Контрольные вопросы:
Протокол IP. Формат заголовка дейтаграммы. Длина и назначение полей.
Адресная схема протокола IP. Классы адресов. Достоинство и недостатки разбиения адресного пространства на классы.
Способы адресации: единичная (unicast), широковещательная (broadcast) и групповая (multicast).
Когда необходимо маска подсети?
Адресация в IPv6. Индивидуальные, групповые и коллективные адреса.
Заголовок IPv6. Переходные структуры IPv4 и IPv6.
Дополнительные заголовки в IPv6.
Назначение интерфейсов маршрутизатора.
Ответы:
1. IP протокол-это основной протокол 3 уровня OSI(сетевой). Задача состоит в определении способа адресации. Является ненадежным протоколом. Контроль над целостностью дейтограмм и конечный путь не осуществляется. IP-дейтаграмма(блок информации) посылаемый по протоколу через определенный интерфейс. Заголовок состоит из 32-разрядных слов и имеет неопределенную длину из за блока Options. Вкратце дейтаграмма состоит из:
Ver (4 бита) - версия протокола IP, в настоящий момент используется версия 4, новые разработки имеют номера версий 6-8.
IHL (Internet Header Length) (4 бита) - длина заголовка в 32-битных словах; диапазон допустимых значений от 5 (минимальная длина заголовка, поле “Options” отсутствует) до 15 (т.е. может быть максимум 40 байт опций).
TOS (Type Of Service) (8 бит) - значение поля определяет приоритет дейтаграммы и желаемый тип маршрутизации. Структура байта TOS:
Три бита (“Precedence”) определяют приоритет дейтаграммы:
111 - управление сетью
110 - межсетевое управление
101 - CRITIC-ECP
100 - более чем мгновенно
011 - мгновенно
010 - немедленно
001 - срочно
000 - обычно
Биты D,T,R,C определяют желаемый тип маршрутизации:
D (Delay) - выбор маршрута с минимальной задержкой,
T (Throughput) - выбор маршрута с максимальной пропускной способностью,
R (Reliability) - выбор маршрута с максимальной надежностью,
C (Cost) - выбор маршрута с минимальной стоимостью.
В дейтаграмме может быть установлен только один из битов D,T,R,C. Старший бит байта не используется.
Total Length (16 бит) - длина всей дейтаграммы в октетах(8бит-1байт), включая заголовок и данные, максимальное значение 65535, минимальное - 21 (заголовок без опций и один октет в поле данных).
ID (Identification) (16 бит), Flags (3 бита), Fragment Offset (13 бит) используются для фрагментации и сборки дейтаграмм и будут подробнее рассмотрены ниже в п. 2.4.1.
TTL (Time To Live) (8 бит) - “время жизни” дейтаграммы. Устанавливается отправителем, измеряется в секундах. Каждый маршрутизатор, через который проходит дейтаграмма, переписывает значение TTL, предварительно вычтя из него время, потраченное на обработку дейтаграммы. Так как в настоящее время скорость обработки данных на маршрутизаторах велика, на одну дейтаграмму тратится обычно меньше секунды, поэтому фактически каждый маршрутизатор вычитает из TTL единицу. При достижении значения TTL=0 дейтаграмма уничтожается, при этом отправителю может быть послано соответствующее ICMP-сообщение. Контроль TTL предотвращает зацикливание дейтаграммы в сети.
Protocol (8 бит) - определяет программу (вышестоящий протокол стека), которой должны быть переданы данные дейтаграммы для дальнейшей обработки.
Header Checksum (16 бит) - контрольная сумма заголовка, пересчитывается всеми маршрутизаторами по пути следования. (16 бит, дополняющие биты в сумме всех 16-битовых слов заголовка)
Source Address (32 бита) - IP-адрес отправителя.
Destination Address (32 бита) - IP-адрес получателя.
Options - опции, поле переменной длины. Опций может быть одна, несколько или ни одной. Опции определяют дополнительные услуги модуля IP по обработке дейтаграммы, в заголовок которой они включены. При помощи опций можно задавать маршрутизацию датаграммы от источника (строгое и нестрогое следовани маршруту), требование записи маршрута и временные штампы (используется утилитой traceroute).
Padding - выравнивание заголовка по границе 32-битного слова, если список опций занимает нецелое число 32-битных слов. Поле “Padding” заполняется нулями.дейтаграммы и желаемый тип маршрутизации.
2.Классическа адресная схема протокола IP разделена на 5 классов: A, B, C, D, E. Эта схема и имеет название классовая. В двоичном формате любой ip адрес представляет 32 битную строку. Такой метод позволила при маршрутизации не передавать вместе с пакетом информацию о длине сетевой части IP. Достоинство- разумное распределение, для контроля больших сетей. Недостатки- нехватка адресов пространства. Внедрение IPng(IPv6) 3 911 873 538 269 506 102 IP адресов на квадратный метр поверхности Земли.
3. единичная (unicast):
широковещательная (broadcast):
и
групповая (multicast):
4. Она нужна лишь для того чтобы был определенный интервал адресов. Ибо каждый раз все 4 миллиарда адресов не вариант опрашивать. К примеру 24 маска 512 адресов, 26 -1024.
5. Существуют различные типы адресов IPv6: одноадресные (Unicast), групповые (Anycast) и многоадресные (Multicast).
Адреса типа Unicast хорошо всем известны. Пакет, посланный на такой адрес, достигает в точности интерфейса, который этому адресу соответствует.
Адреса типа Anycast синтаксически неотличимы от адресов Unicast, но они адресуют группу интерфейсов. Пакет, направленный такому адресу, попадёт в ближайший (согласно метрике маршрутизатора) интерфейс. Адреса Anycast могут использоваться только маршрутизаторами.
Адреса типа Multicast идентифицируют группу интерфейсов. Пакет, посланный на такой адрес, достигнет всех интерфейсов, привязанных к группе многоадресного вещания.
Широковещательные адреса IPv4 (обычно xxx.xxx.xxx.255) выражаются адресами многоадресного вещания IPv6.
Адреса разделяются двоеточиями (напр. fe80:0:0:0:200:f8ff: fe21:67cf). Большое количество нулевых групп может быть пропущено с помощью двойного двоеточия (fe80::200:f8ff: fe21:67cf). Такой пропуск должен быть единственным в адресе.
6.Заголовок IPv6 из 128 разрядных слов, имеет схожую структуру с IPv4. Аналогично перечисленному протоколу имеет разбиение на поля в которых передается версия протокола, свойства пакета. Реализована передача информации в «джамбопакетах» Большинство сервисов работать умеют как с 4 так и с 6 версией протокола. Новые китайские смарфтоны на android работают только по протоколу 6 версии. Писать долго, могу по просьбе преподавателя рассказать все полностью
7. Дополнительные заголовки служат для более корректного восприятия информации на другой стороне, с возможностью исключить нецелостность пакетов что сводит к тому что NAT технология скоро отживет свое.
8.В реальном железе (не Packet Tracer) каждый интерфейс нужно огласить и наделить его параметрами, маршрутизатор сам поймет, что это за интерфейс и чего от него требуют, так как под у Cisco под любой интерфейс, который может быть в данных маршрутизаторах есть протоколы то он начнет автоматически с этим интерфейсом взаимодействовать.