01
Без соединения
Каждый IP-пакет обрабатывается независимо от других. Нет фазы установления соединения.
IP-пакеты, заголовки, маршрутизация — как данные находят путь через сети.
Сетевой уровень обеспечивает доставку данных между разными сетями — за пределами локального сегмента.
Основной протокол стека TCP/IP и главный протокол сетевого уровня.
| Параметр | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| Размер адреса | 32 бита (4 байта) | 128 бит (16 байт) |
| Кол-во адресов | ~4 млрд | 340 × 1036 |
| Форма записи | десятичные, точки | hex, двоеточия |
| Пример | 192.168.10.15 | 0000:0000:...:c0a8:0a0f |
Каждый IP-пакет обрабатывается независимо от других. Нет фазы установления соединения.
Нет механизмов повторной отправки или исправления ошибок. Если пакет потерян — IP не предпримет действий.
Передача через проводные (электрические, оптические) и беспроводные (радио) среды.
Наведите на поле, чтобы увидеть подсветку. Числа — номера бит (0–31 в каждой строке).
Версия протокола IP (4 для IPv4)
Длина заголовка в 32-бит словах. Разграничивает заголовок и данные
Differentiated Services Code Point — приоритет пакета для QoS
Explicit Congestion Notification — возможность отбрасывания при заторе
Общая длина пакета (заголовок + данные) в байтах. Макс: 65 535
Уникальный идентификатор пакета для сборки фрагментов
Бит 0 — резерв; DF — не фрагментировать; MF — ещё фрагменты
Какая часть оригинального пакета в этом фрагменте. У первого = 0
Время жизни пакета — максимальное число переходов (hops)
Номер протокола верхнего уровня: TCP=6, UDP=17, ICMP=1
Контрольная сумма заголовка. Несовпадение — пакет отбрасывается
Адрес отправителя. Всегда unicast
Адрес получателя. Может быть unicast, multicast или broadcast
Необязательные опции. Есть, если IHL > 5
8-битное поле. Каждый маршрутизатор уменьшает TTL на 1. Если TTL = 0 — пакет отбрасывается.
Если значение TTL достигнет 0 до прибытия к адресату, маршрутизатор отбрасывает пакет и отправляет ICMP-сообщение «Time Exceeded» отправителю.
Следующее поколение IP с расширенным адресным пространством и упрощённым заголовком.
Фиксированный размер — 40 байт. Меньше полей = быстрее обработка на маршрутизаторах.
Всегда = 6
Приоритет трафика, аналог DSCP+ECN в IPv4
Идентификатор сессии TCP или потока UDP (медиа)
Размер полезной нагрузки в октетах (без заголовка)
Протокол L4 (TCP=6, UDP=17) или номер заголовка-расширения
Аналог TTL: каждый маршрутизатор уменьшает на 1; при 0 — пакет отбрасывается
Передача из сети 192.168.1.0/24 в сеть 192.168.3.0/24 через цепочку маршрутизаторов.
Подключенные сети обозначаются C (connected), статические — S (static).
| Тип | Сеть | Интерфейс / Next Hop |
|---|---|---|
| C | 192.168.1.0/24 | Gi0/0 |
| C | 10.0.1.0/30 | Gi0/1 |
| S | 192.168.3.0/24 | via 10.0.1.2 |
| Тип | Сеть | Интерфейс / Next Hop |
|---|---|---|
| C | 10.0.1.0/30 | Gi0/0 |
| C | 10.0.2.0/30 | Gi0/1 |
| S | 192.168.1.0/24 | via 10.0.1.1 |
| S | 192.168.3.0/24 | via 10.0.2.2 |
| Тип | Сеть | Интерфейс / Next Hop |
|---|---|---|
| C | 10.0.2.0/30 | Gi0/0 |
| C | 192.168.3.0/24 | Gi0/1 |
| S | 192.168.1.0/24 | via 10.0.2.1 |
Узел применяет побитовое AND между своим IP и маской, затем между IP назначения и маской. Если результаты совпадают — узел в той же сети.
Таблица маршрутизации содержит все сети, которые «знает» маршрутизатор, и адреса соседей, через которых можно переслать пакет.
Сети на интерфейсах маршрутизатора — добавляются автоматически
Маршруты, введённые администратором вручную
Маршруты от протоколов: OSPF, EIGRP, BGP (следующие главы)
Поле в заголовке IP (8 бит). Определяет макс. число hop до отбрасывания пакета
Устройство / интерфейс L3, через которое трафик уходит из локальной сети в другую (в т.ч. Интернет)
IP-адрес сети + IP-адрес соседа, через которого можно переслать пакет
Добавление заголовка L3 к данным транспортного уровня для формирования пакета
Аналог TTL в IPv6. Уменьшается на 1 каждым маршрутизатором
Поле IPv6, указывающее протокол L4 или номер заголовка-расширения
Дальше — транспортный уровень: TCP, UDP, порты и сегменты.