44502 (663319), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

ются новые протоколы маршрутизации. Эти изменения должны учитываться в

программном обеспечении всех машин.

Несколько более специальная проблема связана с бездисковыми рабочими

станциями. По своей природе бездисковые машины сильно зависят от сети и

от файл-серверов, с которых они осуществляют загрузку программ, и где

располагается их область своппинга. Исполнение программ, следящих за

широковещательными передачами в сети, на бездисковых машинах связано с

большими трудностями. Протоколы маршрутизации построены в основном на

широковещательных передачах. Например, все сетевые шлюзы могут широкове-

щательно передавать содержание своих таблиц маршрутов через каждые 30

секунд. Программы, которые следят за такими передачами, должны быть заг-

ружены на бездисковые станции через сеть. На достаточно занятой машине

программы, которые не используются в течение нескольких секунд, обычно

отправляются в область своппинга. Поэтому программы, следящие за маршру-

тизацией, большую часть времени находятся в своппинге. Когда они вновь

активизируются, должна производиться подкачка из своппинга. Как только

посылается широковещательное сообщение, все машины активизируют прог-

раммы, следящие за маршрутизацией. Это приводит к тому, что многие без-

дисковые станции будут выполнять подкачку из своппинга в одно и тоже

время. Поэтому в сети возникнет временная перегрузка. Таким образом,

исполнение программ, прослушивающих широковещательные передачи, на без-

дисковых рабочих станциях очень нежелательно.

6.4. Протокол ARP с представителем

Протокол ARP с представителем является альтернативным методом, поз-

воляющим шлюзам принимать все необходимые решения о маршрутизации. Он

применяется в сетях с широковещательной передачей, где для отображения

IP-адресов в сетевые адреса используется протокол ARP или ему подобный.

Здесь мы вновь будем предполагать, что имеем дело с сетью Ethernet.

Во многом метод, реализуемый протоколом ARP с представителем, анало-

гичен использованию маршрутов по умолчанию и сообщений перенаправления.

Но протокол ARP с представителем не затрагивает таблиц маршрутов, все

делается на уровне адресов Ethernet. Протокол ARP с представителем может

использоваться либо для маршрутизации IP-пакетов ко всем сетям, либо

только в локальной сети, либо в какой-то комбинации подсетей. Проще

всего продемонстрировать его использование при работе со всеми адресами.

Чтобы использовать протокол, нужно настроить узел так, как будто все

машины в мире подключены непосредственно к вашей локальной сети Ethernet.

В ОС UNIX это делается командой "route add default 128.6.4.2 0", где

128.6.4.2 - IP-адрес вашего узла. Как уже отмечалось, метрика 0 говорит

о том, что все IP-пакеты, которым подходит данный маршрут, должны посы-

латься напрямую по локальной сети.

Когда нужно послать IP-пакет узлу в локальной сети Ethernet, ваша

машина должна определить Ethernet-адрес этого узла. Для этого она

использует ARP-таблицу. Если в ARP-таблице уже есть запись, соответству-

ющая IP-адресу места назначения, то из нее просто берется Ethernet-адрес,

и кадр, содержащий IP-пакет, отправляется. Если такой записи нет, то

посылается широковещательный ARP-запрос. Узел с искомым IP-адресом наз-

начения принимает его и в ARP-ответе сообщает свой Ethernet-адрес. Эти

действия соответствуют обычному протоколу ARP, описанному выше.

Протокол ARP с представителем основан на том, что шлюзы работают как

представители удаленных узлов. Предположим, в подсети 128.6.5 имеется

узел 128.6.5.2 (узел A на рис.12). Он желает послать IP-пакет узлу

128.6.4.194, который подключен к другой сети Ethernet (узел B в подсети

128.6.4). Существует шлюз с IP-адресом 128.6.5.1, соединяющий две под-

сети (шлюз R).

сеть 1 сеть 2

128.6.5 128.6.4

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

| | | |

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

| 128.6.5.2 | | 128.6.5.1 | | 128.6.4.194 |

| A | | 128.6.4.1 | | B |

------------- | R | ---------------

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

Рис.12. Сеть, использующая протокол ARP с представителем

Если в ARP-таблице узла A нет маршрута доступа к узлу B, то узел A посы-

лает ARP-запрос узлу B. Фактически машина A спрашивает: "Если кто-нибудь

знает Ethernet-адрес узла 128.6.4.194, сообщите мне его". Узел B не

может ответить на запрос самостоятельно. Он подключен к другой сети Eth-

ernet и никогда даже не увидит этот ARP-запрос. Однако шлюз R может

работать от его имени. Шлюз R отвечает: "Я здесь, IP-адресу 128.6.4.194

соответствует Ethernet-адрес 2:7:1:0:EB:CD", где 2:7:1:0:EB:CD в действи-

тельности является Ethernet-адресом шлюза. Это создает иллюзию, что узел

128.6.4.194 подключен непосредственно к той же локальной сети Ethernet,

что и узел A, и имеет Ethernet-адрес 2:7:1:0:EB:CD. Когда узел A захочет

послать новый IP-пакет узлу B, он использует указанный Ethernet-адрес.

Кадр, содержащий IP-пакет, попадет к шлюзу R, а он переправит его по наз-

начению.

Заметим, что полученный эффект такой же, как если бы в таблице марш-

рутов была запись

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

| адрес флаг вида шлюз интерфейс |

| назначения маршрутизации |

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

| 128.6.4.194 косвенная 128.6.5.1 pe0 |

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

за исключением того, что маршрутизация выполняется на уровне модуля ARP,

а не модуля IP.

Обычно рекомендуется использовать таблицу маршрутов, так как архи-

тектура протоколов TCP/IP предусматривает выполнение маршрутизации на

межсетевом уровне. Однако иногда протокол ARP с представителем очень

полезен. Он может помочь в следующих случаях:

1) в IP-сети есть узел, который не умеет работать с подсетями;

2) в IP-сети есть узел, который не может соответствующим образом реаги-

ровать на сообщения перенаправления;

3) нежелательно выбирать какой-либо шлюз как маршрут по умолчанию;

4) программное обеспечение не способно восстанавливаться при сбоях на

маршрутах.

Иногда протокол ARP с представителем выбирают из-за удобства. Дело

в том, что он упрощает работу по начальной установке таблицы маршрутов.

Даже в простейших IP-сетях требуется устанавливать маршрут по умолчанию,

то есть использовать команду типа "route add defailt ...", как в ОС UNIX.

При изменении IP-адреса шлюза эту команду приходится менять во всех

узлах. Если же использовать протокол ARP с представителем, т.е. в

команде установки маршрута по умолчанию указать метрику 0, то при замене

IP-адреса шлюза команду начальной установки менять не придется, так как

протокол ARP с представителем не требует явного задания IP-адресов шлю-

зов. Любой шлюз может ответить на ARP-запрос.

Для того, чтобы избавить пользователей от обязательной начальной

установки маршрутов, некоторые реализации TCP/IP используют протокол ARP

с представителем по умолчанию в тех случаях, когда не находят подходящих

записей в таблице маршрутов.

* 7. Протокол UDP *

Протокол UDP (User Datagram Protocol - протокол пользовательских

датаграмм) является одним из двух основных протоколов, расположенных

непосредственно над IP. Он предоставляет прикладным процессам транспорт-

ные услуги, которые не многим отличаются от услуг, предоставляемых прото-

колом IP. Протокол UDP обеспечивает ненадежную доставку датаграмм и не

поддерживает соединений из конца в конец. К заголовку IP-пакета он

добавляет два поля, одно из которых, поле "порт", обеспечивает мультип-

лексирование информации между разными прикладными процессами, а другое

поле - "контрольная сумма" - позволяет поддерживать целостность данных.

Примерами сетевых приложений, использующих UDP, являются NFS (Net-

work File System - сетевая файловая система) и SNMP (Simple Network

Management Protocol - простой протокол управления сетью).

7.1. Порты

Взаимодействие между прикладными процессами и модулем UDP осуществ-

ляется через UDP-порты. Порты нумеруются начиная с нуля. Прикладной

процесс, предоставляющий некоторые услуги другим прикладным процессам

(сервер), ожидает поступления сообщений в порт, специально выделенный для

этих услуг. Сообщения должны содержать запросы на предоставление услуг.

Они отправляются процессами-клиентами.

Например, сервер SNMP всегда ожидает поступлений сообщений в порт

161. Если клиент SNMP желает получить услугу, он посылает запрос в UDP-

порт 161 на машину, где работает сервер. В каждом узле может быть только

один сервер SNMP, так как существует только один UDP-порт 161. Данный

номер порта является общеизвестным, то есть фиксированным номером, офици-

ально выделенным для услуг SNMP. Общеизвестные номера определяются стан-

дартами Internet.

Данные, отправляемые прикладным процессом через модуль UDP, дости-

гают места назначения как единое целое. Например, если процесс-

отправитель производит 5 записей в UDP-порт, то процесс-получатель должен

будет сделать 5 чтений. Размер каждого записанного сообщения будет сов-

падать с размером каждого прочитанного. Протокол UDP сохраняет границы

сообщений, определяемые прикладным процессом. Он никогда не объединяет

несколько сообщений в одно и не делит одно сообщение на части.

7.2. Контрольное суммирование

Когда модуль UDP получает датаграмму от модуля IP, он проверяет

контрольную сумму, содержащуюся в ее заголовке. Если контрольная сумма

равна нулю, то это означает, что отправитель датаграммы ее не подсчиты-

вал, и, следовательно, ее нужно игнорировать. Если два модуля UDP взаи-

модействуют только через одну сеть Ethernet, то от контрольного суммиро-

вания можно отказаться, так как средства Ethernet обеспечивают достаточ-

ную степень надежности обнаружения ошибок передачи. Это снижает наклад-

ные расходы, связанные с работой UDP. Однако рекомендуется всегда выпол-

нять контрольное суммирование, так как возможно в какой-то момент измене-

ния в таблице маршрутов приведут к тому, что датаграммы будут посылаться

через менее надежную среду.

Если контрольная сумма правильная (или равна нулю), то проверяется

порт назначения, указанный в заголовке датаграммы. Если к этому порту

подключен прикладной процесс, то прикладное сообщение, содержащееся в

датаграмме, становится в очередь для прочтения. В остальных случаях

датаграмма отбрасывается. Если датаграммы поступают быстрее, чем их

успевает обрабатывать прикладной процесс, то при переполнении очереди

сообщений поступающие датаграммы отбрасываются модулем UDP.

* 8. Протокол TCP *

Протокол TCP предоставляет транспортные услуги, отличающиеся от

услуг UDP. Вместо ненадежной доставки датаграмм без установления соеди-

нений, он обеспечивает гарантированную доставку с установлением соедине-

ний в виде байтовых потоков.

Протокол TCP используется в тех случаях, когда требуется надежная

доставка сообщений. Он освобождает прикладные процессы от необходимости

использовать таймауты и повторные передачи для обеспечения надежности.

Наиболее типичными прикладными процессами, использующими TCP, являются

FTP (File Transfer Protocol - протокол передачи файлов) и TELNET. Кроме

того, TCP используют система X-Window, rcp (remote copy - удаленное копи-

рование) и другие "r-команды". Большие возможности TCP даются не бесп-

латно. Реализация TCP требует большой производительности процессора и

большой пропускной способности сети. Внутренняя структура модуля TCP

гораздо сложнее структуры модуля UDP.

Прикладные процессы взаимодействуют с модулем TCP через порты. Для

отдельных приложений выделяются общеизвестные номера портов. Например,

сервер TELNET использует порт номер 23. Клиент TELNET может получать

услуги от сервера, если установит соединение с TCP-портом 23 на его

машине.

Когда прикладной процесс начинает использовать TCP, то модуль TCP на

машине клиента и модуль TCP на машине сервера начинают общаться. Эти два

оконечных модуля TCP поддерживают информацию о состоянии соединения,

называемого виртуальным каналом. Этот виртуальный канал потребляет

Характеристики

Список файлов реферата