Лекции 2010-го года (1130544), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Локальные адреса для использования в пределах сегмента (вверху) илокальной сети (внизу)Протокол IPv6 предполагает также значительные улучшения при работе в локальной сети.Единый протокол NDP (Neighbor Discovery Protocol - протокол распознавания соседей)заменяет используемые в IPv4 протоколы ARP, ICMP и значительно расширяет ихфункциональные возможности. Вместо широковещательных пакетов канального уровняпротокола ARP используются групповые сообщения (multicast), то есть адресованныевсем членам подсети, причем не на канальном, а на сетевом уровне, что должнозначительно снизить широковещательный трафик, являющийся бичом локальных сетейEthernet.
Усовершенствованы функции протокола ICMP, что облегчает работу разныхподсетей в одном физическом сегменте. Включен механизм распознавания неисправных64маршрутизаторов, что позволяет повысить устойчивость к сбоям оборудования. Вдополнение к имевшимся ранее двум типам адресации - Unicast и Multicast (доставкеуникальному получателю или группе получателей) - добавлен третий, Anycast, прикотором осуществляется доставка любому получателю из группы.Существенное отличие нового протокола от старого заключается в том, что длинаадресной части составляет 128 бит — в четыре раза больше, чем 32 бита у IPv4. Чтобыпредставить эту величину, достаточно сказать, что на каждом квадратном метреповерхности суши и моря можно разместить примерно 6,7х1023 адресов. Из заголовкапакета IP изъяты как некоторые неиспользуемые поля, что позволило сократить издержки,связанные с их обработкой, и уменьшить размер заголовка (он длиннее, чем у IPv4, всегов два раза, несмотря на учетверенный размер адресной части).Рисунок 5-58.
Адреса, построенные на основе IPv4: (а) Совместимый; (b) Для устройств,не поддерживающих IPv6На рисунке 5-59 показана структура заголовка пакета в формате Ipv6.Рисунок 5-59. Заголовок пакета IPv665Первым идет четырехбитное поле Version (Версия), его значение равно 6. Следующееполе - Priority (Приоритет) - длиной 8 бит используется для установки приоритета пакета.Приоритет увеличивается с ростом значения этого поля.
Значения 0...7 используются дляпакетов, время доставки которых не лимитировано, например, значение 1 рекомендуетсяиспользовать для новостей, 2 — для почты, 7 — для служебного трафика (SNMP,маршрутизирующие протоколы). Значения 8...15 используются для пакетов, задержкадоставки которых нежелательна, например аудио и видео в реальном времени. Далееследует поле Traffic Class, первоначально называвшееся «Flow Label», длиной 20 бит.
Онослужит для идентификации последовательности пакетов. Его значение присваивается припомощи генератора случайных чисел и имеет одинаковую величину у всех пакетов даннойпоследовательности. Следующее поле - Payload Length - содержит размер данных,следующих за заголовком, в байтах и имеет длину 16 бит. Следом расположено поле NextHeader, идентичное по назначению полю Protocol протокола IPv4 и использующее те жезначения. Восьмибитное поле Hop Limit аналогично по назначению полю Time to Live.Оно устанавливается источником согласно разумным предположениям о длине маршрута,а затем уменьшается на 1 при каждом прохождении через маршрутизатор.
При снижениизначения поля до нуля пакет снимается, как «заблудившийся». Последними идут поляадресов источника и приемника длиной 128 бит (16 байт) каждое. Адреса в стандарте IPv6имеют более сложную структуру, чем в предыдущем, при этом используются префиксыразной длины (они показаны в таблице 1).Таблица 1.НазначениеПрефиксЗарезервировано0000 0000Зарезервировано для адресов NSAP 0000 001Зарезервировано для адресов IPX 0000 010Provider-Based Unicast Address 010Зарезервировано для100Neutral-Interconnect-Based Unicast AddressesLink Local Use Addresses 1111 1110 10Site Local Use AddressesMulticast Addresses1111 1110 111111 1111В настоящее время для непосредственного использования предназначено около 15%адресов, остальные 85% зарезервированы для распределения в будущем.Специальные типы адресов предназначаются для более гибкого использования. ProviderBased Unicast Address (Выделяемый провайдером уникальный адрес) служит дляглобальной связи.
Он состоит из префикса 010, Registry Id, идентифицирующегоорганизацию, зарегистрировавшую провайдера; Provider Id, идентифицирующегопровайдера; Subscriber Id, идентифицирующего организацию-клиента, и собственноадреса. Адреса для локального использования (Link Local Use и Site Local Use)66предназначены для применения внутри одного сегмента или одной организации, т.е.пакеты с такими адресами не маршрутизируются за границы текущего сегмента илилокальной сети соответственно. Они могут быть использованы, например, приавтоматическом присвоении адресов.
Для выхода в глобальную сеть может бытьиспользована подстановка адресов по типу NAT. Если под заполнители-нули выделенодостаточно места, то организация, ранее не имевшая соединения с Интернетом, можетлегко провести замену адресов на глобальные путем конкатенации REGISTRY.Рисунок 5-60. Адресация группы абонентов (Multicast Address)ID + PROVIDER ID + SUBSCRIBER ID и локального адреса.
К специальным типамадресов также относятся адреса, совместимые с IPv4. Первый тип относится к«совместимым» адресам, которые предназначены для туннелирования пакетов IPv6 черезсуществующую инфраструктуру IPv4. Второй тип адресов отображает на IPv6подмножество адресов IPv4 для тех устройств, которые не поддерживают новыйпротокол.Широковещательный адрес благодаря использованию полей Flags и Scope может такжеиспользоваться более гибко. В четырехбитном поле Flags пока используется толькомладший бит для указания, является ли данный адрес постоянным и выделеннымсоответствующими организациями, ответственными за выдачу адресов, или используетсяединовременно. Поле Scope используется для ограничения области распространенияшироковещательных пакетов. Значения этого поля приведены в таблице 2.Таблица 2.Значение Scope Область распространения пакета0Зарезервировано1Внутри узла2Внутри сегмента5Внутри локальной сети8Внутри организации0EhГлобальная0FhЗарезервированоПри рассмотрении возможностей, предоставляемых новым протоколом, можетвозникнуть вопрос, а зачем он все-таки нужен? Большинство функций либо уже имеютсяв IPv4, либо могут быть реализованы путем доработки соответствующих протоколов.
Так,автоматическое выделение адресов производится при помощи протокола DHCP, адресныйбарьер преодолевается при помощи протокола NAT и т.д. и т.п. Однако разработка всех67необходимых заплаток для протокола IPv4 потребовала бы не меньших (а то и больших)усилий, чем создание нового протокола «с чистого листа». Разумеется, лист был не совсемчистым, поскольку вопросы совместимости и совместной работы обоих протоколовимелись в виду с самого начала проектирования. В конце концов, Интернет все равнопришел бы к кризису дефицита адресов, так что заблаговременная разработка ипостепенное внедрение протокола IPv6 были более чем уместны.Для реализации перехода на новый протокол образовалась неформальная некоммерческаяорганизация «6bone», включающая в себя более 100 организаций, в основном, сетевыхпровайдеров и университетов.
Главная задача организации - создание инфраструктуры,позволяющей транспортировать пакеты стандарта IPv6 по всей сети Интернет. Как исуществующая сегодня инфраструктура IPv4, она будет состоять из большого количествапровайдеров и локальных сетей, объединенных в единую Сеть. В настоящее время всостав 6bone входят представители 41 страны, от США, Англии и Японии до Камеруна иКазахстана.Необходимость создания такой инфраструктуры объясняется прежде всего тем, что безширокомасштабного тестирования и готовой инфраструктуры (или ее подобия)коммерческие провайдеры (и потребители, занимающиеся, в отличие от университетов, неисследованиями, а бизнесом) вряд ли будут охотно внедрять новый протокол.
Такимобразом, задачей сети 6bone не является организация параллельной инфраструктуры, а,скорее, тестирование и отработка методик взаимодействия «клиент-провайдер».Сама сеть 6bone состоит из островков-сетей, которые полностью поддерживают IPv6,соединенных виртуальными туннелями. Эти сети работают на установленном упровайдеров оборудовании, которое используется и в коммерческих целях. Согласносуществующему в настоящее время мнению, организация 6bone будет существовать дотех пор, пока будет актуальна ее основная цель - популяризация протокола IPv6.ЗаключениеИтак, сетевой уровень обеспечивает услуги для транспортного уровня.
Он можетиспользовать как виртуальные соединения, так и дейтаграммы. В любом случае основнойего задачей является маршрутизация сообщений от отправителя до получателя. В случаевиртуальных соединений маршрут прокладывается, когда устанавливается соединение, ивсе пакеты соединения следуют одним маршрутом. В случае дейтаграмм каждый пакетмаршрутизируется самостоятельно.В сетях используются разнообразные алгоритмы маршрутизации: статические алгоритмы,такие как наикратчайшего пути, лавинообразный, на основе потока.
Динамическиеалгоритмы, такие как по вектору расстояния, по состоянию канала. Важными вопросамимаршрутизации являются:••••Иерархическая маршрутизацияМаршрутизация мобильного узлаМаршрутизация при вещанииГрупповая маршрутизацияТранспортная подсеть может оказаться перегруженной. Поэтому при ее создании особоевнимание уделяется решениям, которые позволяют снизить вероятность перегрузки. Дляэтого используются методы формирования трафика, спецификации потока,68резервирования пропускной способности. Если перегрузка все же возникла, применяютсяметоды подавляющих пакетов, сброса нагрузки и другие.Организации транспортных подсетей могут существенно отличаться друг от друга.Поэтому когда их соединяют между собой, возникают дополнительные проблемы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
