Дто на тему: Основы ip-протокола.
1.Формат полей IP- дейтаграмм
2.Принцип работы и основные задачи
Формат полей IP- дейтаграмм
IP-дейтаграмма состоит из заголовка и данных.
Заголовок дейтаграммы состоит из 32-разрядных слов и имеет переменную длину, зависящую от размера поля “Options”, но всегда кратную 32 битам. За заголовком непосредственно следуют данные, передаваемые в дейтаграмме.
Формат заголовка:
Значения полей заголовка следующие.
Ver (4 бита) - версия протокола IP, в настоящий момент используется версия 4, новые разработки имеют номера версий 6-8.
IHL (Internet Header Length) (4 бита) - длина заголовка в 32-битных словах; диапазон допустимых значений от 5 (минимальная длина заголовка, поле “Options” отсутствует) до 15 (т.е. может быть максимум 40 байт опций).
TOS (Type Of Service) (8 бит) - значение поля определяет приоритет дейтаграммы и желаемый тип маршрутизации. Структура байта TOS:
Три младших бита (“Precedence”) определяют приоритет дейтаграммы:
111 - управление сетью
110 - межсетевое управление
101 - CRITIC-ECP
100 - более чем мгновенно
011 - мгновенно
010 - немедленно
001 - срочно
000 - обычно
Биты D,T,R,C определяют желаемый тип маршрутизации:
D (Delay) - выбор маршрута с минимальной задержкой,
T (Throughput) - выбор маршрута с максимальной пропускной способностью,
R (Reliability) - выбор маршрута с максимальной надежностью,
C (Cost) - выбор маршрута с минимальной стоимостью.
В дейтаграмме может быть установлен только один из битов D,T,R,C. Старший бит байта не используется.
Принцип работы и основные задачи
Говоря нестрого, мы можем выделить две формы маршрутизации: прямую маршрутизацию и косвенную маршрутизацию. Прямая маршрутизация, передача дейтаграммы напрямую из одной машины в другую, является основой, на которой строится все остальное межсетевое взаимодействие. Две машины могут участвовать в прямой маршрутизации только в том случае, когда они обе соединены напрямую с одной физической системой передачи(например, Ethernetом). Косвенная маршрутизация осуществляется, когда назначение не находится в той же сети, что и источник, и заставляет отправителя передавать дейтаграмму шлюзу для доставки.
Мы знаем, что прямая маршрутизация в данной физической сети может послать физический кадр напрямую другой машине в этой же сети. Для передачи IP-дейтаграмм отправитель инкапсулирует дейтаграмму в физический кадр, отображает IP-адрес назначения в физический адрес, и использует сетевое оборудование для его доставки. Глава 5 представила два возможных механизма при разрешении адресов, включая использование протокола ARP для динамического связывания пар адресов в Ethernet-подобных сетях. Глава 7 рассмотрела инкапсуляцию дейтаграмм. Поэтому мы знаем теперь все необходимое для понимания прямой доставки. Обобщим:
Передача IP-дейтаграмм между двумя машинами в одной физической сети не использует шлюзы. Отправитель инкапсулирует дейтаграмму в физический кадр, связывает IP-адрес назначения с физическим аппаратным адресом и посылает полученный кадр прямо назначению. Откуда отправитель узнает, что получатель находится в сети, к которой он присоединен ? Ответ прост. Мы знаем, что IP-адреса делятся на номер сети и номер ГВМ в сети. Чтобы определить, находится ли назначение в одной из сетей, к которым он присоединен, отправитель выделяет сетевую часть IP-адреса назначения и сравнивает ее с сетевой частью своего IP-адреса(ов). Совпадение означает, что дейтаграмму можно послать напрямую. Здесь мы видим одно из преимуществ схемы адресации Интернета, а именно:
Так как межсетевые адреса всех машин в одной сети включают общий идентификатор сети, и так как выделение этого идентификатора может быть сделано несколькими машинными командами, проверка того, что машина может быть достигнута напрямую, является крайне эффективной.
С точки зрения интернета легче всего представить прямую маршрутизацию как доставку дейтаграммы. Доставка - это конечный шаг при передаче дейтаграммы, даже если дейтаграмма пересекла много сетей и промежуточных шлюзов. Последний на пути между источником дейтаграммы и ее назначением шлюз будет напрямую соединен с той же самой физической сетью, что и назначение. Поэтому, последний шлюз будет доставлять дейтаграмму, используя прямую маршрутизацию. Можно представлять прямую маршрутизацию между источником и назначением как специальный случай общей маршрутизации - для прямого пути дейтаграмме не надо проходить через шлюзы.
Косвенная маршрутизация более трудна, чем прямая , так как отправитель должен идентифицировать шлюз, которому можно послать дейтаграмму. Шлюз должен затем отправить дейтаграмму к сети назначения.
Для визуализации того, как работает косвенная маршрутизация, представим себе большой интернет со множеством сетей, соединенных шлюзами, но имеющий лишь две ГВМ на самых дальних концах. Когда одна ГВМ хочет что-то послать другой, она инкапсулирует дейтаграмму и посылает ее к ближайшему шлюзу. Мы знаем, что она может достичь шлюза, так как все физические сети связаны друг с другом, поэтому для каждой сети должен существовать шлюз, присоединенный к ней. Поэтому, ГВМ, отправляющий дейтаграмму, может достичь шлюза, используя одну физическую сеть. Как только кадр достигает шлюза, программное обеспечение выделяет инкапсулированную в нем дейтаграмму, процедуры IP-маршрутизации выбирают следующий шлюз на пути к назначению. Дейтаграмма снова помещается в кадр и посылается по следующей физической сети ко второму шлюзу, и так далее, до тех пор, пока она не сможет быть доставлена напрямую. Эти идеи можно обобщить:
Шлюзы в интернете TCP/IP образуют взаимодействующую и связанную структуру. Дейтаграммы передаются от шлюза к шлюзу до тех пор, пока они не достигнут шлюза, который может доставить дейтаграмму напрямую.
Откуда шлюз может узнать, куда посылать каждую дейтаграмму ? Откуда шлюз знает, какой шлюз надо использовать для данного назначения ? Эти два вопроса связаны между собой, так как ответ на оба вопроса использует IP-маршрутизацию. Мы ответим на них последовательно, рассмотрев основные алгоритмы маршрутизации на основе таблиц в этой главе и закончим рассмотрением того, как шлюзы получают информацию о новых путях несколько позже.