КОНСПЕКТ_ЛЕКЦИЙ_Сети_и_телекоммуникации (Конспект лекции), страница 8
Описание файла
Документ из архива "Конспект лекции", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "сети и телекоммуникации (сит)" из 2 семестр, которые можно найти в файловом архиве НИУ «МЭИ» . Не смотря на прямую связь этого архива с НИУ «МЭИ» , его также можно найти и в других разделах. .
Онлайн просмотр документа "КОНСПЕКТ_ЛЕКЦИЙ_Сети_и_телекоммуникации"
Текст 8 страницы из документа "КОНСПЕКТ_ЛЕКЦИЙ_Сети_и_телекоммуникации"
Преобразование адресов выполняется путем поиска в таблице. Эта таблица, называемая ARP-таблицей, хранится в памяти и содержит строки для каждого узла сети. В двух столбцах содержатся IP- и Ethernet-адреса.
Если требуется преобразовать IP-адрес в Ethernet-адрес, то ищется запись с соответствующим IP-адресом. Ниже приведен пример упрощенной ARP-таблицы.
Табл.4.1.
Пример ARP-таблицы
IP-адрес | Ethernet-адрес (МАС) |
223.1.2.1 223.1.2.3 | 08:00:39:00:2F:C3 08:00:5A:21:A7:22 |
Принято все байты 4-байтного IP-адреса записывать десятичными числами, разделенными точками. При записи 6-байтного Ethernet-адреса каждый байт указывается в 16-ричной системе и отделяется двоеточием.
ARP-таблица необходима потому, что IP-адреса и Ethernet-адреса выбираются независимо, и нет какого-либо алгоритма для преобразования одного в другой. IP-адрес выбирает менеджер сети с учетом положения машины в сети Internet. Если машину перемещают в другую часть сети Internet, то ее IP-адрес должен быть изменен. Ethernet-адрес выбирает производитель сетевого интерфейсного оборудования из выделенного для него по лицензии адресного пространства. Когда у машины заменяется плата сетевого адаптера, то меняется и ее Ethernet-адрес.
4.4. Порядок преобразования адресов в ARP- таблице
Рассмотрим работу протокола ARP на примере передачи данных в ЛВС, содержащих станции A, B, C (см. рис. 4.2) соединенных каналом связи и использующим технологию Ethernet.
В примере ARP- таблица станции А имеет вид , представленный в табл. 4.1
Рис.4.2 Схема фрагмента сети (пример)
Рассмотрим процедуру выполнения протокола ARP станцией А (см. рис.4.3) для ситуации, когда ей известен IP-адрес станции В, но не известен МАС-адрес станции В.
Рис.4.3 Процедура выполнения протокола ARP станцией А
1. В ходе обычной работы сетевая программа, например такая как TELNET, отправляет прикладное сообщение, пользуясь транспортными услугами TCP. Модуль TCP посылает соответствующее транспортное сообщение через модуль IP. В результате составляется IP-пакет, который должен быть передан драйверу Ethernet станции А. IP-адрес (221.1.2.2) места назначения (станция В) известен прикладной программе, модулю TCP и модулю IP. Необходимо на его основе найти (МАС)Ethernet-адрес места назначения (станции В).
2. Для определения искомого Ethernet-адреса используется ARP-таблица. Она заполняется автоматически модулем ARP, по мере необходимости.
Проверятся: «есть ли в ARP-таблице запись места назначения - (МАС)Ethernet-адрес соответствующий требуемому IP-адресу». Если есть, то переходим к п.9. Если нет, то переходим к п.3.
3. По сети передается широковещательный ARP-запрос в форме кадра Ethernet (см. рис. 3.1). В заголовке кадра:
- в поле Адрес получателя заносится FF:FF:FF:FF:FF:FF- признак широковещательного запроса;
- в поле Адрес отправителя заносится 08:00:39:00:2F:C3 - МАС-адрес станции А.
В поле Данные кадра Ethernet записываются данные в формате сообщения ARP (см. рис. 4.2) и для рассматриваемого примера имеющие следующие значения (см. рис. 4.4)
| 0 7 | 8 15 | 16 24 | 25 31 |
1 | Тип сети 1 | Тип протокола 0800 | ||
2 | Длина аппаратного адреса 6 | Длина сетевого адреса 4 | Тип операции 6 | |
3 | Аппаратный адрес отправителя 08:00:39:00:2F:C3 | |||
4 | +Аппаратный адрес отправителя (16 бит) | IP-адрес отправителя 223.1.2.1 | ||
5 | + IP-адрес отправителя | Аппаратный адрес получателя FF:FF:FF:FF:FF:FF | |||
7 | IP-адрес получателя 223.1.2.2 |
Рис. 4.4 Формат ARP - запроса для рассматриваемого примера
4. Исходящий IP-пакет ставится в очередь.
5 Каждый сетевой адаптер принимает широковещательные передачи. Все драйверы Ethernet проверяют поле типа в принятом Ethernet-кадре и передают ARP-пакеты модулю ARP. ARP-запрос можно интерпретировать так: "Если ваш IP-адрес совпадает с указанным, то сообщите мне ваш Ethernet-адрес".
6. Каждый модуль ARP проверяет поле искомого IP-адреса получателя в полученном ARP-пакете и, если адрес совпадает с его собственным IP-адресом, то посылает ответ прямо по Ethernet-адресу отправителя запроса.
В заголовке кадра:
- в поле Адрес получателя заносится 08:00:39:00:2F:C3 - МАС-адрес станции А;
- в поле Адрес отправителя заносится 08:00:28:00:38:А9 - МАС-адрес станции В.
В поле Данные кадра Ethernet записываются данные в формате сообщения ARP (см. рис. 4.2) и для рассматриваемого примера имеющие следующие значения (см. рис. 4.5)
| 0 7 | 8 15 | 16 24 | 25 31 |
1 | Тип сети 1 | Тип протокола 0800 | ||
2 | Длина аппаратного адреса 6 | Длина сетевого адреса 4 | Тип операции 6 | |
3 | Аппаратный адрес отправителя 08:00:28:00:38:А9 | |||
4 | +Аппаратный адрес отправителя (16 бит) | IP-адрес отправителя 223.1.2.2 | ||
5 | + IP-адрес отправителя | Аппаратный адрес получателя 08:00:39:00:2F:C3 | |||
7 | IP-адрес получателя 223.1.2.1 |
Рис. 4.5 Формат ARP - ответа для рассматриваемого примера
ARP-ответ можно интерпретировать так: "Да, это мой IP-адрес, ему соответствует такой-то Ethernet-адрес". Пакет с ARP-ответом выглядит примерно так:
7. Этот ответ получает станция А, сделавшая ARP-запрос. Драйвер этой станции проверяет поле типа в Ethernet-кадре и передает ARP-пакет модулю ARP. Модуль ARP анализирует ARP-пакет и добавляет запись в свою ARP-таблицу.
Обновленная таблица выглядит следующим образом:
Табл.4.4
ARP-таблица после обработки ответа
IP-адрес | Ethernet-адрес (МАС) |
223.1.2.1 223.1.2.2 223.1.2.3 | 08:00:39:00:2F:C3 08:00:28:00:38:A9 08:00:5A:21:A7:22 |
Новая запись в ARP-таблице появляется автоматически, спустя несколько миллисекунд после того, как она потребовалась.
8. Для поставленного на шаге 3 в очередь исходящего IP-пакета выполняется с использованием обновленной ARP-таблицы преобразование IP- адреса в Ethernet-адрес.
9. Сформированный Ethernet-кадр передается по сети.
Если с помощью ARP-таблицы не удается сразу осуществить преобразование адресов, то IP-пакет ставится в очередь, а необходимая для преобразования информация получается с помощью запросов и ответов протокола ARP, после чего IP-пакет передается по назначению.
Если в сети нет машины с искомым IP-адресом, то ARP-ответа не будет и не будет записи в ARP-таблице. Протокол IP будет уничтожать IP-пакеты, направляемые по этому адресу. Протоколы верхнего уровня не могут отличить случай повреждения сети Ethernet от случая отсутствия машины с искомым IP-адресом.
Некоторые реализации IP и ARP не ставят в очередь IP-пакеты на то время, пока они ждут ARP-ответов. Вместо этого IP-пакет просто уничтожается, а его восстановление возлагается на модуль TCP или прикладной процесс, работающий через UDP. Такое восстановление выполняется с помощью таймаутов и повторных передач. Повторная передача сообщения проходит успешно, так как первая попытка уже вызвала заполнение ARP-таблицы.
Следует подчеркнуть, что каждая станция имеет собственную ARP-таблицу для каждого своего сетевого интерфейса.
4.5 Протокол RARP
Протокол RARP (Reverse Address Resolution Protocol — Обратный протокол преобразования адресов) — протокол сетевого уровня модели OSI, выполняет обратное отображение адресов, то есть для любого отправителя преобразует его физический МАС-адрес в IP-адрес. RARP является дополнением к ARP, и описан в RFC 903.
Протокол применяется во время загрузки узла (например компьютера - «тонкого клиента»), когда он посылает групповое сообщение-запрос со своим физическим МАС-адресом.
Под термином «тонкий клиент» подразумевается достаточно широкий с точки зрения системной архитектуры ряд устройств и программ, которые объединяются общим свойством: возможность работы в терминальном режиме. Таким образом, для работы тонкого клиента необходим терминальный сервер. Этим тонкий клиент отличается от толстого клиента, который, напротив, производит обработку информации независимо от сервера, используя последний в основном лишь для хранения данных.
Кроме общего случая, следует выделить аппаратный тонкий клиент (например, Windows- и Linux-терминалы) — специализированное устройство, принципиально отличное от ПК. Аппаратный тонкий клиент не имеет жёсткого диска, использует специализированную локальную ОС (одна из задач которой организовать сессию с терминальным сервером для работы пользователя), не имеет в своём составе подвижных деталей, выполняется в специализированных корпусах с полностью пассивным охлаждением.