Как вы только что узнали, необходимо сегментировать сообщения в сети. Но эти сегментированные сообщения никуда не пойдут, если они не будут должным образом адресованы. В этом разделе содержится обзор сетевых адресов. Вы также получите возможность использовать инструмент Wireshark, который поможет вам «просматривать» сетевой трафик.

Сетевой и канальный уровни отвечают за доставку данных с устройства источника на устройство назначения. Как показано на рисунке, протоколы на обоих уровнях содержат адреса источника и места назначения, но эти адреса служат разным целям.

• Адрес источника и места назначения сетевого уровня необходим для доставки IP-пакета от источника к месту назначения в той же или в удаленной сети.
• Адрес источника и места назначения канального уровня необходим для доставки кадра канала данных от одной сетевой интерфейсной платы (NIC) к другой сетевой интерфейсной плате в той же сети.

IP-адрес — это логический адрес сетевого уровня, или уровня 3, необходимый для доставки IP-пакета от источника к месту назначения, как показано на рисунке.

IP-пакет содержит два IP-адреса.

• IP-адрес источника — IP-адрес устройства-отправителя, изначального источника пакета.
• IP-адрес назначения — IP-адрес устройства-получателя, конечного места назначения пакета.

Адреса сетевого уровня, или IP-адреса, представляют собой сетевые адреса источника и места назначения. Это верно, независимо от того, находятся ли источник и адресат в одной и той же IP-сети или в разных IP-сетях.

IP-адрес состоит из двух частей.

• Сетевая часть IP-адреса — левая часть адреса, которая указывает на принадлежность IP-адреса к определенной сети. Все устройства в одной сети будут иметь одинаковую сетевую часть адреса.
• Узловая часть — оставшаяся часть адреса, которая идентифицирует конкретное устройство в сети. Узловая часть уникальна для каждого устройства в сети.

Примечание: Маска подсети (IPv4) или длина префикса (IPv6) используется для идентификации сетевой части IP-адреса из хост-части.

В данном примере есть клиентский компьютер (PC1), который взаимодействует с файловым сервером (FTP server), находящимся в той же IP-сети.

• IPv4-адрес источника - IPv4-адрес устройства-отправителя, клиентского компьютера PC1: 192.168.1.110.
• IPv4-адрес назначения - IPv4-адрес устройства-получателя, FTP server: 192.168.1.9.

Обратите внимание, что на рисунке сетевая часть IP-адреса источника и IP-адреса места назначения принадлежат одной сети. Обратите внимание на рисунке, что сетевая часть исходного адреса IPv4 и сетевая часть адреса IPv4 назначения одинаковы и, следовательно, источник и пункт назначения находятся в одной сети.

Если отправитель и получатель IP-пакета находятся в одной и той же сети, кадр канала данных отправляется напрямую принимающему устройству. В сети Ethernet адреса каналов передачи данных известны как адреса управления доступом к среде (MAC) Ethernet, как показано на рисунке.

MAC-адреса физически присвоены сетевой интерфейсной плате Ethernet.

• MAC-адрес источника — это адрес канального уровня, или MAC-адрес Ethernet устройства, отправляющего кадр канала данных с инкапсулированным IP-пакетом. MAC-адрес сетевой интерфейсной платы Ethernet PC1: AA-AA-AA-AA-AA-AA в шестнадцатиричном представлении.
• MAC-адреса назначения - Когда принимающее устройство находится в той же сети, что и передающее устройство, это адрес канала передачи данных принимающего устройства. В этом примере MAC-адрес назначения - это MAC-адрес FTP-сервера: CC-CC-CC-CC-CC-CC, написанная шестнадцатеричной записью.

Теперь кадр с инкапсулированным IP-пакетом может быть передан напрямую с PC1 на FTP server.

Какова роль адреса сетевого уровня и адреса канального уровня при взаимодействии устройства с другим устройством в удаленной сети? В данном примере есть клиентский компьютер (PC1), который взаимодействует с сервером (Web Server), находящимся в другой IP-сети.

Если отправитель и получатель пакета находятся в разных сетях, IP-адреса источника и места назначения будут представлять узлы в разных сетях. На это будет указывать сетевая часть IP-адреса узла назначения.

• IPv4-адрес источника - IPv4-адрес устройства-отправителя, клиентского компьютера PC1: 192.168.1.110.
• IPv4-адрес назначения - IPv4-адрес устройства-получателя, Web Server: 172.16.1.99.

Обратите внимание, что на рисунке сетевая часть IP-адреса источника и IP-адреса места назначения принадлежат разным сетям.

Если отправитель и получатель IP-пакета находятся в разных сетях, кадр канала данных Ethernet не может быть отправлен напрямую к узлу назначения, поскольку он недоступен в сети отправителя. Кадр Ethernet нужно выслать на другое устройство: маршрутизатор или шлюз по умолчанию. В нашем примере шлюз по умолчанию — R1. R1 имеет адрес канала данных Ethernet в той же сети, что и PC1. Это позволяет PC1 получить доступ к маршрутизатору напрямую.

• MAC-адрес источника — MAC-адрес Ethernet отправляющего устройства, PC1. MAC-адрес интерфейса Ethernet на PC1 — AA-AA-AA-AA-AA-AA.
• MAC-адрес места назначения — устройство-отправитель использует MAC-адрес Ethernet шлюза по умолчанию или маршрутизатора, если получающее и передающее устройства находятся в разных сетях. В этом примере MAC-адресом места назначения является MAC-адрес интерфейса Ethernet R1 (11-11-11-11-11-11). Это интерфейс, который подключен к той же сети, что и PC1, как показано на рисунке.

Кадр Ethernet с инкапсулированным IP-пакетом теперь может быть передан на R1. R1 пересылает пакет к месту назначения (Web Server). Это может означать, что R1 пересылает пакет на другой маршрутизатор или непосредственно на Web Server, если он находится в одной из сетей, подключенных к R1.

Для каждого узла в локальной сети важно правильно настроить IP-адрес основного шлюза. Все пакеты, предназначенные для отправки в удаленную сеть, направляются на шлюз по умолчанию. MAC-адреса Ethernet и шлюз по умолчанию рассматриваются в следующих главах.

Физический адрес канального уровня (уровня 2) играет другую роль. Назначение адреса канального уровня — доставить кадр канала данных с одного сетевого интерфейса на другой в одной и той же сети.

Прежде чем IP-пакет можно будет отправить по проводной или беспроводной сети, его необходимо инкапсулировать в кадр канала данных для последующего перемещения по физическому средству подключения.

В ходе пересылки IP-пакетов от узла к маршрутизатору, между маршрутизаторами и, наконец, от маршрутизатора к узлу в каждой точке на пути своего следования IP-пакет инкапсулируется в новый кадр канала передачи данных. Каждый кадр канального уровня содержит адрес канала-источника (передавшего этот кадр сетевой платы) и адрес канала назначения (сетевой платы, принимающей этот кадр).

Протокол канального уровня (уровня 2) используется только для доставки пакета между сетевыми интерфейсными платами в одной сети. Маршрутизатор удаляет информацию уровня 2 после получения пакета сетевой интерфейсной платой и добавляет новую информацию канального уровня перед пересылкой пакета другой сетевой интерфейсной плате по пути к месту назначения.

На канальном уровне IP-пакет инкапсулируется в кадр, содержащий следующую информацию канального уровня.

• **Адрес источника канального уровня — физический адрес сетевой интерфейсной платы устройства, которое передает пакет.
• **Адрес места назначения канального уровня — физический адрес сетевой интерфейсной платы устройства, которое получает пакет. Это адрес ближайшего транзитного маршрутизатора или устройства назначения.

Wireshark — это программа для анализа протоколов (анализатор пакетов), которая используется для поиска и устранения неполадок в сети, анализа, разработки программного обеспечения и протоколов, а также обучения. В этом курсе программа Wireshark используется для демонстрации принципов работы сети. В этой лабораторной работе вам нужно будет загрузить и установить программу Wireshark.

В этой лабораторной работе вы воспользуетесь программой Wireshark для захвата и анализа трафика.