Heute lernen wir Gateway-Geräte kennen und sehen uns alle Geräte an, die für Ihr CCNA-Programm erforderlich sind. Wir haben viele Geräte bei Cisco, aber um die Prüfung erfolgreich zu bestehen, müssen Sie nur drei Geräte kennen. Am Ende dieses Video-Tutorials sehen wir uns die Datenübertragung an, dh wie Daten über diese Geräte übertragen werden. Mit diesem Video beginnen wir sehr interessante Lektionen, in denen wir uns mit realen Szenarien des praktischen Einsatzes von Geräten in Cisco befassen. Wir werden keine Zeit verschwenden und sofort mit dem Unterricht fortfahren. Das erste Gerät, über das ich heute sprechen möchte, ist der Hub.
Ein Hub oder Netzwerk-Hub ist ein Gerät, das jeder von Ihnen in seiner Netzwerkumgebung gesehen hat. Viele Leute nennen dieses Gerät einen Schalter, und ich verstehe nicht, warum. Der Hub sieht wirklich wie ein Switch aus, er hat viele Ports, aber hier enden ihre Ähnlichkeiten. Ein Hub ist kein intelligentes Gerät, da er keine intelligenten Funktionen hat. Es gibt keine Hardware-CAM-Tabelle oder MAC-Tabelle wie einen Switch.
Grundsätzlich ist der Hub verpflichtet, Eingaben von einem dieser Ports zu akzeptieren, diese Informationen zu kopieren und an alle anderen Ports zu senden. Somit wirkt es einfach als Repeater. Es kombiniert Geräte in einer Kollisionsdomäne, wobei eine Kollision ein Versuch von zwei oder mehr Geräten ist, die gleichzeitige Datenübertragung zu starten. Die Kollisionsdomäne bedeutet also, dass, wenn zwei Geräte, die über diese Ports mit diesen verbunden sind, miteinander kommunizieren und ein drittes Gerät versucht, eine Verbindung zum Netzwerk herzustellen, die Informationsübertragung zwischen den beiden Geräten gestoppt wird und die Geräte nach einer Weile die Kommunikation wiederholen. Daher kann der Hub diese beiden Verbindungen auf keinen Fall trennen, und das bedeutet, dass er nur eine Kollisionsdomäne hat.
Der Hub hat auch nur eine Broadcast-Domäne. Dies bedeutet, dass eine Nachricht, die von einem Port empfangen wird, an allen anderen Ports gesendet wird. In diesem Fall bedeutet Broadcast Broadcasting, dass dieselbe Nachricht gleichzeitig an alle an den Hub angeschlossenen Geräte gesendet wird.
Wenn das Übertragungsvolumen nicht groß ist, gibt es keine Probleme, aber denken Sie darüber nach, was mit der ununterbrochenen Übertragung von Milliarden von Geräten im Internet passieren wird. Wenn die Sendung von meinem Computer an alle Computer auf der Welt gesendet wird und andere Computer beim Übertragen von Daten dasselbe tun, überlegen Sie, was mit dem Netzwerk geschehen wird. Es wird ein überlastetes, ineffizientes Netzwerk sein. Wenn das Netzwerk groß wird, sollte der Broadcast-Verkehr daher gestoppt werden. Der Hub kann dies nicht, er empfängt Broadcast-Verkehr und kopiert ihn einfach auf alle Ports.
3 Dinge, die Sie über den Hub beachten sollten, sind also kein intelligentes Gerät, sondern nur eine Kollisionsdomäne und nur eine Broadcast-Domäne.
Schauen wir uns nun an, was ein Switch oder ein Netzwerk-Switch ist. Zunächst stelle ich jedoch fest, dass ein anderes Gerät, das als Netzwerkbrücke oder Bridge bezeichnet wird, eine Zwischenposition zwischen dem Hub und dem Switch einnimmt.
Die Brücke ist etwas schlauer als ein Hub, aber nicht so intelligent wie ein Switch. Wenn Sie jedoch gerade erst Ihre Karriere als CCNA beginnen, besteht eine Wahrscheinlichkeit von 99,99%, dass Sie in Ihrem Leben niemals eine Netzwerkbrücke sehen werden. Sie müssen sich also keine Sorgen um Bridge machen, da dies nicht im neuesten CCNA-Lehrplan enthalten ist.
Der Switch ist ein intelligentes, intelligentes Gerät, da er über einen ASIC verfügt, bei dem es sich um eine angelegte integrierte Schaltung handelt. Dies bedeutet, dass der Switch Informationen über die MAC-Adresse des daran angeschlossenen Geräts speichert. An jeden Port des Switches ist ein bestimmtes Gerät angeschlossen, das innerhalb von 10 Sekunden nach dem Einschalten des Switches bereits alle MAC-Adressen kennt. Wie hilft uns das?
Wenn ein Gerät versucht, mit einem anderen Gerät unter einer bestimmten MAC-Adresse zu kommunizieren, kann der Switch diese Informationen nur an ein bestimmtes Ziel senden, ohne die Übertragung für alle 24 Ports wiederholen zu müssen, damit sich die Geräte nicht gegenseitig beim Datenaustausch stören. Im Gegensatz zu einem Hub kann jeder Switch-Port mit einem anderen Port kommunizieren, ohne dass der Datenverkehr von anderen Ports in Konflikt gerät. Wenn der Switch also 24 Ports hat, hat er 24 Kollisionsdomänen.
Unter der Annahme, dass kein VLAN konfiguriert ist, verfügt der Switch normalerweise über 1 Broadcast-Domäne. Dies bedeutet, dass jeglicher Verkehr, der über einen Port ankommt, als Broadcast-Broadcast an die verbleibenden 23 Ports verteilt wird.
Sie fragen sich vielleicht, was VLAN ist, aber jetzt müssen Sie sich keine Sorgen machen. Wir werden uns dieses Netzwerk im letzten Teil der Switch-Lektion ansehen. Nehmen Sie in der Zwischenzeit einfach an, dass der Switch nur eine Broadcast-Domäne hat. Sie müssen sich also daran erinnern, dass der Switch ein intelligentes Gerät ist, eine Broadcast-Domäne hat und die Anzahl der Switch-Kollisionsdomänen der Anzahl der verfügbaren Ports entspricht. Dies liegt an der CAM-Tabelle, die Informationen darüber enthält, welche MAC-Adressen an welchem Port akzeptiert werden sollen.
Als nächstes werden wir uns mit einem Router oder Router befassen. Der Router ist ein intelligentes Gerät, hat so viele Kollisionsdomänen wie Ports und viele Broadcast-Domänen. Was bedeutet das?
Angenommen, ein Router empfängt Broadcast-Verkehr von einem seiner Ports. Was macht er? Er lässt es einfach fallen, ohne es an die übrigen Häfen weiterzugeben. Der Router ist ein Edge-Gerät. In einem der vorherigen Video-Tutorials haben wir bei der Untersuchung der Subnetze festgestellt, dass der Client beim Empfang der IP-Adresse des Ziels diese mit seiner Adresse vergleicht. Wenn sich die IP-Adresse des Zielgeräts in einem anderen Netzwerk befindet, sendet er dieses Paket oder diese Informationen Gateway. Daher spielt der Router in den meisten Fällen die Rolle eines Netzwerk-Gateways, und jede Netzwerkschnittstelle des Routers wird mit einem anderen Netzwerk verbunden. Vergleichen Sie den Router mit dem Switch, bei dem jede Netzwerkschnittstelle eine Verbindung zum selben Netzwerk herstellen muss. Bei einem Router wird jeder dieser Router-Ports mit einem anderen Netzwerk verbunden. Wir werden sehen, was dies bedeutet, wenn wir über den Netzwerkverkehr sprechen.
Da der Router ein intelligentes Gerät ist, verfügt er über mehrere Kollisionsdomänen und mehrere Broadcast-Domänen. Schauen wir uns den Datenübertragungsprozess an.
Angenommen, der obere Computer mit der IP-Adresse 10.1.1.10 möchte den unteren Computer mit der Adresse 10.1.1.11 kontaktieren. Aus dem OSI-Modell wissen wir, dass es zwei Konzepte von Adressen gibt: Wir haben eine IP-Adresse, dies ist eine Adresse der Ebene 3 und eine MAC-Adresse, die zur zweiten Ebene gehört. Beim Übertragen von Daten in einem lokalen Subnetz bzw. beim Übertragen von Daten über Ethernet werden nur MAC-Adressen verwendet. Wenn die IP-Adresse 10.1.1.10 den Computer 10.1.1.11 kontaktieren möchte, muss sie die MAC-Adresse kennen.
Der Top-Computer verfügt jedoch nur über drei Arten von Informationen: Dies ist seine eigene IP-Adresse der SIP-Datenquelle: 10.1.1.10, die IP-Adresse des Geräts, mit dem er Kontakt aufnehmen möchte, dh die DIP-Zieladresse: 10.1.1.11 und seine eigene MAC-Adresse 1111. Er kennt jedoch nicht die MAC-Adresse des Zielgeräts.
Daher verwendet der obere Computer ein Protokoll namens ARP, was "Adressauflösungsprotokoll" bedeutet. Sie können die MAC-Adresse eines anderen Computers anhand seiner IP-Adresse ermitteln. Dieses Protokoll sendet eine IP-Adresse, die ARP anfordert, an den Switch. Da es sich bei ARP um Broadcast-Verkehr handelt, empfängt der Switch ihn und sendet ihn an alle Ports, dh an alle an seine Ports angeschlossenen Geräte. Die Aktion von ARP ist so, als ob Sie in der Menge Ihren Freund beim Namen nennen würden. Stellen Sie sich vor, Sie rufen auf einer Party den Namen Ihres Freundes - jeder Anwesende wird ihn hören, aber nur Ihr Freund, der Ihren Namen hört, wird antworten. Wenn alle an den Switch angeschlossenen Computer diese Informationen empfangen, antwortet nur der Computer mit der IP-Adresse 10.1.1.1 darauf. Alle anderen Computer verwerfen dieses Paket einfach. Gleichzeitig denkt der untere Computer so: „Ja, dieser ARP ist für mich. Derjenige, der es gesendet hat, benötigt meine MAC-Adresse “, und er sendet eine Antwort, in die er seine MAC-Adresse eingibt. Nachdem der Switch eine Antwort mit der Adresse erhalten hat, merkt er sich, dass diese ARP-Anforderung vom Computer 10.1.1.10 stammt, und sendet ihm die Antwort vom 10.1.1.11. Jetzt verfügt unser oberer Computer über alle zum Senden des Pakets erforderlichen Informationen: die IP-Adresse des Zielgeräts, die Quell-IP-Adresse, die Quell-MAC-Adresse und die Ziel-MAC-Adresse.
Er erstellt ein Paket mit diesen Informationen und leitet es an den Switch weiter. Der Switch sucht nach Informationen der zweiten Ebene, da er auf der zweiten Ebene von OSI ausgeführt wird. Also stellt er eine Verbindung zur 2. Informationsebene her und sagt: "OK, dieses Paket sollte an die Ziel-MAC-Adresse 2222 gerichtet werden." Wie gesagt, der Schalter hat Intelligenz, aber was bedeutet Intelligenz in diesem Fall?
Dies bedeutet, dass der Switch 20 Sekunden nach dem Einschalten des Switch alle MAC-Adressen der daran angeschlossenen Geräte kennt, sodass er weiß, an welchen Port die jeweilige MAC-Adresse angeschlossen ist. Er weiß, dass die MAC-Adresse 2222 mit dem Port verbunden ist, an den der untere Computer angeschlossen ist, und leitet das Paket nur über diesen Port weiter, und der Computer empfängt Informationen.
In dem Moment, in dem er das Paket empfängt, verlässt er die 2. Informationsebene und geht zur 3. Ebene, versteht, dass das Paket für ihn entwickelt wurde, empfängt das Paket und die Übertragung ist abgeschlossen.
Wir haben uns gerade die Datenübertragung in einem lokalen Netzwerk angesehen. Nun wollen wir sehen, was passiert, wenn Sie Daten außerhalb des Netzwerks übertragen möchten, dh die Ziel-IP-Adresse befindet sich nicht im selben Netzwerk wie die Datenquelle.
Stellen Sie sich ein Szenario vor, in dem die IP-Adresse 10.1.1.10 mit der IP-Adresse 30.1.1.1 kommunizieren möchte. In beiden Fällen wird davon ausgegangen, dass ich vergessen habe, auf der vorherigen Folie die Maske unseres / 24-Subnetzes zu erwähnen. Die Adresse lautet also 255.255.255.0.
Nun möchte der obere Computer mit dem unteren rechten Computer kommunizieren. 30.1.1.1. Auf dieser Folie wird ARP nicht berücksichtigt, da es genauso funktioniert wie im vorherigen Fall. Wenn unser Computer die Ziel-IP-Adresse überprüft, versteht er, dass 30.1.1.1 nicht zum selben Netzwerk wie 10.1.1.10 gehört. Wenn ja, sollte das Paket an das Gateway übertragen werden. Wie wir wissen, konfigurieren wir auf einem Computer unter Windows beim Einrichten von IP-Adressen auch den Standard-Gateway-Wert, sodass unser Computer weiß, dass die Gateway-Adresse 10.1.1.255 lautet.
Wenn er nun die MAC-Adressen kennt, erstellt er ein Paket, und wenn er es nicht weiß, erstellt und sendet er dieselbe ARP-Anfrage. Router 10.1.1.255 teilt ihm mit, dass die MAC-Adresse AAAA ist. Danach erstellt der Computer das entsprechende Paket. Wir werden nicht noch einmal die gesamte Kommunikationskette innerhalb desselben Netzwerks durchlaufen, da Sie meiner Meinung nach auf der vorherigen Folie erfahren haben, wie ARP funktioniert.
Nehmen wir an, dass dies alles so erfolgt, dass der sendende Computer die Ziel-MAC-Adresse kennt und dieses Paket an den Switch sendet. Der Switch weiß, an welchen Port die AAAA-MAC-Adresse angeschlossen ist, und leitet dieses Paket an den Router weiter. Der Router arbeitet auf Ebene 3 des OSI-Modells. Sobald er dieses Paket empfängt, verlässt er Ebene 2 und wechselt zu Ebene 3. Auf dieser Ebene sieht er, dass die IP-Adresse des Zielgeräts 30.1.1.1 lautet. Nachdem er sich die Routing-Tabelle angesehen hat, stellt er fest, dass sie keine solche Adresse hat. Wir werden das Routing zwischen Routern nicht im Detail betrachten, sondern nur versuchen zu verstehen, wie es funktioniert. Beim Routing kommunizieren Geräte miteinander. In unserem Fall teilt der Router 20.1.1.2, der mit einer Maske 30.1.1.255 mit dem Netzwerk verbunden ist, anderen Routern mit, ob Sie ein Paket für die IP-Adresse 30.1.1.1 erhalten Bitte leiten Sie es an mich weiter. Mit diesen Informationen würde Router 20.1.1.1 seine Routing-Tabelle aktualisieren, oder? Machen Sie sich keine Sorgen, wenn Sie das Routing-Konzept noch nicht verstanden haben, denn in den folgenden Video-Tutorials werden wir uns ausführlich mit diesem Problem befassen. Denken Sie vorerst daran, dass der Router 20.1.1.1 weiß, dass der Pfad zur Adresse 30.1.1.1 über den Router 20.1.1.2 verläuft. Daher muss er das vom ersten Computer empfangene Paket an diesen weiterleiten.
Was der Router tut - er aktualisiert die Quellinformationen und kennt jetzt zusätzlich zur Quell-MAC-Adresse, dh seiner eigenen Adresse, die MAC-Adresse des Zielgeräts - dies ist der nächste CCCS-Router.
Wenn ein Paket am Router 20.1.1.2 ankommt, wechselt es von Ebene 2 zur dritten Ebene, von wo aus es die Zuweisung von IP-Adressen sehen kann, und versteht, dass das Netzwerk mit Computer 30.1.1.1 direkt mit ihm verbunden ist. Das heißt, der Router aktualisiert die Informationen der Ebene 2, in der bereits eine MAC-Adresse der DDDD-Quelle vorhanden ist, und empfängt die Ziel-MAC-Adresse - 4444.
Denken Sie daran, dass der Router zwei MAC-Adressen hat: Die Quell-MAC-Adresse des SM ist der DDDD-Port, über den er Daten sendet und nicht empfängt. Dies ist in der Regel das, worüber Sie verwirrt sind. Jeder dieser Ports hat seine eigene MAC-Adresse, und die Quell-MAC-Adresse bezeichnet den Port, über den die Daten fließen.
In diesem Fall werden diese Informationen aktualisiert und dieses Paket erreicht den Dateiserver. Der Dateiserver verwirft die Informationen der Ebene 2, überprüft die Informationen der Ebene 3, stellt fest, dass das Paket an ihn adressiert ist, empfängt Daten und wechselt nacheinander zu den Ebenen 4,5,6. 7 rekonstruiert die Daten und gibt die ursprüngliche Nachricht an den Computer 30.1.1.1 zurück.
So werden Daten über das Netzwerk übertragen. Wir haben nur drei Geräte von entscheidender Bedeutung, und ich hoffe, dass Sie alles verstehen, was wir heute besprochen haben. Wie üblich werde ich feststellen, dass Sie mir bei Fragen zum heutigen Video gerne unter imran.rafai@nwking.org schreiben oder Kommentare unter diesem Video hinterlassen können.
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