tanenbaum_seti_all.pages (525408), страница 132
Текст из файла (страница 132)
То есть пакет разбивается на элементарные фрагменты одинакового Размера плюс довесок, который может быть только короче всех остальных, Для пущей эффективности межсетевой пакет может содержать несколько фрагментов. Межсетевой заголовок должен содержать номер исходного пакета и номер (первого) элементарного фрагмента, содержащегося в нем. Как обычно, в заголовке должен содержаться признак конца исходного пакета. Такой подход требует включения в заголовок межсетевого пакета двух полей; порядкового номера исходного пакета и порядкового номера фрагмента. Есть вполне очевидный компромисс между размером элементарного фрагмента и числом бит номера фрагмента.
Поскольку размер элементарного пакета выбирается таким образом, что он может пройти по любой сети, дальнейшая фрагментация межсетевого пакета не составляет проблемы. Последним пределом является элементарный фрагмент размером с бит или байт, при этом номер фрагмента, содержащийся в заголовке пакета, превращается в смешение до этого бита или байта (рис. 5.45).
Сетевой уровень в Интернете 496 Номар первого элементарною фрагмента е атом пакете Ном пакета Заголовок Заголовок Заголовок Заголовок Заголоеок Заголовок Рис. 6.46. Фрагментация при элементарном размере 1 байт: исходный пакет, содержащий 10 байт данных (а); фрагменты после прохождения через сеть с максимальным размером 8 байт (б); фрагменты после прохождения через шлюз размером 8 (е) Некоторые межсетевые протоколы развивают этот метод дальше и рассматривают всю передачу по виртуальному каналу как один гигантский пакет, так что каждый фрагмент содержит абсолютный номер первого байта фрагмента. Сетевой уровень в Интернете Прежде чем начинать рассматривать особенности реализации сетевого уровня в интернет-технологиях, неплохо было бы вспомнить принципы, которые были основополагающими в прошлом, при его разработке, и которые обеспечили сегодняшний успех. В наше время люди все чаще преггебрегают ими.
Между тем эти принципы пронумерованы и включены в документ Кг С 1958, с которым полезно ознакомиться (а для разработчиков протоколов оп должен быть просто обязательным для прочтения, с экзаменом в конце). Этот документ сильно перекликается с идеями, которые можно найти в книгах (С!аг)г, 1988; Яа!ггег и др., 1984). Далее мы приведем 10 основных принципов, начиная с самых главных. 1. Убедитесь в работоспособности. Нельзя считать разработку (илн стандарт) законченной, пока не проведен ряд успешных соединений между прототипами.
Очень часто разработчики сначала пишут тысячестраничное описание стандарта, утверждают его, а потом обнаруживается, что он еще очень сырой или вообще неработоспособен. Тогда пишется версия 1.1 стандарта. Так бывает, но так быть не должно. 496 Глава б. Сетевой уровень 2. Упрощайте. Если есть сомнения, всегда самый простой выбор является самым лучшим.
Уильям Оккам (%111!аш Оссаш) декларировал этот принцип еще в Х1Ъ' веке («бритва Оккама»). Его можно выразить следующим образом: «Борись с излишес»явами». Если какое-то свойство не является абсолютно необходимым, забудьте про него, особенно если такого же эффекта можно добиться комбинированием уже имеющихся свойств. 3. Всегда делайте четкий выбор. Если есть несколько способов реализации одного и того же, необходимо выбрать один из них. Увеличение количества способов — это порочный путь. В стандартах часто можно встретить несколько опций, режимов или параметров.
Почему так получается? Лишь потому, что при разработке было несколько авторитетных мнений на тему того, что явля- ется наилучшим. Разработчики должны избегать этого и сопротивляться по добным тенденциям. Надо просто уметь говорить «Нет». Используйте модульный принцип. Этот принцип напрямую приводит к идее стеков протоколов, каждый из которых работает на одном из независимых уровней.
Таким образом, если обстоятельства складываются так, что необхо- димо изменить один из модулей или уровней, то это не приводит к необходи- мости других частей системы. 5. Предполагайте разнородность. В любой большой сети могут сосуществовать различные типы оборудования, средства передачи данных и различные при- ложения. Сетевая технология должна быть достаточно гибкой, простой и обоб щенной, чтобы работать в таких условиях. Избегайте статичности свойств и параметров.
Если есть какие-то обязатель- ные параметры (например, максимальный размер пакета), то лучше заставить отправителя и получателя договариваться об их конкретных значениях, чем жестко закреплять их. Проект должен быть хорошим„но он не может быть идеальным. Очень час- то разработчики создают хорошие проекты, но не могут предусмотреть какие- нибудь причудливые частные случаи.
Не стоит портить то, что сделано хорошо и работает в большинстве случаев. Вместо этого имеет смысл переложить все бремя ответственности за «улучшения» проекта на тех, кто предъявляет свои странные требования. Тщательно продумывайте отправку данных, но будьте снисходительны при приеме данных. Другими словами, посылайте пакеты, только убедившись в том, что они полностью соответствуют всем требованиям стандартов.
При этом надо иметь в виду, что приходящие пакеты не всегда столь идеальны и их то же нужно обрабатывать. 9. 10. Продумайте масштабируемость. Если в системе работают миллионы хостов и миллиарды пользователей, о централизации можно забыть. Нагрузка должна быть распределена максимально равномерно между имеющимися ресурсами. Помните о производительности и цене. Никого не заинтересует сеть низко- производительная или дорогостоящая. Теперь перейдем от общих принципов к деталям построения сетевого уровня Интернета.
На сетевом уровне Интернет можно рассматривать как набор подсе- Сетевой уровень в Интернете 497 Ееропейская магистрель Магистраль Выделенные линии а Азию Выделенная !Р маркерная шина ~Р Еззегпе~ Локальная сеть Рис. 5.4б. Интернет представляет собой набор соединенных друго другом сетей тей или автономных систем, соединенных друг с другом. Структуры как таковой Интернет не имеет, но все же есть несколько магистралей. Они собраны из высокопроизводительных линий и быстрых маршрутизаторов. К магистралям присоединены региональные сети (сети среднего уровня), с которыми, в свою очередь, соединяются локальные сети многочисленных университетов, компаний н провайдеров.
Схема этой квазииерархической структуры показана на рис. 5.46. Вся эта конструкция ксклеиваетсяз благодаря протоколу сетевого уровня, 1Р (1псегпес Ргососо! — протокол сети Интернет). В отличие от большинства ранних протоколов сетевого уровня, 1Р с самого начала разрабатывался как протокол межсетевого обмена. Вот как можно описать данный протокол сетевого уровня: его работа заключается в приложении максимума усилий (тем не менее, без всяких гарантий) по транспортировке дейтаграмм от отправителя к получателю независимо от того, находятся эти машины в одной и той же сети или нет.
Соединение в сети Интернет представляет собой следующее. Транспортный уровень берет поток данных и разбивает его на дейтаграммы. Теоретически размер каждой дейтаграммы может достигать 64 Кбайт, однако на практике они обычно не более 1500 байт (укладываются в один кадр ЕгЬегпег). Каждая дейтаграмма пересылается по Интернету, возможно, разбиваясь при этом на более мелкие фрагменты, собираемые сетевым уровнем получателя в исходную дейтаграмму. Затем эта дейтаграмма передается транспортному уровню, вставляющему ее во входной поток получающего процесса. На рис. 5.46 видно, что пакет, посланный хостом 1, пересечет на своем пути шесть сетей, прежде чем доберется до хоста 2. На практике промежуточных сетей оказывается гораздо больше. 498 Глава б.
Сетевой уровень Протокол 1Р Начнем изучение сетевого уровня Интернета с формата 1Р-дейтаграмм. 1Р-дейтаграмма состоит из заголовка и текстовой части, Заголовок содержит обязательную 20-байтную часть, а также необязательную часть переменной длины. Формат заголовка показан на рис. 5.47. Он передается слева направо, то есть старший бит поля Верпзл передается первым. (В процессоре 5РАКС байты располагаются слева направо, в процессоре Реп11пш — наоборот, справа налево.) На машинах, у которых старший байт располагается после младшего, как, например, у семейства процессоров корпорации 1пге1, требуется программное преобразование как при передаче, так и при приеме. 32 бита Необязательная часть (О или более слов) Рис. З.47. Заголовок! Р-дейтаграммы!Рк4 Поле Версия содержит версию протокола, к которому принадлежит дейтаграмма.
Включение версии в каждую дейтаграмму позволяет использовать разные версии протокола на разных машинах. Дело в том, что с годами протокол изменялся, и на одних машинах сейчас работают новые версии, тогда как на других продолжают использоваться старые. Сейчас происходит переход от версии 1ру4 к версии 1рч6. Он длится уже много лет, и не похоже, что скоро завершится (1)цгапг), 2001; %111аЫга, 2002; Маак)1пйгоп и СЬапя, 2002). Некоторые даже считают, что это не произойдет никогда (Юе|зег, 2001). Что касается нумерации, то ничего странного в ней нет, просто в свое время существовал мало кому известный экспериментальный протокол реального масштаба времени 1Ру5. Длина заголовка является переменной величиной, для хранения которой выделено поле 187.
(информация в нем представлена в виде 32-разрядных слов) Минимальное значение длины (при отсутствии необязательного поля) равно 5 Максимальное значение этого 4-битового поля равно 15, что соответствует заголовку длиной 60 байт, таким образом, максимальный размер необязательного поля равен 40 байтам. Для некоторых приложений, например, для записи маршрута, по которому должен быть переслан пакет, 40 байт слишком мало.
В данном случае дополнительное поле оказывается бесполезным. Сетевой уровень в Интернете 499 Поле Тип службы — единственное поле, смысл которого с годами несколько изменился. Оно было (впрочем, и до сих пор) предназначено для различения классов обслуживания. Возможны разные комбинации надежности и скорости. для оцифрованного голоса скорость доставки важнее точности. При передаче файла, наоборот, передача без ошибок важнее быстрой доставки, Изначально 6-разрядное поле Тип службы состояло из трехразрядного поля ргесег!енсе и трех флагов — Р, Т и Я.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
