Pelo que entendi, quando um PC envia um quadro para outro PC através de um switch, o quadro permanece inalterado. O switch recebe e envia exatamente o mesmo quadro. Mas o que acontece se temos dois PCs conectados a um roteador e enviamos algo entre eles?
Um roteador é basicamente um switch com conversão NAT adicional para poder diferenciar entre tráfego de entrada e saída.
Quando a Internet está envolvida e, portanto, o NAT é usado, as regras de encaminhamento de porta determinam o que acontece com um pacote (quadro). Se for apenas local, o NAT inteiro não será usado e, portanto, somente o switch interno será usado. Assim, exatamente o mesmo acontece com um comutador regular, o pacote permanece inalterado.
"As I understand it, when one PC sends a frame to another PC through a switch, the frame remains unchanged."
Você está correto; Os switches não modificam os quadros que encaminham de qualquer maneira. Isso é conhecido como ponte transparente , conforme explicado neste artigo da O'Reilly intitulado Operação Básica do Comutador :
Ethernet switches are designed so that their operations are invisible to the devices on the network, which explains why this approach to linking networks is also called transparent bridging. “Transparent” means that when you connect a switch to an Ethernet system, no changes are made in the Ethernet frames that are bridged.
"But what happens if we have two PCs connected to a router and we send something between them?"
TL; DR
Qualquer pacote encaminhado por um roteador será modificado. As modificações necessárias incluem um novo endereço MAC de destino e uma nova sequência de verificação de quadros. Mas isso é apenas uma pequena parte do que acontece no roteador ...
Ao contrário dos switches, os roteadores decidem o que fazer com um pacote com base em seu endereço de destino Camada 3 do OSI . Nesse caso, trata-se de um endereço Protocolo de Internet (IP). Portanto, o que acontece com o pacote depende de onde o pacote está indo. Vamos usar a imagem a que você se refere como exemplo:
Aquitemosumroteadorcomduasinterfaces:e1/1/1(aoqualnosreferimoscomoE1)ee1/1/2(aoqualmereferireicomoE2).Observequeasduasinterfacesdoroteadorestãoemsub-redesseparadas,oquedevesempreserocasodeumroteador:
Agora,suponhaqueoComputadorA(comoendereçoIP10.0.0.2/24e,portanto,nasub-rede10.0.0.0/24)envieumpacoteparaoendereçoIPdedestino10.0.1.2.Quandoopacotechegaaoroteador,aconteceoseguinte:
FF:FF:FF:FF:FF:FF para o primeiro pacote enviado na interface Quando o pacote é enviado para o segmento de rede conectado à interface do roteador E2, ele é recebido pelo Computador B com o endereço IP 10.0.1.2.
Suponha que o Computador A envie um pacote para o endereço IP de destino 10.0.7.44. Quando o pacote chega ao roteador, ocorre o seguinte:
Agora, o que acontece?
Bem, se, como mostrado no gráfico, o roteador realmente tiver apenas duas interfaces, o roteador descartará o pacote porque ele não tem uma rota válida para a rede de destino.
No mundo real, no entanto, é provável que um roteador tenha pelo menos uma interface configurada para ser a rota padrão ou rota de último recurso . Na tabela de roteamento, esta é a interface com a qual a rede 0.0.0.0/0 está associada. Se o roteador não tiver uma rota específica para uma rede válida para o pacote destinado a 10.0.7.44, como sua ação de "último recurso", ele transmitirá o pacote na interface associada à rota padrão.A funcionalidade de rota padrão é muito importante. Sem ele, o roteador precisaria ter uma entrada na tabela de roteamento para muitas redes de IP (embora não todas) na Internet. Tal tabela seria muito grande. Comparado a um roteador com uma rota padrão, esse roteador exigiria:
Pense em uma armação como uma daquelas cápsulas de plástico que viajam em tubos de plástico (algumas janelas de banco de acionamento costumavam tê-las). Um pacote é um envelope dentro da cápsula e os dados estão dentro do envelope.
Um switch é um local onde vários tipos diferentes de tubos se encontram. Ele analisa o endereço de origem e o endereço de destino na cápsula e, com base nisso, envia-o pelo canal apropriado para chegar aonde está indo.
Os roteadores se importam com o envelope , não com a cápsula. Quando um roteador recebe uma cápsula, ele basicamente abre a cápsula e depois a descarta. Ele então irá olhar para o envelope e descobrir onde ele precisa ir. O envelope pode precisar ir até a mesa de alguém. Nesse caso, ele entregaria o envelope para um sistema de entrega diferente (protocolo). Ou pode decidir que o envelope precisa voltar ao sistema de tubos e, nesse caso, colocá-lo em uma nova cápsula e enviá-lo a caminho.
Isto é, claro, muito simplificado, mas esperamos que torne a imagem um pouco mais clara.