Вопрос 14: «Протоколы arp/rarp. Arp с представителем»

Для передачи данных от хоста к хосту достаточно знать IP-адрес получателя. Но данные, передаваемые с сетевого на канальный уровень, не несут в себе никакой информации о MAC-адресе получателя. Для того, чтобы пакет сетевого уровня был встроен во фрейм канального уровня с выполнением MAC-адресации, то есть для установления соответствия адресов канального и сетевого уровней, существуют протоколы семейства ARP (протоколоы разрешения адресов). Узел, имеющий данные для передачи хосту с определенным IP-адресом выясняет его MAC-адрес с использованием протокола ARP: он рассылает широковещательные ARP-запросы с указанием искомого IP-адреса. Запрос будет подписан обратными MAC и IP адресами запросившего узла. Широковещательные запросы принимают все узлы. Тот из них, который имеет искомый IP-адрес, ответит запросившему, сообщив свой MAC-адрес. Таким образом с помощью ARP-запросов каждый из узлов выстраивает собственную таблицу соответствия MAC-IP (ARP-таблицу).

Протокол RARP применяется в случае использования бездисковых рабочих станций, которые не знают собственного IP-адреса, а имеют только MAC. В этом случае узел обращается с ARP-запросом, в котором поле его IP-адреса является пустым. RARP-сервер, получив такой запрос сообщит узлу его IP-адрес из таблицы соответствия MAC-IP, которую хранит у себя сервер.

Если хост устанавливает связь с хостом, лежащим за пределами своей сети, данный механизм работать не будет, т.к. шлюз (маршрутизатор) не пропустит в другие сети широковещательные запросы. В ответ на ARP-запрос маршрутизатор ответит вместо хоста-получателя, сообщив запросившему MAC-адрес своего порта. Этот порт маршрутизатора будет являться представителем (на канальном уровне) всех узлов, лежащих за данным маршрутизатором.

Вопрос 15: «Транспортный уровень. Протоколы tcp/udp, spx»

Протоколы транспортного уровня обеспечивают связь нижних уровней с прикладными процессами.

Пакеты, поступающие на транспортный уровень, организуются операционной системой в виде множества очередей к точкам входа различных прикладных процессов. Каждая служба имеет ведет две очереди – входной и выходной поток данных. В терминологии TCP/IP точки входа называются портами. Таким образом, адресом назначения, который используется на транспортном уровне, является идентификатор (номер) порта прикладного сервиса. Номер порта, задаваемый транспортным уровнем, в совокупности с номером сети и номером компьютера, задаваемыми сетевым уровнем, однозначно определяют прикладной процесс в сети и называется сокетом.

Задачей протокола транспортного уровня UDP (User Datagram Protocol) является передача данных между прикладными процессами без гарантий доставки. (RIP-сообщения).

В стеке протоколов TCP/IP протокол TCP (Transmission Control Protocol) работает так же, как и протокол UDP, на транспортном уровне. Он обеспечивает надежную транспортировку данных между прикладными процессами путем установления логического соединения.

Процесс распределения и помещения поступающих из сети пакетов по очередям входных потоков прикладных служб – деMUX; обратный - MUX. Оба протокола осуществляют эти функции.

Неструктурированный поток байт, поступающий в TCP-модуль, нарезается по сегментам, размер которого выбирается таким, чтобы он полностью уместился в IP-пакет.

Для организации надежной передачи данных предусматривается установление логического соединения между двумя прикладными процессами. Соединение в TCP позволяет вести передачу данных одновременно в обе стороны, то есть полнодуплексную передачу.

Контроль доставки реализуется с помощью механизма квитирования по алгоритму «скользящего окна». Особенности реализации в TCP:

1. Размер окна задается получателем как кол-во байт, которое он может принять;

2. Квитируется не сегмент, а каждый бит.

3. Посылаются только «+» квитанции, содержащее число – № байта (последнего полученного)+1­ и наз. номер очереди.

При получение квитанции с номером байта X считается, что все байты с предыдущими №№ были получены – накопительный механизм квитирования.

Размер окна может изменяться динамически в зависимости от загруженности буферов как промежуточных устройств, так и портов ПП. При переполнении входного буфера размер окна может быть по требованию получателя сокращен отправителем до нуля. После обнуления размера окна отправитель время от времени делает попытки возобновить передачу.

В случае возникновения необходимости передать срочные данные существует возможность возобновить передачу. При этом отправитель посылает получатель требование сбросить буфер и принять сегмент, устанавливая в нем пометку срочности.

В сетях Netware используется собственный протокол транспортного уровня – SPX. В стеке IPX/SPX он обеспечивает функционирование механизмов надежной доставки данных. Применение SPX обязательно при работе с базами данных. Однако реализация SPX значительно хуже, чем TCP.