3. Протокол ip. Заголовок. Протокол ip V.6.0. Функции. Назначение.

Протокол IP

Основная функция протокола - это передача пакета от отправителя до получателя через объединенную систему компьютерных сетей.

В каждой очередной сети, лежащей на пути перемещения пакета, протокол IP вызывает средства транспортировки, принятые в этой сети, чтобы с их помощью передать этот пакет на маршрутизатор, ведущий к следующей сети, или непосредственно на узел-получатель.

Протокол IP относится к протоколам без установления соединения; Перед этим протоколом не ставится задача надежной доставки сообщения от отправителя к получателю. Этот протокол обрабатывает каждый IP-пакет как независимую единицу, не имеющую связи ни с какими другими IP-пакетами.

В протоколе нет механизмов, обеспечивающих достоверность передачи (защищен только заголовок дейтаграммы). В протоколе отсутствует квотирование (передача подтверждений), нет процедуры упорядочивания, повторных передач. При обнаружении ошибок или истечении времени жизни маршрутизатор просто стирает данный пакет. Все вопросы обеспечения надежности доставки решает протокол TCP, работающий непосредственно над протоколом IP.

Фрагментация IP-пакетов

В узле-отправителе задача фрагментации поступающих с прикладного уровня сообщений возлагается на протокол TCP.

На промежуточных же узлах фрагментацию должен обеспечивать сам протокол IP. Это делается, если нужно передать пакет в следующую сеть, где используется меньший размер поля данных протокола канального уровня.

IP-пакет может быть помечен при передаче как нефрагментируемый (бит DF=1). Это означает для маршрутизаторов запрет этой операции. Если такой пакет поступает в сеть с меньшим MTU, то он просто уничтожается, а узлу отправителю отправляется ICMP-сообщение. Фрагментирование может выполняться и средствами самой сети.

При фрагментации модуль IP на маршрутизаторе создает несколько новых пакетов и копирует заголовок в каждый из них (меняя признаки фрагментации).

Классы IP-адресов

IP-адрес имеет длину 32 бита и обычно записывается в виде 4-х чисел,

Адрес состоит из двух логических частей — номера сети и номера узла в сети. В зависимости от того, сколько цифр в адресе используется для задания номера сети, выделяют IP-адреса пяти классов: от А до Е.

Сети класса А имеют адреса от 1 до 126 (0 - не используется, а 127 -зарезервирован для специальных целей). Число узлов — 2²⁴ или 16777216.

В сети класса В может быть до 2¹⁶ узлов или 65536.

Сеть класса С может иметь до 2⁸ или 256 узлов.

Для сетей класса D задается групповой адрес multicast. Пакет будут получать все члены группы, которым присвоен такой адрес. Адреса класса Е зарезервированы для будущих применений.

Особые IP-адреса

1. Если весь адрес - одни нули - адрес узла, который сгенерировал пакет.

2. Если в поле номера сети стоят одни нули - считается, что узел назначения принадлежит той же сети, что и узел-отправитель.

3. Если все разряды IP-адреса равны 1, то пакет с таким адресом рассылается всем узлам, находящимся в той же сети, что и узел-источник.

4. Если в поле номера узла назначения стоят только единицы, то такой пакет рассылается всем узлам сети с заданным номером.

5. Адрес с первым байтом равным 127 используется для тестирования взаимодействия процессов внутри одной машины.

Маски в IP-адресации

Маска — это число, которое используется в паре с IP-адресом. Двоичная запись маски содержит единицы в тех разрядах, которые должны в IP-адресе интерпретироваться как номер сети. Например, для класса С маска имеет вид: 255.255.255.0.ттМожет использоваться и другая запись. Например: 185.23.44.206/16 указывает на то, что для адреса сети используется 16 разрядов. Маска может иметь произвольное число разрядов, например:

IP-адрес: 129-64.134.5 Маска: 255.255.128.0, т.е./17

Протокол IPv6

IPv6 представляет собой новую версию протокола Интернет (RFC-1883), являющуюся преемницей версии 4 (IPv4; RFC-791). Изменения IPv6 по отношению к IPv4 можно поделить на следующие группы:

• Расширение адресации

В IPv6 длина адреса расширена до 128 бит (против 32 в IPv4), что позволяет обеспечить больше уровней иерархии адресации, увеличить число адресуемых узлов, упростить авто-конфигурацию. Для расширения возможности мультикастинг-маршрутизации в адресное поле введено субполе "scope" (группа адресов). Определен новый тип адреса "anycast address" (эникастный), который используется для посылки запросов клиента любой группе серверов. Эникаст адресация предназначена для использования с набором взаимодействующих серверов, чьи адреса не известны клиенту заранее.

• Спецификация формата заголовков

Некоторые поля заголовка IPv4 отбрасываются или делаются опционными, уменьшая издержки, связанные с обработкой заголовков пакетов с тем, чтобы уменьшить влияние расширения длины адресов в IPv6.

• Улучшенная поддержка расширений и опций

Изменение кодирования опций IP-заголовков позволяет облегчить переадресацию пакетов, ослабляет ограничения на длину опций, и делает более доступным введение дополнительных опций в будущем.

• Возможность пометки потоков данных

Введена возможность помечать пакеты, принадлежащие определенным транспортным потокам, для которых отправитель запросил определенную процедуру обработки, например, нестандартный тип TOS (вид услуг) или обработка данных в реальном масштабе времени.

• Идентификация и защита частных обменов

В IPv6 введена спецификация идентификации сетевых объектов или субъектов, для обеспечения целостности данных и при желании защиты частной информации.