Типы Unicast адресов

• Глобальные

Соответствуют публичным IPv4 адресам. Могут находиться в любом не занятом диапазоне. В настоящее время региональные интернет-регистраторы распределяют блок адресов 2000::/3 (с 2000:: по 3FFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF).

• Link-Local

Соответствуют автосконфигурированным с помощью протокола APIPA IPv4 адресам. Начинаются с FE80. Используется:

1. В качестве исходного адреса для Router Solicitation(RS) и Router Advertisement(RA) сообщений, для обнаружения маршрутизаторов

2. Для обнаружения соседей (эквивалент ARP для IPv4)

3. Как next-hop адрес для маршрутов

• Unique-Local

RFC 4193, соответствуют внутренним IP адресам, которыми в версии IPv4 являлись 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 и 192.168.0.0/16. Начинаются с цифр FC00 и FD00.На первом этапе, пока большая часть Интернета работает по протоколу IPv4, реализация связности по протоколу IPv6 будет осуществляться методом туннелирования. Такое туннелирование достигается путем инкапсуляции IPv6-пакета внутри пакета IPv4. Передача информации при этом осуществляется следующим образом: IPv6-узел создает IPv6-пакеты, которые инкапсулируются в пакеты IPv4 и передаются через IPv4-сеть. Узел на другом конце туннеля разворачивает IPv4-пакет, извлекает IPv6-пакет и затем передает его в узел назначения. Существуют туннели разных типов, причем тип используемого туннеля зависит от того, какое устройство производит инкапсуляцию и декапсуляцию пакетов. Туннели «маршрутизатор-маршрутизатор» могут использоваться для связывания двух «чистых» IPv6-сетей, разделенных IPv4-сетью. Туннели «хост-маршрутизатор» позволяют изолированным двухпротокольным хост-машинам преодолевать участки IPv4-сети, связываясь с IPv6-сетями через двухпротокольный IP-маршрутизатор. Туннели «маршрутизатор-хост» связывают изолированные двухпротокольные узлы c IPv6-сетями, тогда как туннели «хост-хост» позволяют изолированным двухпротокольным узлам взаимодействовать по протоколу IPv6 через IPv4-сети. Может различаться и порядок определения конечных пунктов туннелей. IPv6-туннели могут конфигурироваться вручную, автоматически или путем многоадресной (групповой) передачи сквозь IPv4-сети [27]. В каждом сконфигурированном вручную туннеле конечный пункт определяется независимо от пункта назначения IPv6-пакета. Это обычно означает, что кто-нибудь должен конфигурировать систему, занимающуюся инкапсуляцией данных в протокол IPv4, таким образом, чтобы был указан пункт назначения получающихся IPv4-пакетов. Автоматические туннели создаются, когда IPv6-пакет использует IPv4-совместимый адрес и адресован двухпротокольному узлу. Автоматическое туннелирование распространяет всю таблицу IPv4-маршрутизации внутри инфраструктуры IPv6-маршрутизации и не помогает решить проблему истощения резерва IPv4-адресов. Многоадресная туннельная передача по протоколу IPv4 возможна только в пределах той инфраструктуры IPv4-сети, которая поддерживает многоадресную передачу. Узел, инкапсулирующий IPv6-пакет в IPv4-пакет, определяет конечную точку туннеля путем использования многоадресной передачи по протоколу IPv4 для «обнаружения соседа» (neighbor discovery). Этот механизм позволяет IPv6-узлу «обнаружить» другие узлы, относящиеся к тому же каналу связи, определить их адреса на уровне канала связи, найти маршрутизаторы, а также поддерживать информацию о маршрутах к активным соседним узлам. Данный вариант позволяет не конфигурировать туннель и не использовать IPv4-совместимые адреса – но, к сожалению, многие операторы Интернета еще не поддерживают маршрутизацию многоадресных пакетов. Конечно, наличие большого количества туннелей не способствует повышению производительности сети и улучшению управляемости всей системы. К счастью, по мере роста IPv6-инфраструктуры количество туннелей будет сокращаться, так как останутся лишь отдельные скопления (так называемые облака) «чистых» IPv4-сетей. Если же учесть, что протокол IPv6, в сравнении с IPv4, является более эффективным, то окажется, что снижением производительности при туннельной передаче можно пренебречь. 32.Межсетевое взаимодействие в Internet. Маршрутизаторы и их функции. Внутренняя и внешняя маршрутизация. Пример продвижения IP-дейтаграмм по сети Internet через различные подсети. По какому признаку находится в сети нужный маршрутизатор. Принцип “Hop-by-Hop”. В архитектуре TCP/IP сети соединяются друг с другом коммутаторами IP-пакетов, которые называются шлюзами или IP-маршрутизаторами. Основная задача IP-маршрутизатора — определение по специальному алгоритму адреса следующего IP-маршрутизатора. Для решения этой задачи каждый IP-маршрутизатор должен располагать матрицей маршрутов (специальной базой данных, обеспечивающей маршрутизацию), которую необходимо регулярно обновлять.

Алгоритм маршрутизации является тем фундаментом, на котором строится вся работа базовой сети с архитектурой TCP/IP. Обеспечение надёжных сетевых услуг требует определённой динамики маршрутизации. Неожиданные изменения в связности базовой сети должны рассматриваться как обычные явления и соответствующим образом обрабатываться, так же как и перегрузки отдельных направлений и каналов.

Существует ряд требований, которые следует учитывать при выборе приемлемого алгоритма маршрутизации:

• алгоритм маршрутизации должен распознавать отказ и восстановление каналов связи или других IP-маршрутизаторов и переключаться на другие, подходящие маршруты. Время переключения маршрутов должно быть меньшим, чем типичный тайм-аут пользователя протокола ТСР (примерно 1 мин);

• алгоритм должен исключать образование циклов, петель и эффекта «пинг-понг» в назначаемых маршрутах как между соседними IP – маршрутизаторами, так и для удалённых IP – маршрутизаторов. Существование вышеперечисленных эффектов не должно превышать типичного тайм-аута пользователя протокола TCP (примерно 1 минута);

• нагрузка, создаваемая управляющими сообщениями, которые необходимы для работы алгоритма маршрутизации, не должна ощутимо ухудшать или нарушать нормальную работу сети. Изменение состояния сети, которое может прервать нормальную работу в некоторой локальной области сети, не должно оказывать воздействия на удалённые участки;

• поскольку размеры сети постоянно увеличиваются, необходимо обеспечить эффективное использование сетевых ресурсов, например, изменение матриц маршрутов выполнять по частям, передавая по глобальным сетям только дополнения к базам данных по маршрутизации;

• размер базы данных по маршрутизации не должен превышать некоторой константы, не зависящей от топологии сети, умноженной на количество узлов и на среднюю связность сети. Хорошая реализация не должна требовать хранения полной базы данных по маршрутизации в каждом IP - маршрутизаторе;

• если используются метрики, основанные на достижимости узла и задержке в доставке пакета, то они не должны зависеть от прямой связности со всеми другими IP-маршрутизаторами или от использования механизмов широковещательной передачи, специфичных для некоторых сетей. Процедуры опроса не должны вносить существенных дополнительных расходов;

• маршруты по умолчанию следует использовать в качестве первоначальных предположений о маршрутизации, чтобы затем выбирать окончательное направление передачи.

Кроме перечисленных выше задач IP-маршрутизатор должен обеспечивать эффективное распределение собственных ресурсов как по пропускной способности каналов, так и по объёму буферных ЗУ, используемых для хранения пакетов, ожидающих передачу. Самая очевидная стратегия «первым пришёл — первым обслужен» (FCFS — First Come First Served) может оказаться неприемлемой в условиях перегрузки сети.

Так, например, нельзя допустить, чтобы высокоскоростной канал захватил весь объём буферных ЗУ, ничего не оставив низкоскоростному каналу. В хороших алгоритмах обязательно должно учитываться поле «тип услуг» заголовка IP-пакета; IP-маршрутизатор может назначить больший приоритет IP-пакетам, передающим управляющую или служебную информацию.

Наконец, алгоритм маршрутизации должен обеспечивать надёжный алгоритм определения состояния каждого канала связи и узла в базовой сети и, если требуется, состояние хост-ЭВМ. Для этого нужен, по крайней мере, протокол канального уровня, предполагающий периодический обмен кадрами через каждый канал связи. Однако этого часто оказывается недостаточно, поэтому дополнительно требуется специальный механизм в алгоритмах маршрутизации. По техническим, административным, географическим, а также иногда и политическим соображениям IP-маршрутизаторы группируются в так называемые «автономные системы». IP-маршрутизаторы, входящие в одну автономную систему, контролируются одной организацией, обеспечивающей их сопровождение, и используют общие для данной автономной системы алгоритмы маршрутизации.