Bộ định tuyến xử lý các chương trình phát sóng có giới hạn và có hướng
Điều đầu tiên cần hiểu để trả lời câu hỏi của bạn là các khung phát sóng giới hạn không được định tuyến. Theo mặc định khi bộ định tuyến nhận được khung có địa chỉ đích được phát ở lớp 2 hoặc lớp 3, bộ định tuyến chỉ cần bỏ khung. Đó là lý do tại sao các bộ định tuyến được cho là ranh giới của các miền phát sóng.
Một số ví dụ trong số này sẽ là:
ff-ff-ff-ff-ff-ff
(phát sóng lớp 2)
255.255.255.255
(phát sóng giới hạn lớp 3)
Suy nghĩ về nó, điều này có ý nghĩa. Nếu các bộ định tuyến chuyển tiếp phát sóng, một yêu cầu arp sẽ đến mọi máy chủ có thể truy cập duy nhất trên internet, điều này sẽ rất kém hiệu quả và khá ngớ ngẩn.
Mặt khác, các chương trình phát sóng được định hướng đôi khi được định tuyến. (IE 192.168.1.255/24
) Thông thường theo mặc định chức năng này bị vô hiệu hóa nhưng có thể được bật bằng cách phát ip directed-broadcast
lệnh trên bộ định tuyến. Điều này sẽ cho phép nó chuyển tiếp các chương trình phát sóng theo hướng theo bảng định tuyến của nó như thể chúng là các gói thông thường. Tuy nhiên, điều này không cho phép bộ định tuyến chuyển tiếp các chương trình phát sóng giới hạn, những bộ định tuyến vẫn bị chặn theo mặc định. Điều này cũng hơi lạc đề với câu hỏi ban đầu của bạn, hãy xem trang mẫu cisco này để biết thêm về điều này.
Phát sóng lớp 3 nhưng không phải lớp 2?
Để trả lời câu hỏi thứ hai của bạn, sẽ thật vô nghĩa khi có một khung có địa chỉ quảng bá lớp 3 mà không có địa chỉ quảng bá lớp 2. Điều này sẽ đánh bại toàn bộ mục đích của nó là một khung phát sóng và chỉ không hoạt động hoàn toàn. Có một địa chỉ đích lớp 2 unicast sẽ không thay đổi hành vi của bộ định tuyến vì bộ định tuyến đưa ra quyết định ở lớp 3. Tất cả các bộ định tuyến quan tâm là 255.255.255.255
địa chỉ đích đó và làm rơi gói tin.
Trường hợp điều này quan trọng là với các thiết bị chuyển mạch không quan tâm đến địa chỉ lớp 3. Các thiết bị chuyển mạch sẽ chỉ nhìn thấy địa chỉ lớp 2 unicast. Thay vì gửi gói ra tất cả các giao diện trên cùng một vlan, nó sẽ sử dụng bảng địa chỉ nguồn (SAT) giống như với bất kỳ địa chỉ đích unicast nào khác. Trong thực tế, bằng cách chỉ định một địa chỉ lớp 2 unicast, khung không còn là khung phát sóng nữa mặc dù nó có 255.255.255.255
địa chỉ ở lớp 3.
Làm thế nào DHCP Relay hoạt động trong thực tế
Đối với câu hỏi cuối cùng của bạn, DHCP Relay là cách "gian lận" của bộ định tuyến xung quanh quy tắc về việc không chuyển tiếp các gói phát sóng. Hãy xem xét gói DHCP Discover:
- Nguồn MAC: [unicast mac của nguồn]
- Số phận MAC:
ff-ff-ff-ff-ff-ff
- IP nguồn:
0.0.0.0
- IP đích:
255.255.255.255
- Cổng nguồn: UDP 68
- Cổng đích: UDP 67
Khi bộ định tuyến thấy một gói đến trên một giao diện với ip helper-address
lệnh được cấu hình, nó sẽ kiểm tra xem nó có khớp với bất kỳ giao thức nào được "trợ giúp" theo mặc định hoặc được cấu hình bằng ip forward-protocol
lệnh chung không. Trong trường hợp này vì DHCP là bộ định tuyến thấy rằng cổng đích khớp với UDP 67 và cho phép gói được "trợ giúp". Sau đó, bộ định tuyến thay đổi địa chỉ IP đích từ 255.255.255.255
địa chỉ IP được cấu hình bởi ip helper-address
lệnh cũng như thay đổi địa chỉ nguồn thành địa chỉ của giao diện bộ định tuyến nơi gói tin đến và chuyển gói tin sang phần còn lại của logic định tuyến.
Bây giờ gói tin có một địa chỉ đích unicast mà bộ định tuyến xử lý nó như mọi gói khác. Nó arps cho địa chỉ IP đích (hiện là địa chỉ của trình trợ giúp) và sau đó thay thế địa chỉ lớp 2 trước khi gửi gói ra giao diện thích hợp.
Trở lại lần nữa
Bộ định tuyến sử dụng về cơ bản cùng một quy trình ngược lại với ưu đãi DHCP được gửi lại cho máy khách. Các máy chủ DHCP gửi đề nghị đến địa chỉ IP được chỉ định làm địa chỉ nguồn trên gói DHCP Discover. Vì vậy, gói rời khỏi máy chủ DHCP trông như sau:
- Nguồn MAC: unicast mac của máy chủ DHCP
- Dest MAC: địa chỉ mac của bộ định tuyến hoặc cổng mặc định của máy chủ DHCP
- IP nguồn: địa chỉ IP unicast của máy chủ DHCP
- IP đích: địa chỉ IP của giao diện bộ định tuyến đầu tiên mà gói DHCP Discover đạt được
- Cổng nguồn: UDP 67
- Cổng đích: UDP 68
Vì gói này có một bộ định tuyến địa chỉ đích lớp 3 unicast sẽ chuyển tiếp gói bình thường cho đến khi nó đến bộ định tuyến với giao diện có địa chỉ IP khớp với IP đích của gói. Hãy nhớ từ trước rằng bộ định tuyến này ip helper-address
vẫn còn cấu hình trên giao diện đó. Bộ định tuyến kiểm tra xem gói có phải là Ưu đãi DHCP hay không, sau đó viết lại gói để trở thành gói phát và gửi lại giao diện đó khi biết rằng máy khách DHCP nằm ở đâu đó trên đoạn mạng đó. Các gói rời khỏi bộ định tuyến bây giờ trông như thế này.
- Nguồn MAC: unicast mac của giao diện bộ định tuyến
- Số phận MAC:
ff-ff-ff-ff-ff-ff
- IP nguồn: địa chỉ IP unicast của máy chủ DHCP
- IP đích:
255.255.255.255
- Cổng nguồn: UDP 67
- Cổng đích: UDP 68
TL: DR; Chuyển tiếp DHCP bằng cách sử dụng tiểu ban ip helper-address
giao diện "gian lận" xung quanh quy tắc rằng các bộ định tuyến không thể chuyển tiếp các chương trình phát sóng giới hạn bằng cách thay đổi địa chỉ IP đích của gói thành địa chỉ IP unicast của máy chủ DHCP trước khi định tuyến. Điều này cho phép tất cả các bộ định tuyến xuống dòng để định tuyến gói phù hợp đến máy chủ DHCP. Khi trả lời máy chủ DHCP sẽ gửi gói trở lại địa chỉ IP unicast của giao diện bộ định tuyến, lần đầu tiên nhận gói DHCP Discover (gói có ip helper-interface
lệnh). Khi bộ định tuyến nhận được ưu đãi trở lại, nó sẽ chuyển đổi nó trở lại thành một gói phát sóng và gửi nó ra giao diện với máy khách trong miền quảng bá của nó.