Introducere în rețele bazate pe IP. Capitolul 4 Protocolul IP acealsi
Baza vehiculelor stiva de protocoale TCP / IP este un protocol de acealsi - Internet Protocol (IP). Principalele funcții ale protocolului IP sunt:
Formatul pachetului IP
Un pachet IP constă dintr-un antet și un câmp de date. Antetul pachetului conține următoarele câmpuri:
câmp Lungimea maximă a pachetelor de date este câmp limitat cifră definește această valoare și este 65535 bytes, dar transmiterea diferitelor tipuri de rețele, lungimea pachetului este selectat în funcție de maximul inferior protocolului stratului lungime de pachete care transportă IP-pachete. Dacă această cadre Ethernet, pachetele selectate cu o lungime maximă de 1500 octeți, cadru Ethernet se încadrează în câmpul de date.
managementul fragmentării
Protocoalele de strat de transport (TCP sau UDP), utilizatorii de stratul de rețea pentru a trimite pachete, luați în considerare faptul că dimensiunea maximă a câmpului de date IP-pachete este 65535, și, prin urmare, poate transmite un mesaj de astfel de lungime pentru a transporta prin inter-retea. Funcția strat IP include o partiție este prea lung pentru un anumit tip de mesaje de componente de rețea la un pachete scurte care corespund la stabilirea unor domenii de servicii relevante pentru reasamblarea ulterioară în mesajul original.
În cele mai multe tipuri de astfel de concept rețele globale și locale astfel cum sunt definite de dimensiunea maximă a câmpului sau a cadrului pachetelor de date în care pachetul este de a îngloba IP-ul. Această cantitate este de obicei numit unitatea de transport maximă - Unitatea maximă de transfer, MTU. Rețelele Ethernet au un MTU de 1500 bytes, rețeaua FDDI - 4096 bytes, iar rețelele X.25 adesea operează cu un MTU de 128 octeți.
Lucrările la fragmentarea de pachete IP în gazde și routere este ilustrată în Figura 4.1.
Lăsați calculatorul 1 este conectat la o rețea având o valoare în MTU 4096 bytes, de exemplu, rețeaua FDDI. La admiterea la calculator la nivel de IP 1 mesaje din stratul de transport într-o dimensiune de 5600 bytes, protocolul IP se împarte în două IP-pachet, stabilind un semn al primei fragmentarea pachetelor și atribuirea unui identificator unic de pachete, cum ar fi 486. Primul pachet este egal cu magnitudinea câmpului prejudecată 0, iar al doilea - 2800. fragmentare caracteristic al doilea pachet este egal cu zero, indicând faptul că acesta este ultimul fragment de pachet. Cantitatea totală de IP-pachet este de 2800 + 20 (dimensiune antet IP), adică 2820 octeți, care se potrivește în datele cadrului FDDI.
Fig. 4.1. Fragmentarea IP-pachete atunci când transferul între rețele cu diferite
dimensiunea maximă de pachete. K1 și canalul F1 și stratul fizic 1,
K2 și canalul F2 și fizic stratul 2
În continuare, calculatorul 1 transmite aceste pachete la stratul K1 link-ul, și apoi F1 stratul fizic, pe care le trimite la router asociat cu rețeaua dată.
Ca urmare, în calculatorul Ethernet 2 vine cu patru IP-pachet cu un identificator comun 486, care permite protocolul IP care rulează pe computerul 2, dreptul de a colecta mesajul original. În cazul în care pachetele vin în ordine greșită, care a fost trimis, atunci tendinta va indica ordinea corectă a asocierii lor.
Rețineți că IP-routere nu colectează fragmente de pachete în pachete mai mari, chiar dacă pe drum a întâmpinat o rețea pentru a permite o astfel de integrare. Acest lucru se datorează faptului că unele fragmente de mesaje pot naviga prin Internetwork prin rute diferite, astfel încât nu există nici o garanție că toate fragmentele trec prin orice router intermediar în drumul lor.
În cazul în care sosirea primului nod de pachete de fragment de destinație pornește un temporizator care determină durata maximă de așteptare de sosire a fragmentelor rămase ale pachetului. Dacă temporizatorul expiră înainte de sosirea ultimei piese, totul ajuns la acest punct, fragmente de pachete de aruncat, iar nodul care a trimis pachetul original este trimis un mesaj de eroare folosind protocolul ICMP.
Să luăm acum în considerare principiile pe care rețelele IP este utilizat pentru a selecta pachetele de rută între rețele.
În primul rând, trebuie să se acorde atenție faptului că nu numai routere, ci și nodurile finale - Calculatoare - ar trebui să fie implicate în alegerea traseului. Exemplul din Figura 4.2 arată această necesitate. Aici, în LAN are mai mult de un router, iar computerul trebuie să aleagă care dintre ele pentru a aplica pentru un pachet.
Fig. 4.2. Alegerea nodului final router
lungimea rutei poate varia foarte mult în funcție de care router selectează computerul pentru a transfera coletul la serverul este localizat, de exemplu, în Germania, în cazul în care routerul 1 este conectat la o linie dedicată la router la Copenhaga, iar routerul 2 are o legătură prin satelit conectându-l la Tokyo .
Routerele stiva TCP / IP și noduri finale să ia decizii cu privire la care pentru a trimite pachetul la livrarea cu succes a nodului destinație, bazată pe așa-numitele tabele de rutare (tabele de rutare).
(O alternativă la abordarea singură etapă este de a specifica în pachetul de toate routerele secvente care pachet trebuie să treacă pe drum Această abordare este numită sursă de rutare - .. Sursa de rutare În acest caz, alegerea rutei este nodul final, sau primul router pe calea pachetului, și numai toate celelalte routere îndeplinesc ruta selectată, efectuarea de comutare de pachete, adică, transferul acestora de la un port la altul. algoritm de rutare Source utilizate în rețelele IP pentru depanare numai atunci când un traseu este setat Domeniul Allowance (IP OPȚIUNI) pachet.)
Astfel, prin distanța definită ca fiind orice valoare care este utilizat în conformitate cu o clasă de servicii de rețea de pachete de date. Acest lucru poate fi un număr de routere de tranzit în calea (numărul de hamei din hamei - salt), trecerea liniilor de pachete de comunicare, fiabilitatea liniilor de comunicație, sau altă valoare, care reflectă calitatea traseului în raport cu o anumită clasă de serviciu. Dacă router-ul suporta mai multe clase de pachete de servicii, tabelul de traseu se prepară și se aplică separat pentru fiecare tip de serviciu (criterii de selecție traseu).
One-pas de rutare are un alt avantaj - vă permite să reducă cantitatea de tabele de rutare în nodurile de capăt și routere prin utilizarea unui număr de rețeaua de destinație a așa-numita rută implicită - default, care durează de obicei ultimul rând din tabela de rutare. Dacă tabela de rutare are o astfel de înregistrare, atunci toate pachetele cu numere de rețea care nu există în tabela de rutare, router-ul transmis indicat în linia implicită. Prin urmare, routere sunt adesea depozitate în propriile lor tabele de informații limitate despre rețeaua Internetwork de pachete si expediere pentru celelalte rețele din port și router-ul este utilizat în mod implicit. Se înțelege că router-ul, pachetul de transmisie implicit pe rețeaua de coloana vertebrală, și routerele, conectate la coloana vertebrală, au informații complete cu privire la componența Internetwork.
Un alt mod de a descărca computerul de la necesitatea de a efectua tabele mari de rutare de la router este obținerea de informații privind rutele raționale orice rețea special prin intermediul protocolului ICMP.
Intrările în tabela de rutare referitoare la rețea, conectat direct la router în „distanța până la rețeaua de destinație“ conține zerouri.
O altă diferență între funcționarea routerului și nodul final în selectarea unui traseu este o metodă de construire a unui tabel de rutare. În cazul în care routerele sunt, de obicei creează automat tabele de rutare, schimb de informații oficiale, nodurile sfârșitul tabelului de rutare sunt, de obicei manual de către un administrator, și stocate ca un fișier permanent pe disc.
Există diferite algoritmi pentru construirea tabelelor pentru un singur pas de rutare. Acestea pot fi împărțite în trei clase:
- algoritmi de rutare fixe,
- algoritmi de rutare simple,
- algoritmi de rutare adaptive.
Indiferent de algoritmul utilizat pentru a construi tabela de rutare, rezultatul muncii lor este format uniform. Datorită acestui fapt, în aceeași rețea noduri diferite pot construi o tabelă de rutare în algoritmii și apoi să comunice între ele datele care lipsesc, deoarece dimensiunile acestor tabele sunt fixe. Prin urmare, router-ul de lucru pe algoritmul de rutare adaptiv, poate oferi un nod final, aplicarea algoritmului de rutare fixe, informații despre calea către rețea, la care nodul final nu știe nimic.
Acest algoritm este folosit în rețele cu o simplă topologie de relații și se bazează pe desen manuală a tabelului de rutare de către administratorul de rețea. Algoritmul de multe ori, de asemenea, funcționează în mod eficient pentru rețelele mari de autostrăzi, deoarece foarte coloana vertebrală poate avea o structură simplă, cu cele mai bune pachete evidente în subrețea următoarele moduri atașate la coloana vertebrală.
algoritmi de rutare simple sunt împărțite în trei subclase:
Acesta este principalul tip de algoritm de rutare folosit de routere în rețelele de astăzi cu topologie complexă. rutare adaptivă se bazează pe faptul că routerele schimb periodic o informație topologic speciale disponibile în rețelele inter-retea, precum și legăturile dintre ruterele. De obicei, ia în considerare nu numai topologia conexiunilor, dar capacitatea lor de încărcare și starea.
Protocoale Adaptive permit toate routerele aduna informații despre topologia conexiunilor de rețea, care îndeplinește toate cu promptitudine modificările configurației de link-uri. Aceste protocoale au un caracter distribuit, care se reflectă în faptul că în rețea nu există routere dedicate, care ar colecta și de a colecta informații topologice: Această lucrare este distribuit între toate routerele.
nodurile interacțiune EXEMPLU folosind protocolul IP
Luați în considerare exemplul unei Internetwork, prezentat în figura 4.3, a interacțiunii dintre calculatoare prin intermediul routere și de livrare de pachete de calculator de destinație.
Fig. 4.3. calculatoare interacțiune EXEMPLU prin inter
pentru organizarea ftp-sesiune.
Calculatorul cit.dol.ru unii parametri pentru stiva TCP / IP trebuie să fie setat astfel încât să poată finaliza sarcina înainte de el.
2. Presupunem că computerul are cit.dol.ru hosts, și în ea există o linie
5. Ca urmare, computerul trimite cit.dol.ru LAN Ethernet cadru având următoarele domenii:
Structurarea rețelelor IP cu măști
Administratorii de rețea de multe ori experienta disconfort din cauza faptului că numărul de numere de rețea centralizate alocat nu este suficient pentru a structura rețelei în mod corespunzător, de exemplu, pentru a plasa toate computerele care interacționează slab în rețele diferite.
În această situație, există două moduri. Prima se referă la NIC se obține suplimentar de numere de rețea. A doua metodă, este folosit mai des asociat cu utilizarea așa-numitelor măști. care permite să împartă o rețea în mai multe rețele.
Masca - un număr care conține unitățile binare de cifre care ar trebui să fie interpretate ca numărul de rețea.
De exemplu, pentru o mască de rețea standard de clasă au următoarele semnificații:
255.0.0.0 - Masca de rețea de clasă A,
Masca de rețea de clasă B, - 255.255.0.0
masca de rețea pentru o clasă C - 255.255.255.0
129.44.0.0 (10000001 00101100 00000000 00000000)
129.44.64.0 (10000001 00101100 01000000 00000000)
129.44.128.0 (10000001 00101100 10000000 00000000)
129.44.192.0 (10000001 00101100 11000000 00000000)
129.44.128.0 - numărul de rețea 0.0. 13.15 - numărul de nod.
Fig. 4.4. Exemplu de măști de rețea structurare
Trebuie remarcat faptul că, în cazul în care se ia o decizie cu privire la utilizarea mecanismului de măști, în consecință, ar trebui să fie configurat și routere, și calculatoare în rețea.