3.3 Схема протокола логического контроля соединения (llc)

Стандарт на технологии OSI определяет канальный и физический уровни передачи данных. Канальный уровень ЛВС разбит на два подуровня: логического контроля соединения (LLC — Logical Link Control) и контроля доступа к среде (MAC — Medium Access Control). На канальный уровень возлагается ответственность за обеспечение надежной передачи данных между двумя узлами сети. Получая пакет для передачи с более высокого сетевого уровня, канальный уровень присоединяет к этому пакету адреса получателя и отправителя, формирует из него набор кадров для передачи и обеспечивает выявление и исправление ошибок.

Нижний подуровень канального уровня — контроль доступа к среде — при передаче окончательно формирует кадр передачи в соответствии с тем протоколом, который реализован в данном сегменте (IEEE 802.3 или 802.5). При получении пакета этот подуровень проверяет адрес, контрольную сумму и наличие ошибок при передаче.

Верхний подуровень канального уровня — логический контроль соединения — обеспечивает режимы передачи данных как с установлением, так и без установления соединения.

Рассмотрим работу протокола LLC на примере передачи данных в ЛВС, содержащих станции A,B ,C  (см. рис. 3.4) соединенных каналом связи и использующим технологию Ethernet. В примере требуется доставить кадр от станции А к станции В.

Рис 3.4 Схема протокола LLC

 

Станция А формирует и отправляет кадр к станции В (1), который по единой среде канала связи достигает станции С. Одновременно на станции А взводится таймер контроля длительности подтверждения приема. На станции В (3) при проверке адреса получателя устанавливается, что кадр доставлен правильно. На станции С (4) из-за несовпадения адреса назначения кадр удаляется. На станции В (5) проверяется контрольная сумма и, если контрольная сумма совпадает, то формируется (6) положительный кадр (+) подтверждения и кадр поступает наобработку,  если контрольная сумма не совпадает, то формируется (6) отрицательный кадр (-) подтверждения и кадр удаляется. На станции А при поступлении отрицательного кадра (-) и при срабатывании таймера (8) осуществляется повторная передача (9) кадра.

 

 

 

 

4. Протокол arp и rarp

4.1 Протокол arp

Протокол ARP позволяет решить задачу: «Как на стороне отправителя по известному IP-адресу получателяопределить МАС-адрес ближайшего коммуникационного узла, которому известен маршрут к получателю?»

Протокол ARP (Address Resolution Protocol, протокол разрешения адреса) описан в документе RFC 826. Необходимость протокола ARP продиктована тем обстоятельством, что IP-адреса устройств в сети назначаются независимо от их физических адресов. Поэтому для доставки сообщений по сети необходимо определить соответствие между физическим адресом устройства и его IP-адресом — это называется разрешением адресов. В большинстве случаев прикладные программы используют именно IP-адреса. А так как схемы физической адресации устройств весьма разнообразны, то необходим специальный, универсальный протокол. Разрешение адресов может быть произведено двумя способами: с помощью прямого отображения и с помощью динамического связывания. Протокол ARP использует механизм динамического связывания.

Функционально протокол ARP состоит из двух частей. Одна часть протокола определяет физические адреса при посылке дейтаграммы, другая отвечает на запросы от других устройств в сети. Протокол ARP предполагает, что каждое устройство знает как свой IP-адрес, так и свой физический адрес.

Для того чтобы уменьшить количество посылаемых запросов ARP, каждое устройство в сети, использующее протокол ARP, должно иметь специальную буферную память. В этой памяти хранятся пары (IP-адрес, физический адрес) устройств в сети. Всякий раз, когда устройство получает ARP-ответ, оно сохраняет в этой памяти соответствующую пару. Если адрес есть в списке пар, то нет необходимости посылать АРР -  запрос. Эта буферная память называется ARP-таблицей.

4.2.  ARP-таблица для преобразования адресов

В ARP-таблице могут быть как статические, так и динамические записи. Динамические записи добавляются» и удаляются автоматически. Статические записи могут быть добавлены пользователем. Кроме того, ARP-таблица всегда содержит запись с физическим широковещательным адресом (%FFFFFFFFFFFF) для локальной сети. Эта запись позволяет устройству принимать широковещательные ARP-запросы.

Каждая запись в ARP-таблице имеет свое время жизни — обычно оно составляет 10 мин. После того как записи была добавлена в таблицу, ей присваивается таймер. Если запись не используется в первые две минуты, она удаляется. Если используется — время ее жизни (доставляет 10 мин. В некоторых реализациях протокола ARP новый таймер устанавливается после каждого использования записи в ARP-таблице. На рис.4.1 показан пример ARP-таблицы, сформированной на компьютере с двумя сетевыми интерфейсами, работающим под управлением операционной системы Micrcosoft Windows NT. Это таблица выводится по команде arp -а.

Сообщения протокола ARP (при передаче по сети инкапсулируются в поле данных кадра. Они не содержат IP-заголовка. В отличие от большинства протоколов сообщения, ARP не имеют фиксированного формата заголовка. Протокол ARP был разработан таким образом, чтобы его можно было использовать для разрешения адресов в различных сетях. Фактически протокол можно использовать с произвольными физическими адресами и сетевыми протоколами.

C:\arp –a          Interface: 172. 16. 112. 123      Internet Address            Physical  Address        Type        172. 16. 112. 123            00-00-0c-1a-ab-c5       dynamic       72. 16. 112. 124             00-dd-01-07-57-15       dynamic Interface: 172. 16. 113. 190      Internet Address            Physical  Address        Type        172. 16. 113. 138            00-00-0c-1a-ab-c5       dynamic

Рис. 4.1 Пример ARP-таблицы, сформированной на компьютере

 

На рис.4.1 показан формат сообщения ARP. В отличие от большинства протоколов, поля переменной длины в сообщениях ARP не выровнены по 32-битовой границе, что вносит определенные трудности в изучение протокола. Например, аппаратный адрес отправителя занимает 6 байт, поэтому на рис. 4.1 он занимает две строки (одна строка — одно двойное слово).

В поле «Тип сети» для сетей Ethernet указывается 1. Для других типов сетей значение этого поля определено соответствующими документами RFC. Поле «Тип протокола» позволяет использовать сообщения ARP не только для протокола IP, но и для других сетевых, протоколов. 

	0                    7	8                 15	16                     24	25              31
1	Тип сети (16 бит)		Тип протокола (16 бит)
2	Длина аппаратного адрес адреса (8 бит)	Длина сетевого адреса(8 бит)		Тип операции (16 бит)
3	Аппаратный адрес отправителя (32 бит)
4	+Аппаратный адрес отправителя (16 бит)		IP-адрес отправителя (16 бит)
5	+IP-адрес отправителя(16 бит)                                  | Аппаратный адрес получателя (16 бит)
6	+Аппаратный адрес получателя (32 бита)
7	IP-адрес получателя (32 бита)