Sieć

Brama domyślna, nazywana również trasą domyślną, to krytyczne ustawienie konfiguracji sieci, które określa router lub bramę używaną przez urządzenie sieciowe w celu uzyskania dostępu do miejsc docelowych poza jego własną podsiecią lub segmentem sieci lokalnej. Gdy urządzenie musi komunikować się z docelowym adresem IP, który nie znajduje się w jego własnej podsieci lokalnej, przekazuje ruch do bramy domyślnej. Brama domyślna kieruje następnie ruch do zamierzonego miejsca docelowego w sieci lokalnej lub do innych sieci, takich jak Internet. Ten mechanizm routingu zapewnia, że ​​urządzenia sieciowe mogą komunikować się poza swoimi bezpośrednimi granicami sieci, umożliwiając łączność z sieciami zewnętrznymi i zasobami.

Aby określić bramę domyślną, możesz skorzystać z kilku metod, w zależności od systemu operacyjnego. W systemie Windows możesz otworzyć Wiersz Poleceń i użyć polecenia ipconfig. Poszukaj wpisu „Brama domyślna” pod aktualnie używaną kartą sieciową. W systemie macOS lub Linux możesz użyć polecenia Route -n w terminalu, aby wyświetlić informacje z tablicy routingu, w tym adres IP bramy domyślnej wymieniony w kolumnie „Brama”. Alternatywnie ustawienia konfiguracji sieci w graficznych interfejsach użytkownika udostępniają również szczegółowe informacje na temat adresu IP bramy domyślnej przypisanego do Twojego urządzenia.

Brama domyślna IP i routing IP to powiązane pojęcia, ale służą różnym celom w sieci. Brama domyślna IP odnosi się w szczególności do urządzenia bramy, przez które urządzenia sieciowe przekazują ruch przeznaczony do miejsc docelowych poza ich lokalną podsiecią. Działa jako domyślna trasa dla ruchu wychodzącego, który nie pasuje do żadnego konkretnego wpisu w tablicy routingu. Z drugiej strony routing IP obejmuje cały proces określania optymalnej ścieżki przesyłania pakietów danych od źródła do miejsca docelowego w połączonych sieciach. Obejmuje utrzymywanie i aktualizowanie tablic routingu, obliczanie ścieżek w oparciu o protokoły routingu lub trasy statyczne oraz przekazywanie pakietów w oparciu o te decyzje dotyczące routingu. Zasadniczo routing IP zarządza dynamiczną selekcją i przesyłaniem pakietów przez infrastrukturę sieciową, aby zapewnić wydajną i niezawodną transmisję danych.

W terminologii sieciowej brama odnosi się do dowolnego węzła sieci, który służy jako punkt dostępu lub wejście do innej sieci. Pełni rolę urządzenia pośredniczącego, ułatwiającego komunikację pomiędzy różnymi sieciami, przekazując pakiety danych na podstawie ich adresów docelowych. Jednakże brama domyślna odnosi się w szczególności do predefiniowanego urządzenia bramy używanego przez urządzenia sieciowe do kierowania ruchu poza ich lokalną podsieć lub segment sieci. Chociaż brama może odnosić się do dowolnego węzła pośredniego w topologii sieci, brama domyślna to specyficzne ustawienie konfiguracyjne, które kieruje ruch wychodzący do wyznaczonego routera lub urządzenia bramy w celu dalszej transmisji do sieci zewnętrznych lub miejsc docelowych.

Trasa hosta do bramy domyślnej to określony wpis w tablicy routingu, który kieruje ruch przeznaczony dla adresu IP bramy domyślnej do określonego interfejsu sieciowego lub karty sieciowej na urządzeniu hosta. Ta trasa zapewnia prawidłowe przesyłanie pakietów przeznaczonych dla bramy domyślnej bez dodatkowego wyszukiwania tras, optymalizując proces routingu i zapewniając wydajną komunikację pomiędzy urządzeniem głównym a bramą domyślną. Trasy hostów są zwykle konfigurowane automatycznie, gdy urządzenie uzyskuje ustawienia sieciowe za pośrednictwem protokołu DHCP (protokół dynamicznej konfiguracji hosta), lub ręcznie dodawane do tabeli routingu w celu zastąpienia domyślnego zachowania routingu dla określonych przepływów ruchu sieciowego.

Podsieć lub podsieć funkcjonuje jako logiczna część większej sieci. Działa poprzez użycie masek podsieci w celu podzielenia pojedynczej sieci klasy A, B lub C na mniejsze, łatwiejsze w zarządzaniu segmenty. Każda podsieć działa jako niezależna jednostka sieciowa w ramach większej infrastruktury sieciowej, umożliwiając zlokalizowaną kontrolę nad ruchem sieciowym, zarządzaniem i zasadami bezpieczeństwa. Podsieci definiuje się poprzez skonfigurowanie adresów IP za pomocą masek podsieci, które określają, która część adresu IP identyfikuje sieć, a która część identyfikuje hosty w tej sieci. Ta segmentacja pomaga zredukować ruch rozgłoszeniowy, zoptymalizować wydajność routingu i zwiększyć ogólną wydajność sieci.

Podsieć to podział sieci IP na mniejsze, wzajemnie połączone sieci zwane podsieciami. Działa poprzez przypisanie maski podsieci do adresu IP, który wyznacza część adresu dotyczącą sieci i hosta. Na przykład w podsieci z maską podsieci 255.255.255.0 (/24 w notacji CIDR) pierwsze trzy oktety identyfikują sieć, podczas gdy ostatni oktet identyfikuje poszczególne hosty w tej podsieci. Taka segmentacja umożliwia administratorom sieci skuteczniejsze zarządzanie i organizowanie zasobów sieciowych, stosowanie określonych zasad bezpieczeństwa do różnych podsieci oraz kontrolowanie przepływu ruchu między podsieciami a szerszą siecią.

Tworzenie podsieci polega na skonfigurowaniu maski podsieci dla zakresu adresów IP w celu podzielenia jej na mniejsze, łatwiejsze w zarządzaniu segmenty. Proces zazwyczaj rozpoczyna się od określenia liczby potrzebnych podsieci i liczby hostów wymaganych w każdej podsieci. W oparciu o te wymagania wybierana jest odpowiednia maska ​​podsieci w celu odpowiedniego przydzielenia części adresów IP sieci i hosta. Podsieci są tworzone poprzez podział większego zakresu adresów IP na podsieci przy użyciu technik takich jak maskowanie podsieci o stałej długości (FLSM) lub maskowanie podsieci o zmiennej długości (VLSM), w zależności od konkretnego projektu sieci i potrzeb w zakresie skalowalności. Starannie planując i wdrażając podsieci, organizacje mogą poprawić wydajność sieci, skalowalność i zarządzanie, jednocześnie zwiększając ogólną wydajność i bezpieczeństwo sieci.

Opóźnienie w sieci wzrasta z powodu kilku czynników, związanych przede wszystkim z czasem potrzebnym pakietom danych na podróż od źródła do miejsca docelowego i z powrotem. Jednym z powodów wzrostu opóźnień jest fizyczna odległość między urządzeniami lub serwerami biorącymi udział w komunikacji. Wraz ze wzrostem odległości zwiększa się również czas potrzebny na przesłanie danych, co skutkuje większymi opóźnieniami. Opóźnienie to, zwane opóźnieniem propagacji, jest podstawową przyczyną opóźnień w komunikacji sieciowej.

Opóźnienie może wzrosnąć z powodu zatorów w ruchu sieciowym lub wąskich gardeł w infrastrukturze sieciowej. Kiedy zasoby sieciowe, takie jak przepustowość lub moc obliczeniowa, stają się przeciążone lub niewystarczające w stosunku do ilości przesyłanych danych, pakiety doświadczają opóźnień w transmisji. Opóźnienie związane z przeciążeniem ma miejsce, gdy pakiety danych ustawiają się w kolejce na routerach lub przełącznikach, czekając na swoją kolej na przesłanie, co prowadzi do zwiększenia opóźnień i potencjalnego pogorszenia wydajności sieci.

Duże opóźnienia można napotkać w środowiskach sieciowych z niewydajnymi konfiguracjami routingu lub przełączania. Może to nastąpić na skutek nieoptymalnych ścieżek routingu wybieranych przez urządzenia sieciowe lub źle skonfigurowanego sprzętu, który wprowadza niepotrzebne opóźnienia w transmisji danych. Ponadto duże opóźnienia mogą wynikać z przestarzałego lub źle konserwowanego sprzętu sieciowego, w przypadku którego starszy sprzęt ma trudności z wydajną obsługą nowoczesnych obciążeń danych i wymagań ruchu.

Dwie najczęstsze przyczyny opóźnień to przeciążenie sieci i odległość transmisji. Przeciążenie sieci powstaje, gdy ilość danych przekracza pojemność infrastruktury sieciowej, powodując opóźnienia w dostarczaniu pakietów. Odległość transmisji odnosi się do fizycznej odległości między komunikującymi się urządzeniami, która bezpośrednio wpływa na czas potrzebny pakietom danych na przesyłanie tam i z powrotem. Obydwa czynniki znacząco przyczyniają się do opóźnień w komunikacji sieciowej, wpływając na ogólną wydajność i wygodę użytkownika.

Zmniejszanie opóźnień polega na wdrażaniu różnych strategii i optymalizacji w celu poprawy wydajności sieci i przyspieszenia transmisji danych. Niektóre podejścia obejmują modernizację sprzętu sieciowego w celu obsługi większej przepustowości, wdrożenie zasad jakości usług (QoS) w celu nadania priorytetu ruchowi krytycznemu, optymalizację protokołów routingu w celu zapewnienia wydajnych ścieżek danych oraz ograniczenie niepotrzebnych przeskoków i opóźnień w sieci. Ponadto wykorzystanie sieci dostarczania treści (CDN) lub mechanizmów buforowania może pomóc zminimalizować opóźnienia, przybliżając zawartość do użytkowników końcowych i zmniejszając odległość, jaką muszą pokonać dane. Proaktywnie eliminując te czynniki, administratorzy sieci mogą ograniczyć problemy z opóźnieniami i zwiększyć ogólną wydajność sieci.

Notacja podsieci 255.255.255.0 reprezentuje maskę podsieci w formacie dziesiętnym z kropkami, powszechnie używaną w sieciach IPv4 do definiowania rozmiaru i granic podsieci. Każdy oktet (segment oddzielony kropkami) w masce podsieci określa osiem bitów, co daje łącznie 32 bity dla adresów IPv4. W tym zapisie:

• Wszystkie pierwsze trzy oktety (255.255.255) mają wartość 255, co oznacza, że ​​pierwsze 24 bity maski podsieci są ustawione na „1”.
• Ostatni oktet (0) jest ustawiony na 0, co oznacza, że ​​pozostałe 8 bitów jest ustawionych na „0”, co pozwala na adresy hostów w podsieci.

Jeśli sieć jest skonfigurowana z maską podsieci 255.255.255.0 (lub /24 w notacji CIDR), oznacza to, że pierwsze 24 bity adresu IPv4 są przeznaczone do identyfikacji części sieciowej, podczas gdy pozostałe 8 bitów jest dostępnych dla hosta adresy. Zapewnia to do 254 użytecznych adresów IP w podsieci, z wyłączeniem adresu sieciowego (wszystkie bity hosta ustawione na 0) i adresu rozgłoszeniowego (wszystkie bity hosta ustawione na 1).

Długość prefiksu podsieci dla maski podsieci 255.255.255.0 wynosi 24 bity. Dzieje się tak, ponieważ maska ​​podsieci 255.255.255.0 odpowiada prefiksowi sieci o długości 24 bitów. W notacji CIDR jest to oznaczane jako /24, gdzie pierwsze 24 bity adresu IP wskazują część sieciową, a pozostałe bity oznaczają część hosta.

W zapisie maski podsieci wartość 255.255.255.0 wskazuje, że pierwsze trzy oktety (24 bity) są ustawione na „1”, co oznacza adres sieciowy, podczas gdy ostatni oktet (8 bitów) jest ustawiony na „0”, co pozwala na adresy hostów w obrębie podsieć. Ta konfiguracja jest powszechnie stosowana w małych i średnich sieciach w celu wydajnego przydzielania adresów IP i zarządzania ruchem sieciowym.

Gdy router odbiera ruch z adresem IP, używa maski podsieci (takiej jak 255.255.255.0), aby określić, jak obsłużyć ten ruch. W szczególności maska ​​podsieci 255.255.255.0 informuje router, że pierwsze trzy oktety (24 bity) adresu IP reprezentują część sieciową, a pozostały oktet (8 bitów) identyfikuje poszczególne hosty w tej sieci. Informacje te umożliwiają routerowi kierowanie pakietów w sieci lokalnej na podstawie ich docelowych adresów IP, zapewniając, że ruch jest prawidłowo kierowany do zamierzonego miejsca docelowego lub, w razie potrzeby, przekazywany do innych sieci.

Opcja maski podsieci w sieci odnosi się do ustawienia konfiguracyjnego, które definiuje granice (lub podsieć) segmentu sieci. Jest to 32-bitowa liczba, zwykle wyrażana w notacji dziesiętnej z kropkami (np. 255.255.255.0), która towarzyszy adresowi IP. Maska podsieci określa, która część adresu IP identyfikuje sieć, a która część identyfikuje hosta w tej sieci. Stosując maskę podsieci do adresu IP, urządzenia w sieci mogą określić, czy inny adres IP należy do tego samego segmentu sieci lokalnej, czy też wymaga trasowania przez bramę.

Ustawienie maski podsieci to specyficzna konfiguracja stosowana do urządzeń lub interfejsów sieciowych w celu zdefiniowania podsieci, do której one należą. Jest używany w połączeniu z adresami IP do podziału większej sieci IP na mniejsze, łatwiejsze w zarządzaniu podsieci (podsieci). Maska podsieci jest niezbędna, aby urządzenia mogły określić, czy adres IP jest lokalny w ich podsieci, czy też wymaga przekazania do innego segmentu sieci. Na przykład maska ​​podsieci 255.255.255.0 (lub /24 w notacji CIDR) wskazuje, że pierwsze trzy oktety adresu IP służą do identyfikacji sieci, a ostatni oktet identyfikuje poszczególne hosty w tej sieci.

Maska podsieci i brama domyślna służą różnym celom w sieci. Maska podsieci definiuje granice segmentu sieci lokalnej, wskazując, która część adresu IP identyfikuje sieć, a która część identyfikuje hosta. Jest używany przez urządzenia do określenia, czy inny adres IP należy do tej samej podsieci, czy też wymaga trasowania przez bramę, aby do niego dotrzeć. Natomiast brama domyślna to konkretny adres IP przypisany do urządzeń, który służy jako domyślna trasa dla ruchu kierowanego do miejsc docelowych poza ich lokalną podsiecią. Podczas gdy maska ​​podsieci definiuje wewnętrzne granice sieci, brama domyślna kieruje ruch do sieci zewnętrznych lub miejsc docelowych poza podsiecią lokalną.

Adresowanie IP, liczba 32 odnosi się do rozmiaru prefiksu sieci lub maski podsieci zastosowanej do adresu IP. W szczególności maska ​​podsieci 255.255.255.255 (lub /32 w notacji CIDR) wskazuje, że cały 32-bitowy adres IP jest używany do identyfikacji pojedynczego hosta w sieci. Ta konfiguracja jest zwykle używana w łączach punkt-punkt lub interfejsach pętli zwrotnej, gdzie każde urządzenie wymaga unikalnego, indywidualnego adresu IP w tej samej podsieci. Zasadniczo maska ​​podsieci /32 określa, że ​​nie ma bitów podsieci i że cała przestrzeń adresowa jest przeznaczona do identyfikacji konkretnego hosta w sieci, bez żadnych dodatkowych podziałów na adresy sieciowe lub rozgłoszeniowe.

Nazwy domen służą jako czytelne dla człowieka etykiety odpowiadające numerycznym adresom IP używanym przez komputery do wzajemnej identyfikacji w Internecie. Oto jak działają nazwy domen:

Kiedy użytkownik wprowadza nazwę domeny (np. example.com) w przeglądarce internetowej, przeglądarka wysyła żądanie do serwera systemu nazw domen (DNS). Serwer DNS tłumaczy nazwę domeny na odpowiedni adres IP powiązany z serwerem internetowym hostującym tę domenę. Ten proces tłumaczenia umożliwia przeglądarce nawiązanie połączenia z właściwym serwerem i pobranie żądanej strony internetowej lub innej treści.

Nazwy domen działają w systemie hierarchicznym zarządzanym przez rejestratorów domen i serwery DNS. Każda nazwa domeny składa się z dwóch głównych części: domeny najwyższego poziomu (TLD), takiej jak .com, .org lub .net, oraz domeny drugiego poziomu (SLD), która jest unikalną nazwą wybraną przez właściciela domeny (np. przykład w witrynie example.com).

Własność nazwy domeny ustalana jest przez podmiot lub osobę fizyczną, która rejestruje ją za pośrednictwem rejestratora domen. Rejestrując nazwę domeny, zazwyczaj robisz to na określony okres, zwykle jeden rok, ale możesz ją okresowo odnawiać. Rejestrujący zachowuje prawa własności tak długo, jak będzie odnawiał rejestrację nazwy domeny i przestrzegał wymogów rejestracyjnych oraz zasad ustalonych przez rejestratora domeny i odpowiednie władze.

Nazwy domen nie są kupowane na zawsze; są one rejestrowane na odnawialny okres, zwykle od jednego do dziesięciu lat, w zależności od rejestratora i nazwy domeny. Aby zachować własność, rejestrujący muszą odnowić rejestrację nazwy domeny przed jej wygaśnięciem. Jeżeli rejestracja nazwy domeny wygaśnie i nie zostanie odnowiona w określonym okresie karencji, może ona stać się dostępna do rejestracji dla innych osób za pośrednictwem rejestratora domeny.

Nazwy domen to cenne aktywa cyfrowe, które można kupować i sprzedawać na otwartym rynku. Rynek nazw domen obejmuje transakcje, w ramach których osoby fizyczne, firmy lub organizacje kupują nazwy domen od sprzedawców lub brokerów domen. Ceny nazw domen mogą się znacznie różnić w zależności od czynników takich jak atrakcyjność, długość i znaczenie nazwy domeny, a także popytu i trendów rynkowych.

Nazwy domen mogą być rejestrowane, zarządzane i przenoszone między rejestrującymi za pośrednictwem rejestratorów domen akredytowanych przez rejestry nazw domen. W przypadku sprzedaży nazwy domeny własność zostaje przeniesiona ze sprzedającego na kupującego w ramach formalnego procesu prowadzonego przez rejestratora, zapewniającego dokładne przeniesienie danych rejestracyjnych nazwy domeny i praw.

Protokół to zbiór reguł i konwencji regulujących sposób przesyłania i odbierania danych w sieci. Definiuje standardy komunikacji pomiędzy urządzeniami, zapewniając kompatybilność i niezawodność. Protokoły określają format i strukturę pakietów danych, procedury wykrywania i korygowania błędów oraz metody adresowania i kierowania pakietów do miejsc docelowych.

Każda warstwa stosu protokołów TCP/IP, w tym IP (Internet Protocol), działa przy użyciu określonych protokołów dostosowanych do jej funkcji w sieci. IP, jako podstawowy protokół warstwy internetowej, zapewnia mechanizmy adresowania i routingu niezbędne, aby dane mogły przechodzić przez sieci i docierać do zamierzonych miejsc docelowych. Przydziela unikalne adresy IP urządzeniom, zarządza przesyłaniem pakietów pomiędzy routerami i obsługuje transmisję pakietów danych pomiędzy różnymi sieciami. Dzięki zastosowaniu standardowych protokołów urządzenia mogą skutecznie i niezawodnie komunikować się w różnorodnych środowiskach sieciowych, ułatwiając globalną łączność i wymianę informacji.

Protokół rozpoznawania adresów (ARP) działa w warstwie łącza stosu protokołów TCP/IP i ma kluczowe znaczenie dla komunikacji w sieciach lokalnych. Oto jak działa ARP:

ARP rozwiązuje mapowanie pomiędzy adresami IP (adresami logicznymi) i adresami MAC (adresami fizycznymi) używanymi w sieci Ethernet lub innych interfejsach sieciowych. Gdy urządzenie chce wysłać dane do innego urządzenia w tej samej podsieci, sprawdza swoją pamięć podręczną ARP (lokalną tabelę przechowującą najnowsze mapowania adresów IP na MAC). Jeśli docelowy adres IP nie zostanie znaleziony w pamięci podręcznej, urządzenie wysyłające rozsyła pakiet żądania ARP do wszystkich urządzeń w sieci lokalnej. To żądanie ARP zawiera adres IP nadawcy i żąda adresu MAC powiązanego z docelowym adresem IP.

Urządzenia w sieci odbierają żądanie ARP i porównują żądany adres IP z własnym. Urządzenie pasujące do żądanego adresu IP wysyła odpowiedź ARP bezpośrednio do urządzenia wysyłającego żądanie. Ta odpowiedź zawiera adres MAC, kończąc proces ARP dla tego konkretnego adresu IP.

ARP zapewnia, że ​​urządzenia mogą dynamicznie wykrywać i aktualizować mapowania między adresami IP i MAC w segmencie sieci lokalnej. Możliwość ta jest niezbędna do ustanowienia bezpośredniej komunikacji pomiędzy urządzeniami wykorzystującymi Ethernet lub podobne protokoły warstwy łącza, ułatwiając wydajną transmisję danych i działanie sieci.

Podstawową funkcją protokołu rozpoznawania adresów (ARP) jest przekształcanie adresów IP na adresy MAC w segmencie sieci lokalnej. Kiedy urządzenie musi komunikować się z innym urządzeniem w tej samej podsieci, używa protokołu ARP do wykrycia i uzyskania adresu MAC powiązanego z docelowym adresem IP. To mapowanie umożliwia urządzeniom konstruowanie ramek Ethernet do bezpośredniej komunikacji w sieci lokalnej, umożliwiając wydajną wymianę danych pomiędzy hostami sieciowymi.

ARP działa inaczej w różnych środowiskach sieciowych, w zależności od topologii i konfiguracji sieci:

W pojedynczym segmencie sieci lokalnej (podsieci) protokół ARP działa poprzez komunikaty rozgłoszeniowe. Gdy urządzenie wysyła żądanie ARP w celu rozpoznania adresu IP, rozgłasza żądanie do wszystkich urządzeń w sieci lokalnej. Urządzenia pasujące do żądanego adresu IP odpowiadają swoimi adresami MAC, umożliwiając żądającemu urządzeniu aktualizację pamięci podręcznej ARP i nawiązanie bezpośredniej komunikacji z urządzeniem docelowym.

W większych sieciach lub połączonych podsieciach funkcjonalność ARP może się różnić. Urządzenia i routery mogą implementować proxy ARP, w którym router odpowiada na żądania ARP w imieniu urządzeń znajdujących się w różnych podsieciach. Proxy ARP umożliwia urządzeniom w jednej podsieci komunikację z urządzeniami w innej podsieci poprzez funkcję przekazywania routera, bez konieczności bezpośredniego rozwiązywania ARP między podsieciami.

ARP działa również inaczej w środowiskach zwirtualizowanych lub w chmurze, gdzie maszyny wirtualne (VM) i interfejsy sieciowe mogą dynamicznie zmieniać się lub migrować między hostami fizycznymi. Platformy wirtualizacyjne i usługi w chmurze często wdrażają mechanizmy obsługi ARP w celu zarządzania mapowaniami adresów IP i MAC w sieciach wirtualnych i infrastrukturze fizycznej, zapewniając bezproblemową łączność i efektywne wykorzystanie zasobów.

Ogólnie rzecz biorąc, ARP dostosowuje się do różnych architektur i konfiguracji sieci, aby ułatwić niezawodną i wydajną komunikację między urządzeniami w segmentach sieci lokalnej. Jego zdolność do dynamicznego rozwiązywania mapowań adresów IP na MAC przyczynia się do płynnego działania sieci opartych na standardzie Ethernet i obsługuje różne aplikacje i usługi sieciowe.

UDP (User Datagram Protocol) zapewnia bezpołączeniowy i zawodny mechanizm transportu do transmisji danych w sieciach IP. Oto jak działa UDP:

UDP działa w warstwie transportowej stosu protokołów TCP/IP i jest używany przez aplikacje, które nie wymagają gwarantowanego dostarczenia danych ani ścisłej kolejności pakietów. Gdy aplikacja chce wysłać dane przy użyciu protokołu UDP, hermetyzuje dane w datagramie UDP. Każdy datagram UDP zawiera nagłówki z numerami portów źródłowych i docelowych, a także sumę kontrolną umożliwiającą wykrycie błędów (chociaż nie jest zapewniona korekcja błędów).

Po utworzeniu datagram UDP jest przekazywany do warstwy sieciowej (warstwy IP), gdzie staje się częścią pakietu IP. Pakiet IP zawiera dodatkowe nagłówki ze źródłowym i docelowym adresem IP, umożliwiając routerom przekazywanie go przez różne sieci w kierunku miejsca docelowego.

Po dotarciu do hosta docelowego pakiet IP jest przekazywany do warstwy transportowej, gdzie jest przetwarzany przez protokół UDP. UDP wyodrębnia ładunek danych z pakietu IP na podstawie numeru portu docelowego określonego w nagłówku UDP. W przeciwieństwie do protokołu TCP protokół UDP nie nawiązuje połączenia przed przesłaniem danych, nie utrzymuje stanu sesji ani nie zapewnia niezawodnego dostarczania. Zamiast tego UDP po prostu dostarcza dane do określonej aplikacji lub usługi działającej na hoście docelowym.

Datagram oznacza niezależną, samodzielną jednostkę danych przesyłanych w sieci.
UDP, datagram składa się z nagłówka UDP, po którym następuje ładunek danych. Każdy datagram jest traktowany jako odrębna całość i jest przesyłany niezależnie od innych datagramów. Oznacza to, że datagramy UDP mogą zostać dostarczone w nieprawidłowej kolejności lub zostać utracone, jeśli UDP nie zapewni mechanizmów retransmisji lub sekwencjonowania. Aplikacje korzystające z protokołu UDP muszą obsługiwać te warunki, jeśli jest to wymagane w ich konkretnym przypadku użycia.

Przykładem protokołu opartego na UDP jest DNS (Domain Name System). DNS wykorzystuje UDP do szybkiej i lekkiej transmisji zapytań DNS i odpowiedzi pomiędzy klientami (resolwerami) a serwerami DNS. Zapytania DNS, które proszą o mapowanie nazw domen na adresy IP, są zazwyczaj małe i korzystają z niskiego obciążenia i szybkiej transmisji UDP. Odpowiedzi DNS zawierające żądane mapowania są również przesyłane za pośrednictwem protokołu UDP. Serwery DNS nasłuchują na porcie UDP 53 przychodzących zapytań i odpowiadają datagramami UDP zawierającymi żądane informacje. DNS wykorzystuje protokół UDP przede wszystkim ze względu na jego skuteczność w rozpoznawaniu nazw domen i adresów IP bez narzutu związanego z ustanawianiem i utrzymywaniem połączeń.

ARP (Address Solution Protocol) ułatwia komunikację w sieciach lokalnych poprzez mapowanie adresów IP na adresy MAC. Oto jak ARP współpracuje z routerami:

ARP działa głównie w sieci lub podsieci lokalnej. Gdy urządzenie musi komunikować się z innym urządzeniem w tej samej podsieci, używa protokołu ARP do rozpoznania adresu MAC powiązanego z docelowym adresem IP. Proces ten obejmuje rozgłaszanie pakietu żądania ARP w sieci lokalnej.

Żądania ARP są ograniczone do podsieci lokalnej, ponieważ są to wiadomości rozgłoszeniowe. Pakiety rozgłoszeniowe zazwyczaj nie przechodzą przez routery, które działają w warstwie sieci (warstwa 3) i nie przekazują ruchu rozgłoszeniowego pomiędzy różnymi podsieciami lub sieciami. Dlatego żądania i odpowiedzi ARP ograniczają się do bezpośredniego segmentu sieci lokalnej, w którym znajduje się urządzenie wysyłające żądanie i urządzenie docelowe.

W procesie routingu protokół ARP odgrywa kluczową rolę, umożliwiając urządzeniom komunikację w tej samej podsieci. Gdy urządzenie chce wysłać dane do innego urządzenia w sieci lokalnej, musi znać adres MAC urządzenia docelowego. ARP zapewnia, że ​​urządzenie może dynamicznie wykrywać i utrzymywać mapowania adresów MAC dla adresów IP w swojej lokalnej podsieci. To mapowanie jest niezbędne do ustanowienia bezpośredniej komunikacji między urządzeniami za pośrednictwem sieci Ethernet lub innych protokołów warstwy łącza bez angażowania funkcji routingu wyższego poziomu.

Protokół ARP jest zwykle implementowany zarówno na routerach, jak i przełącznikach, ale jego rola i zachowanie różnią się nieznacznie w zależności od funkcji urządzenia i topologii sieci. Routery używają protokołu ARP do rozpoznawania adresów MAC urządzeń podłączonych bezpośrednio do ich interfejsów w tej samej podsieci. Kiedy router odbiera pakiety przeznaczone dla urządzeń w podsieci lokalnej, używa protokołu ARP do określenia odpowiedniego adresu MAC w celu przesłania pakietów bezpośrednio do odpowiedniego urządzenia.

Przełączniki wykorzystują również protokół ARP do tworzenia i utrzymywania tablic adresów MAC (tabel przekazywania adresów MAC) dla urządzeń podłączonych do ich portów. Kiedy przełączniki otrzymują żądania i odpowiedzi ARP od urządzeń na swoich portach sieciowych, odpowiednio aktualizują swoje tablice adresów MAC. Umożliwia to przełącznikom efektywne przekazywanie ramek Ethernet w segmencie sieci lokalnej w oparciu o adresy MAC, optymalizując wydajność sieci i redukując niepotrzebny ruch rozgłoszeniowy.

Podsumowując, funkcje ARP w segmencie sieci lokalnej polegają na przekształcaniu adresów IP na adresy MAC, ułatwiając bezpośrednią komunikację między urządzeniami. Chociaż zarówno routery, jak i przełączniki korzystają z protokołu ARP, ich konkretne implementacje i role różnią się w zależności od ich funkcjonalności w operacjach routingu i przełączania sieci.