31. Стек tcp/ip: межсетевой уровень, уровень сетевого интерфейса.

---Межсетевой уровень отвечает за маршрутизацию данных

внутри сети и между различными сетями. На этом уровне работа-

ют маршрутизаторы, которые зависят от используемого протокола

и используются для отправки пакетов из одной сети (или ее сег-

мента) в другую (или другой сегмент сети). В стеке TCP/IP на

этом уровне используется протокол IP.

Протокол Интернета IP обеспечивает обмен дейтаграммами

между узлами сети и является протоколом, не устанавливающим

соединения и использующим дейтаграммы для отправки данных

из одной сети в другую. Данный протокол не ожидает получение

подтверждения (ASK, Acknowledgment) отправленных пакетов от

узла адресата. Подтверждения, а также повторные отправки паке-

тов осуществляются протоколами и процессами, работающими на

верхних уровнях модели.

К функциям протокола относится фрагментация дейтаграмм и

межсетевая адресация. Протокол IP предоставляет управляющую

информацию для сборки фрагментированных дейтаграмм. Главной

функцией протокола является межсетевая и глобальная адресация.

В зависимости от размера сети, по которой будет маршрутизиро-

ваться дейтаграмма или пакет, применяется одна из трех схем ад-

ресации.

Протокол IP действует на сетевом уровне модели OSI, по-

этому IP-адреса называются сетевыми. Они предназначены для

передачи сообщений в составных сетях, связывающих подсети,

построенные на различных локальных или глобальных сетевых

технологиях, например, Ethernet или ATM. Однако для непосред-

ственной передачи сообщения в рамках одной подсети вместо IP-

адреса нужно использовать локальный (аппаратный) адрес тех-

нологии канального уровня, чаще всего МАС-адрес. При этом к

IP-пакету добавляются заголовок и концевик кадра канального

уровня, в заголовке указываются МАС-адреса источника и при-

емника кадра

---Уровень сетевого интерфейса модели TCP/IP отвечает за распределение

IP-дейтаграмм. Он работает с ARP для определения информа-

ции, которая должна быть помещена в заголовок каждого кадра.

Затем на этом уровне создается кадр, подходящий для исполь-

зуемого типа сети, такого как Ethernet, Token Ring или ATM,

затем IP-дейтаграмма помещается в область данных этого кад-

ра, и он отправляется в сеть

32. Типы адресаций в сетях. Символьная адресация. Протоколы сопоставления адреса arp и rarp.

---Каждый компьютер в сетях TCP/IP имеет адреса трех уров-

ней: физический (MAC-адрес), сетевой (IP-адрес) и символьный

(DNS-имя).

---DNS (Domain Name System) – это распределенная база дан-

ных, поддерживающая иерархическую систему имен для иденти-

фикации узлов в сети Internet.

Служба DNS предназначена для автоматического поиска IP-

адреса по известному символьному имени узла. Спецификация

DNS определяется стандартами RFC 1034 и 1035. DNS требует

статической конфигурации своих таблиц, разрешающих имена

компьютеров в IP-адреса.

Протокол DNS является служебным протоколом прикладного

уровня. Этот протокол несимметричен – в нем определены DNS-

серверы и DNS-клиенты.

DNS-серверы хранят часть распределенной базы данных о

соответствии символьных имен и IP-адресов. Эта база данных

распределена по административным доменам сети Internet. Кли-

енты сервера DNS знают IP-адрес сервера DNS своего админист-

ративного домена и по протоколу IP передают запрос, в котором

сообщают известное символьное имя и просят вернуть соответ-

ствующий ему IP-адрес. Если данные о запрошенном соответст-

вии хранятся в базе данного DNS-сервера, то он сразу посылает

ответ клиенту, если же нет – то он посылает запрос DNS-серверу

другого домена, который может сам обработать запрос либо пе-

редать его другому DNS-серверу. Все DNS-серверы соединены

иерархически в соответствии с иерархией доменов сети Internet.

Клиент опрашивает эти серверы имен, пока не найдет нужные

отображения. Этот процесс ускоряется из-за того, что серверы

имен постоянно кэшируют информацию, предоставляемую по

запросам. Клиентские компьютеры могут использовать в своей

работе IP-адреса нескольких DNS-серверов для повышения на-

дежности своей работы.

База данных DNS имеет структуру дерева, называемого до-

менным пространством имен, в котором каждый домен (узел де-

рева) имеет имя и может содержать поддомены.

Имя домена идентифицирует его положение в этой базе дан-

ных по отношению к родительскому домену, причем точки в име-

ни отделяют части, соответствующие узлам домена.

Корень базы данных DNS управляется центром Internet Network

Information Center. Домены верхнего уровня назначаются для каж-

дой страны, а также на организационной основе. Имена этих доме-

нов должны отвечать международному стандарту ISO 3166. Для

обозначения стран используются трехбуквенные и двухбуквенные

аббревиатуры, а для различных типов организаций используются

следующие аббревиатуры:

− com – коммерческие организации (например, microsoft.com);

− edu – образовательные (например, mit.edu);

− gov – правительственные организации (например, nsf.gov);

− org – некоммерческие организации (например, fidonet.org);

− net – организации, поддерживающие сети (например, nsf.net).

Каждый домен DNS администрируется отдельной органи-

зацией, которая обычно разбивает свой домен на поддомены

и передает функции администрирования этих поддоменов дру-

гим организациям. Каждый домен имеет уникальное имя, а ка-

ждый из поддоменов имеет уникальное имя внутри своего

домена. Имя домена может содержать до 63 символов. Каждый

хост в сети Internet однозначно определяется своим пол-

ным доменным именем (fully qualified domain name, FQDN), ко-

торое включает имена всех доменов по направлению от хоста

к корню.

---При формировании кадра канального уровня возникает про-

блема: каким образом по известному IP-адресу определить соот-

ветствующий МАС-адрес. Указанная проблема решается при по-

мощи протокола ARP (Address Resolution Protocol – протокол

разрешения адресов).

Протокол сопоставления адреса ARP определяет МАС-

адреса следующим образом. Осуществляется рассылка всем уз-

лам сети специального кадра, который называется ARP-запрос

(ARP Request).

В кадре содержится IP-адрес компьютера, у которого требует-

ся узнать МАС-адрес. Каждый узел сети принимает ARP-запрос и

сравнивает IP-адрес из запроса со своим IP-адресом. Если адреса

совпадают, узел высылает ARP-ответ (ARP Reply), содержащий

требуемый МАС-адрес.

Результаты своей работы протокол ARP сохраняет в спе-

циальной таблице, хранящейся в оперативной памяти, кото-

рая называется ARP-кэш. При необходимости разрешения

IP-адреса, протокол ARP сначала ищет IP-адрес в ARP-кэше и

только в случае отсутствия нужной записи производит рассылку

ARP-запроса.

Записи в ARP-кэше могут быть двух типов: статические и ди-

намические. Статические записи заносятся в кэш администратором

при помощи утилиты arp с ключом /s. Динамические записи поме-

щаются в кэш после полученного ARP-ответа и по истечении двух

минут удаляются.

Процесс получения по известному IP-адресу МАС-адреса на-

зывается разрешением IP-адреса.

Удаление происходит для того, чтобы при перемещении в дру-

гую подсеть компьютера с МАС-адресом, занесенным в таблицу,

кадры не отправлялись бесполезно в сеть.

---Иногда требуется по известному МАС-адресу найти IP-адрес

(например, при начале работы компьютеров без жесткого диска, у

которых есть МАС-адрес сетевого адаптера и им нужно опреде-

лить свой IP-адрес). В этом случае используется реверсивный про-

токол RARP (Reverse ARP).