tanenbaum_seti_all.pages (525408), страница 137
Текст из файла (страница 137)
Как же ХАТ- блок узнает, каким внутренним адресом заменить общий адрес компапииу Вот в этом и состоит главная проблема использования трансляции сетевых адресов. Если бы в заголовке 1Р-пакета было свободное поле, его можно было бы использовать для запоминания адреса того, кто посылал запрос. Но в заголовке остается неиспользованным всего один бит, В принципе, можно было бы создать такое поле для истинного адреса источника, но это потребовало бы изменения 1Р-кода иа всех машинах по всему Интернету.
Это ве лучший выход, особенно если мы хотим найти быстрое решение проблемы нехватки 1р-адресов. На самом деле произошло вот что. Разработчики МАТ подметили, что большая часть полезной нагрузки 1Р-пакетов — это либо ТСР, либо ППР. Когда мы будем в главе 6 рассматривать ТСР и ПОР, мы увидим, что оба формата имеют заголовки, содержащие номера портов источника и приемника. Далее мы обсудим, что значит порт ТСР, по надо иметь в виду, что с портами 11ПР связана точно такая же история. Номера портов представляют собой 16-разрядные целые числа, показывающие, где начинается и где заканчивается ТСР-соединеиие.
Место хРанения номеров портов используется в качестве поля, необходимого для работы ХАТ, Когда процесс желает установить ТСР-соедииеиие с удаленным процессом, ои связывается со свободным ТСР-портом иа собственном компьютере.
Этот порт становится портом источника, который сообщает ТСР-коду информацию о том, куда направлять пакеты данного соединения. Процесс также определяет порт назначения. Посредством порта назначения сообщается, кому отдать пакет иа Удаленной стороне. Порты с 0 по 1023 зарезервироваиы для хорошо известных сервисов. Например, 80-й порт используется веб-серверами, соответственно, на иих могут ориентироваться удаленные клиенты. Каждое исходящее сообщение Сетевой уровень в Интернете 613 ТСР содержит информацию о порте источника и порте назначения.
Вместе они служат для идентификации процессов на обоих концах, использующих соединение. Проведем аналогию, которая несколько прояснит принцип использования портов. Допустим, у компании есть один общий телефонный номер. Когда люди набирают его, они слышат голос оператора, который спрашивает, с кем именно они хотели бы соединиться, и подключают их к соответствующему добавочному телефонному номеру. Основной телефонный номер является аналогией 1Р-адреса компании, а добавочные на обоих концах аналогичны портам. Для адресации портов используется 16-битное поле, которое идентифицирует процесс, получающий входящий пакет.
С помощью поля Порт источника мы можем решить проблему отображения адресов. Когда исходящий пакет приходит в ХАТ-блок, адрес источника вида 10х.ух заменяется настоящим 1Р-адресом. Кроме того, поле Порт источника ТСР заменяется индексом таблицы перевода ХАТ-блока, содержащей 65 536 записей. Каждая запись содержит исходный 1Р-адрес и номер исходного порта. Наконец, пересчитываются и вставляются в пакет контрольные суммы заголовков ТСР и 1Р, Необходимо заменять поле Порт источника, потому что машины с местными адресами 10,0.0.1 и 10.0.0.2 могут случайно пожелать воспользоваться одним и тем же портом (5000-м, например). Так что для однозначной идентификации процесса отправителя одного поля Порт источника оказывается недостаточно. Когда пакет прибывает на 11АТ-блок со стороны провайдера, извлекается значение поля Порт источника заголовка ТСР.
Оно используется в качестве индекса таблицы отображения МАТ-блока. По найденной в этой таблице записи определяются внутренний 1Р-адрес и настоящий Порт источника ТСР. Эти два значения вставляются в пакет. Затем заново подсчитываются контрольные суммы ТСР и 1Р. Пакет передается на главный маршрутизатор компании для нормальной доставки с адресом вида 10ху.г. В случае применения А1)51 или кабельного Интернета трансляция сетевых адресов может применяться для облегчения борьбы с нехваткой адресов. Присваиваемые пользователям адреса имеют вид 10х.у.г.
Как только пакет покидает пределы владений провайдера н уходит в Интернет, оп попадает в ХАТ-блок, который преобразует внутренний адрес в реальный 1Р-адрес провайдера. На обратном пути выполняется обратная операция. В этом смысле для всего остального Интернета провайдер со своими клиентами, использующими АПЯ1. и кабельное соединение, представляется в виде одной большой компании.
Хотя описанная выше схема частично решает проблему нехватки 1Р-адресов многие приверженцы 1Р рассматривают ХАТ как некую заразу, распространяющуюся по Земле. И их можно понять. Во-первых, сам принцип трансляции сетевых адресов никак не вписываегся в архитектуру 1Р, которая подразумевает, что каждый 1Р-адрес уникальным обРазом идентифицирует только одну машину в мире. Вся программная структура Интернета построена на использовании этого факта. При трансляции сетевых адресов получается, что тысячи машин могут (и так происходит в действительности) иметь адрес 10.0.0.1. 514 Глава 6.
Сетевой уровень Во-вторых, ХАТ превращает Интернет из сети без установления соединения в нечто подобное сети, ориентированной на соединение. Проблема в том, что ХАТ- блок должен поддерживать таблицу отображения для всех соединений, проходящих через него. Запоминать состояние соединения — дело сетей, ориентированных на соединение, но никак не сетей без установления соединений.
Если ХАТ- блок ломается и теряются его таблицы отображения, то про все ТСР-соединения, проходящие через него, можно забыть. При отсутствии трансляции сетевых адресов выход из строя маршрутизатора не оказывает никакого эффекта на деятельность ТСР. Отправляющий процесс просто выжидает несколько секунд и посылает заново все неподтвержденные пакеты. При использовании ХАТ Интернет становится таким же восприимчивым к сбоям, как сеть с коммутацией каналов. В-третьих, ХАТ нарушает одно из фундаментальных правил построения многоуровневых протоколов: уровень Й не должен строить никаких предположений относительно того, что именно уровень й+ 1 поместил в поле полезной нагрузки. Этот принцип определяет независимость уровней друг от друга. Если когда-нибудь на смену ТСР придет ТСР-2, у которого будет другой формат заголовка (например, 32-битная адресация портов), то трансляция сетевых адресов потерпит фиаско.
Вся идея многоуровневых протоколов состоит в том, чтобы изменения в одном из уровней никак не могли повлиять на остальные уровни. ХАТ разрушает эту независимость. В-четвертых, процессы в Интернете вовсе не обязаны использовать только ТСР или (Л)Р. Если пользователь машины А решит придумать новый протокол транспортного уровня для общения с пользователем машины В (это может быть сделано, например, для какого-нибудь мультимедийного приложения), то ему придется как-то бороться с тем, что ХАТ-блок не сможет корректно обработать поле Лорт источника ТСР. В-пятых, некоторые приложения вставляют 1Р-адреса в текст сообщений. Получатель извлекает их оттуда и затем обрабатывает. Так как ХАТ не знает ничего про такой способ адресации, он не сможет корректно обработать пакеты, и любые попытки использования этих адресов удаленной стороной приведут к неудаче.
Протокол передачи файлов, РТР (Е51е Тгапз1ег Ргогосо1), использует именно такой метод и может отказаться работать при трансляции сетевых адресов, сслн только не будут приняты специалыпяе меры. Протокол интернет-телефонии Н.323 (мы будем изучать его в главе 7) также обладает подобным свойством. Можно улучшить метод ХАТ н заставить его корректно работать с Н.323, но невозможно же дорабатывать его всякий раз, когда появляется новое приложение. В-шестых, поскольку поле Пора источника является 16-разрядным, то на один !Р-адрес может быть отображено примерно 65 536 местных адресов машин.
На самом деле это число несколько меныпе: первые 4096 портов зарезервированы для служебных нужд. В общем, если есть несколько 1Р-адресов, то каждый из них может поддерживать до 61 440 местных адресов. Эти и другие проблемы, связанные с трансляцией сетевых адресов, обсуждаются в КРС 2993. Обычно противники использования ХАТ говорят, что решение проблемы нехватки 1Р-адресов путем создания временной уродливой заплатки Сетевой уровень в Интернете 515 только мешает процессу настоящей эволюции, заключающемуся в переходе на 1Рч6. Поэтому )ч!АТ вЂ” зто не добро, а зло для Интернета. Управляющие протоколы Интернета Помимо протокола 1Р, используемого для передачи данных, в Интернете есть не- сколько управляющих протоколов, применяемых на сетевом уровне, к которым относятся 1СМР, АКР, КАКР, ВООТР и ПНСР.
В данном разделе мы рассмот- рим их все по очереди. 1СМР— протокол управляющих сообщений Интернета За работой Интернета следят маршрутизаторы. Когда случается что-то неожиданное, о происшествии сообщается по протоколу 1СМР (1пгегпес Сопгго! Меззаяе Ргогосо! — протокол управляющих сообщений Интернета), используемому также для тестирования Интернета. Протоколом 1СМР определено около дюжины типов сообщений. Наиболее важные из них приведены в табл. 5.8. Каждое 1СМР-сообшение вкладывается в 1Р-пакет.
Таблица В.В. Основные типы !СМР-сообщений Тип оообщения Описание Сообщение АДРЕСАТ НЕДОСТУПЕН используется, когда подсеть или маршрутизатор не могут обнаружить пункт назначения или когда пакет с битом Х)Р (не фрагментировать) не может быть доставлен, так как путь ему преграждает сеть с маленьким размером пакетов. Сообщение ВРЕМЯ ИСТЕКЛО посылается, когда пакет игнорируется, так как его счетчик уменьшился до нуля. Это событие является признаком того, что пакеты двигаются по замкнутым контурам, что имеется большая перегрузка или установлено слишком низкое значение таймера. Сообщение ПРОБЛЕМА ПАРАМЕТРА указывает на то, что обнаружено неверное значение в поле заголовка. Это является признаком наличия ошибки в программном обеспечении хоста, отправившего этот пакет, или промежуточного маршрутизатора. Сообщение ГАШЕНИЕ ИСТОЧНИКА ранее использовалось для усмирения хостов, которые отправляли слишком много пакетов.
Хост, получивший такое сообщение, Адресат недоступен Время истекло Проблема о параметром Гашение источника Переадресовать Запрос отклика Отклик Запрос временного штампа Отклик с временным штампом Пакет не может быть доставлен Время жизни пакета упало до нуля Неверное поле заголовка Сдерживающий пакет Научить маршрутизатор географии Спрооить машину, жива ли она Да, я жива То же, что и Запрос отклика, но с временным штампом То же, что и Отклик, но с временным штампом 616 Глава В. Сетевой уровень должен был снизить обороты.
В настояшсе время подобное сообщение редко используется, так как при возникновении перегрузки полобныс пакеты только подливают масла в огонь, еше больше загружая сеть. Теперь борьба с перегрузкой в Интернете осуществляется в основном на транспортном уровне. Это будет подробно обсуждаться в главе 6, Сообщение ПЕРЕАДРЕСОВАТЬ посылается хосту, отправившему пакет, когда маршрутизатор замечает, что пакет адресован неверно. Сообщения ЗАПРОС ОТКЛИКА и ОТКЛИК посылаются, чтобы определить, достижим ли и жив ли конкретный адресат, Получив сообщение ЗАПРОС ОТКЛИКА, хост должен отправить обратно сообщение ОТКЛИК. Сообщения ЗАПРОС ВРЕМЕННОГО ШТАМПА и ОТКЛИК С ВРЕМЕННЫМ ШТАМПОМ имеют то же назначение, но при этом в ответе проставляется время получения сообщения и время отправления ответа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
