4.10.Протокол контроля сообщений

Передача пакетов в IP сетях осуществляется через последовательность промежуточных узлов, которые принимают решение о судьбе каждого пакета. При этом в случае возникновения каких либо проблем в процессе передачи пакета (сбойный IP заголовок, невозможность фрагментации, недоступность сети-получателя и т.п.) система отправитель должна знать – что же произошло в пути. Протокол IP передает пакеты как дейтаграммы и не обеспечивает подтверждений о приеме или потере пакетов. Протокол ТСР хоть и устанавливает соединение, но подтверждение отправляются только на пришедшие к получателю пакеты. Что же произошло с потерянным в процессе передачи пакетом, этот протокол сообщить не может.

Для обеспечения сообщений об ошибках, возникающих в процессе передачи пакета в интерсети, используется протокол ICMP (Internet Control Message Protocol). В случае, если маршрутизатор испытывает проблемы с обработкой пакета (например, при невозможности его фрагментации) или система – получатель не может обработать пришедший пакет (например, при потере одного из фрагментов), они уничтожают этот пакет, а в адрес системы-отправителя отправляют ICMP сообщение о причине возникшей проблемы.

Поле данных ICMP сообщения об ошибке всегда содержит в себе IP заголовок пакета, который система не смогла обработать, плюс первые 8 байтов области данных. Обычно это UDP заголовок или начало ТСР заголовка (содержащие номера портов и номер последнего отправленного байта). Это позволяет точно идентифицировать данные, которые были потеряны в результате возникшей проблемы.

Типичные ошибки, приводящие к генерации ICMP сообщений:

• сеть, компьютер, протокол или порт назначения недоступны;

• сеть или компьютер назначения не известны;

• пакет не может быть передан без фрагментации, а она запрещена;

• связь с сетью или компьютером назначения запрещена;

• время жизни пакета истекло;

• не удалось собрать все фрагменты пакета за время тайм-аута;

• и т.п.

Кроме того, ICMP сообщения используются системами для обмена некоторой служебной информацией и передачи запросов-ответов диагностических программ (например, утилиты PING).

5.Интернет

5.1.Общие понятия об Интернет

Термин Internet (Интернет) происходит от выражения Interconnected Networks (связанные сети), то есть в узком смысле — это глобальное сообщество малых и больших сетей. В более широком смысле — это глобальное информационное пространство, хранящее огромное количество информации на миллионах компьютеров, которые обмениваются данными. Эта сеть построена на основе стека протоколов TCP/IP, рассмотренного в предыдущем разделе.

В 1969 году, когда был создан Интернет, эта сеть объединяла всего лишь четыре хост-компьютера, а сегодня их число измеряется десятками миллионов. Каждый компьютер, подключенный к Интернету, — это часть Сети. Однако, подключение происходит не непосредственно к «Интернет», а к сети провайдера – организации, предоставляющей (платные) услуги по подключению. На рисунке показана схема подключения отдельного компьютера к Интернет через сеть провайдера. При этом приведены различные варианты подключения.

Рис. 18. Подключение к Интернет

Для индивидуальных пользователей чаще всего используется временное (сеансовое) соединение по телефонной линии. Для этого пользователь набирает один из телефонных номеров, предоставленных провайдером (модемный пул), и дозванивается на один из его модемов. После соединения с ISP (Internet Service Provider) Интернет-провайдером, компьютер становится частью сети данного ISP.

Каждый провайдер имеет свою магистральную сеть, или бэкбоун (Backbone). Обычно ISP — это крупные компании, которые в ряде регионов имеют так называемые точки присутствия (POP, Point of Presence), где происходит подключение локальных пользователей. В каждой точке доступа находятся модемные пулы, на которые звонят локальные клиенты этого ISP в данном регионе. Провайдер может арендовать волоконно-оптические линии у телефонной компании для соединения всех своих точек присутствия (POP), а может протянуть свои собственные волоконно-оптические линии. Крупнейшие коммуникационные компаний имеют собственные высокоскоростные каналы. На рисунке показаны опорные сети двух Интернет-провайдеров. Очевидно, что все клиенты провайдера ISP-А могут взаимодействовать между собой по собственной сети, а все клиенты компании ISP-В — по своей, но при отсутствии связи между сетями ISP-A и ISP-B клиенты компании «A» и клиенты компании «В» не могут связаться друг с другом. Для реализации данной услуги компании «A» и «B» договариваются подключиться к так называемым точкам доступа (NAP — Network Access Points) в разных городах, и трафик между двумя компаниями течет по сетям через NAP. На рисунке показаны магистральные сети только двух ISP-провайдеров. Аналогично организуется подключение к другим магистральным сетям, в результате чего образуется объединение множества сетей высокого уровня.

В Интернете действуют сотни крупных Интернет-провайдеров, их магистральные сети связаны через NAP в различных городах, и миллиарды байтов данных текут по разным сетям через NAP-узлы. На сегодняшний день существует множество компаний, имеющих собственные опорные сети (бэкбоуны), которые связываются с помощью NAP с сетями других компаний по всему миру. Благодаря этому каждый, кто находится в Интернете, имеет доступ к любому его узлу, независимо от того, где он расположен территориально

Скорость передачи информации на различных участках Сети существенно различается. Магистральные линии, или бэкбоуны, связывают все регионы мира — это высокоскоростные каналы, построенные на основе волоконно-оптических кабелей. Кабели обозначаются OC (optical carrier), например OC-3, OC-12 или OC-48. Так, линия OC-3 может передавать 155 Мбит/с, а OC-48 — 2488 Мбит/с (2488 Гбит/с). В то же время получение информации на домашний компьютер с модемным подключением 56 K происходит со скоростью всего 56 000 бит/с.