37. Протоколы сетевого уровня. Протокол ipx.

Протокол сетевого уровня (англ. Network layer) — протокол 3-го уровня сетевой модели OSI, предназначается для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.

В пределах семантики иерархического представления модели OSI Сетевой уровень отвечает на запросы обслуживания от Транспортного уровня и направляет запросы обслуживания на Канальный уровень.

Классификация

Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю и могут быть разделены на два класса: протоколы с установкой соединения и без него.

• Протоколы с установкой соединения начинают передачу данных с вызова или установки маршрута следования пакетов от источника к получателю. После чего начинают последовательную передачу данных и затем по окончании передачи разрывают связь.

• Протоколы без установки соединения посылают данные, содержащие полную адресную информацию в каждом пакете. Каждый пакет содержит адрес отправителя и получателя. Далее каждое промежуточное сетевое устройство считывает адресную информацию и принимает решение о маршрутизации данных. Письмо или пакет данных передается от одного промежуточного устройства к другому до тех пор, пока не будет доставлено получателю. Протоколы без установки соединения не гарантируют поступление информации получателю в том порядке, в котором она была отправлена, т.к. разные пакеты могут пройти разными маршрутами. За восстановления порядка данных при использовании сетевых протоколов без установки соединения отвечают транспортные протоколы.

Функции Сетевого уровня:

• модели соединения: с установкой соединения и без установки соединения

Сетевой уровень модели OSI может быть как с установкой соединения, так и без него. В отличие от Межсетевого уровня (англ. ???), в стеке протоколов TCP/IP поддерживает только протокол IP, который является протоколом без установки соединения; протоколы с установкой соединения находятся на следующих уровнях этой модели.

• адрес, присвоенный сетевому узлу

Каждый хост в сети должен иметь уникальный адрес, который определяет, где он находится. Этот адрес обычно назначается из иерархической системы. В Интернете адреса известны как адреса протокола IP.

• продвижение данных

Так как многие сети разделены на подсети и соединяются с другими сетями широковещательными каналами, сети используют специальные хосты, которые называются шлюзами или роутерами (маршрутизаторами) для доставления пакетов между сетями. Это также используется в интересах мобильных приложений, когда пользователь двигается от одного приложения к другому, в этом случае пакеты (сообщения) должны следовать за ним. В протоколе IPv4 такая идея описана, но практически не применяется.IPv6 содержит более рациональное решение.

IPX (англ. Internetwork Packet eXchange — межсетевой обмен пакетами) — протокол сетевого уровня модели OSI в стеке протоколов SPX. Он предназначен для передачи датаграмм, являясь неориентированным на соединение (так же, как IP и NetBIOS), и обеспечивает связь между NetWare-серверами и конечными станциями.

Стек протоколов IPX/SPX был разработан Novell для ее проприетарной сетевой операционной системы NetWare. За основу IPX был взят протокол IDP из стека протоколов Xerox Network Services.

С конца 1980-х и до середины 1990-х годов сети на основе IPX были широко распространены из-за большой популярности NetWare. Однако в дальнейшем с развитием Интернета истека TCP/IP оригинальный транспортный протокол SPX от Novell не способствовал успеху IPX-сетей. Из-за стремительного роста популярности сетей на основе TCP/IP, IPX в настоящее время имеют шансы исчезнуть.

В качестве адреса хоста IPX использует идентификатор, образованный из четырёхбайтного номера сети (назначаемого маршрутизаторами) и MAC-адреса сетевого адаптера.

[править]IPX адресация

Логическим сетям присваивается уникальный 32-разрядный адрес в диапазоне 0x1 - 0xFFFFFFFE.

Хосты имеют 48-разрядный адрес узла являющийся MAC-адресом сетевого адаптера. Адрес узла добавляется к адресу сети для создания уникального идентификатора хоста в сети.

Номер сети 00:00:00:00 означает текущую сеть

Широковещательный адрес FF:FF:FF:FF

Следующие несколько особенностей протокола IPX ограничивают его применение в глобальных сетях:

• Отсутствует возможность фрагментации на сетевом уровне. При передаче пакета в сеть с меньшим значением MTU маршрутизатор IPX отбрасывает пакет. Протокол верхнего уровня, например, NCP, должен последовательно уменьшать размер пакета до тех пор, пока не получит на него положительную квитанцию. В глобальных сетях с их медленными каналами такая процедура является совершенно не приемлемой.

• Сравнительно небольшая максимальная длина поля данных пакета IPX - 546 байт при длине заголовка в 30 байтов (его большая длина связана с большим размером адреса, включающего 6-байтовый MAC-адрес узла) делает накладные расходы на служебную информацию достаточно большими.

• Время жизни пакета ограничено числом 15, что может оказаться недостаточным для большой сети.

• Отсутствует поле качества сервиса, что не позволяет маршрутизаторам автоматически подстраиваться к требованиям приложения по передаче трафика.

• Следующее ограничение лишь косвенно относится к протоколу IPX. NCP обеспечивает надежную передачу данных между клиентом и сервером, являясь протоколом с установлением соединения. Однако, протокол NCP не использует метод скользящего окна при передаче своих пакетов, а просто не отправляет очередной пакет до прихода подтверждения о приеме предыдущего пакета. Такой метод удовлетворительно работает в быстродействующих локальных сетях, но очень неэффективно использует пропускную способность медленных глобальных связей.

• В версии стека IPX для локальных сетей соответствие символьных имен серверов их сетевым адресам устанавливается с помощью широковещательного протокола Service Advertising Protocol (SAP). Однако широковещательные рассылки - не очень хороший способ взаимодействия в глобальной сети. Модернизируя свой стек для применения в глобальных сетях, компания Novell использует теперь справочную службу NDS для нахождения разнообразной информации о имеющихся в сети ресурсах и сервисах, в том числе и о соответствии имени сервера его сетевому адресу. Так как служба NDS поддерживается только серверами с версией NetWare 4.х и выше, то для работы с версиями NetWare 3.x маршрутизаторы распознают пакеты SAP по номеру их определенного сокета и передают их на все порты, имитируя широковещательные рассылки локальной сети, на что тратится значительная часть пропускной способности медленных глобальных линий.

38. Протоколы сетевого уровня. Протоколы DLC, NetBEUI.