44502 (663319), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

мым IP-адресом.

Некоторые реализации IP и ARP не ставят в очередь IP-пакеты на то

время, пока они ждут ARP-ответов. Вместо этого IP-пакет просто уничтожа-

ется, а его восстановление возлагается на модуль TCP или прикладной про-

цесс, работающий через UDP. Такое восстановление выполняется с помощью

таймаутов и повторных передач. Повторная передача сообщения проходит

успешно, так как первая попытка уже вызвала заполнение ARP-таблицы.

Следует отметить, что каждая машина имеет отдельную ARP-таблицу для

каждого своего сетевого интерфейса.

* 5. Межсетевой протокол IP *

Модуль IP является базовым элементом технологии internet, а цент-

ральной частью IP является его таблица маршрутов. Протокол IP использует

эту таблицу при принятии всех решений о маршрутизации IP-пакетов. Содер-

жание таблицы маршрутов определяется администратором сети. Ошибки при

установке маршрутов могут заблокировать передачи.

Чтобы понять технику межсетевого взаимодействия, нужно понять то,

как используется таблица маршрутов. Это понимание необходимо для успеш-

ного администрирования и сопровождения IP-сетей.

5.1. Прямая маршрутизация

На рис.6 показана небольшая IP-сеть, состоящая из 3 машин: A, B и C.

Каждая машина имеет такой же стек протоколов TCP/IP как на рис.1. Каждый

сетевой адаптер этих машин имеет свой Ethernet-адрес. Менеджер сети дол-

жен присвоить машинам уникальные IP-адреса.

A B C

| | |

--------------o------o------o------

Ethernet 1

IP-сеть "development"

Рис.6. Простая IP-сеть

Когда A посылает IP-пакет B, то заголовок IP-пакета содержит в поле

отправителя IP-адрес узла A, а заголовок Ethernet-кадра содержит в поле

отправителя Ethernet-адрес A. Кроме этого, IP-заголовок содержит в поле

получателя IP-адрес узла B, а Ethernet-заголовок содержит в поле получа-

теля Ethernet-адрес B.

-----------------------------------------------------

| адрес отправитель получатель |

-----------------------------------------------------

| IP-заголовок A B |

| Ethernet-заголовок A B |

-----------------------------------------------------

Табл.5. Адреса в Ethernet-кадре, передающем IP-пакет от A к B

В этом простом примере протокол IP является излишеством, которое

мало что добавляет к услугам, предоставляемым сетью Ethernet. Однако

протокол IP требует дополнительных расходов на создание, передачу и обра-

ботку IP-заголовка. Когда в машине B модуль IP получает IP-пакет от

машины A, он сопоставляет IP-адрес места назначения со своим и, если

адреса совпадают, то передает датаграмму протоколу верхнего уровня.

В данном случае при взаимодействии A с B используется прямая маршру-

тизация.

5.2. Косвенная маршрутизация

На рис.7 представлена более реалистичная картина сети internet. В

данном случае сеть internet состоит из трех сетей Ethernet, на базе кото-

рых работают три IP-сети, объединенные шлюзом D. Каждая IP-сеть включает

четыре машины; каждая машина имеет свои собственные IP- и Ethernet-

адреса.

----- D -------

A B C | | | E F G

| | | | | | | | |

----o-----o-----o-----o-- | --o-----o-----o-----o---

Ethernet 1 | Ethernet 2

IP-сеть "development" | IP-сеть "accounting"

|

| H I J

| | | |

--o----o-----o-----o----------

Ethernet 3

IP-сеть "fuctory"

Рис.7. Сеть internet, состоящая из трех IP-сетей

За исключением D все машины имеют стек протоколов, аналогичный пока-

занному на рис.1. Шлюз D соединяет все три сети и, следовательно, имеет

три IP-адреса и три Ethernet-адреса. Машина D имеет стек протоколов

TCP/IP, похожий на тот, что показан на рис.3, но вместо двух модулей ARP

и двух драйверов, он содержит три модуля ARP и три драйвера Ethernet.

Обратим внимание на то, что машина D имеет только один модуль IP.

Менеджер сети присваивает каждой сети Ethernet уникальный номер,

называемый IP-номером сети. На рис.7 IP-номера не показаны, вместо них

используются имена сетей.

Когда машина A посылает IP-пакет машине B, то процесс передачи идет

в пределах одной сети. При всех взаимодействиях между машинами, подклю-

ченными к одной IP-сети, используется прямая маршрутизация, обсуждавшаяся

в предыдущем примере.

Когда машина D взаимодействует с машиной A, то это прямое взаимо-

действие. Когда машина D взаимодействует с машиной E, то это прямое вза-

имодействие. Когда машина D взаимодействует с машиной H, то это прямое

взаимодействие. Это так, поскольку каждая пара этих машин принадлежит

одной IP-сети.

Однако, когда машина A взаимодействует с машинами, включенными в

другую IP-сеть, то взаимодействие уже не будет прямым. Машина A должена

использовать шлюз D для ретрансляции IP-пакетов в другую IP-сеть. Такое

взаимодействие называется "косвенным".

Маршрутизация IP-пакетов выполняется модулями IP и является прозрач-

ной для модулей TCP, UDP и прикладных процессов.

Если машина A посылает машине E IP-пакет, то IP-адрес и Ethernet-

адрес отправителя соответствуют адресам A. IP-адрес места назначения

является адресом E, но поскольку модуль IP в A посылает IP-пакет через D,

Ethernet-адрес места назначения является адресом D.

----------------------------------------------------

| адрес отправитель получатель |

----------------------------------------------------

| IP-заголовок A E |

| Ethernet-заголовок A D |

----------------------------------------------------

Табл.6. Адреса в Ethernet-кадре, содержащем IP-пакет от A к E

(до шлюза D)

Модуль IP в машине D получает IP-пакет и проверяет IP-адрес места

назначения. Определив, что это не его IP-адрес, шлюз D посылает этот

IP-пакет прямо к E.

----------------------------------------------------

| адрес отправитель получатель |

----------------------------------------------------

| IP-заголовок A E |

| Ethernet-заголовок D E |

----------------------------------------------------

Табл.7. Адреса в Ethernet-кадре, содержащем IP-пакет от A к E

(после шлюз D)

Итак, при прямой маршрутизации IP- и Ethernet-адреса отправителя

соответствуют адресам того узла, который послал IP-пакет, а IP- и

Ethernet-адреса места назначения соответствуют адресам получателя. При

косвенной маршрутизации IP- и Ethernet-адреса не образуют таких пар.

В данном примере сеть internet является очень простой. Реальные

сети могут быть гораздо сложнее, так как могут содержать несколько шлюзов

и несколько типов физических сред передачи. В приведенном примере нес-

колько сетей Ethernet объединяются шлюзом для того, чтобы локализовать

широковещательный трафик в каждой сети.

5.3. Правила маршрутизации в модуле IP

Выше мы показали, что происходит при передаче сообщений, а теперь

рассмотрим правила или алгоритм маршрутизации.

Для отправляемых IP-пакетов, поступающих от модулей верхнего уровня,

модуль IP должен определить способ доставки - прямой или косвенный - и

выбрать сетевой интерфейс. Этот выбор делается на основании результатов

поиска в таблице маршрутов.

Для принимаемых IP-пакетов, поступающих от сетевых драйверов, модуль

IP должен решить, нужно ли ретранслировать IP-пакет по другой сети или

передать его на верхний уровень. Если модуль IP решит, что IP-пакет дол-

жен быть ретранслирован, то дальнейшая работа с ним осуществляется также,

как с отправляемыми IP-пакетами.

Входящий IP-пакет никогда не ретранслируется через тот же сетевой

интерфейс, через который он был принят.

Решение о маршрутизации принимается до того, как IP-пакет передается

сетевому драйверу, и до того, как происходит обращение к ARP-таблице.

5.4. IP-адрес

Менеджер сети присваивает IP-адреса машинам в соответствии с тем, к

каким IP-сетям они подключены. Старшие биты 4-х байтного IP-адреса опре-

деляют номер IP-сети. Оставшаяся часть IP-адреса - номер узла (хост-

номер). Для машины из табл.1 с IP-адресом 223.1.2.1 сетевой номер равен

223.1.2, а хост-номер - 1. Напомним, что IP-адрес узла идентифицирует

точку доступа модуля IP к сетевому интерфейсу, а не всю машину.

Существуют 5 классов IP-адресов, отличающиеся количеством бит в

сетевом номере и хост-номере. Класс адреса определяется значением его

первого октета.

В табл.8 приведено соответствие классов адресов значениям первого

октета и указано количество возможных IP-адресов каждого класса.

0 8 16 24 31

---------------------------------------------------

Класс A |0| номер сети | номер узла |

---------------------------------------------------

---------------------------------------------------

Класс B |10| номер сети | номер узла |

---------------------------------------------------

---------------------------------------------------

Класс C |110| номер сети | номер узла |

---------------------------------------------------

---------------------------------------------------

Класс D |1110| групповой адрес |

---------------------------------------------------

---------------------------------------------------

Класс E |11110| зарезервировано |

---------------------------------------------------

Рис.8. Структура IP-адресов

-------------------------------------------------------

| Класс Диапазон значений Возможное Возможное |

| первого октета кол-во сетей кол-во узлов |

-------------------------------------------------------

| A 1 - 126 126 16777214 |

| B 128-191 16382 65534 |

| C 192-223 2097150 254 |

| D 224-239 - 2**28 |

| E 240-247 - 2**27 |

-------------------------------------------------------

Табл.8. Характеристики классов адресов

Адреса класса A предназначены для использования в больших сетях

общего пользования. Они допускают большое количество номеров узлов.

Адреса класса B используются в сетях среднего размера, например, сетях

университетов и крупных компаний. Адреса класса C используются в сетях с

небольшим числом компьютеров. Адреса класса D используются при обраще-

ниях к группам машин, а адреса класса E зарезервированы на будущее.

Некоторые IP-адреса являются выделенными и трактуются по-особому.

------------------------------

| все нули | Данный узел

------------------------------

------------------------------

| номер сети | все нули | Данная IP-сеть

------------------------------

------------------------------

| все нули | номер узла | Узел в данной (локальной) IP-сети

------------------------------

------------------------------

| все единицы | Все узлы в данной (локальной) IP-сети

------------------------------

------------------------------

| номер сети | все единицы | Все узлы в указанной IP-сети

------------------------------

------------------------------

| 127 | что-нибудь (часто 1) | "Петля"

------------------------------

Рис.9. Выделенные IP-адреса

Как показано на рис.9, в выделенных IP-адресах все нули соответст-

вуют либо данному узлу, либо данной IP-сети, а IP-адреса, состоящие из

всех единиц, используются при широковещательных передачах. Для ссылок на

всю IP-сеть в целом используется IP-адрес с нулевым номером узла. Особый

смысл имеет IP-адрес, первый октет которого равен 127. Он используется

для тестирования программ и взаимодействия процессов в пределах одной

машины. Когда программа посылает данные по IP-адресу 127.0.0.1, то обра-

зуется как бы "петля". Данные не передаются по сети, а возвращаются

-- 1177 --

модулям верхнего уровня, как только что принятые. Поэтому в IP-сети зап-

рещается присваивать машинам IP-адреса, начинающиеся со 127.

5.5. Выбор адреса

Прежде чем вы начнете использовать сеть с TCP/IP, вы должны получить

один или несколько официальных сетевых номеров. Выделением номеров (как

и многими другими вопросами) занимается DDN Network Information Center

(NIC) [2]. Выделение номеров производится бесплатно и занимает около

недели. Вы можете получить сетевой номер вне зависимости от того, для

чего предназначена ваша сеть. Даже если ваша сеть не имеет связи с объе-

диненной сетью Internet, получение уникального номера желательно, так как

в этом случае есть гарантия, что в будущем при включении в Internet или

при подключении к сети другой организации не возникнет конфликта адресов.

Одно из важнейших решений, которое необходимо принять при установке

сети, заключается в выборе способа присвоения IP-адресов вашим машинам.

Этот выбор должен учитывать перспективу роста сети. Иначе в дальнейшем

вам придется менять адреса. Когда к сети подключено несколько сотен

машин, изменение адресов становится почти невозможным.

Характеристики

Список файлов реферата