Лекции 2010-го года (1130544), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Однако вряде приложений бывает полезным одно и то же сообщение передать сразу несколькимполучателям. Примеры: поддержка обновления данных в реплицируемых базах данных,передача биржевой информации сразу нескольким брокерам, поддержкателеконференций.В IP-сетях групповая адресация поддерживается с помощью адресов класса D, в нем 28разрядов для адресации группы, т.е.
можно адресовать 250 миллионов групп. Припередаче сообщения группе делается все возможное, чтобы каждый член группы получилсообщение, однако это не гарантируется.Поддерживается два типа групповых адресов: постоянные и временные. Примерыпостоянных групповых адресов:••••224.0.0.1 - все системы в данной ЛВС.224.0.0.2 - все маршрутизаторы в данной ЛВС.224.0.0.5 - все OSPF-маршрутизаторы в данной ЛВС.224.0.0.6 - все выделенные OSPF-маршрутизаторы в данной ЛВС.Временные группы должны создаваться специальным образом и специальным образомудаляться.
Каждый процесс на машине может запросить аппаратуру присоединиться копределенной группе или покинуть ее. Когда последний процесс на машине покинетгруппу, то эта группа более не представлена на этом хосте. Каждый хост следит, какиегруппы на нем представлены.Групповая адресация реализуется специальным групповым маршрутизатором, которыйможет размещаться отдельно от обычного маршрутизатора. Раз в минуту каждыйгрупповой маршрутизатор рассылает через канальный уровень запрос всем хостам ЛВСуказать, каким группам принадлежат их процессы. Эти запросы и ответы на них60регулируются IGMP-протоколом (Internet Group Management Protocol), который оченьпохож на ICMP. Он описан в RFC 1112.5.5.9.
CIDR - бесклассовая маршрутизация внутри доменаПопулярность Интернета обернулась против него. Не стало хватать адресов. В 1987 годусчиталось, что 100 000 сетей - это очень много и что это число будет достигнуто не скоро.Оно было превзойдено в 1996 году. Проблема в том, что адреса выделяются классами.Многие организации не используют всего диапазона адресов, выделенного им класса.Класс В, наиболее часто используемый, слишком велик для многих организаций.
Наоснове имеющегося опыта видно, что было бы неплохо, если бы класс С имел не 256машин, а 1024.Другая проблема - взрывообразный рост таблиц маршрутизации. Маршрутизатор недолжен знать о каждой машине в сети, но должен знать о каждой сети. На сегоднявыделено полмиллиона адресов класса С, следовательно, в таблице маршрутизациидолжно быть не менее полумиллиона элементов, каждый из которых показывает, какдостичь той или иной сети.Кроме этого, многие из алгоритмов маршрутизации требуют, чтобы маршрутизаторыпериодически обменивались своими таблицами. Чем больше эти таблицы, тем большешансов, что при передаче они будут повреждены и переданы не верно.Выход - увеличение иерархии интернет-адресов.
Указывать страну, область, город, район,машину. Однако 32 бит не хватит. Кроме того, Лихтенштейн, например, будет иметьстолько же адресов, сколько и США.Таким образом, каждое решение несет свои проблемы. В настоящее время широкораспространяется решение на основе протокола CIDR, описанного в RFC 1519. Его идеяоснована на том, что на сегодня не использовано более 2 миллионов сетей класса С,поэтому по запросу организации можно выделять несколько последовательных сетейкласса С, так чтобы покрыть требуемое число машин.
Например, если организациязаявляет 2000 машин, можно выделить ей 8 последовательных сетей класса С, что даст2048 машин.В соответствии с этим были изменены правила определения места для адресов класса С.Мир был поделен на четыре зоны, и каждой зоне выделена часть адресов класса С.1.194.0.0.0 - 195.255.255.255 - Европа2.198.0.0.0 - 199.255.255.255 - Северная Америка3.200.0.0.0 - 201.255.255.255 - Центральная и Южная Америка4.202.0.0.0 - 203.255.255.255 - Азия и Тихий ОкеанТаким образом, каждый регион получил 32 миллиона адресов для раздачи, а 320миллионов адресов класса С с 204.0.0.0. по 223.255.255.255 зарезервированы на будущее.Это существенно упростило работу с таблицами маршрутизации.
Например, любоймаршрутизатор, получив адрес в диапазоне 194.0.0.0 по 195.255.255.255 знает, что егонадо переслать одному из европейских маршрутизаторов.615.5.10. IPv6Появление новой версии протокола IP (IPv6, в настоящее время используется IPv4)обусловлено целым рядом причин. Одна из основных - стремительный рост всемирнойсети Интернет. Фундаментальным принципом построения сетей на основе протокола IP,необходимым для правильной маршрутизации и доставки пакетов, является уникальностьсетевых адресов, т.е. каждый IP-адрес может принадлежать только одному устройству.
Насегодняшний день остались невыделенными около 1 400 000 000 адресов из возможных 4294 967 296, то есть примерно 30%, чего должно хватить на несколько лет, а может быть иболее. Дефицит адресов пока выражается в основном в том, что, по выражению одного изсетевых гуру, адрес класса A не смог бы получить и сам Господь Бог. Таких адресовможет существовать всего 128 (формат: 0, адрес сети - 7 бит, адрес хоста - 24 бита), нокаждый из них содержит 16 777 216 адресов. Однако появившиеся в последнее времяновые устройства для доступа в Интернет и развитие цифрового телевидения, котороесобирается превратить каждый телевизор в интернет-устройство, могут быстро исчерпатьимеющиеся запасы неиспользованных адресов.Если в компьютерных сетях для выхода в Интернет могут применяться технологии типаNAT (Network Address Translation, — преобразование сетевого адреса), при которой длявзаимодействия с окружающей средой используется всего несколько уникальных адресов,предоставляемых, возможно, провайдером, а внутри локальной сети адресация можетбыть достаточно произвольной, то для сетевого телевизора этот способ не подходит, таккак каждому устройству требуется свой уникальный адрес.Рисунок 5-54.
Заголовок пакета IPv6Кроме всего прочего, новые возможности предъявляют к протоколам сетевого уровня,каковым является IP, совершенно новые требования в части легкости получения и сменыадресов, полностью автоматического конфигурирования (представьте себе домохозяйку,настраивающую DNS своего телевизора). Если новый протокол не появитсясвоевременно, то фирмы-провайдеры начнут внедрять свои собственные, что можетпривести к невозможности гарантированного соединения «всех со всеми».
Открытыйпротокол, удовлетворяющий требованиям необходимого адресного пространства,легкости конфигурирования и маршрутизации, способный работать совместно симеющимся IPv4, поможет сохранить способность к соединению между собой любыхустройств, поддерживающих IP, при наличии новых возможностей, которые основаны наанализе использования IPv4.62Кроме того, остается еще одна проблема: уникальность адреса вовсе не означает, чтоустройство будет правильно функционировать. Адреса нужны в первую очередь не длятого, чтобы «всех пересчитать», а для правильной маршрутизации при доставке пакетов.Таким образом, для беспрепятственного роста Интернета необходимо не только наличиесвободных адресов, но и определенная методика их выделения, позволяющая решитьпроблему масштабируемости. Сведение к минимуму накладных расходов намаршрутизацию является сегодня одной из основных проблем, и ее важность будетвозрастать в дальнейшем по мере роста Сети.
Просто присвоить устройству адреснедостаточно, необходимо еще обеспечить условия для правильной маршрутизации сминимальными накладными расходами.Рисунок 5-55. Заголовок пакета IPv4 (для сравнения)В настоящее время только одна известная технология, а именно, иерархическаямаршрутизация, позволяет за счет приемлемых технических издержек обеспечитьдоставку пакетов в сети размерами с Интернет.
Технология иерархическоймаршрутизации заключается в разбиении всей сети на более мелкие подсети,маршрутизация в которых производится самостоятельно. Подсети, в свою очередь, могутразбиваться на еще более мелкие, и т.д. В результате образуется древовидная структура,причем в качестве узлов выступают маршрутизаторы, а в качестве листьев - оконечныеустройства-хосты. Путь, который проделывает пакет, передаваемый от одного листа додругого, может быть длиннее, чем при иной топологии, но зато он всегда может бытьрассчитан с наименьшими издержками.
Некоторую аналогию можно провести стелефонными номерами — первым идет код страны, за ним код города, а затемсобственно номер, состоящий, в свою очередь, из кода АТС и собственно номераабонента.История нового протокола восходит к концу 1992 года. Именно тогда IETF (InternetEngineering Task Force — рабочая группа по технической поддержке Интернет)приступила к анализу данных, необходимых для разработки нового протокола IP. К концу1994 года был утвержден рекомендательный стандарт и разработаны все необходимые дляреализации протокола вспомогательные стандарты и документы.IPv6 является новой версией старого протокола, разработанной таким образом, чтобыобеспечить совместимость и «мягкий» переход, не приуроченный к конкретной дате и нетребующий одновременных действий всех участников.
По некоторым прогнозам,совместное существование двух протоколов будет продолжаться до десяти и более лет.Учитывая то обстоятельство, что среди выделенных типов адресов IPv6 имеетсяспециальный тип адреса, эмулирующий адрес IPv4, можно ожидать относительноспокойного перехода, не сопровождающегося крупными неудобствами и неприятностями.Фактически на одном компьютере могут работать оба протокола, каждый из которыхподключается по мере необходимости.63Рисунок 5-56. Provider-Based Unicast Address - адресация единственного абонента,основанная на адресе провайдераОднако использование старых адресов не является выходом из положения, поэтомупротокол IPv6 предусматривает специальные возможности по присвоению новых адресови их замене без вмешательства (или при минимальном вмешательстве) персонала.
Дляэтого предусмотрена привязка к компьютеру не IP-адреса, а интерфейса. Сам жеинтерфейс может иметь несколько адресов, принадлежащих к трем категориям:действительный, прошлый, недействительный. При замене адреса «на лету» новый адресстановится действительным, а старый — прошлым. Все вновь осуществляемыесоединения производятся при помощи действительного адреса, но уже имеющиесяпродолжаются по прошлому адресу.
Через некоторое время, которое может быть выбранодостаточно большим, чтобы гарантировать полный разрыв всех соединений по прошломуадресу, он переходит в категорию недействительных. Таким образом, практическигарантируется автоматическая замена адреса без участия персонала. Для полностьюгарантированной автоматической замены адреса потребовалось бы внесение изменений впротоколы TCP и UDP, которые не входят в состав IP.Замена адресов осуществляется двумя способами — явным и неявным.
Явный способиспользует соответствующим образом доработанный протокол DHCP. Неявный способ нетребует наличия сервера DHCP, а использует адрес подсети, получаемый от соседей имостов. В качестве адреса хоста используется просто MAC-адрес хоста, т.е. адрес,используемый на канальном уровне. Этот способ, при всем своем изяществе, по понятнымпричинам не может присваивать адреса, совместимые с IPv4, и поэтому в переходныйпериод его применение будет ограничено. К сожалению, механизм выделения новыхадресов не затрагивает таких аспектов, как обновление базы данных DNS, адресовсерверов DNS, конфигурации маршрутизаторов и фильтров, а также тех приложений«клиент-сервер», которые используют привязку к адресу, что делает полную заменуадресов локальной сети не менее трудоемким мероприятием, чем при применении IPv4.Рисунок 5-57.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
