Лекция 2 Способы организации взаимодействия информационных сетях

Протокол Ipv4. фрагментация. Адресация IP сетей. Маршрутизация пакетов с помощью IP- адресов. Прямая маршрутизация. Косвенная маршрутизация.

При организации взаимодействия двух пользователей может примениться:

- метод коммутации канала

- метод коммутации пакета

Примером организации взаимодействия с применением коммутации каналов является телефонная сеть. Она представляет собой множество узлов коммутации, в качестве которых выступает АТС и множество линий связи с оконченными устройствами абонента. Если возникает необходимость в связи абонента А₁ с абонентом В₁, то может быть организована связь, когда АТС₁ свяжется с АТС₃, когда АТС₄ с АТС₂; а потом с АТС₃ и в течении всего сеанса связи устанавливается постоянный канал, который не может исполнится др. абонентами.

Недостаток: занятость канала не всегда целесообразна.

Аналогом коммутации пакетов является работа почты. В этом случае имеется множество почтовых отделений, которые обслуживают множество абонентов. Существует каналы связи между почтовыми отделениями. В почтовом отделении формулируется пакет для другого почтового отделения.

Достоинства в том, что общие каналы связи между почтовыми отделениями используется в режиме коллективного пользования и обеспечивает доступ к этим каналам по мере формирования пакетов. Такой способ организации взаимодействия более трудоемок, но он обеспечивает более эффективное использование каналов связи между отделениями. Если в локальных сетях приемлем метод с коммутацией каналов, то в глобальных сетях – метод с коммутацией пакетов.

2.1 Протокол ipv4

В настоящее время разработаны 2 протокола IP, которые используются на сетевом уровне. Протокол IPV4 эксплуатируются в настоящее время, а IPV6 – это перспективный протокол. Эти версии отличаются разрядностью адресации пункта назначения или хоста. IPV4- 32 разряда, IPV6- 128 разрядный ( IP- Internet protocol ). IP- протокол предназначен для передачи пакетов данных из одного хоста в другой. Единица информации - пакет. IP- протокол не предназначен для поддержания стабильного соединения. В нем не содержится механизма подтверждения получения пакетов. У него нет механизмов обеспечения достоверности передаваемых данных и нет возможности контроля потока данных от одного узла к другому. Эти функции реализуют протоколы высоких уровней.

Главные функции протоколов:

1. адресация дейтаграмм

2. фрагментация дейтаграмм

IP- протокол взаимодействует с протоколами канального и транспортного уровня.

IP определяет маршрутизацию данных по сети до точки назначения или промежуточного шлюза. Шлюзы предназначаются для того, чтобы между различными сетями осуществлять разворачивание дейтаграммы из конверта конкретной локальной сети.

Если это необходимо, то шлюз может разбить дейтаграмму на части, которые называются фрагменты. Чтобы выполнить функции IP- протокола на каждом компьютере, который играет роль отправителя, получателя или шлюза, должны быть установлены модули обработки IP- диаграмм. Для этих модулей характерно:

• единая схема идентификации

• единая схема фрагментации и дефрагментации пакетов

• единая схема маршрутизации через модули шлюзов сети

IP- модуль обрабатывает каждую дейтаграмму как независимую единицу данных.

Схема работы IP- протокола:

LNI- интерфейс локальной сети

Работа протокола может быть описана следующей совокупностью процедур:

1. протокол транспортного уровня TCP ( и др. ) вызывает IP – функцию на локальном компьютере X₁, при этом указывают адрес назначения и формируют данные.

2. IP- сервис ( модуль ) строит заголовок определенной структуры, присоединяет к нему данные, адрес используют в заголовке и определяют либо адрес назначения, либо адрес шлюза, куда дейтаграмма должна быть направлена. Все это будет представлять собой дейтаграмму и она направляется в интерфейс локальной сети.

3. Интерфейс локальной сети LNI-1 строит заголовок пакета, подсоединяет к нему IP- пакет и направляет в локальную сеть.

4. По прибытии на шлюз отбрасывается заголовок сети и передается дейтаграмма сервису маршрутизации. Этот сервис маршрутизации определяет либо адрес хоста либо адрес следующего шлюза. Затем IP- сервис определяет сетевой адрес локальной сети этого хоста и вызывает модуль интерфейса локальной сети и через него отправляет дейтаграмму.

5. Интерфейс локальной сети LNI-2 строит заголовок пакета для этой сети и прибавляет к нему дейтаграмму и направляет в локальную сеть.

6. При поступлении на хост назначения дейтаграмма через интерфейс локальной передается IP- модулю хоста. При этом отбрасывается сетевой заголовок.

7. IP- модуль передается данные, выделенные из дейтаграммы прикладной 2-го процесса.

Т. о. Основное назначение IP- протокола состоит в передаче дейтаграмм через связанное между собой семейство сетей. Это достигается путем передачи дейтаграмм от одного IP- модуля к другому IP- модулю до тех пор, пока не будет достигнут компьютер- получатель. В процессе передачи может случиться, что на пути следования дейтаграммы встретиться сеть, для которой размер пакета меньше, чем длина самой дейтаграммы. Тогда включается механизм фрагментации дейтаграмм.