勉強日記

チラ裏

CCNA試験対策 ch3 Fundamentals of WANs And IP Routing

CCNA 勉強メモ

ch3 Fundamentals of WANs And IP Routing

Wide-Area Networks

  • 専用線WANはきょうびあまり見なくなったが出題はされる
  • Ethernet LANsと同じL2プロトコルを使うが、より長距離転送が必要なので、LANで使わなかった機能を利用する

Leased-Line WANs

Physical Details of Leased Lines

  • 概念的には、転送速度があらかじめ決まっている、cross-over full-duplexケーブルのような感じ
    • 実物はもちろん違う
    • telco(電話通信事業者)のCO: Central Office(中央局)のswitch(交換機)で中継していたりする
  • 特有の語彙
    • leased line (専用線)
      • leased = 所有しているわけではなく、月額で借りている
      • leased circuitとも
    • Serial Link, Serial Line
      • パラレルじゃない
    • Point-to-Point Link, Point-to-Point Line
      • トポロジーは2点間接続のみ考えればよい
        • 間の中央局のスイッチのこととかは考えなくてよい
    • T1
      • 1.544Mbps
    • Private Line
      • 転送するデータがプライベートで、telcoの他の顧客が盗聴することはできないということ
  • leased line: L1
  • 専用線自身はデータをどう転送するか = L2のことは決めていない
  • 専用線のL2でメジャーなもの
    • HDLC: High-Level Data Link Control
    • PPP: Point-to-Point Protocol
  • そもそもL2の仕事
    • 物理的な接続の上で、特定のタイプのデータを正しく届ける
  • 専用線は単純なPoint-to-Point topologyなので、HDLCはEthernetほどの仕事はしない
    • 宛先に6バイトも要らないよね
  • HDLCのフィールドとEthernetとの対比
HDLC Field Ethernet Equivalent length / bit Description
Flag Preamble,SFD 8 0x7E
Address Destination Address 8
Control - 8
Type Type 16
FCS FCS 16 CRC
Flag Preamble,SFD 8 0x7E
  • Flag Sequenceとゼロインサート
    • 0x7E = 0b01111110
    • 1が6つ続くと終端と誤認してしまうので、1が5つ続いたら6ビットめに0を強制挿入する
    • そのため、1バイト = 8ビットのデータを転送する場合でも、実際に送信されるビット数は8より多くなったりする
    • ので、専用のH/Wが必要
  • Control
    • I,S,U の3フォーマット。ルータ的には関係なし
      • I: Information
        • データ通知
      • S: Supervisory format
        • 受信可能状態などの状態通知
      • U: Unnumbered format
        • 通信回線の論理的な接続・切断
  • Type
    • Cisco拡張
      • HDLC自体はISO標準だが、ISO標準に本フィールドはない
      • ルータが上位レイヤ(L3)を知る必要があるため導入
        • Dataフィールドの先頭
       LAN       |        WAN         |       LAN

PC1 -- Switch -- R1 -- Leased Line -- R2 -- Switch -- PC2

   802.3 Frame         HDLC Frame         802.3 Frame
  • PC1 -> R1 -> R2 -> PC2 なる経路でIPバケットを転送するケースを考える
    1. ルータR1で802.3フレームを de-encapsulateし、IPパケットを取り出して、HDLCフレームでencapsulateしなおす
    2. ルータR2でHDLCフレームを de-encapsulateし、802.3フレームでencapsulateする

Ethernet as a WAN Technology

  • 専用線のデメリット
    • 高コスト
    • 敷設のリードタイム
    • 遅い
  • WANもEthernetで！
    • 古来、銅線では伝送距離がネックでLANのみだった
    • 長距離伝送可能な光ファイバー規格の登場により、WANも802.3でいけるように
  • 語彙
    • SP: Service Provider
    • PoP: Point of Presence
      • SPの近くの接続地点
      • 専用線接続における中央局にあたるもの
      • 専用線接続における交換機にあたるものはEthernet Switch

Ethernet WANs That Create a Layer 2 service

  • やはり概念的にはルータ2点間のcross-over cableのような接続
  • 語彙
    • Ethernet WAN
      • EthernetはLANだけじゃないそ！という言葉
    • Ethernet Line Service (E-Line)
    • Ethernet emulation
    • Ethernet over MPLS (EoMPLS)
      • MPLS: Multiprotocol Label Switching
        • L2.5 などと呼ばれることも
        • Etnernet serviceの実現に用いられる技術
        • 【補】VPNやQoSの実現にも用いられる

How Routers Route IP Packets Using Ethernet Emulation

       LAN       |        WAN         |       LAN
                  G0/1            G0/0
PC1 -- Switch -- R1 --   (cloud)   -- R2 -- Switch -- PC2

   802.3 Frame         802.3 Frame         802.3 Frame
  • R1-R2間の接続
    • 物理的には2点間接続でない
    • が、EoMPLSにおいて、2点間接続に見える
  • データ転送の流れ
    1. PC1 -> R1
    2. R1でフレームをde-encapsulateし、新しいフレームでencapsulateし直す
    3. R2でフレームをde-encapsulateし、新しいフレームでencapsulateし直す

IP Routing

  • 同じグループ宛ならば直接送る
  • 異なるグループ宛ならば、しかるべきルータに送る
    • hostからならdefault router
    • routerからならrouting tableにしたがって隣のrouterへ

Network Layer Routing (Forwarding) Logic

略

How Network Layer Routing Uses LANs and WANs

  • routerでIPパケットをEthernet frameで包むとき、どうやって宛先のMACアドレスを知るの？
  • ARP: Address Resolution Protocol

How IP Addressing Helps IP Routing

  • networkという言葉について
    • 混乱の元
    • internetwork
      • router, switch, cableその他により構成されるネットワーク

Rules for Groups of IP Addresses (Networks and Subnets)

  • routerにより分かたれていない2つのIPアドレスは同一のグループ(subnet)に所属
  • 1つ以上のrouterにより分かたれている2つのIPアドレスは異なるグループ(subnet)に所属

How IP Routing Protocols Help IP Routing

  • hostはdefault router (default gateway)を知っていること
  • routerはIPアドレスのグループごとにホップ先のrouterを知っていること (routing table)
  • IP routing protocol
    • routing tableをどうやって構成するの？
    • routerに学習させる
  • routing protocolごとに内部仕様の違いはあれど、流れはだいたい同じ
    1. routerに直接接続されているsubnetについてはconfigureしておく
    2. routerは、隣のrouterに知っているrouting table情報を教えてあげる
      • 直接接続されているroute
      • 第三のrouterから教えてもらったroute
    3. 隣のrouterからrouteを教えてもらったら、routing tableに情報を追加する
      • 典型的には、routeを教えてくれたrouteに向ける

Other Network Layer features

  • OSPF: Open Shortest Path First
    • IPとは別個のRFCとして定義されているrouting protocolの一種
  • DNS: Domain Name System
  • ARP: Address Resolution Protocol
  • ICMP: Internet Control Message Protocol
    • pingコマンドで使うやつ