Norenkov.Osnovy.Avtomatizirovannogo.Proektirovania.2002 (525024), страница 17
Текст из файла (страница 17)
е. порядковый номер первого байта в поледанных пакета, посылаемого от А к В (32);• подтверждение в виде номера следующего байта, ожидаемого от узла5(32);652. Техническое обеспечение САПР• управление (16), включающее данные о размере заголовка и ряд однобитовых признаков, например запроса на соединение, конца передаваемых данных, срочности передачи данных и т. п.;• размер окна (16), предлагаемый узлом А, т.
е. число байтов, которое можетпослать узел В до получения подтверждения от узла А;• контрольный код (16);• дополнительные признаки (16);• опции (24);• заполнитель (8);• данные.Протокол TCP является байтовым в том смысле, что каждый байт сообщения получает свой порядковый номер. Отсюда вытекает одно из ограничений на максимально допустимую в протоколе ТСРЛР пропускную способность.32Это ограничение составляет 2 байт / время жизни дейтаграммы, так как дляконкретного соединения в сети не должно одновременно существовать болееодного байта с одним и тем же номером.Еще более жесткое ограничение возникает вследствие представления размера окна 16 битами. Это ограничение заключается в том, что за время Jvпрохождения пакета от отправителя к получателю и обратно в сеть может бытьнаправлено не более 216 информационных единиц конкретного сообщения.
Поскольку обычно такой единицей является байт, то имеем (216 • 8 бит) / Tv . Так,для каналов со спутниками на геостационарных орбитах Tv составляет около0,5 с и ограничение скорости будет около 1 Мбит/с. Можно заметно увеличитьэтот предел, если в качестве информационной единицы использовать С байт(01).В протоколе TCP повторная передача пакета происходит, если в течениеоговоренного интервала времени Тт (тайм-аута) от получателя не пришло положительное подтверждение правильного приема. Обычно Tm=2t, где t— некоторая оценка времени Tv прохождения пакета в обе стороны.
Это время периодически корректируется по результату измерения Tv, а именноПопытки повторных передач пакета не могут продолжаться бесконечно, ипри превышении интервала времени, устанавливаемого в пределах 0,5 ... 2,0 мин,соединение разрывается.Поля «Размер окна» имеются в пакетах как прямого, так и обратного соединений, их значения устанавливают узлы, отсылающие пакеты, с учетом размеров буфера, имеющейся информации о перегрузке сети и т. п. Обычно дляуправления окном используют меньшее из двух значений размера окна.
Приэтом узел А может отправлять пакеты с номерами байтов не более у = k + т,если k — размер окна, а в поле «Подтверждение» последнего пришедшего отполучателя В пакета указан номер т следующего ожидаемого байта.бб2.7. Стеки протоколов и типы сетейРазмер окна регулируют следующим образом. Если сразу же послеустановления соединения выбрать завышенный размер окна, что означает разрешение посылки пакетов с высокой интенсивностью, то велика вероятностьпоявления перегрузки определенных участков сети. Поэтому используюталгоритм так называемого медленного старта.
Сначала посылается один пакети при подтверждении его приема окно увеличивается на размер одного пакета(обычно это 512 байт), т. е. теперь можно посылать два пакета. Если вновьприходит положительное подтверждение (потерь пакетов нет), то посылаетсяуже четыре пакета и т. д. Скорость растет, пока пакеты проходят успешно.При потере пакета или при приходе от протокола управления сигнала о перегрузкесети размер окна уменьшается и далее возобновляется процедура линейногороста размера окна.
Медленный старт снижает информационную скорость,особенно при пересылке коротких сообщений, поэтому стараются применятьте или иные приемы его улучшения.Протокол IPСетевой протокол IP — дейтаграммный сетевой протокол, т. е. протокол безустановления соединения. В дейтаграммных протоколах сообщение разбивается на дейтаграммы. Дейтаграмма — это пакет, передаваемый независимоот других частей одного и того же сообщения в вычислительных сетях с коммутацией пакетов.
Дейтаграммы одного и того же сообщения могут передаваться в сети по разным маршрутам и поступать к адресату в произвольнойпоследовательности, что требует дополнительных операций по сборке сообщения из дейтаграмм в узле-получателе. На внутренних участках маршрута контроль правильности передачи не предусмотрен и надежность связи обеспечивается лишь контролем в оконечном узле.К функциям протокола IP относятся фрагментация и сборка пакетов припрохождении через промежуточные сети, имеющие другие протоколы; маршрутизация, т.
е. определение пути прохождения пакета по разветвленной сети;проверка контрольного кода заголовка пакета (правильность передачи всегопакета проверяется на транспортном уровне, т. е. с помощью TCP, в оконечномузле); управление потоком — сброс дейтаграмм при превышении заданноговремени жизни.Структура дейтаграммы в IP (в скобках указано число битов):• версия протокола IP (4) (практически используются версии IPv4 и IPv6);• длина заголовка (4), т. е. число 32-битных слов в заголовке;• тип сервиса (8);• общая длина (16) информационной части пакета в байтах;• идентификация (16) — порядковый номер дейтаграммы; если вследствиеособенностей промежуточных сетей при маршрутизации требуется разделение дейтаграммы на несколько частей, то номер дейтаграммы идентифицирует принадлежность фрагмента к определенной дейтаграмме;з.672.
Техническое обеспечение САПР• место фрагмента в дейтаграмме (16), т. е. номер фрагмента, который используется при восстановлении дейтаграммы из фрагментов;• время жизни дейтаграммы в сети (8);• тип протокола (8), который используется на транспортном уровне дляобработки инкапсулированного сегмента (TCP, UDP и т. п.);• контрольный код CRC заголовка (16);• адрес источника (32);• адрес назначения (32);• опции (32);• данные (не более 65 356 байт).Приведенная структура заголовка соответствует версии протокола IP, называемой четвертой версией IPv4.
Один из недостатков этой версии — 32-битный размер адреса. Действительно, 32 бита соответствуют 2 32 « 4,3 млрд адресов, а это в связи с бурным ростом числа компьютеров в Internet уже вызываетзатруднения с распределением адресного пространства. Поэтому разработанаи постепенно вводится в действие версия IPv6, в которой применена другаяструктура заголовка и адресации.
Как частный случай, в структуре ГРуб-адреса можно разместить 1Ру4-адрес, т. е. сети с протоколами этих версий могутработать совместно. Пока (к 2002 г.) большинство доменов Internet работаетпо протоколу IPv4.Всего в 1Ру4-сети одновременно может быть 216 и 65 тыс. дейтаграмм сообщения с разными идентификаторами, т. е. за отрезок времени, равный времени жизни дейтаграммы, может быть передано не более 216 дейтаграмм.
Этоодин из факторов, ограничивающих пропускную способность сетей с протоколом IP. Действительно, при времени жизни 120 с имеем предельную скорость216/ 120 = 546 дейтаграмм в секунду, что при размере дейтаграммы до 65 тыс.байт дает ограничение скорости приблизительно в 300 Мбит/с (такое же значение одного из ограничений предельной скорости получено выше и для протокола TCP).Время жизни может измеряться как в единицах времени Т, так и в хопах Р(число пройденных маршрутизаторов).
В первом случае контроль ведется позаписанному в заголовке значению Т, которое уменьшается на единицу каждую секунду. Во втором случае каждый маршрутизатор уменьшает число Р,записанное в поле «Время жизни», на единицу. При Т = 0 или при Р = Одейтаграмма сбрасывается.Поле «Опции» рассматривается как необязательное.Адресация в TCP/IPВ протоколах TCP/IP различают два типа адресов.
На канальном уровнеиспользуют адреса, называемые физическими. Это шестибайтовые адресасетевых плат, присваиваемые изготовителем контроллеров (как уже отмечалось,каждый изготовитель вместе с лицензией на изготовление получает уникальный диапазон адресов). На сетевом уровне используют сетевые адреса, иначеназываемые виртуальными или логическими.682.7. Стеки протоколов и типы сетейРазличают понятия сетевых адреса и имени, имеющих цифровое и буквенное выражения соответственно.Сетевой адрес называют IP-адресом.
В IPv4 это четырехбайтовый код, состоящий из двух частей: адреса сети и адреса узла (заметим, что узел, имеющий IP-адрес, называют хостом). Имя характеризует пользователя. Его составляют в соответствии с доменной системой имен. Соответствие междуIP-адресом и IP-именем хоста устанавливается специальной службой имен. ВInternet это DNS (Domain Name Service), в семиуровневой модели ISO — стандарт Х.500.IP-имя, называемое также доменным именем, — удобное для человеканазвание узла или сети. Имя отражает иерархическое построение глобальныхсетей и потому состоит из нескольких частей (аналогично обычным почтовым адресам).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
