tanenbaum_seti_all.pages (525408), страница 144
Текст из файла (страница 144)
Если покрыть компьютерами всю планету, включая сушу и океаны, то протокол 1Рчб позволит иметь около 7 10" П'-адресов на квадратный метр. Кто изучал химию, может заметить, что это число болыпе числа Лвогадро. Хотя в планы разраб>отчиков не входило предоставление собственного 1Р- адреса каждой молекуле на повсрхпосги Земли, опи оказались не так уж далеко от обсспсчения такой услуги.
На практике не все адресное пространство используется эффективно, как, напРимер, не используются абсолютно все комбинации телефонных номеров Например, телефонныс номера Манхэттена (код 212) почти полностью заняты, тогда как в штатс Вайоминг (код 307) они почти нс используются. В ВГС 3194 Дыоранд (1)пгапс1) и Хуйтсма (Нщгсша) приводят свои вычисления. Утверждается, что если ориентироваться на использование телефонных номеров, то даже при самом пессимистическом сценарии все равно получается более 1000 1Р-адресов на квадратный метр поверхности Земли (включая как сушу, так и море). Сетевой уровень в Интернете 537 Дополнительные заголовки В опущенных полях заголовка иногда возникает необходимость, поэтому в протоколе 1Рчб была представлена новая концепция (необязательного) дополнительного заголовка.
На сегодня определены шесть типов дополнительных заголовков, которые перечислены в табл. 5.9. Все они являются необязательными, но в случае использования более чем одного дополнительного заголовка они должны располагаться сразу за фиксированным заголовком, желательно в указанном порядке. Таблица 9.9. Дополнительные заголовки !Рчб Дополнительный заголовок Описание Параметры маршрутизации Параметры получателя Маршрутизация Разнообразная информация для маршрутизаторов Дополнительная информация для получателя Частичный список транзитнык маршрутизаторов на пути пакета лродалжелиеег При любом более вероятном сценарии обеспечиваются триллионы адресов на квадратный метр.
Таким образом, маловероятно, что в обозримом булушсм обнаружится нехватка адресов. Также слсдуст отметить, что на сегодня только для 28 Ж адресного пространства придуманы применения. Остальные 72 Ж зарсзервир<шангя на будущее. Полезно сравнить заголовок 1Рч4 (рис. 5г!7) с заголовком !Рчб (рис. 5,58), чтобы увидеть, что осталось от старого стандарта. Поле!!г! исчезло, так как заголовок 1Рчб имеет фиксированную длину.
Поле Протокол такжс было убрано, поскольку поле Следующий заголовок сообгцаст, что следует за последним 1Р-заголовком (то есть () 1)Р- или ТСР-сегмент). Были удалены всс поля, относяпшеся к фрагментации, так как в протоколе 1Рчб используется другой подход к фрагментации. Во-первых, все хосты, поддерживающие протокол !Рчб, должны динамически определять нужньш размер дейтаграммы. Это правило делает фрагментацию маловероятной. Во-вторых, минимальный размер пакета был увеличсн с 576 до 1280, чтобы можно было передавать 1024 байт данных, плюс множество заголовков, Кроме того, когда хост посылает слишком большой 1рчб-пакет вместо того, чтобы его фрагментировать, то маршрутизатор, не способный псреслать пакет дальше, посылает обратно сообщение об ошибке.
Получив это сообщение, хост должен прекратить всю передачу этому адресату. Гораздо правильное будет научить все хосты посылать пакеты требуемого размера, нежели учить маршрутизаторы фрагмснтировать их па лету. Наконец, поле Коитролышя сумма было удалено, так как сс подсчет значительно снижает производительность. Поскольку н настоящее время все шире используются надежные линии связи, а на уровне передачи данных и на транспортном уровне подсчитываются свои контрольныс суммы, наличие еще одной контрольной суммы не стоило бы тех затрат производительности, которых требовал бы ее подсчет. В результате перечисленных удалений получился простой, быстрый и в то жс время гибкий протокол сетевого уровня с огромным адресным пространством. 538 Глава б. Сетевой уровень Таблица б.
9 (лродолжелие) Описание Дололнительныйааголовок Управление фрагментами дейтаграмм Проверка подлинности отправителя Информация о зашифрованном содержимом Фрагментация Аутентификация Шифрованные данные Рис. В.ВВ. Дололнительный заголовок для больших дейтаграмм Как и все дополнительные заголовки, он начинается с байта, означающего тип следующего заголовка. Следующий байт содержит длину дополнительного заголовка в байтах, не считая первых 8 байт, являющихся обязательными. С этого начинаются все расширения. Следующие два байта указывают, что данный параметр содержит размер дейтаграммы (код 194) в виде 4-байтового числа.
Размеры меньше 65 536 не допускаются, так как могут привести к тому, что первый же маршрутизатор проигнорирует данный пакет и отошлет обратно 1СМР-сообщенне об ошибке. Дейтаграммы, использующие подобные расширения заголовка, называются джвмбограммами (от слова «1цшЬоь, означающего нечто большое и неуклюжее). Использование джамбограмм важно для суперкомпьютерных приложений, которым необходимо эффективно передавать по Интернету гигабайты данных.
Маршрутный заголовок содержит информацию об одном нли нескольких маршрутизаторах, которые следует посетить по пути к получателю. Это очень У некоторых заголовков формат фиксированный, другие содержат переменное количество полей переменной длины. Для них каждый пункт кодируется в виде тройки (Тип, Длина, Значение). Тил представляет собой однобайтовое поле, содержащее код параметра.
Первые два бита этого поля сообщают, что делать с пакетом, маршрутизаторам, не знающим, как обрабатывать данный параметр, Возможны четыре следующих варианта: пропустить параметр, игнорировать пакет, игнорировать пакет и отослать обратно 1СМР-пакет, а также то же самое, что и предыдущий вариант, но не отсылать обратно 1СМР-пакет в случае многоадресной рассылки (чтобы один неверный многоадресный пакет не породил миллионы 1СМР-донесений). Поле Длина также имеет размер 1 байт. Оно сообшает, насколько велико значение (от О до 255 байт).
Поле Значение содержит необходимую информацию, размером до 255 байт. Заголовок параметров маршрутизации содержит информацию, которую должны исследовать маршрутизаторы на протяжении всего пути следования пакета. Пока что был определен один вариант использования этого параметра: поддержка дейтаграмм, превышающих 64 Кбайт. Формат заголовка показан на рис. 5.59. Сетевой уровень в Интернете 639 сильно напоминает свободную маршрутизацию стандарта 1рч4 тем, что указанные в списке маршрутизаторы должны быть пройдены строго по порядку, тогда как не указанные проходятся между ними.
Формат маршрутного заголовка показан на рис, 5.60. Рио. В.60. дополнительный заголовок для маршрутизации Первые четыре байта дополнительного маршрутного заголовка содержат четыре однобайтовых целых числа. Поля Следующий заголовок и Длина дополнительного заголовка были описаны ранее. В поле Тип маршрутизации описывается формат оставшейся части заголовка. Если он равен 0, это означает, что далее следует зарезервированное 32-разрядное слово, а эа ним — некоторое число адресов 1рчб. В будущем, возможно, будут по мере необходимости изобретаться какие-то новые поля.
Наконец, в поле Число оставшихся сегментов указывается, сколько адресов из списка еще осталось посетить. Его значение уменьшается при прохождении каждого адреса. Когда оно достигает нуля, пакет оставляется на произвол судьбы — никаких указаний относительно его дальнейшего маршрута не дается.
Обычно в этот момент пакет уже находится достаточно близко к месту назначения, и оптимальный маршрут очевиден, Заголовок фрагментации определяет фрагментацию способом, схожим с протоколом 1Рч4. Заголовок содержит идентификатор дейтаграммы, номер фрагмента и бнт, информирующий о том, является ли этот фрагмент последним. В отличие от 1Рч4, в протоколе 1Рчб фрагментировать пакет может только хост-источник. Маршрутизаторы фрагментировать пересылаемые пакеты не могут.
Это порывающее с философией прошлого изменение в протоколе упрощает и ускоряет работу маршрутизаторов. Как уже было сказано, маршрутизатор отвергает слишком большие пакеты, посылая в ответ 1СМР-пакет, указывающий хосту-источнику на необходимость заново передать пакет, выполнив его фрагментацию на меньшие части. Заголовок аутентификации предоставляет механизм подтверждения подлинности отправителя пакета. Шифрование данных, содержащихся в поле полезной нагрузки, обеспечивает конфиденциальность; прочесть содержимое пакета сможет только тот, для кого предназначен пакет. Для выполнения этой задачи в заголовках используются криптографические методы.
Полемика При той открытости, с которой происходил процесс разработки протокола 1рчб, и при убежденности многочисленных разработчиков в собственной правоте не- 540 Глава 5. Сетевой уровень удивительно, что многие решения принимались в условиях весьма жарких дискуссий, О некоторых из них б>удст рассказано далее. Все кровавые подробности описаны в соответству>ощих ВЕС, О спорах по поводу длины поля адреса уже упоминалось. В результате было принято компромиссное решение: 16-байтовые адреса фиксированной длины.
Другое сражение разгорелось из-за размера поля Максимальное количество транзитных участков. Один из противостоящих друг другу лагерей считал, что ограничение количества транзитных участков числом 255 (это явно следует из использования 8-битного поля) является болыпой ошибкой. В самом деле, маршруты из 32 транзитных участков уже стали обычными, а через 10 лет могут стать обычными более длинные маршруты. Сторонники этого лагеря заявляли, что использование полей адрссов огромного размера было решением дальновидным, а применение крохотных счетчиков транзитных участков — недальновидным.
Самый страшный грех, который, по их мнению, могут совершить специалисты по вычислительной технике, — это вьщслить для чего-нибудь недостаточное количество разрядов. В ответ им было заявлено, что подобные аргументы можно привести для увеличения любого поля, что приведет к разбуханию заголовка, Кроме того, назначение поля Мак>н>мальное количество транзитнык участков состоит в том, чтобы не допустить слишком долгого странствования пакетов, и 65 535 транзитных участков — это очень много.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
