10. Заголовок ip-пакета и назначении его полей.
Заголовок пакета может занимать от 20 до 60 байт.
Поле Version (4 бита) - указывает на версию протокола IP, которой соответствует пакет. В настоящее время пакеты с таким заголовком содержат только значение "4". IHL (4 бита) - Длина заголовка пакета - используется для определения границы, на которой заканчивается заголовок IP-пакета и начинаются данные, которые он переносит. Длина указывается в 32-битных словах. Type Of Service (8 бит) - указывает на абстрактные параметры желаемого качества обслуживания для пакета. Может быть использовано маршрутизаторами и другими устройствами 3-го уровня для определения наиболее подходящего по параметрам маршрута. Основной выбор состоит между низкой задержкой, высокой надежностью или высокой пропускной способностью. При этом биты 0-2 указывают на приоритет пакета, бит 3 - на уменьшение задержки при доставке, бит 4 - на выбор маршрута с высокой надежностью доставки, бит 5 - выбор маршрута с наибольшей пропускной способностью, биты 6-7 - зарезервированы. На самом деле используется только внутри одной сети и может не сыграть вообще никакой роли при передаче пакета через Internet, так как политики обработки пакетов устанавливаются конкретной организацией, управляющей автономной системой. Total Lenght (16 бит) - общая длина IP-пакета в байтах. ID - очень важное поле, предназначенное для правильной сборки фрагментированных пакетов. Дело в том, что в различных протколах канального уровня максимальный размер кадра может отличаться, а это значит, что максимальный размер IP-пакета ограничен этим самым размером, который называется MTU - Maximum Transfer Unit. Но так как при прохождении очередного маршрутизатора пакет может попасть в сеть с меньшим MTU, чем в той, в которой он был создан, он может быть разбит на меньшие части. При этом в заголовке каждой части будет указано одинаковое значение ID, которое говорит о том, к какому пакету эти части относились. Flags - 3 бита - Поле флагов. Первый бит зарезервирован и всегда должен быть установлен в 0. Второй бит, при установке в значение "1" указывает на то, что фрагментация пакета запрещена (и если она понадобится, пакет не будет доставлен). Третий бит указывает на наличие или отсутствие следующего фрагмента этого пакета. Иными словами, установлен в 0 может быть либо, если пакет не фрагментирован, или если это - последний фрагмент пакета. Fragment Offser - значение смещения начала фрагмента внутри оригинального пакета, единица в этом поле одначает 64 бита. Смещение первого фрагмента всегда равно 0. Time To Live - используется для решения проблемы "count to infinity" и помогает маршрутизаторам "пристрелить" пакет, который слишком долго находится в сети. Уменьшается на единицу каждым маршрутизатором при пересылке пакета. Таким образом, даже если в сети есть маршрутная петля, пакет не будет пересылаться от одного маршрутизатора к другому и обратно вечно, а будет уничтожен, как только поле TTL примет значение 0. Protocol - указывает номер протокола, PDU которого вложен внутрь этого IP-пакета. Header Checksum - контрольная сумма заголовка пакета. Пересчитывается каждый раз при смене заголовка - например, если он проходит через очередной маршрутизатор. Source Address (4 байта) - IP-адрес источника, отославшего пакет. Destination Address (4 байта) - IP-адрес назначения, куда был послан пакет. Поле опций (Options) - может появляться или не появляться в заголовке. Довольно-таки интересное поле. ) Опции могут быть двух типов - однобайтовые и многобайтовые. Многобайтовая опция состоит из полей "Тип опции", "Длина опции" и, собственно "данные опции". При этом "длина опции" - это общая длина поля, включая тип опции и поле длины. Поле "Тип опции" содержит флаги - 1-й бит - нужно ли копировать опцию в каждый фрагмент пакета при фрагментации. 2-й бит - класс опции. 3-й бит - номер опции. Классы опций - управляющая (0), зарезервировано (1), отладочная - (2) и опять зарезервированная (3). Определены следующие номера опций:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11. Ethernet.
Адесация.
Все устройства должны иметь физический адрес. Он формируется таким образом, чтобы им можно было однозначно обозначить определенное устройство, позволяя отличить его от всех прочих устройств в мире. В основе адресации Ethernet лежит применение адресов управления доступом к передающей среде, или MAC -адресов (называемый также адресом Ethernet , физическим адресом). Этот адрес представляет собой 48-битовый адрес, который обычно записывается в виде 12 шестнадцатеричных цифр, например 23-02-82- AB - FE - D 1. Первые шесть шестнадцатеричных цифр определяют изготовителя устройства, а последние шесть – отдельное устройство, выпущенное этим изготовителем. Структура MAC -адреса показана на рис. 3.1.
Рис.
3.1. Структура MAC-адреса
Принято говорить, что эти постоянные адреса “прошиваются ” в сетевой плате. Тем не менее, хотя и достаточно редко, иногда обнаруживаются дубликаты MAC -адресов. Поэтому современные сетевые устройства имеют MAC -адреса с перестраиваемой конфигурацией.
В любом передаваемом фрейме Ethernet пер вые два поля занимают MAC-адрес получателя и MAC-адрес отправителя. Эти поля должны быть заполнены. Если программное обеспечение протокола не имеет инфор мации о MAC-адресе намеченного получателя или сообщение должно быть доставлено на все хосты в сети, то используется специальный MAC-адрес, называемый широ ковещательным. Широковещательный адрес состоит из одних двоичных единиц, т.е. в шестнадцатеричном формате имеет вид ff - ff - ff - ff - ff - ff . Этот адрес имеет большое значение, поскольку в сети Ethernet хосты обычно не обрабатывают фреймы, в которых MAC-адрес получателя не совпадает с их собственным, даже несмотря на то, что каждый клиентский компьютер получает все фреймы, передаваемые по сети (в связи с применяемой логической шинной топологией).
Например, если компьютер имеет MAC -адрес 11- AA -11- AA -11- AA и принимает фрейм с MAC -адресом получателя 22- BB -22- BB -22- BB , сетевая плата отбрасывает этот фрейм на канальном уровне, и остальная часть стека протоколов его не обрабатывает. Но из этого правила есть два исключения. Первым является широковещательная рассылка, а вторым – неизбирательный режим.
Широковещательные фреймы обрабатываются иначе, чем обычные фреймы. Если компьютер получает фрейм с MAC -адресом получателя, состоящим из одних двоичных единиц, он направляет фрейм вверх по стеку протоколов, поскольку широковещательные сообщения обычно предназначены для всех компьютеров. В действительности на это сообщение, как правило, должен ответить только один компьютер, но пока фрейм не обработан, компьютер не может определить, должен ли на него ответить именно он. Поэтому при широковещательной рассылке фрейм получают все компьютеры, а отвечает только тот из них, для кого предназначено полученное сообщение. Остальные компьютеры отбрасывают широковещательный фрейм после его обработки и выяснения, что он предназначен не для них. Недостаток широковещательной рассылки в том, что она требует обработки каждого фрейма на каждом компьютере в широковещательном домене, а также – бесполезно расходует пропускную способность.
Еще одно исключение из правила – неизбирательный режим. После перевода сетевой карты в этот режим, она начинает принимать все фреймы, проходящие по сети, независимо от их адреса назначения. Обычно сетевая плата переводится в неизбирательный режим для получения возможности анализировать каждый отдельный пакет с использованием программы, называемой сетевым анализатором. Такая программа может быть весьма полезна для диагностики и устранения неисправностей в сети. Однако, сетевые анализаторы могут применяться и с дурными намерениями, поскольку они позволяют просматривать и анализировать данные, не предназначенные для посторонних (например, незашифрованные пароли).
Формат кадра
Существует несколько форматов Ethernet-кадра.
Первоначальный Version I (больше не применяется).
Ethernet Version 2 или Ethernet-кадр II, ещё называемый DIX (аббревиатура первых букв фирм-разработчиков DEC, Intel, Xerox) — наиболее распространена и используется по сей день. Часто используется непосредственно протоколом интернет.
Наиболее распространенный формат фрейма Ethernet II
Основные параметры
|Битовая скорость |10 Мб/c |
|Интервал отсрочки |512 битовых |
| |интервалов |
|Межкадровый интервал |9.6 мкс |
|Максимальное число попыток передачи |16 |
|Максимальное число возрастания |10 |
|диапазона паузы | |
|Длина jam-последовательности |32 бита |
|Максимальная длина кадра (без |1518 байтов |
|преамбулы) | |
|Минимальная длина кадра (без |64 байта (512 бит)|
|преамбулы) | |
|Длина преамбулы |64 бита |