Пакеты и их инкапсуляция

Стек протоколов TCP/IP располагает средствами поддержки целого ряда физических сетей и транспортных систем, включая технологии IZERNET, DSL, Wi-Fi и т. д.

Управление хостами, а именно аппаратной частью хостов осуществляется на канальном уровне архитектуры TCP/IP. Протоколам более высоких уровней неизвестно как именно используются аппаратные средства. Данные передаются по сети в виде пакетов, пакеты имеют максимальный размер определяемый ограничениями канального уровня. Каждый пакет состоит из заголовка и полезного содержимого. Заголовок содержит информацию о том откуда прибыл пакет и куда он направляется, также в заголовке может быть контрольная сумма, информация характерная для конкретного протокола и другие инструкции касающиеся обработки содержимого пакета. Полезное содержимое пакета – это данные подлежащие пересылке. Название базового блока передаваемых данных зависит от уровня протокола архитектуры стека TCP/IP. На канальном уровне используется термин кадр или фрейм, на уровне IP используется термин пакет, а на транспортном уровне используется термин сегмент. Готовый к отправке пакет передается по стеку протоколов и каждый протокол добавляет собственный заголовок. Таким образом сформированный пакет одного протокола становится полезным содержимым пакета генерируемого следующим протоколом . Эта операция называется инкапсуляция (запечатывание). На принимаемой стороне инкапсулированные пакеты восстанавливаются в обратном порядке при прохождении вверх по стеку.

ARP – протокол преобразования адресов.

Протоколы ARP аппаратно-независимы. Для фактической передачи данных на канальном уровне должны применяться аппаратные адреса (MAC-адреса). Протокол ARP определяет какой именно аппаратный адрес связан с тем или иным IP-адресом. ARP можно применять в любых сетях, которые поддерживают широковещательный режим на канальном уровне. Когда ПК А хочет послать пакет ПК Б он использует протокол ARP для нахождения аппаратного адреса ПК Б. Исход. запрос протокола ARP включает IP-адрес и MAC-адрес запрашивающей стороны , благодаря чему разыскивающее устройство может ответить не посылая собственный ARP-запрос, это позволяет обоим компьютерам узнать адреса друг друга за один сеанс обмена пакетами. Другие компьютеры, слышавшие исходный широковещательный запрос могут записать IP-адрес запрашивающего к себе в свою таблицу. Каждый компьютер, подключенный к сети создает в памяти специальную таблицу, которая называется КЭШем ARP. В этой таблице хранятся результаты последних ARP-запросов.

Формат ip-пакета

Имеется прямая связь между количеством полей заголовка пакета и функциональной сложностью протокола. Чем проще заголовок, тем проще протокол. Большая часть действий протокола перенесена в поле заголовка пакета, изучая название каждого поля заголовка IP-пакета мы получаем не только функциональные знания, но и знакомимся с основными функциями протокола. IP-пакет состоит из заголовка и данных.

Маршрутизация в сетях tcp/ip

Термин маршрутизация используется в 2 случаях:

1. Процедура поиска сетевого адреса в специальных таблицах для передачи пакета в узел назначения.

2. Процесс построения такой таблицы.

Таблица маршрутизации

Хосты посылают пакеты только тем шлюзам, которые физически подключены к той же сети. Локальные хосты могут перемещать пакеты только на 1 шаг в направлении узла назначения. Поэтому в них не включается информация о шлюзах не являющихся смежными в таблице локальной маршрутизации. Каждый шлюз через который проходит пакет принимает решение о его перемещении, анализируя собственную таблицу маршрутизации.

Таблицы маршрутизации ведутся (бывают) статическими, динамическими или комбинированным способом.

Статический способ – в шлюзе формируется таблица маршрутизации, которая остается неизменной в течении всего времени системы. Статическая маршрутизация является эффективным решением для относительно стабильной локальной сети. Она проста в управлении, надежна в эксплуатации, но требует знания топологии сети на момент формирования этой таблицы. Большинство компьютеров такой локальной вычислительной сети имеют единственный выход к другим сетям, поэтому маршрутизация осуществляется по стандартному маршруту. В сетях с более сложной топологией требуется динамическая маршрутизация, которая осуществляется специальным процессом ведущим и маршрутизирующим таблицы маршрутизации. Процесс маршрутизации фиксируется на различных хостах взаимодействующих друг с другом с целью определения топологии сети и решения вопроса о доставке пакета в удаленный узел.