4. Фрагментация ip-пакетов

IP протокол реализует операции сборки и разборки пакетов, связанные с использованием сетей, в которых применяются форматы меньших длин, чем в пакетах получаемых от транспортного уровня. Формат IP-пакета согласуется с форматами пакетов используемых сетей. Части, на которые разделяется дейтаграмма (IP-пакет), называются фрагментами, а сам процесс разделения - фрагментацией.

Пусть ПК 1 связан с сетью, имеющей значение MTU в 4096 байт, например с сетью FDDI, При поступлении на IP-уровень компьютера 1 сообщения от транспортного уровня размером в 5600 байт протокол IP делит его на два IP-пакета, устанавливая в первом пакете признак фрагментации и присваивая пакету уникальный идентификатор, например 486, В первом пакете величина поля смещения равна 0, а во втором - 2800. Признак фрагментации во втором пакете равен нулю, что показывает, что это последний фрагмент пакета. Общая величина IP-пакета составляет 2800 плюс 20 (размер IP-заголовка), то есть 2820 байт, что умещается в поле данных кадра FDDI. Далее модуль IP компьютера 1 передает эти пакеты своему сетевому интерфейсу (образуемому протоколами канального уровня К 1 и физического уровня Ф1), Сетевой интерфейс отправляет кадры следующему маршрутизатору. После того, как кадры пройдут уровень сетевого интерфейса маршрутизатора (К1 и Ф1) и освободятся от заголовков FDDI, модуль IP по сетевому адресу определяет, что прибывшие два пакета нужно передать в сеть 2, которая является сетью Ethernet и имеет значение MTU, равное 1500. Следовательно, прибывшие IP-пакеты необходимо фрагментировать. Маршрутизатор извлекает поле данных из каждого пакета и делит его еще пополам, чтобы каждая часть уместилась в поле данных кадра Ethernet. Затем он формирует новые IP-пакеты, каждый из которых имеет длину 1400 + 20 - 1420 байт, что меньше 1500 байт, поэтому они нормально помещаются в поле данных кадров Ethernet. В результате в компьютер 2 по сети Ethernet приходят четыре IP-пакета с общим идентификатором 486, что позволяет протоколу IP, работающему в компьютере 2, правильно собрать исходное сообщение. Если пакеты пришли не в том порядке, в котором были посланы, то смещение укажет правильный порядок их объединения.

14. Протокол TCP, характеристика полей заголовка

Один из основных сетевых протоколов Internet, предназначенный для управления передачей данных в сетях и подсетях TCP/IP.

- Порт отправителя идентифицирует порт, с которого отправлены пакеты.

- Порт получателя идентифицирует порт, на который отправлен пакет

- Порядковый номер выполняет две задачи:

- Если установлен флаг SYN, то это начальное значение номера последовательности и первый байт данных - это номер последовательности плюс 1.

- В противном случае, если SYN не установлен, первый байт данных — номер последовательности

- Номер подтверждения. Если установлен флаг ACK, то это поле содержит номер последовательности, ожидаемый получателем в следующий раз. Помечает этот сегмент как подтверждение получения.

- Смещение данных. Это поле определяет размер заголовка пакета TCP в 32-битных словах. Минимальный размер составляет 5 слов, а максимальный - 15, что составляет 20 и 60 байт соответственно. Смещение считается от начала заголовка TCP.

- Зарезервировано (6 бит) для будущего использования и должны устанавливаться в ноль. Из них два (8-й и 9-й) уже определены:

- CWR - флаг установлен отправителем, чтоб указать, что получен пакет с установленным флагом ECE (RFC 3168)

- ECE - указывает, что данный хост способен на ECN (явное уведомление перегрузки) и для указания отправителю о перегрузках в сети (RFC 3168)

Флаги - это поле содержит 6 битовых флагов:

- URG - поле Указатель важности значимо

- ACK - поле Номер подтверждения значимо

- PSH - инструктирует получателя протолкнуть данные, накопившиеся в приемном буфере, в приложение пользователя

- RST - оборвать соединения, сбросить буфер (очистка буфера)

- SYN - синхронизация номеров последовательности

- FIN - флаг, будучи установлен, указывает на завершение соединения

- Контрольной суммы  - это 16-битное поле, дополненение суммы всех 16-битных слов заголовка и текста. Если сегмент содержит нечетное число октетов в заголовке /или тексте, последние октеты дополняются справа 8 нулями для выравнивания по 16-битовой границе. Биты заполнения (0) не передаются в сегменте и служат только для расчета контрольной суммы. При расчете контрольной суммы значение самого поля контрольной суммы принимается равным 0.

Указатель срочных данных - 16-битовое значение положительного смещения от порядкового номера в данном сегменте. Это поле указывает порядковый номер октета, которым заканчиваются важные (urgent) данные. Поле принимается во внимание только для пакетов с установленным флагом URG.