Фрагментация
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.
Управление фрагментацией
Протоколы транспортного уровня (протоколы TCP или UDP), пользующиеся сетевым уровнем для отправки пакетов, считают, что максимальный размер поля данных IP-пакета равен 65535, и поэтому могут передать ему сообщение такой длины для транспортировки через интерсеть. В функции уровня IP входит разбиение слишком длинного для конкретного типа составляющей сети сообщения на более короткие пакеты с созданием соответствующих служебных полей, нужных для последующей сборки фрагментов в исходное сообщение.
В большинстве типов локальных и глобальных сетей определяется такое понятие как максимальный размер поля данных кадра или пакета, в которые должен инкапсулировать свой пакет протокол IP. Эту величину обычно называют максимальной единицей транспортировки - MTU (Maximum Transfer Unit). Сети Ethernet имеют значение MTU, равное 1500 байт, сети FDDI - 4096 байт, а сети Х.25 чаще всего работают с MTU в 128 байт.
Рассмотрим работу протокола IP по фрагментации пакетов в хостах и маршрутизаторах
15. Методы маршрутизации
1. Простая марш-я при выборе дальнейшего пути для сооб-я (пакета) учитывает лишь статич. априорное состояние сети, ее текущее сост-е – загрузка и измен-е топологии из-за отказов – не учит-ся. Одно из направ-й простой маршр-и – лавинное отправление сооб-я сразу по всем свободным каналам.
2. Фиксир-я маршр-я учитывает только изменение топологии сети. Для каждого узла назначения канал передачи выбирается по электр. таблице маршрутов, определяющей кратчайшие пути и время доставки инф-и до пункта назн-я. Эта маршр-я исп-ся в сетях с установившейся топологией.
3. Адаптивная марш-я учитывает и изменение загрузки, и изменение топологии сети. При выборе маршрута инф-я из таблицы маршрутов дополняется данными о работосп-ти и занятости каналов связи, оперативной инф-ей о сущ. очереди пакетов на каждом канале. В локальном варианте этой маршрутизации учитываются данные только о каналах, исходящих из текущего узла, а при распределенной адаптивной маршрутизации и данные, получаемые от соседних узлов коммутации.
Маршрутизаторы они получают сообщения из одного участка сети, определяют получателя сообщения и передают это сообщение на другой участок сети. Они широко используются и в качестве межсетевого интерфейса, обеспечивая соединение сетей на более высоком уровне, нежели мосты, ибо им доступна информация о структуре сети и связях ее элементов между собой. Маршрутизаторы обычно создаются на базе одного или нескольких процессоров и имеют специализированную операционную систему.
Концентраторы также используются для коммутации каналов в компьютерных сетях. В сетях основные функции концентратора заключаются в повторении сигналов (повторитель) и концентрировании в себе, (концентратор) как в центральном устройстве, функций объединения компьютеров в единую сеть. Их часто называют хабами или многопортовыми повторителями. Концентратор образует из подключенных к его портам отдельных физических сегментов сети общую среду передачи данных – некий логический сегмент, обладающий всеми функциями физического. Концентраторы-хабы могут быть трех типов:
пассивными, просто соединяющими сегменты сети одного типа, ничего нового не добавляя;
активными, которые кроме соединения сегментов выполняют и усиление (регенерирование) сигналов (они, как и повторители, позволяют увеличить растояние между соединяемыми устройствами);
интеллектуальными, дополнительно к функциям активных хабов выполняющие маршрутизацию сигналов по сегментам (посылают данные только в те сегменты, для которых они предназначена) и обеспечивающие некоторые сервисные технологии, например защиту информации от несанкционированного доступа, самодиагностику и автоматическое отключение плохо работающих портов и т. д.