Ip-адрес:

10000001 10100100 10000110 00000101(129.164.134.5) маска подсети:

11111111 11111111 10000000 00000000(255.255.128.0)

Число бит в IP-адресе, определяющих идентификатор сети, назы­вается префиксом сети. Префикс подсети указывают через косую чер­ту после IP-адреса, например:

129.164.134.5/17 Специальные IP-адреса

Существует ограничение при назначении для IP-адресов, а именно идентификатор сети и идентификатор узла не могут состоять из од­них двоичных нулей или единиц. Однако некоторые IP-адреса интерпре­тируются особым образом.

Если IP-адрес состоит только из двоичных нулей, то он называется неопределенным адресом. Адрес такого вида в особых случаях по­мещается в заголовок IP-пакета в поле адреса отправителя.

Если в IP-адресе идентификатор сети состоит только из двоичных нулей, то считается, что узел назначения IP-пакета принадлежит той же самой сети, что и узел отправителя.

Если IP-адрес состоит только из двоичных единиц, то он называет­ся ограниченным широковещательным. IP-пакет с таким адресом назначения должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и отправитель.

Если в IP-адресе идентификатор узла состоит только из двоичных единиц, то он называется широковещательным. IP-пакет с таким ад­ресом назначения должен рассылаться всем узлам сети, идентифика­тор которой указан в IP-адресе.

Особый смысл имеет IP-адрес четвертой версии, идентификатор сети которого равен 12 7. Он используется для тестирования про­грамм, а также для организации работы клиентской и серверной части приложения, установленных на одном компьютере. Когда данные по­сылаются по IP-адресу 127.Х.Х.Х, то они не передаются в сеть, а возвращаются модулям верхнего уровня того же компьютера как толь­ко что принятые. Маршрут перемещения данных образует «петлю», потому этот адрес называется адресом обратной петли (loopback) [4].

Формат IP-iiaKci а

Протокол IP определяет формат пакета, который состоит из заго­ловка и блока данных. Для различных версий протокола IP использу­ются различные форматы заголовка IP-пакета.

Заголовок пакета IPv4

На рис 7.3 изображен заголовок, который содержит обязательную 20-байтную часть и необязательную часть переменной длины [8].

Рис. 7.3. Заголовок пакета IPv4

Поле «Версия» длиной 4 бита содержит версию протокола, к ко­торому принадлежит пакет. Для IPv4 значение этого поля равно 4.

Поле IHL длиной 4 бита содержит длину заголовка IP-пакета в ви­де 4 байтных блоков. Именно это поле указывает на начало блока дан­ных в пакете. Минимальное значение для этого поля равно 5, что соот­ветствует заголовку длиной 20 байт.

Поле «Тин службы» длиной 1 байт предназначено для различения классов обслуживания. Теоретически, это поле позволяет маршрутиза­торам выбирать между различными линиями связи, отличающиеся пропускной способностью и задержкой. Но на практике маршрутиза­торы часто игнорируют данное поле.

Поле «Длина пакета» длиной 2 байта содержит размер всего па­кета, включая как заголовок, так и данные. Максимальная длина паке­та 65 535 байт.

Поле «Идентификатор» длиной 2 байта позволяет узлу назначе­ния пакета определить, какому сегменту транспортного уровня при­надлежит полученный им пакет. Слишком длинные сегменты разби­ваются на фрагменты, которые передаются в виде отдельных пакетов. После получения всех фрагментов сегмент передается на транспортный уровень. Все фрагменты одного сегмента содержат одно и то же значение идентификатора.

Следом идет 3-битное поле «Флаги». Первый бит не используется и поэтому всегда равен нулю, второй бит DF (Don't Fragment) показы­вает, является ли этот пакет фрагментом и третий бит MF (More Frag­ments) показывает, является ли этот пакет последним в последователь­ности фрагментов.

Поле «Смещение фрагмента» имеет длину 13 бит и указывает положение фрагмента в исходном сообщении. Смещение задается в блоках по 8 байт. Первый фрагмент в последовательности имеет нуле­вое смещение.

Поле TTL (Time to Live - время жизни) длиной 1 байт представля­ет собой счетчик, ограничивающий время жизни пакета. Этот счетчик считает количество переходов через маршрутизаторы. Когда значение этого поля становится равным нулю, пакет уничтожается, а отправите­лю отсылается пакет с предупреждением. Таким образом, удается из­бежать вечного странствования пакетов.

Поле «Протокол» имеет длину 1 байт и сообщает узлу назначения пакета какому процессу транспортного уровня передать сегмент, после того как он будет собран из фрагментов на сетевом уровне. Номера протоколов сведены в документе RFC 1700. Например, протоколу TCP соответствует номер 6, a UDP - 17.

Поле «Контрольная сумма заголовка» длиной 2 байта сообщает узлу назначения пакета был ли были ли искажены значения полей за­головка в процессе передачи пакета.

Поля «Адрес отправители» и «Адрес получателя» имеют длину 4 байта и указывают IP-адреса соответственно отправителя и получа-геля пакета.

Необязательная чаем, была создана для того, чтобы с появлени­ем новых вариантов протокола IPv4 не пришлось вносить в заголовок поля, отсутствующие в нынешнем формате. Размер данного поля мо­жет изменяться, но он всегда должен быть кратен 4 байтам.

Заголовок пакета IPv6

На рис 7.4 изображен заголовок IP-пакета, который имеет фикси­рованную длину 40 байт [3].

Поле «Версия» длиной 4 бита содержит версию протокола, к ко­торому принадлежит пакет. Для IPv6 значение этого поля равно 6. На период перехода с IPv4 на IPv6 маршрутизаторы по значению данною поля могут различать пакеты разных версий.

Поле «Приоритет» длиной 4 бита используется при определении порядка передачи пакетов. Все передаваемые пакеты относятся к од­ной из двух категорий: управляемые и неуправляемые. Неуправляемые пакеты всегда передаются перед управляемыми. Управляемые пакеты реагируют на проблемы с перегруженностью сети. Если сеть перегру­жена, пересылка пакета приостанавливается до решения проблемы. В категории управляемых пакетов существует несколько подклассов (таблица 7.1), уточняющих приоритет пакета.

Рис. 7.4. Фиксированный заголовок пакета IPv6

	0		1	2		3
	0 1 2 3	■1 J б 7	8 9 10 II 12 13 14 15	1С 17 IS 19 2» 21 22 2.1	21 25 2(> 27 28 29 30 .11
0	Версия	Приоритет	Метка потока
32	Длинна полезной нагрузки			Следующий заголовок		Число переходов
64	Адрес отправителя
192	Адрес получателя

Таблица 7.1. Подклассы категории управляемых пакетов IPv6

Подкласс	Описание
0	Приоритет не задан
1	Фоновая пересылка данных
2	Необслуживаемая пересылки данных
	Не используется
4	Обслуживаемая массовая пересылка данных
5	Не используется
6	Интерактивная передача данных
7	Пересылка управляющих данных

Для неуправляемых пакетов выделены приоритеты от 8 до 15. Та­кие пакеты не реагируют на перегруженность сети - например, они могут использоваться для пересылки данных в реальном времени.

Поле «Метка потока» длиной 3 байта используется для иденти­фикации потока данных в сети. Если всем пакетам в контексте одной передачи данных будет задано определенное значение потоковой мет­ки, маршрутизаторы смогут запомнить по какому маршруту должны передаваться все пакеты с этой меткой. При получении дальнейших пакетов с тем же знамением метки маршрутизатору не приходится вы­числять маршрут заново. Тем самым ускоряется прохождение пакетов через маршрутизатор. Чтобы предотвратить чрезмерное разрастание устаревших маршрутов, предполагается, что маршруты не должны храниться более шести секунд. Если новый пакет с той же потоковой меткой не принимается в течение шести секунд, маршрут удаляется.

Поле «Длина полезной нагрузки» длиной 2 байта содержи! ко­личество байт, которое следует за фиксированным 40-байтовым заго­ловком.

Поле «Следующий заголовок» длиной 1 байт определяет, какой из дополнительных (необязательных) заголовков следует за фиксиро­ванным заголовком. Знамение этого поля идентифицируют заголовок расширения. Основные заголовки расширения протокола IPv6 пере­числены в таблице 7.2.

Таблица 7.2. Заголовки расширения IPv6

Название	Значение	Назначение
Заголовок переходных параметров	(1	Используется для передачи параметров всем устройствам, через которые прохо­дит пакет.
Заголовок маршрутизации	43	Используется в тех случаях, когда отпра­витель хочет сам управлять маршрутиза­цией 11 акс 1 и имеет тт. чтбы доверить что маршрутизаторам.
Заголовок фрагментации	44	Используется для того, чтобы большие сегменты могли разбиваться на фрагмен­ты, и передаваться в виде отдельных пакетов.
Заголовок аутентификации	51	Используется для проверки подлинности отправителя.
Заголовок ESP (Encrypted Security Payload)	50	Используется для шифрования данных, передаваемых в пакете.
Заголовок параметров получателя	60	Используется для передачи дополни­тельных параметров получателю пакета.
Заголовок протоколов транспортного уровня	6-TCP 17- UDP	Используется для указания процесса транспортного уровня, которому нужно передать полученный сегмент.

К фиксированному заголовку может быть присоединено несколько заголовков расширения, при этом поле «Следующий заголовок» в каждом расширении обозначает тип следующего расширения. Значе­ние 59 указывает на отсутствие следующего заголовка.

Поле «Число переходов» длиной 1 байт определяет максимальное число маршрутизаторов, которые может пройти пакет. При прохожде­нии маршрутизатора что значение уменьшается на единицу и по до­стижении нуля пакет уничтожается.

Поля «Адрес отправители» и «Адрес получателя» имеют длину 16 байт и указывают IP-адреса соответственно отправителя и получа­теля пакета.