А. Робачевский - Операционная система UNIX (1114671), страница 75
Текст из файла (страница 75)
6.5.Протокол IP обрабатывает каждуюкак самостоятельный объ!ект, не зависящий от других передаваемыхДляне!применимы виртуальные каналы или другие логические тракты передачи.Модули IP производят передачупо направлению к получате!лю на основании адреса, расположенного в заголовкеВы!бор пути передачи датаграммы называется маршрутизацией.В процессе обработки датаграммы протокол IP иногда вынужден выпол!нять ее фрагментацию.
Фрагментация бывает необходима, поскольку путьдатаграммы от источника к получателю может пролегать через локальныеифизические сети различной топологиии архитектуры, использующие различные размеры кадра. Например, кадрFDDI позволяет передавать датаграммы размером до 4470 октетов, в товремя как сети Ethernet накладывают ограничение в 1500 октетов.Заголовок IP!датаграммы, позволяющий модулю протокола выполнитьнеобходимую обработку данных, приведен на рис. 6.6.www.books-shop.com395Протокол IPРис. 6.6. ЗаголовокЗаголовок занимает как минимум 20 октетов управляющих данных. ПолеVersion определяет версию протокола и ее значение равно 4 (для IPv4).Поле(Internet Header Length) указывает длину заголовка в 32!битныхсловах. При минимальной длине заголовка в 20 октетов значение IHL бу!дет равно 5.
Это поле также используется для определения смещения, на!чиная с которого размещаются управляющие данные протоколов верхнегоуровня (например, заголовок TCP). Поле Type of Service определяеттребуемые характеристики обработкии может принимать сле!дующие значения:БитыPrecedence. Относительная значимость датаграммы. Этополе может использоваться рядом сетей, при этом боль!шее значение поля Precedence соответствует более при!оритетному трафику (например, при перегрузке сети мо!дуль передает только трафик со значением Precedenceвыше определенного порогового значения).Бит 3Delay. Задержка.
Значение 0 соответствует нормальнойзадержке при обработке, значение 1 — низкому значениюзадержки.Бит 4Throughput. Скорость передачи. Значение 0 соответству!ет нормальной скорости передачи, значение 1 — высокойскорости.Бит 5Reliability. Надежность. Значение 0 соответствует нор!мальной надежности, значение 1 — высокой надежности.Биты 6—7Зарезервированы для последующего использования.Поле Type of Service определяет обработку датаграммы при передачечерез различные сети от источника к получателю. В большинстве случаевможет оказаться невозможным удовлетворение сразу всех требований поwww.books-shop.com396Глава 6.сети всистеме UNIXобработке, предусмотренных полем Type of Service.
Например, удовле!творение требования низкого значения задержки, может сделать невоз!можным повышение надежности передачи. Фактическое отображение па!раметров Type of Service на процедуры обработки конкретной сети за!висит от архитектуры этой сети. Примеры возможных отображений можнонайти в RFC 795 "Service mappings".Поле Total Length содержит общий размерполя (16 бит) ограничивает максимальный размероктетами.в октетах.
Размер65535Следующее 32!битное слово используется при фрагментации и последую!щем реассемблировании датаграммы. Фрагментация необходима, напри!мер, когда датаграмма отправляется из сети, позволяющей передачу паке!тов, размер которых превышает максимальный размер пакета какой!либоиз сетей по пути следования датаграммы к получателю. В этом случае IP!модуль, вынужденный передать "большую" датаграмму в сеть с малым раз!мером кадра, должен разбить ее на несколькоменьшего разме!ра. Вообще говоря, модуль протокола должен обеспечивать возможностьфрагментации исходной датаграммы на произвольное число частей(фрагментов), которые впоследствии могут бытьполу!чателем. Получатель фрагментов отличает фрагменты одной датаграммы отдругой по полю Identification. Это поле устанавливается при форми!ровании исходной датаграммы и должно быть уникальным для каждой па!ры источник!получатель на протяжении жизни датаграммы в сети.
ПолеFragmentуказывает получателю на положение данного фрагментав исходной датаграмме.Поле Flags содержит следующие флаги:Бит 0ЗарезервированБит 1DF. Значение 0 позволяет фрагментировать датаграмму. Зна!чение 1 запрещает фрагментацию. Если в последнем случаепередача исходной датаграммы невозможна, модуль протоко!ла просто уничтожает исходную датаграмму без уведомленияБит 2MF. Значение 0 указывает, что данный фрагмент является по!следним в исходной датаграмме (в исходной датаграмме зна!чениеравно 0). Значение 1 сообщает реассемблирующемумодулю о том, что данный фрагмент исходной датаграммы непоследнийДля фрагментации датаграммы большого размера модуль протокола фор!мирует две или более новых датаграмм и копирует содержимое заголовкаисходной датаграммы в заголовки вновь созданных.
Флаг MF устанавлива!ется равным 1 для всех датаграмм, кроме последней, для которой значениеэтого флага копируется из исходной датаграммы. Данные разбиваются наwww.books-shop.comIP397необходимое число частей с сохранением 64!битной границы. Соответст!вующим образом устанавливаются значения полей Total Length иFragment O f f s e t .Получатель фрагментов, например хост, производит реассемблирование,объединяяс равными значениями четырех полей:Identification, адрес источника (Source Address), адрес получателя(Destination Address) и Protocol.
При этом положение фрагмента вобъединеннойопределяется полем FragmentСледующее поле заголовка называетсяи определяет"время жизни" датаграммы в сети. Если значение этого поля становитсяравным 0,уничтожается. Каждый модуль протокола, обрабаты!вающий датаграмму, уменьшает значение этого поля на число секунд, за!траченных на обработку. Однако поскольку обработка датаграммы в боль!шинстве случаев занимает гораздо меньшее время, a TTL все равно умень!шается на 1, то фактически это поле определяет максимальное количествохопов (число промежуточных передач через шлюзы), которое датаграммаможет совершить.
Смысл этой функции — исключить возможность засо!рения сети "заблудившимися"Поле Protocol определяет номер протокола верхнего уровня, которомупредназначена датаграмма. Значения этого поля для различных протоко!лов приведены в RFC 1700 "Assigned numbers", некоторые из них показаныв табл. 6.2.Таблица 6.2. Некоторые номера протоколовНомерПротокол1Internet Control Message Protocol,Internet Group Management Protocol,Инкапсуляция IP в IPTransmission Control Protocol, TCPUser Datagram Protocol, UDPResource Reservation Protocol, RSVPPacket Video Protocol, PVP246174675Завершает третье 32!битное слово заголовка его 16!битная контрольнаясумма/поле Header Checksum.Поля Source Address и Destination Address содержат соответственноадреса источника датаграммы и ее получателя.
Это адреса сетевого уровня,или IP!адреса, размер которых составляет 32 бита каждый.Поле Options содержит различные опции протокола, а поле Padding слу!жит для выравнивания заголовка до границы 32!битного слова.www.books-shop.comГлава 6.398сети в операционной системе UNIXАдресацияКаждый IP!адрес можно представить состоящим из двух частей: адреса(или идентификатора) сети и адреса хоста в этой сети.
Существует пятьвозможных форматов IP!адреса, отличающихся по числу бит, которые от!водятся на адрес сети и адрес хоста. Эти форматы определяют классы адре!сов, получивших названия от А до D. Определить используемый форматадреса позволяют первые три бита, как это показано на рис. 6.7.110Класс Ахостсеть!14!%16%сетьхостсетьКласс ВхостКласс С'1 1 10групповой адресКласс DРис. 6.7. Форматы IP%адресовВзаимосвязанные сети (internet), должны обеспечивать общее адресноепространство. IP!адрес каждого хоста этих сетей должен быть уникальным.На практике это достигается с использованием иерархии, заложенной вбазовый формат адреса.
Некий центральный орган отвечает за назначениеномеров сетей, следя за их уникальностью, в то время как администраторыотдельных сетей могут назначать номера хостов, также следя за уникаль!ностью этих номеров в рамках собственной сети. В итоге — каждый хостполучит уникальный адрес. В случае глобальной сети Internet уникаль!ность адресов также должна выполняться глобально.
За назначение адре!сов сетей отвечает центральная организация IANA, имеющая региональ!ные и национальные представительства. При предоставлении зарегистри!рованного адреса сети вам гарантируется его уникальность.Адреса класса А позволяют использовать 7 бит для адресации сети, ограни!чивая таким образом количество сетей этого класса числомЭтот фор!Вообще!то 7 бит позволяют адресовать 128 сетей, но адреса сетей 0 и 127 являются заре!зервированными. Это же правило для адреса сети, состоящего из всех нулей или всехединиц (в двоичном виде), справедливо и для остальных классов.www.books-shop.comIP399мат адреса напоминает формат, используемый в предтече современной гло!бальной сети Internet — сетиВ те времена мало кто мог предви!деть столь бурное развитие этих технологий и число 126 не казалось малым.Число уникальных сетей класса В значительно больше —посколькуадрес сети состоит из 14 бит.
Однако сегодня и этого недостаточно — по!этому адреса сетей этого класса больше неВ настоящее время выделяются сети класса С. Сетей такого класса вInternet может быть не более150. Но и это число сегодня нельзя на!звать большим. При этом в каждой сети класса С может находиться неболее 254 хостов.Популярность локальных сетей в середине 80!х годов и стремительныйрост числа пользователей Internet в последнее десятилетие привели к зна!чительному "истощению" адресного пространства.
Дело в том, что есливаша организация использует только четыре адреса сети класса С, то ос!тальные 250 адресов "потеряны" для сообщества Internet и использоватьсяне могут. Для более эффективного распределения адресного пространствабыла предложена дополнительная иерархия IP!адреса. Теперь адрес хостаможет в свою очередь быть разделен на две части — адрес подсети(subnetwork) и адрес хоста в подсети.Заметим, что подсети по!прежнему являются отдельными сетями для про!токола IP, требующими наличия маршрутизатора для передачи датаграммиз одной подсети в другую.Для определения фактической границы между адресом подсети и хостаиспользуется маска сети, представляющая собой 32!битное число, маски!рующее единицами (в двоичном виде) номера сети и подсети и содержа!щее нули в позициях номера хоста.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
