МЕНЮ


Фестивали и конкурсы
Семинары
Издания
О МОДНТ
Приглашения
Поздравляем

НАУЧНЫЕ РАБОТЫ


  • Инновационный менеджмент
  • Инвестиции
  • ИГП
  • Земельное право
  • Журналистика
  • Жилищное право
  • Радиоэлектроника
  • Психология
  • Программирование и комп-ры
  • Предпринимательство
  • Право
  • Политология
  • Полиграфия
  • Педагогика
  • Оккультизм и уфология
  • Начертательная геометрия
  • Бухучет управленчучет
  • Биология
  • Бизнес-план
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Банковское дело
  • АХД экпред финансы предприятий
  • Аудит
  • Ветеринария
  • Валютные отношения
  • Бухгалтерский учет и аудит
  • Ботаника и сельское хозяйство
  • Биржевое дело
  • Банковское дело
  • Астрономия
  • Архитектура
  • Арбитражный процесс
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Административное право
  • Авиация и космонавтика
  • Кулинария
  • Наука и техника
  • Криминология
  • Криминалистика
  • Косметология
  • Коммуникации и связь
  • Кибернетика
  • Исторические личности
  • Информатика
  • Инвестиции
  • по Зоология
  • Журналистика
  • Карта сайта
  • Разработка системы маршрутизации в глобальных сетях(протокол RIP для IP)

    RIP - Routing Information Protocol (Протокол маршрутизации).

    NFS - Network File System (Распределенная файловая система и система

    сетевой печати).

    При работе с такими программами прикладного уровня, как FTP или telnet,

    образуется стек протоколов с использованием модуля TCP, представленный на

    рисунке 1.5.

    Стек протоколов при использовании модуля TCP

    [pic]

    Рисунок 1.5

    При работе с прикладными программами, использующими транспортный

    протокол UDP, например, программные средства Network File System (NFS),

    используется другой стек, где вместо модуля TCP будет использоваться модуль

    UDP (рисунок 1.6).

    Стек протоколов при работе через транспортный протокол UDP

    [pic]

    Рисунок 1.6

    При обслуживании блочных потоков данных модули TCP, UDP и драйвер ENET

    работают как мультиплексоры, т.е. перенаправляют данные с одного входа на

    несколько выходов и наоборот, с многих входов на один выход. Так, драйвер

    ENET может направить кадр либо модулю IP, либо модулю ARP, в зависимости от

    значения поля "тип" в заголовке кадра. Модуль IP может направить IP-пакет

    либо модулю TCP, либо модулю UDP, что определяется полем "протокол" в

    заголовке пакета.

    Получатель UDP-датаграммы или TCP-сообщения определяется на основании

    значения поля "порт" в заголовке датаграммы или сообщения.

    Все указанные выше значения прописываются в заголовке сообщения модулями

    на отправляющем компьютере. Так как схема протоколов - это дерево, то к его

    корню ведет только один путь, при прохождении которого каждый модуль

    добавляет свои данные в заголовок блока. Машина, принявшая пакет,

    осуществляет демультиплексирование в соответствии с этими отметками.

    Технология Internet поддерживает разные физические среды, из которых

    самой распространенной является Ethernet. В последнее время большой интерес

    вызывает подключение отдельных машин к сети через TCP-стек по коммутируемым

    (телефонным) каналам. С появлением новых магистральных технологий типа ATM

    или FrameRelay активно ведутся исследования по инкапсуляции TCP/IP в эти

    протоколы. На сегодняшний день многие проблемы решены и существует

    оборудование для организации TCP/IP сетей через эти системы.

    1.2 Протокол IP

    Протокол IP является самым главным во всей иерархии протоколов семейства

    TCP/IP. Именно он используется для управления рассылкой TCP/IP пакетов по

    сети Internet. Среди различных функций, возложенных на IP обычно выделяют

    следующие:

    а) определение пакета, который является базовым понятием и единицей

    передачи данных в сети Internet. Многие зарубежные авторы называют такой IP-

    пакет датаграммой;

    б) определение адресной схемы, которая используется в сети Internet;

    в) передача данных между канальным уровнем (уровнем доступа к сети) и

    транспортным уровнем (другими словами мультиплексирование транспортных

    датаграмм во фреймы канального уровня);

    г) маршрутизация пакетов по сети, т.е. передача пакетов от одного шлюза

    к другому с целью передачи пакета машине-получателю;

    д) "нарезка" и сборка из фрагментов пакетов транспортного уровня.

    Главными особенностями протокола IP является отсутствие ориентации на

    физическое или виртуальное соединение. Это значит, что прежде чем послать

    пакет в сеть, модуль операционной системы, реализующий IP, не проверяет

    возможность установки соединения, т.е. никакой управляющей информации кроме

    той, что содержится в самом IP-пакете, по сети не передается. Кроме этого,

    IP не заботится о проверке целостности информации в поле данных пакета, что

    заставляет отнести его к протоколам ненадежной доставки. Целостность данных

    проверяется протоколами транспортного уровня (TCP) или протоколами

    приложений.

    Таким образом, вся информация о пути, по которому должен пройти пакет

    берется из самой сети в момент прохождения пакета. Именно эта процедура и

    называется маршрутизацией в отличии от коммутации, которая используется для

    предварительного установления маршрута следования данных, по которому потом

    эти данные отправляют.

    Принцип маршрутизации является одним из тех факторов, который обеспечил

    гибкость сети Internet и ее победу в соревновании с другими сетевыми

    технологиями. Надо сказать, что маршрутизация является довольно

    ресурсоемкой процедурой, так как требует анализа каждого пакета, который

    проходит через шлюз или маршрутизатор, в то время как при коммутации

    анализируется только управляющая информация, устанавливается канал,

    физический или виртуальный, и все пакеты пересылаются по этому каналу без

    анализа маршрутной информации. Однако, эта слабость IP одновременно

    является и его силой. При неустойчивой работе сети пакеты могут

    пересылаться по различным маршрутам и затем собираться в единое сообщение.

    При коммутации путь придется каждый раз вычислять заново для каждого

    пакета, а в этом случае коммутация потребует больше накладных затрат, чем

    маршрутизация.

    Вообще говоря, версий протокола IP существует несколько. В настоящее

    время используется версия Ipv4 (RFC791). Формат пакета протокола

    представлена на рисунке 1.7.

    Формат пакета Ipv4

    [pic]

    Рисунок1.7

    Фактически, в этом заголовке определены все основные данные, необходимые

    для перечисленных выше функций протокола IP: адрес отправителя (4-ое слово

    заголовка), адрес получателя (5-ое слово заголовка), общая длина пакета

    (поле Total Lenght) и тип пересылаемой датаграммы (поле Protocol).

    Используя данные заголовка, машина может определить на какой сетевой

    интерфейс отправлять пакет. Если IP-адрес получателя принадлежит одной из

    ее сетей, то на интерфейс этой сети пакет и будет отправлен, в противном

    случае пакет отправят на другой шлюз.

    Если пакет слишком долго "бродит" по сети, то очередной шлюз может

    отправить ICMP-пакет на машину-отправитель для того, чтобы уведомить о том,

    что надо использовать другой шлюз. При этом, сам IP-пакет будет уничтожен.

    На этом принципе работает программа ping, которая используется для деления

    маршрутов прохождения пакетов по сети.

    Зная протокол транспортного уровня, IP-модуль производит

    раскапсулирование информации из своего пакета и ее направление на модуль

    обслуживания соответствующего транспорта.

    При обсуждении формата заголовка пакета IP вернемся еще раз к

    инкапсулированию. Как уже отмечалось, при обычной процедуре

    инкапсулирования пакет просто помещается в поле данных фрейма, а в случае,

    когда это не может быть осуществлено, то разбивается на более мелкие

    фрагменты. Размер максимально возможного фрейма, который передается по

    сети, определяется величиной MTU (Maximum Transsion Unit), определенной для

    протокола канального уровня. Для того, чтобы потом восстановить пакет IP

    должен держать информацию о своем разбиении. Для этой цели используется

    поля "flags" и "fragmentation offset". В этих полях определяется, какая

    часть пакета получена в данном фрейме, если этот пакет был фрагментирован

    на более мелкие части.

    Обсуждая протокол IP и вообще все семейство протоколов TCP/IP нельзя не

    упомянуть, что в настоящее время перед Internet возникло множество по-

    настоящему сложных проблем, которые требуют изменения базового протокола

    сети.

    1.3 Принципы построения IP-адресов

    IP-адреса определены в том же самом RFC, что и протокол IP. Именно

    адреса являются той базой, на которой строится доставка сообщений через

    сеть TCP/IP.

    IP-адрес - это 4-байтовая последовательность. Принято каждый байт этой

    последовательности записывать в виде десятичного числа. Например,

    приведенный ниже адрес является адресом одной из машин Выч.центра ВПИ

    ВолгГТУ:

    195.209.133.14

    Каждая точка доступа к сетевому интерфейсу имеет свой IP-адрес.

    IP-адрес состоит из двух частей: адреса сети и номера хоста. Вообще

    говоря, под хостом понимают один компьютер, подключенный к Сети. В

    последнее время, понятие "хост" можно толковать более расширено. Это может

    быть и принтер с сетевой картой, и Х-терминал, и вообще любое устройство,

    которое имеет свой сетевой интерфейс.

    Существует 5 классов IP-адресов. Эти классы отличаются друг от друга

    количеством битов, отведенных на адрес сети и адрес хоста в сети. На

    рисунке 1.8 показаны эти пять классов.

    Классы IP-адресов

    [pic]

    Рисунок 1.8

    Опираясь на эту структуру, можно подсчитать характеристики каждого

    класса в терминах числа сетей и числа машин в каждой сети.

    Таблица 1.1 Характеристики классов IP-адресов

    |Класс |Диапазон значений |Возможное количество|Возможное количество|

    | |первого октета |сетей |узлов |

    |А |1 - 126 |126 |16777214 |

    |B |128 – 191 |16382 |65534 |

    |C |192 – 223 |2097150 |254 |

    |D |224 – 239 |- |228 |

    |E |240 – 247 |- |227 |

    При разработке структуры IP-адресов предполагалось, что они будут

    использоваться по разному назначению.

    Адреса класса A предназначены для использования в больших сетях общего

    пользования. Адреса класса B предназначены для использования в сетях

    среднего размера (сети больших компаний, научно-исследовательских

    институтов, университетов). Адреса класса C предназначены для использования

    в сетях с небольшим числом компьютеров (сети небольших компаний и фирм).

    Адреса класса D используют для обращения к группам компьютеров, а адреса

    класса E - зарезервированы.

    Среди всех IP-адресов имеется несколько зарезервированных под

    специальные нужды. Ниже приведена таблица зарезервированных адресов.

    Таблица 1.2 Выделенные IP-адреса

    |IP-адрес |Значение |

    |Все нули |Данный узел сети |

    |номер сети | все нули |данная IP-сеть |

    |все нули | номер узла |узел в данной (локальной) сети |

    |все единицы |все узлы в данной локальной IP-сети |

    |номер сети | все единицы |все узлы указанной IP-сети |

    |127.0.0.1 |"петля" |

    Особое внимание в таблице 1.2 уделяется последней строке. Адрес

    127.0.0.1 предназначен для тестирования программ и взаимодействия процессов

    в рамках одного компьютера. В большинстве случаев в файлах настройки этот

    адрес обязательно должен быть указан, иначе система при запуске может

    зависнуть (как это случается в SCO Unix). Наличие "петли" чрезвычайно

    удобно с точки зрения использования сетевых приложений в локальном режиме

    для их тестирования и при разработке интегрированных систем.

    Вообще, зарезервирована вся сеть 127.0.0.0. Эта сеть класса A реально не

    описывает ни одной настоящей сети.

    Некоторые зарезервированные адреса используются для широковещательных

    сообщений. Например, номер сети (строка 2) используется для посылки

    сообщений этой сети (т.е. сообщений всем компьютерам этой сети). Адреса,

    содержащие все единицы, используются для широковещательных посылок (для

    запроса адресов, например).

    Реальные адреса выделяются организациями, предоставляющими IP-услуги, из

    выделенных для них пулов IP-адресов. Согласно документации NIC (Network

    Information Centre) IP-адреса предоставляются бесплатно, но в прейскурантах

    наших организаций (как коммерческих, так и некоммерческих), занимающихся

    Internet-сервисом предоставление IP-адреса стоит отдельной строкой.

    1.4 IPing - новое поколение протоколов IP

    До сих пор, при обсуждении IP-технологии, основное внимание уделялось

    проблемам межсетевого обмена и путям их решения в рамках существующей

    технологии. Однако, все эти задачи, вызванные необходимостью приспособления

    IP к новым физическим средам передачи данных меркнут перед действительно

    серьезной проблемой - ростом числа пользователей Сети. Казалось бы, что тут

    страшного? Число пользователей увеличивается, следовательно растет

    популярность сети. Такое положение дел должно только радовать. Но проблема

    заключается в том, что Internet стал слишком большой, он перерос заложенные

    в него возможности. К 1994 году ISOC опубликовало данные, из которых стало

    ясно, что номера сетей класса B практически все уже выбраны, а остались

    только сети класса A и класса C. Класс A - это слишком большие сети.

    Реальные пользователи сети, такие как университеты или предприятия, не

    используют сети этого класса. Класс С хорош для очень небольших

    организаций. При современной насыщенности вычислительной техникой только

    мелкие конторы будут удовлетворены возможностями этого класса. Но если дело

    пойдет и дальше такими темпами, то класс C тоже быстро иссякнет. Самое

    парадоксальное заключается в том, что реально не все адреса, из выделенных

    пользователям сетей, реально используются. Большое число адресов пропадает

    из-за различного рода просчетов при организации подсетей, например, слишком

    широкая маска, или наоборот слишком "дальновидного планирования, когда в

    сеть закладывают большой запас "на вырост". Не следует думать, что эти

    адреса так и останутся невостребованными. Современное "железо" позволяет их

    утилизировать достаточно эффективно, но это стоит значительно дороже, чем

    простые способы, описанные выше. Одним словом, Internet, став действительно

    глобальной сетью, оказался зажатым в тисках своих собственных стандартов.

    Нужно было что-то срочно предпринимать, чтобы во время пика своей

    популярности не потерпеть сокрушительное фиаско.

    В начале 1995 года IETF, после 3-x лет консультаций и дискуссий,

    выпустило предложения по новому стандарту протокола IP - IPv6, который еще

    называют IPing. К слову, следует заметить, что сейчас Internet-сообщество

    живет по стандарту IPv4. IPv6 призван не только решить адресную проблему,

    но и попутно помочь решению других задач, стоящих в настоящее время перед

    Internet.

    Нельзя сказать, что до появления IPv6 не делались попытки обойти

    адресные ограничения IPv4. Например, в протоколах BOOTP (BOOTstrap

    Protocol) и DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) предлагается

    достаточно простой и естественный способ решения проблемы для ситуации,

    когда число физических подключений ограничено, или реально все пользователи

    не работают в сети одновременно. Типичной ситуацией такого сорта является

    доступ к Internet по коммутируемом каналу, например телефону. Ясно, что

    одновременно несколько пользователей физически не могут разговаривать по

    одному телефону, поэтому каждый из них при установке соединения запрашивает

    свою конфигурацию, в том числе и IP-адрес. Адреса выдаются из ограниченного

    набора адресов, который закреплен за телефонным пулом. IP-адрес

    пользователя может варьироваться от сессии. Фактически, DHCP - это

    расширение BOOTP в сторону увеличения числа протоколов, для которых

    возможна динамическая настройка удаленных машин. Следует заметить, что DHCP

    используют и для облегчения администрирования больших сетей, т.к.

    достаточно иметь только базу данных машин на одном компьютере локальной

    сети, и из нее загружать настройки удаленных компьютеров при их включении

    (под включением понимается, в данном случае не подключение к локальной

    компьютерной сети, а включение питания у компьютера, подсоединенного к

    сети).

    Совершенно очевидно, что приведенный выше пример - это достаточно

    специфическое решение, ориентированное на специальный вид подключения к

    сети. Однако, не только адресная проблема определила появление нового

    протокола. Разработчики позаботились и о масштабируемой адресации IP-

    пакетов, ввели новые типы адресов, упростили заголовок пакета, ввели

    идентификацию типа информационных потоков для увеличения эффективности

    обмена данными, ввели поля идентификации и конфиденциальности информации.

    Новый заголовок IP-пакета показан на рисунке 1.13.

    [pic]

    Рисунок 1.13 Заголовок IPv6

    В этом заголовке поле "версия" - номер версии IP, равное 6. Поле

    "приоритет" может принимать значения от 0 до 15. Первые 8 значений

    закреплены за пакетами, требующими контроля переполнения, например, 0 -

    несимвольная информация; 1 - информация заполнения (news), 2 - не критичная

    ко времени передача данных (e-mail); 4 - передача данных режима on-line

    (FTP, HTTP, NFS и т.п.); 6 - интерактивный обмен данными (telnet, X); 7 -

    системные данные или данные управления сетью (SNMP, RIP и т.п.). Поле

    "метка потока" предполагается использовать для оптимизации маршрутизации

    пакетов. В IPv6 вводится понятие потока, который состоит из пакетов. Пакеты

    потока имеют одинаковый адрес отправителя и одинаковый адрес получателя и

    ряд других одинаковых опций. Подразумевается, что маршрутизаторы будут

    способны обрабатывать это поле и оптимизировать процедуру пересылки

    пакетов, принадлежащих одному потоку. В настоящее время алгоритмы и способы

    использования поля "метка потока" находятся на стадии обсуждения. Поле

    длины пакета определяет длину следующей за заголовком части пакета в

    Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9


    Приглашения

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хореографического искусства в рамках Международного фестиваля искусств «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хорового искусства в АНДОРРЕ «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»




    Copyright © 2012 г.
    При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.