию. Поэтому, как только DHCP настроен, у устройства есть сетевой маршрут и маршрут по умолчанию.

Более базовая настройка - статическая. Устройство имеет статически назначенный IP-адрес в своей конфигурации, шлюз по умолчанию и, возможно, некоторые статические маршруты. Все они настраиваются вручную на самом устройстве.

Динамическая маршрутизация

Очевидно, что при работе с чем-то таким сложным, как Интернет, ручное добавление статических маршрутов было бы трудным предложением. Это все еще происходит на некоторых уровнях, но все помогают динамические протоколы маршрутизации. Это эффективно, когда маршрутизатор "владеет" набором диапазонов IP-адресов и передает это другим маршрутизаторам. Все маршрутизаторы учатся маршрутизации друг от друга.

Это означает, что интернет-провайдер может получить новый диапазон IP-адресов, добавить его в свою конфигурацию и объявить его вне своей сети, а остальная часть Интернета изучает его без дополнительной настройки.

отказ

Обратите внимание, что все это описание является упрощенной версией того, что происходит, есть много исключений, предостережений и различных технологий, которые могут изменить способ развертывания процесса, но именно так он работает на базовом уровне.

Answer 3

Большинство подключений к Интернету используют форму PPP - будь то PPPoA для DSL или PPPoE для кабеля.

PPP - это протокол «точка-точка» (который в конце концов является его именем), и поэтому шлюз по умолчанию всегда будет тем, что находится на другом конце соединения PPP.

Нет необходимости обнаруживать это каким-либо образом, поскольку это то, что есть. Вопрос только в том, стоит ли активно использовать удаленный конец PPP-соединения в качестве шлюза по умолчанию, как обычно.