19.Размеры ip-дейтаграмм, mtu. Процедура фрагментации, управление фрагментацией, сборщик фрагментов.

Р азмер дейтаграммы, MTU и процесс фрагментации.

MTU (maximum transfer unit)- максимальная единица данных в сети. 
IP-пакет: Lmax = 216 - 1=65 535 октетов (байт) 
Ethernet: MTU = 1500 
FDDI:MTU = 4500 
Xmodem: MTU = 128. Фрагментация.Поле "идентификатор фрагмента" (Identifier) обозначает все фрагменты одной дейтаграммы, что необходимо для её успешной сборке на приёмной стороне. Поле"флаг" (Flag)

П оле "флаг" обеспечивает возможность фрагментации дейтаграмм и, при использовании фрагментации, позволяет идентифицировать последний фрагмент дейтаграммы.Части, на которые разделяется дейтаграмма (IP-пакет), называются фрагментами, а сам процесс разделения - фрагментацией.Поле "флаг" обеспечивает возможность фрагментации дейтаграмм и, при использовании фрагментации, позволяет идентифицировать последний фрагмент дейтаграммы.Части, на которые разделяется дейтаграмма (IP-пакет), называются фрагментами, а сам процесс разделения - фрагментацией.Поле смещение фрагмента (Fragment Offset) определяет положение фрагмента относительно исходной дейтаграммы в единицах, равных 8 октетам.

2 0.Время жизни дейтаграмм (IPv4). Контроль за временем жизни. Механизмы установления времени жизни IP-дейтаграммы. Для устранения из сети пакетов, задержанных вследствие каких-либо причин, в заголовке указывается "время жизни" (TTL - Time To Live), т.е. время, в течение которого пакет должен существовать в сети. Значение этого времени уменьшается при прохождении пакета по сети, а по его истечении пакет уничтожается с уведомлением отправителя. Такая мера защищает сеть от циклических маршрутов и от перегрузок.В IPv4 TTL представляет собой восьмиразрядное поле IP-заголовка. Оно находится в девятом октете из двадцати. Значение TTL может рассматриваться как верхняя граница времени существования IP-датаграммы в сети. Поле TTL устанавливается отправителем датаграммы, и уменьшается каждым узлом (например, маршрутизатором) на пути его следования, в соответствии со временем пребывания в данном устройстве или согласно протоколу обработки.Если поле TTL становится равным нулю до того, как датаграмма прибудет в пункт назначения, то такая датаграмма отбрасывается и отправителю отсылается ICMP-пакет с кодом 11 — «Превышение TTL».Отбрасывание пакетов с истекшим временем жизни позволяет избежать ситуаций, когда недоставленные датаграммы продолжают «вечно» циркулировать в системе Интернет, перегружая сеть (например, при образовании зацикленных маршрутов из-за некорректной маршрутизации).Изначально, по стандарту RFC791, время жизни (TTL) в протоколе IPv4 должно было измеряться в секундах (отсюда и название). Каждая секунда ожидания в очереди узла (например, маршрутизатора), а также каждый переход на новый узел, через который проходит датаграмма, должен был уменьшить значение TTL на одну единицу. На практике, это не прижилось и поле TTL просто уменьшается на единицу на каждом транзитном узле (хопе), через который проходит датаграмма. Для того чтобы отразить это, в протоколе IPv6 поле TTL переименовано в «хоп лимит» (Hop Limit). 21.Параметры регистрации маршрута следования IP-дейтаграммы. Целевое назначение. Формат параметра и характеристика полей. Поле может отсутствовать.Параметры IP-дейтаграммы помещаются в заголовок в основном с целью тестирования и отладки. Длина поля переменная и зависит от типа параметров. Для некоторых параметров длина поля составляет один октет, в котором размещается код параметра (option code).

0

1

2

3

4

5

6

7

Б иты:
0 – “1” -копировать во все фрагменты;“0” - копировать только в первый фрагмент дейтаграммы.
1, 2 - класс параметра:
“00” - зарезервировано;
“01” - управление дейтаграммой или сетью;
“10” - для отладочных целей и проведения измерений;
“11” – зарезервировано.
3, 4, 5, 6, 7 - номера параметров.Некоторые параметры имеют переменную длину. Каждый такой параметр состоит из одного октета кода, за которым следует октет, в котором указывается длина следующих далее данных параметра.Если в поле параметров включено несколько параметров, то они следуют без разделительных знаков. 1. Параметр регистрации маршрута 2. Параметр маршрутизации от источника"Строгая" и "нестрогая" маршрутизация от источника. 3. Параметр регистрации временных меток Значения поля Флажки:

0 - регистрировать только временные метки без записи IP-адреса; 
1 - помещать перед каждой временной меткой IP-адрес маршрутизатора. Формат этого параметра показан выше; 
3 - IP- адреса указаны отправителем. Маршрутизатор должен зарегистрировать временную метку только в том случае, если следующий IP-адрес в списке соответствует IP-адресу маршрутизатора. 22.Параметры маршрутизации от источника в IP-дейтаграммах. Целевое назначение. Формат параметра и характеристика полей. Еще одной интересной идеей, реализованной разработчиками в протоколе IP, является возможность задания параметров исходного маршрута (source route) дейтаграммы, или маршрутизации от источника. Идея заключается в том, что отправитель дейтаграммы может указать в ее заголовке путь, по которому она должна пройти в объединенной сети. Например, эта возможность часто используется сетевыми администраторами для определения пропускной способности некоторой физической сети в случае, если при нормальных условиях маршрутизаторы не пересылают через нее дейтаграммы. Возможность проведения подобных тестов на реально действующем оборудовании особенно важна в производственных условиях. При этом системный администратор может быть уверен, что при тестировании одного участка сети дейтаграммы пользователей будут пересылаться по другому, уже протестированному участку. Естественно, что установка параметров маршрута дейтаграммы может быть интересна только тем сетевым администраторам, которые хорошо представляют топологию сети. Для обычного пользователя описанная в этом разделе возможность не представляет никакой ценности. В протоколе IP предусмотрена поддержка двух форм маршрутизации от источника. Одна из них называется строгой маршрутизацией (strict source routing). Суть ее заключается в том, что в заголовке дейтаграммы перечисляются IP-адреса узлов сети, через которые дейтаграмма должна обязательно пройти. Формат описываемого параметра показан на рис. Строгая маршрутизация от источника означает, что в заголовке дейтаграммы указан точный путь, по которому она должна пройти до конечного получателя. Следует учитывать, что маршрут между двумя соседними IP-адресами, указанными в списке, должен проходить по одной физической сети. Если маршрутизатор не сможет отправить дейтаграмму по указанному маршруту, отправителю посылается сообщение об ошибке. Существует и другая форма маршрутизации от источника, называемая нестрогой (loose source routing). Суть ее состоит в том, что в заголовке дейтаграммы также указывается список адресов узлов, через которые должна пройти дейтаграмма. Только, в отличие от строгой маршрутизации, путь между соседними адресами, указанными в списке, не обязательно должен проходить по одой физической сети. То есть между двумя адресами узлов маршрутизации, указанными в списке, может находиться любое количество других маршрутизаторов. Согласно протоколу, от устройств, выполняющих как строгую, так и нестрогую маршрутизацию, требуется, чтобы они заменяли IP-адреса, указанные в списке узлов маршрутизации дейтаграммы своими локальными сетевыми адресами. Таким образом, после доставки дейтаграммы получателю в ее заголовке будет содержаться список адресов узлов объединенной сети (так же, как и при использовании параметра регистрации маршрута), через которую она прошла. 7 Не забывайте, что каждому сетевому интерфейсу маршрутизатора назначается отдельный адрес. Поэтому в список заносится адрес, соответствующий сети, по которой передается дейтаграмма. Формат параметров маршрутизации от источника практически повторяет формат параметра, использовавшегося для регистрации маршрута пакетов, о котором речь шла выше. Перед обработкой очередного элемента списка IP-адресов каждый маршрутизатор должен проанализировать значения полей указателя и длины и убедиться, что список элементов еще не исчерпан. Если окажется, что значение указателя больше значения поля длины, маршрутизатор направляет дейтаграмму к получателю обычным образом. Если же список не исчерпан, маршрутизатор, опираясь на значение указателя, выбирает очередной элемент с IP-адресом, заменяет его своим адресом и отправляет дейтаграмму по адресу узла, взятому из списка. 23.Параметр регистрации временных меток IP-дейтаграммы. Целевое назначение. Формат параметра и характеристика полей. 24.Протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP. Назначение. Типы сообщений. Механизм передачи ICMP-сообщений в сети Internet. ICMP (англ. Internet Control Message Protocol — протокол межсетевых управляющих сообщений[1]) — сетевой протокол, входящий в стек протоколов TCP/IP. В основном ICMP используется для передачи сообщений об ошибках и других исключительных ситуациях, возникших при передаче данных, например, запрашиваемая услуга недоступна, или хост, или маршрутизатор не отвечают. Также на ICMP возлагаются некоторые сервисные функции. Хотя каждое сообщение ICMP имеет свой собственный формат, все они начинаются с трех одинаковых полей: 8-битового целочисленного поля ТИП, которое идентифицирует сообщение, 8-битового поля КОД, которое обеспечивает более точную информацию о типе сообщения, и 16-битового поля КОНТРОЛЬНАЯ_СУММА(ICMP использует тот же самый аддитивный алгоритм, что и IP, но контрольная сумма ICMP учитывает только сообщение ICMP). Помимо того, сообщения ICMP, сообщающие об ошибках, всегда включают заголовок и первые 64 бита данных дейтаграммы, вызвавшей ошибку.Причиной возвращения не только заголовка дейтаграммы, вызвавшей ошибку, является желание позволить получателю более точно определять, какие протоколы и какие прикладные программы ответственны за появление этой дейтаграммы. Как мы увидим позже, протоколы более высокого уровня в связке TCP/IP разрабатывались таким образом, что критическая информация закодирована в первых 64 битах.Поле ТИП ICMP определяет смысл сообщения, а также его формат. Эти типы включают:

Поле ТИП	Тип сообщения ICMP
0	Ответ на эхо
3	Назначение недостижимо
4	Подавление источника
5	Переназначение(изменение маршрута)
8	Запрос эха
11	Превышено время для дейтаграммы
12	Ошибка параметра в дейтаграмме
13	Запрос временной отметки
14	Ответ для временной метки
15	Запрос информации(не действует)
16	Ответ на запрос информации(не действует)
17	Запрос маски адреса
18	Ответ на запрос маски адреса

Сообщения ICMP требуют двух уровней инкапсуляции, как показано на рисунке 9.1. Каждое сообщения ICMP передается по интернету в поле данных IP-дейтаграммы, которая сама передается по каждой физической сети в поле данных кадра. Дейтаграммы, несущие сообщения ICMP маршрутизируются точно так же, как и дейтаграммы, несущие информацию для пользователей; для них не используются дополнительные приоритет или надежность. Поэтому, сами сообщения об ошибках могут быть потеряны или удалены. Более того, в уже переполненной сети сообщения об ошибках могут вызвать дополнительное переполнение. Исключение делается для процедур обработки ошибок, если IP-дейтаграмма, несущая сообщение ICMP, вызвала ошибку. Это исключение, установленное для того, чтобы избежать проблемы появления сообщений об ошибках, вызванных в свою очередь сообщениями об ошибках, определяет, что сообщения ICMP не генерируются для ошибок, появившихся из-за дейтаграмм, несущих сообщения об ошибках ICMP. --------------------------------------

|заголовок | данные ICMP |

| ICMP | |

--------------------------------------

V V

-------------------------------------------------

| заголовок| область данных дейтаграммы |

|дейтаграмм| |

-------------------------------------------------

V V

-----------------------------------------------------------

|заголовок| область данных кадра |

|кадра | |

-----------------------------------------------------------

Рисунок 9.1 Два уровня инкапсуляции ICMP. Сообщение ICMP инкапсулируется в IP-дейтаграмме, которая в свою очередь инкапсулируется в кадре для передачи. Для идентификации ICMP поле протокола дейтаграммы содержит значение 1. Важно помнить, что несмотря на то, что сообщения ICMP инкапсулируются и посылаются, используя IP, ICMP не считается протоколом более высокого уровня - он является необходимой частью IP. Причина использования IP для транспортировки сообщений ICMP заключается в том, что им понадобиться пересечь несколько физических сетей для того, чтобы достичь своего конечного назначения. Поэтому, они не могут быть доставлены только с помощью физической передачи.

25.Межсетевой пакетный тестер PING. Целевое назначение. Форматы ICMP-сообщений запроса на ЭХО и ответа на него. Форматы запроса на эхо и ответного сообщения:

26.ICMP-сообщение о недостижимости получателя. Формат этого ICMP-сообщения. Извещение об отсутствии связи с получателем: