- •Глава 3
- •3.1. Принципы построения сетей с коммутацией каналов
- •3.3. Системы меж станционной сигнализации на аналоговых и цифро-аналоговых сетях связи
- •3.4. Принципы построения узкополосных цифровых сетей связи с интеграцией услуг (isdn)
- •4.1. Основные понятия ip-телефонии и технологии пакетной коммутации 36
- •3.5. Системы межстанционной сигнализации на цифровых сетях isdn
- •Глава 4 построение мультисервисных сетей с коммутацией пакетов
- •4.1. Основные понятия ip-телефонии и технологии пакетной коммутации
- •4.2. Основы технологии tcp/ip и ip-сети
- •4.3. Протокол ip
- •4.4. Протоколы tcp и udp
- •4.5. Основы построения сетей ip-телефонии
- •4.6. Принципы передачи речи в сети ip-телефонии
- •4.7. Ввды систем сигнализации в сетях ip-телефонии и сеть ip-телефонии с протоколами н.323
- •4.9. Сети ip-телефоиии с протоколами mgcp и м есасо/н.248
- •7.1. Общие принципы построения сети ОбТс
- •7.2. Местные сети ОбТс и взаимодействие с телефонной сетью общего пользования
- •7.3. Способы установления соединений, системы обслуживания заявок и рмтс
- •7.4. Аналоговая сеть автоматической междугородной ОбТс
- •7.5. Магистральная и зоновые цифровые сети ОбТс
- •Единая нумерация на цифровой сети ОбТс (еснц)
- •7.6. Сеть ОбТс с пакетной коммутацией
4.3. Протокол ip
Протокол IP работает с заголовком, состоящим из 32-битовых слов и содержащим обычно 20 байтов (рис. 4.7). Ниже показаны поля заголовка.
Версия (4 бита) — указывает на номер версии протокола IP. В настоящее время в основном используется версия 4 (IPv4). В дальнейшем должен произойти переход на версию 6 (IPv6).
Длина заголовка (4 бита) — указывает значение длины заголовка, измеренное в 32-битовых словах (пять или более 32-битовых слов).
Тип сервиса (8 бит) — значение поля, которое определяет приоритет пакетов и желаемый критерий выбора маршрута. Первые три бита этого поля образуют подполе приоритета пакета (PRECEDENCE). Наименьший приоритет соответствует значению 0 (нормальный пакет), значения от 1 до 4 указывают на срочность доставки пакета: чем больше значение, тем больше срочность. Остальные значения предназначены для пакетов управляющей информации. Узлы составной сети могут принимать во внимание приоритет пакета и обрабатывать более важные пакеты в первую очередь. Оставшиеся биты Поля «Типа сервиса» определяют критерий выбора маршрута. Мож- Йр Установить один из критериев, за каждым из которых закреплен один битЮ (Delay) — выбор маршрута с минимальной задержкой, Т (Throughput) — выбор маршрута с максимальной пропускной способностью, R (Reliability) — выбор маршрута с максимальной надежностью, С (Cost) — выбор маршрута с минимальной стоимостью. Один бит этого поля не используется.
7 |
15 |
231 31 |
|||
Версия |
Длина заголовка |
Тип сервиса |
Общая длина |
||
Идентификация |
Флаги |
Смещение сегмента |
|||
Время жизни |
Протокол |
Контрольная сумма заголовка |
|||
Адрес отправителя |
|||||
Адрес получателя |
|||||
Опции |
Выравнивание |
Общая длина (16 бит) — указывает на общую длину пакета в байтах с учетом заголовка. Максимальное значение этого поля 65 535, минимальное — 21 (заголовок без поля «Опции» и один байт в поле данных).
Идентификация, Флаги и Смещение сегмента — поля, предназначенные дпя фрагментации пакетов с помощью протокола IP. Эти поля нужны при переходе в сеть, в которой допустимая максимальная длина пакета (MTU — Maximum Transfer Unit) меньше, чем в предыдущей сети. В этом случае в пограничном узле каждый пакет делится на несколько отдельных пакетов (фрагментация). Длина отдельного пакета не превышает допустимую максимальную длину пакета в новой сети. Например, необходимость в фрагментации может возникнуть при переходе с сети FDDI, где MTU = 4096 байтов, на сеть Ethernet с MTU = 1500 байт.
Время жизни (8 бит) — указывает на предельный срок, в течение которого пакет может перемещаться по сети. Время жизни пакета измеряется в секундах и задается в пункте отправления средствами протокола IP. В узлах сети по истечении каждой секунды, число, записанное в этом поле, уменьшается на единицу. Такое же действие может происходить при каждой транзитной передаче. Когда число становится равным нулю, узел сети удаляет пакет и может послать терминальному оборудованию соответствующее ICMP-сообщение. Контроль над временем жизни предотвращает зацикливание пакетов в сети.
Протокол (8 бит) — указывает на то, с применением какого протокола должен быть передан пакет. К таким протоколам в частности относятся: TCP, UDP, ICMP, OSPF, RSVP.
Контрольная сумма заголовка (16 бит) — служит для определения битовых ошибок в заголовке пакета. Эта сумма подсчитывается как дополнение к сумме всех 16-битовых слов заголовка. При подсчете поле «Контрольной суммы» заполняется нулями. В каждом узле контрольная сумма подсчитывается заново, поскольку как минимум меняется число, записываемое в поле «Время жизни». При обнаружении битовых ошибок пакет удаляется из сети.
Адрес отправителя — IP-адрес узла отправителя (источника) пакета.
Адрес получателя — IP-адрес узла получателя (получателя) пакета.
Опции — необязательное поле переменной длины, которое чаще всего используется при отладке сети. Оно может быть использовано для установки точного маршрута прохождения пакета, регистрации маршрутизаторов через которые прошел пакет, записи временнь1х меток и других функций.
Выравнивание — дополняет нулями биты, оставшиеся от поля «Опции», для доведения последнего слова заголовка до 32 битов.
Рассмотрим принцип маршрутизации, выполняемой протоколом IP.
Процесс маршрутизации состоит в выборе следующего узла сети, которому следует передать пакет, на основании IP-адреса назначения. С этой целью узел использует4 таблицу маршрутизации, в которой каждая строка соответствует одному из маршрутов. В каждой строке записывается адрес сети назначения и адрес следующего узла, а также иная дополнительная информация.
В качестве примера рассмотрим посылку пакетов от компьютера А к компьютеру В, включенных в две сети Ethernet, связанных между собой маршрутизатором (рис. 4.8).
сетях Ethernet используется IP-адресация класса С. IP- адреса назначаются: сетям, компьютерам и портам маршрутизатора. Внутри каждой сети действует локальная адресация — МАС-адресация.
Для соединения с компьютером В пользователь компьютера А может использовать символьное имя: Host5.campus.pgups.ru или IP-адрес: 221.36.41.55. В первом случае компьютер А должен найти в своей памяти соответствие символьному имени IP-адреса. Если такого соответствия нет, то компьютер А должен обратиться за IP-адресом к DNS-серверу (на рисунке не показан). Предположим, что компьютеру А известен IP-адрес пункта назначения.
Компьютер А по адресу 221.36.41.55 определяет, что соединение должно быть вне сети 1, и пакеты надо направлять к маршрутизатору. Чтобы направлять пакеты к маршрутизатору, надо еще знать МАС-адрес порта 1 — МЛСИ. Компьютер А обращается к своей ARP-таблице и считывает из нее МАСц (если в ARP-таблице таких данных нет, то компьютер А делает запрос к ARP-серверу).
Теперь компьютер А формирует кадр Ethernet, состоящий из Ethernet-заголовка и IP-пакета. В Ethernet-заголовок вставляется МАС-адрес МАСц, а в заголовок IP-пакета — IP-адрес 221.36.41.55. Порт 1 маршрутизатора принимает кадр и по МАСц определяет, что кадр предназначен для него. Протокол Ethernet извлекает из этого кадра IP-пакет и передает его протоколу IP, который извлекает из него IP-адрес 221.36.41.55. Происходит обращение ктаблице маршрутизации, в которой находится строка с адресом сети 2 (табл. 4.1).
Таблица 4.1
Адрес сети назначения |
Адрес следующего узла (маршрутизатора) |
Порт следующего узла (маршрутизатора) |
221.36.41.0 |
221.36.41.1 |
2 |
По адресу 221.36.41.0 определяется, что пакеты, предназначенные для сети 2, надо передавать узлу 221.36.41.1 на порт 2, входящий также в маршрутизатор 1.
Маршрутизатор 1 определяет, что порт 2 включен в сеть Ethernet и, следовательно, нужно знать МАС-адрес узла в этой сети (в рассматриваемом примере — компьютера В). Для этого он обращается к своей таблице ARP и по адресу 221.36.41.55 находит МАС22.
Затем маршрутизатор 1 формирует кадр Ethernet, в Ethernet-заголовке которого записан МАС22, а в заголовке IP-пакета — IP-адрес 221.36.41.55. Кадр принимается узлами сети 2 и компьютер В обнаруживает свой МАС-адрес и производит его дальнейшую обработку.