Сети Для Самых Маленьких
  • Сети для самых маленьких
  • 0. Планирование
    • 0. Документация сети
    • 1. Схемы сети
    • 2. IP-план
    • 3. Список VLAN
    • 4. План подключения оборудования по портам
    • 5. Заключение
  • 1. Подключение к оборудованию cisco
    • 0. Среда
    • 1. Способы подключения
    • 2. Управление по консоли
    • 3. Первичная настройка
    • 4. Настройка доступа
    • 5. Сброс пароля
  • 2. Коммутация
    • Теория
      • СКС, ЛВС, LAN
      • IP-адресация
      • Широковещательный домен
      • OSI
      • Путь пакета
      • VLAN
      • FAQ
    • Практика
      • Порты доступа (access)
      • Транковые порты (trunk)
      • Сеть управления и первичная настройка
      • Резюме
  • 3. Статическая маршрутизация
    • InterVlan Routing
    • Планирование расширения
    • Принципы маршрутизации
    • Настройка
    • Дополнительно
    • Материалы выпуска
  • 4. STP
    • Широковещательный шторм
    • STP
    • RSTP
    • MSTP
    • Агрегация каналов
    • Port security
    • Практика
    • Материалы выпуска
  • 5. ACL и NAT
    • Access Control List
      • Практика
    • NAT
      • Практика
    • Материалы выпуска
    • Бонусы
    • Спасибы
  • 6. Динамическая маршрутизация
    • Теория протоколов динамической маршрутизации
    • OSPF
      • Теория
      • Теория-2
      • Практика OSPF
      • Задача 1
      • Практика. Продолжение
      • Задача 2
      • Задача 3
    • EIGRP
      • Теория
      • Практика
      • Задача 4
    • Настройка передачи маршрутов между различными протоколами
    • Задача 5
    • Маршрут по умолчанию
    • Задача 6
    • Полезные команды для траблшутинга
    • Задача 7
    • Материалы
    • Полезные ссылки
  • 7. VPN
    • Введение в VPN
    • GRE
      • Абстрактная топология
      • Настройка
      • Механизм работы протокола
      • Итого
    • IPSec
      • Теория
        • Security Association
        • Трансформ-сет
      • Режимы работы IPSec
        • Туннельный режим работы IPSec
        • Практика
          • Настройка на локальной стороне
          • Настройка на обратной стороне
          • Настройка. Завершение
        • Задача 1
        • Теория
        • Задача 2
        • Транспортный режим работы IPSec
        • Задача 3
    • GRE over IPSec
      • Практика
      • Теория
      • Задача 4
      • Задача 5
    • IPSec VTI
    • DMVPN
      • Теория и практика DMVPN
      • OSPF
        • Практика
        • Теория
      • IPSec
      • NAT-Traversal
      • Задача 6
    • TShoot IPSec
    • MTU
    • Материалы выпуска
    • Полезные ссылки
  • 8. BGP и IP SLA
    • Автономные системы
    • PI и PA адреса
    • BGP
      • Теория
      • Установление BGP-сессии и процедура обмена маршрутами
      • Настройка BGP и практика
        • Настройка BGP и практика
        • Задача 1
        • Full View и Default Route
        • Задача 2
        • Looking Glass и другие инструменты
        • Control Plane и Data Plane
        • Выбор маршрута
        • Задача 3
      • Управление маршрутами
        • AS-Path ACL
        • Prefix List
        • Route Map
        • Задача 4
      • Балансировка и распределение нагрузки
        • Балансировка нагрузки
        • Задача 5
        • Распределение нагрузки
          • Исходящий
          • Задача 6
          • Входящий
        • AS-Path Prepend
        • MED
        • Анонс разных префиксов через разных ISP
        • BGP Community
        • Задача 7
        • Общая таблица по видам балансировки и распределения нагрузки
    • PBR
      • Теория
      • PBR
      • Практика
      • Задача 8
    • IP SLA
      • Настройка
      • Задача 9
      • Задача 10
    • Полезные ссылки
  • 8.1 IBGP
    • IBGP
    • Различия IBGP и EBGP
    • Проблема Эн квадрат
      • Route Reflector
        • Правила работы RR
        • Практика RR
          • Проблема резервирования
      • Конфедерации
    • Атрибуты BGP
      • Хорошо известные обязательные (Well-known Mandatory)
      • Хорошо известные необязательные (Well-known Discretionary)
      • Опциональные передаваемые/транзитивные (Optional Transitive)
      • Опциональные непередаваемые/нетранзитивные (Optional Non-transitive)
      • Community
        • Теория Community
        • Задача 7
        • Практика Community
        • Задача 8
        • Задача 9
      • Задача 6
    • Материалы выпуска
    • Задача 1
    • Задача 2
    • Практика
      • EBGP
      • iBGP
      • iBGP
      • Задача 3
      • Настройка внутренней маршрутизации. OSPF
      • Настраиваем BGP
      • Задача 4
      • Что мы можем улучшить?
      • Задача 5
      • Задача 6
      • Задача 7
      • Задача 8
      • Задача 9
    • Послесловие
  • 9. Multicast
    • Общее понимание Multicast
      • Пример I
      • Пример II
    • IGMP
      • Теория IGMP
      • Querier
      • Ещё пара слов о других версиях IGMP
      • Повторим ещё раз
      • И ещё раз
    • PIM
      • PIM Dense Mode
      • PIM Sparse Mode
      • Чтобы разобраться с тем, что такое PIM, обратимся к сети гораздо более сложной
      • Разбор полётов
        • RP
        • Бритва Оккама или отключение ненужных ветвей
        • SPT Switchover — переключение RPT-SPT
        • Задача 1
        • Задача 2
      • DR, Assert, Forwarder
      • Выбор RP
      • Завершение
    • SSM
    • BIDIR PIM
    • Мультикаст на канальном уровне
      • Мультикастовые MAC-адреса
      • IGMP Snooping
      • Задача 3
      • IGMP Snooping Proxy
      • Multicast VLAN Replication
    • Заключение
  • 10. Базовый MPLS
    • Что не так с IP?
    • Заголовок MPLS
    • Пространство меток
    • Что такое MPLS
    • Передача трафика в сети MPLS
    • Терминология
    • Распространение меток
      • Методы распространение меток
        • DU против DoD
        • Ordered Control против Independent Control
        • Liberal Label Retention Mode против Conservative Label Retention Mode
        • PHP
      • Протоколы распространения меток
        • LDP
          • Практика
        • Применение чистого MPLS в связке с BGP
        • RSVP-TE
          • Практика
    • ВиО
    • Полезные ссылки
    • Спасибы
  • 11. MPLS L3VPN
    • VRF, VPN-Instance, Routing Instance
      • VRF-Lite
    • MPLS L3VPN
      • Data Plane или передача пользовательских данных
      • Роль меток MPLS
        • Транспортная метка
        • Сервисная метка
      • Терминология
      • Control Plane или передача служебной (маршрутной) информации
      • Протоколы маршрутизации
      • MBGP
        • Route Distinguisher
        • Route Target)
    • Практика
      • VRF-Lite
      • MPLS L3VPN
      • Взаимодействие между VPN
    • Трассировка в MPLS L3VPN
    • Доступ в Интернет
      • NAT на CE
        • Практика
        • Теория
        • Повторим шаги настройки
      • VRF Aware NAT
        • Практика
        • Теория
      • Common Services
    • ВиО
    • Полезные ссылки
  • 12. MPLS L2VPN
    • О технологиях L2VPN
    • VPWS
      • Data Plane
      • Control Plane
      • Практика
      • Теория
      • Виды VPWS
    • VPLS
      • Data Plane
      • Control Plane
      • VPLS Martini Mode (targeted LDP)
        • Практика
        • Теория
      • VPLS Kompella Mode (BGP)
        • Обнаружение соседей или Auto-Discovery
        • Передача префиксов
        • Распределение меток и механизм Label Block
        • Практика
        • Теория
      • Martini vs. Kompella
      • Иерархический VPLS (H-VPLS)
        • Практика H-VPLS
        • Теория
    • Проблемы VPLS
    • Полезные ссылки
    • Спасибы
  • 12.1. MPLS EVPN
    • Вспоминаем VPLS
    • Базовая часть технологии EVPN
    • Лаборатория для тестов и конфигурации
    • Маршруты EVPN
      • Маршрут типа 3 (Inclusive Multicast Ethernet Tag Route)
      • Маршрут типа 2 (MAC/IP Advertisement Route)
        • Изучение MAC-адресов
      • Маршрут типа 1 (Ethernet Auto-Discovery Route)
        • Автоматический поиск multihomed PE и ESI label
        • MAC Mass Withdrawal
        • Aliasing label
      • Маршрут типа 4 (Ethernet Segment Route)
        • Механизм выбора DF
    • L3-функционал в EVPN
      • IRB synchronisation
      • Маршрутизация между bridge-доменами
      • Выход в другие VRF и внешние сети
    • Зачем это всё-таки нужно?
    • Заключение
  • 12.2. EVPN Multihoming
    • Практический пример
    • Проблемы Multihoming-га.
    • Что такое DF и зачем он нужен?
    • Зачем нужен маршрут типа 1 per-ESI?
    • Зачем нам маршрут типа 1, сгенерированный per-EVI?
    • А нужен ли нам MC-LAG в EVPN?
    • Заключение
  • 13. MPLS Traffic Engineering
    • Предпосылки появления MPLS TE
    • Принципы работы MPLS Traffic Engineering
    • Способы направления трафика в TE-туннель
    • Способы управления туннелями
  • 14. Packet Life
    • 0. Коротко о судьбе и пути пакета
    • 1. Уровни и плоскости
      • Forwarding/Data Plane
      • Control Plane
      • Management Plane
      • Краткий итог
    • 2. История способов обработки трафика
      • Что с тобой не так, IP?!
      • О дивный новый мир
    • 3. Типов-чипов
      • CPU — Central Processing Unit
      • RAM — Random Access Memory
      • CAM — Content-Addressable Memory
      • TCAM — Ternary Content-Addressable Memory
      • ASIC — Application Specific Integrated Circuit
      • Programmable ASIC
      • FPGA — Field Programmable Gate Array
      • NP — Network Processor
    • 4. Аппаратная архитектура коммутирующего устройства
      • Общая шина
      • Управляющий модуль
      • Интерфейсный модуль или линейная карта
        • PIC — Physical Interface Card
        • FE — Forwarding Engine
        • QoS или TM — Traffic Management
        • SerDes — Serializer, Deserializer
        • Распределённая плоскость управления (Distributed Control Plane)
      • Фабрика коммутации
    • 5. Путешествие длиною в жизнь
      • Транзитные пакеты
      • Локальные пакеты
    • Заключение
    • Спасибы
  • 15. QoS
    • 0. Чем определяется QoS?
      • Потери
      • Задержки
      • Джиттер
      • Неупорядоченная доставка
      • Полоса пропускания
    • 1. Три модели обеспечения QoS
      • Best Effort (BE)
      • IntServ
      • DiffServ
    • 2. Механизмы DiffServ
    • 3. Классификация и маркировка
      • Behavior Aggregate
      • Interface-based
      • Multi-Field
      • Маркировка внутри устройства
      • Рекомендации IETF (категории трафика, классы сервиса и модели поведения)
      • Короткий итог по классификации
    • 4. Очереди
    • 5. Предотвращение перегрузок
      • Tail Drop и Head Drop
      • RED — Random Early Detection
      • WRED — Weighted Random Early Detection
    • 6. Управление перегрузками
      • FIFO — First In, First Out
      • PQ — Priority Queuing
      • FQ - Fair Queuing
      • RR — Round-Robin
      • Короткий итог про механизмы диспетчеризации
    • 7. Ограничение скорости
      • Traffic Policing
      • Traffic Shaping
      • Шейпинг против полисинга
      • Практика Полисинг и шейпинг
      • Механизмы Leaky Bucket и Token Bucket
        • Алгоритм Leaky bucket
        • Алгоритм Token Bucket
      • Короткий итог по ограничению скорости
    • 8. Аппаратная реализация QoS
    • Полезные ссылки
    • Спасибы
  • Инструкция для контрибьютеров
Powered by GitBook
On this page
  1. 14. Packet Life

0. Коротко о судьбе и пути пакета

Previous14. Packet LifeNext1. Уровни и плоскости

Last updated 6 years ago

Под пакетом будем понимать PDU любого уровня — IP-пакеты, фреймы, сегменты итд. Для нас важно, что это сформированный пакет информации. Всю статью мы будем рассматривать некий модульный узел, который пересылает пакеты. Для того, чтобы не запутать читателя, определим, что это маршрутизатор. Все рассуждения данной статьи, с поправками на заголовки, протоколы и конкретные действия с пакетом, применимы к любым сетевым устройствам, будь то маршрутизатор, файрвол или коммутатор — их задача: передать пакет следующему узлу ближе к назначению. Дабы избежать кривотолков и неуместной критики: автор отдаёт себе отчёт в том, что реальная ситуация зависит от конкретного устройства. Однако задача статьи — дать общее понимание принципов работы сетевого оборудования.

Следующую схему мы выберем в качестве отправной точки.

Независимо от того, что за устройство, как реализована обработка трафика, пакету нужно пройти такой путь.

  1. Путь делится на две части: входной и выходной тракты.

  2. На входе происходит сначала декапсуляция — отделение заголовка от полезной нагрузки и прочие присущие протоколу вещи (например, вычисление контрольной суммы)

  3. Далее стадия входной обработки (Ingress Processing) — сам пакет без заголовка (нагрузка) томится в буфере, а заголовок анализируется. Здесь могут к пакетам применяться политики, происходить поиск точки назначения и выходного интерфейса, создаваться копии итд.

  4. Когда анализ закончен, заголовок превращается в метаданные (временный заголовок), склеивается с пакетом и они передаются на входную очередь. Она позволяет не слать на выходной тракт больше, чем тот может обработать.

  5. Далее пакет может ждать (или запрашивать) явное разрешение на перемещение в выходную очередь, а может просто туда передаваться, а там, поди, разберутся.

  6. Выходных трактов может быть несколько, поэтому пакет далее попадает на фабрику коммутации, цель которой, доставить его на правильный.

  7. На выходном тракте также есть очередь — выходная. В ней пакеты ожидают выходной обработки (Egress Processing): политики, QoS, репликация, шейпинг. Здесь же формируются будущие заголовки пакета. Также выходная очередь может быть полезной для того, чтобы на интерфейсы не передавать больше, чем они могут пропустить.

  8. И завершающая стадия — инкапсуляция пакета в приготовленные заголовки и передача его дальше.

Эта упрощённая схема более или менее универсальна. Немного усложним её, рассмотрев стек протоколов. Например, IP-маршрутизатор должен сначала из электрического импульса восстановить поток битов, далее распознать, какой тип канального протокола используется, определить границы кадра, снять заголовок Ethernet, узнать что под ним (пусть IP), передать IP-пакет на дальнейшую обработку.

Тогда схема примет такой вид:

  1. Сначала отработал модуль физического уровня.

    • Работая на определённом типе порта (Ethernet), он понимает, что выходным интерфейсом будет модуль Ethernet.

  2. Далее происходит декапсуляция и Входная Обработка на Ethernet-модуле:

    • Подсчёт контрольной суммы

    • Снятие заголовков, разбор на поля

    • Применение политик

    • Определение адреса назначения — он локальный — и тогда выходной интерфейс — к модулю IP.

  3. Входная обработка IP:

    • Снятие заголовков, разбор на поля

    • Применение политик

    • Анализ адреса назначения

    • Поиск выходного интерфейса в Таблице Пересылки

    • Формирование временных внутренних заголовков

    • Склейка временных заголовков с данными и отправка пакета на выходной тракт.

  4. Обработка во входной очереди.

  5. Пересылка через фабрику коммутации.

  6. Обработка в выходной очереди.

  7. На выходном тракте модуль IP совершает Выходную Обработку:

    • Применение политик, шейпинг

    • Формирование конечного заголовка на основе метаданных (временного заголовка) и передача его модулю Ethernet.

  8. Далее Выходная Обработка на модуле Ethernet

    • Поиск в ARP-таблице MAC-адреса следующего узла

    • Формирование заголовка Ethernet

    • Подсчёт контрольной суммы

    • Применение политик

    • Спуск на физический модуль.

  9. А модуль физического уровня в свою очередь разбивает поток битов на электрические импульсы и передаёт в кабель.

*Порядок выполнения операция приблизительный и может зависеть от реализации.

Все перечисленные выше шаги декомпозируются на сотни более мелких, каждый из которых должен быть реализован в железе или в ПО.

Вот и вопрос — в железе или ПО. Он преследует мир IP-сетей с момента их основания и, как это водится, развитие происходит циклически.

В этой статье мы будем преимущественно говорить об аппаратных устройствах, лишь делая по ходу ремарки по поводу виртуальных.

С помощью восстановил поток битов — в некоторым смысле декапсуляция физического уровня.

Определение границ кадра, преамбулы, ,

Есть вещи тривиальные, для которых элементная база существует… ммм… с 60-х. Например, , аппаратные очереди или CPU. А есть те, которые стали прорывом относительно недавно. Часть функций всегда была и будет аппаратной, часть — всегда будет программной, а часть — мечется, как та обезьяна.

АЦП
IFG
FCS
АЦП