Arp для дейтаграмм, направленных в другую сеть
Дейтаграмма, направленная во внешнюю (в другую) сеть, должна быть передана маршрутизатору. Предположим, хост А отправляет дейтаграмму хосту В через маршрутизатор G. Несмотря на то, что в заголовке дейтаграммы, отправляемой из А, в поле “Destination” указан IP-адрес В, кадр Ethernet, содержащий эту дейтаграмму, должен быть доставлен маршрутизатору. Это достигается тем, что IP-модуль при вызове ARP-модуля передает тому вместе с дейтаграммой в качестве IP-адреса узла назначения адрес маршрутизатора, извлеченный из таблицы маршрутов. Таким образом, дейтаграмма с адресом В инкапсулируется в кадр с MAC-адресом G:
Модуль Ethernet на маршрутизаторе G получает из сети этот кадр, так как кадр адресован ему, извлекает из кадра данные (то есть дейтаграмму) и отправляет их для обработки модулю IP. Модуль IP обнаруживает, что дейтаграмма адресована не ему, а хосту В, и по своей таблице маршрутов определяет, куда ее следует переслать. Далее дейтаграмма опять опускается на нижний уровень, к соответствующему физическому интерфейсу, которому передается в качестве IP-адреса узла назначения адрес следующего маршрутизатора, извлеченный из таблицы маршрутов, или сразу адрес хоста В, если маршрутизатор G может доставить дейтаграмму непосредственно к нему.
Proxy ARP
ARP-ответ может отправляться не обязательно искомым узлом, вместо него это может сделать другой узел. Такой механизм называется proxy ARP.
Рассмотрим пример (рис. 2.6.1). Удаленный хост А подключается по коммутируемой линии к сети 194.84.124.0/24 через сервер доступа G. Сеть 194.84.124.0 на физическом уровне представляет собой Ethernet. Сервер G выдает хосту А IP-адрес 194.84.124.30, принадлежащий сети 194.84.124.0. Следовательно, любой узел этой сети, например, хост В, полагает, что может непосредственно отправить дейтаграмму хосту А, поскольку они находятся в одной IP-сети.
Рис. 2.6.1. Proxy ARP
IP-модуль хоста В вызывает ARP-модуль для определения физического адреса А. Однако вместо А (который, разумеется, откликнуться не может, потому что физически не подключен к сети Ethernet) откликается сервер G, который и возвращает свой Ethernet-адрес как физический адрес хоста А. Вслед за этим В отправляет, а G получает кадр, содержащий дейтаграмму для А, которую G отправляет адресату по коммутируемому каналу.
Протокол iPv6 (Internet Protocol Version 6)
По мере развития текущей версии протокола IP (IPv4), все более очевидным становится недостаточная емкость адресного пространства. Хотя использование таких механизмов, как безклассовая междоменная маршрутизация (Classless Inter-Domain Routing, CIDR) и использование прокси продлевают срок использования IPv4, продолжается разработка более гибкой и функциональной шестой версии протокола IP (IPv6).
В своем исходном варианте Интернет (а в то время ARPANET) был разработан в основном с целью упрощения коммуникаций для исследовательских и военных организаций. Конечно, исключительный срок службы и функциональность протоколов TCP/IP позволили Интернету стать механизмом взаимодействия такого масштаба, о котором ранее и не предполагалось. Кроме того, появляются новые сферы деятельности, которым требуется IP-адресация и возможность маршрутизации, обеспечиваемые протоколом IP. Сотовые телефоны, пейджеры, карманные компьютеры (PDA) становятся повседневными предметами, которым требуются механизмы, обеспечивающие безопасную мобильную связь. Развлекательные средства связи, такие как цифровое телевидение и передача звука в режиме реального времени, требуют аналогичного подключения с надежной доставкой данных. Кроме того, практически еще не затронута сфера энергетики и устройств управления, которым могут потребоваться аналогичные функциональные возможности. Возможности IPv6 делают реальностью ближайшего будущего фантастический дом с электронным контролем температуры или освещения и прочими приспособлениями.
Если для этих целей не разрабатывать индивидуальные решения, а использовать протокол IP, потребуются механизмы, которые этот протокол не сможет предоставить. Вместо того, чтобы исследовать методы расширения уже исчерпанного адресного пространства с ограниченным потенциалом, было решено вложить силы в создание новой версии протокола IP – протокола IP версии 6. Для успешного объединения текущих и будущих потребностей должны быть обеспечены следующие ключевые возможности новой версии протокола IP:
Первое и самое важное: любая новая версия протокола IP должна иметь возможность совместно существовать и взаимодействовать со спецификациями текущей версии протокола IP. Вследствие того, что попытки выполнить быстрый переход от одной версии к последующей были бы нереальными и хаотичными, протокол IPv6 должен наследовать механизмы взаимодействия узлов, использующих как протокол IPv4, так и IPv6.
Протокол IPv6 должен поддерживать значительно большее адресное пространство по сравнению с IPv4.
Пакеты IPv6 должны быть как можно более простыми, но обладать возможностями для использования различных средств передачи.
В протоколе IPv6, для совместимости с функциональными требованиями приложений реального времени, должны присутствовать возможности выбора первостепенного потока информации и назначения полосы пропускания, известные, как QoS (качество обслуживания).
Возможности маршрутизации IPv6 должны быть разработаны таким образом, чтобы промежуточные узлы маршрута могли быть определены непосредственно в пакетах (аналогично параметрам маршрутизации Record Route IPv4 и Loose Source).
В структуре IPv6 должны присутствовать механизмы защиты передаваемых данных.
Используя богатый опыт решения разнообразных проблем, и пытаясь заранее определить будущие потребности, рабочая группа IETF (Проблемная группа проектирования Интернет) IPv6 продолжает трудиться над разработкой протокола.
Стек протоколов IPv6 имеет следующие возможности:
обработка основного заголовка IPv6;
последовательная передача данных;
параметры назначения;
заголовки фрагментации и маршрутизации;
обнаружение соседа;
независимое автоконфигурирование адресов;
протокол ICMPv6;
среда передачи данных Ethernet и FDDI;
автоматические и сконфигурированные туннели;
IPv6 поверх IPv4;
туннелирование IPv6 в IPv4;
UDP и TCP поверх IPv6;
мобильность узла связи;
функциональность узла и маршрутизатора;
проверка подлинности IPSec.
Эта глава содержит следующие разделы: