КОНСПЕКТ_ЛЕКЦИЙ_Сети_и_телекоммуникации (853866), страница 18

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

Текст из файла (страница 18)

Рис. 7.5 Адреса для линии и узла

В каждом из адресов префикс необходимо дополнить нулями, число которых определяется требуемым остатком бит для задания адреса линии или узла. Адреса для узла присваиваются узлам, имеющим маршрутизаторы, но не подключенным к сети Internet через провайдера. При подключении этого узла к сети Internet маршрутизатор настраивается с новым префиксом. По сути дела, маршрутизатор создает адрес по принадлежности к провайдеру открытием полей «Идентификатор организации», «Идентификатор провайдера» и «Идентификатор абонента».

Multicast – адрес набора узлов (групповой адрес). В протоколе IPv6 отсутствует понятие широковещательного адреса. Широковещательная адресация заменена поддержкой групповой передачи данных. Такой механизм необходим протоколу IPv6 для регулирования пропускной способности сети при распространении мультимедийного трафика;

Anycast – адрес набора узлов. Этот тип адресов используется для обеспечения прохождения своего трафика через маршрутизаторы отдельных провайдеров. В отличие от групповых адресов, такая дейтаграмма должна быть доставлена любому члену группы. В протоколе IPv6 широко используется маршрутизация от источника. Этот вид маршрутизации освобождает маршрутизаторы от функции анализа своих таблиц маршрутизации, уменьшает время задержки дейтаграммы для ее обработки и, естественно, повышает пропускную способность сети в целом;

При назначении адресов каждому порту маршрутизатора вместе с физическим адресом присваивается еще один адрес, общий для всех портов всех маршрутизаторов в сети данного провайдера, который является аnу-cast-адресом;

При указании нечеткого адреса устройству не надо знать конкретный адрес маршрутизатора, так как оно является членом группы маршрутизаторов с этим адресом. Положительным моментом здесь является то, что в случае изменения местоположения этого маршрутизатора адрес его менять не надо, так как дейтаграмма будет отправляться по-прежнему ближайшему члену этой нечеткой группы.

Для плавного перехода к протоколу IPv6 введен специальный тип адресов – IPv4-compatible (совместимые адреса). В этих адресах старшие 96 бит содержат нули, а младшие 32 бита – обычный адрес IPv4. Такие адреса позволяют решить проблему совместимости частей Internet, работающих с протоколами IP разных версий.

Для упрощения обработки заголовка дейтаграммы в протоколе IPv6 введены основной и дополнительный заголовки. Основной заголовок присутствует всегда и имеет длину 40 байт (рис. 7.6). Дополнительный заголовок определяет некоторые необязательные параметры.

Рис. 7.6 Формат основного заголовка

Поле «Следующий заголовок» по своему назначению соответствует полю «Протокол» в версии 4 и определяет тип заголовка, который следует за данными. Каждый следующий дополнительный заголовок содержит это поле. Если дейтаграмма не содержит дополнительных заголовков, то значение этого поля определяет протокол – TCP, UDP, RIP или OSPF. Поле «Лимит переходов» введено для более эффективного определения времени жизни дейтаграмм. В протоколе IPv4 поле времени жизни дейтаграммы уменьшается на единицу (по крайней мере) при прохождении каждого маршрутизатора. При этом время ожидания в очереди не учитывается. Поле «Приоритет» позволяет отправителю задать приоритет своих дейтаграмм. Возможные 16 значений этого поля разделены на две категории: значения от 0 до 7 определяют трафик, которым маршрутизатор при необходимости может пренебречь, а значения от 8 до 15 указывают на трафик, к которому эти меры применяться не могут (аудио- и видеоинформация, передаваемая с постоянной скоростью в реальном времени). Используя поля «Приоритет» и «Метка потока» устройства могут идентифицировать дейтаграммы, которым требуется нестандартное обслуживание на маршрутизаторах. В протоколе IPv6 определены следующие типы дополнительных заголовков:

Routing – определяет полный маршрут при маршрутизации от источника. Данный заголовок позволяет отправителю указать список IP-адресов, которые диктуют путь передачи;

Fragmentation – содержит сведения о проведении фрагментации на конечных узлах сети. В протоколе IPv6 фрагментацию не разрешается выполнять на промежуточных узлах; это значительно повышает производительность при маршрутизации. В том случае, если распределенная сеть состоит из сегментов с различными значениями MTU, отправитель использует дополнительный заголовок Fragmentation для разделения дейтаграммы на произвольное число небольших фрагментов. В этом дополнительном заголовке содержатся поля, которые идентифицируют фрагменты исходной дейтаграммы по присвоенным им последовательным номерам. Так как промежуточные маршрутизаторы не выполняют фрагментацию, то вся ответственность за выбор правильного размера дейтаграммы возлагается на отправителя, которому необходимо определить значения MTU каждой промежуточной сети в пути до получателя. Например, если две сети FDDI со значением MTU 4500 байт связываются через сеть Ethernet с MTU, равным 1500 байт, то отправитель должен посылать дейтаграмму с длиной не более 1500 байт или разделить ее на фрагменты той же длины. Конечные системы могут определять минимальное значение MTU в пути между ними, используя механизм MTU path discovery process (процесс выяснения значений MTU на пути), описанный в документе RFC 1191. При этом отправитель посылает дейтаграмму с длиной, равной значению MTU той сети, к которой он подключен. Если выбранный размер дейтаграммы слишком велик для некоторых промежуточных сетей, то отправителю будет послано сообщение протокола ICMP «Datagram Too Big» (Дейтаграмма слишком велика) с указанием рекомендованного значения MTU. После получения этого сообщения отправитель скорректирует размер дейтаграммы (например, с помощью фрагментации) и повторит процесс. Это будет продолжаться до тех пор, пока дейтаграмма не сможет пройти все промежуточные сети в пути до получателя;

Authentication – служит для идентификации конечных узлов и обеспечения целостности дейтаграмм;

Encryption – служит для шифрования и дешифровки передаваемых данных;

Hop-by-Hop Option – используется алгоритмом «переход за переходом» при обработке дейтаграмм. Данный заголовок переносит дополнительные параметры, которые проверяются промежуточными узлами. Заголовок должен следовать первым после основного заголовка. Так как заголовок проверяется всеми маршрутизаторами, его полезно использовать для передачи управляющей или отладочной информации. В настоящее время может использоваться параметр Router Alert, который информирует маршрутизаторы, что дейтаграмма должна быть обработана целиком до ее передачи следующему маршрутизатору в пути. Данный параметр применяется, например, при работе протокола RSVP;

Destination Option – содержит дополнительную информацию для узла назначения.

Каждый дополнительный заголовок содержит тип следующего за ним заголовка, что позволяет создать цепочку заголовков. Основной заголовок является первым в цепочке и не содержит дополнительных заголовков. Поле «Следующий заголовок» указывает, какой дополнительный заголовок следует за основным. Поле «Следующий заголовок» первого дополнительного заголовка указывает на тип второго дополнительного заголовка и т. д. Это продолжается до тех пор, пока в поле «Следующий заголовок» очередного дополнительного заголовка не встретится запись о том, что далее, например, следует заголовок протокола TCP (рис7.7 ).

Рис 7.7 Формирование цепочки заголовков

Для поддержки качества обслуживания протокол IPv6 работает с «меткой потока» (flow label). Метка потока – это признак, который размещается в поле заголовка «Метка протокола» дейтаграммы IPv6. Метка указывает на принадлежность данной дейтаграммы к последовательности дейтаграмм – потоку, который требует определенных параметров обслуживания. Маршрутизаторы обрабатывают потоки на основании значения метки и идентификатора отправителя дейтаграмм. Для предоставления нестандартного качества обслуживания потоков разработан дополнительный протокол RSVP – протокол резервирования ресурсов.

В отличие от протокола IPv4, механизмы разрешения адресов и их настройки в протоколе IPv6 реализованы на сетевом уровне, а не на канальном (протоколы ARP для широковещательных сетей и ATMARP и NHRP для сетей ATM). To есть, протокол обнаружения (Neighbor Discovery), который используется для нахождения маршрутизаторов и соседей, является интегральной частью IPv6 и любые механизмы, предназначенные для адаптации технологии ATM к IPv6, прежде всего, должны работать именно с этим протоколом. Здесь наблюдается принципиальное отличие от протокола IPv4, в котором механизмы разрешения адресов не являются частью основного протокола, а реализуются на канальном уровне – протоколом ARP для широковещательных сетей и механизмами ATMARP и NHRP для сетей ATM.

8 ФУНКЦИИ СЕТЕВОЙ МАРШРУТИЗАЦИИ

8.1 Таблицы маршрутизации.

Как модуль IP узнает, какой именно сетевой интерфейс нужно использовать для отправления IP-пакета? Модуль IP осуществляет поиск в таблице маршрутов. Ключом поиска служит номер IP-сети, выделенный из IP-адреса места назначения IP-пакета.

Таблица маршрутов (рис. 8.1) содержит по одной строке для каждого маршрута.

Рис. 8.1 Таблица маршрутизации (сокращенная)

Основными столбцами таблицы маршрутов являются номер сети, флаг прямой или косвенной маршрутизации, IP-адрес шлюза и номер сетевого интерфейса.

Эта таблица используется модулем IP при обработке каждого отправляемого IP-пакета.

В большинстве систем таблица маршрутов может быть изменена с помощью команды "route". Содержание таблицы маршрутов определяется менеджером сети, поскольку менеджер сети присваивает машинам IP-адреса.

8.2. Прямая IP-маршрутизация.

На рис.8. показана небольшая IP-сеть, состоящая из 3 машин: A, B и C.

Каждая машина имеет такой же стек протоколов TCP/IP как на рис.5.1. Каждый сетевой адаптер этих машин имеет свой Ethernet-адрес. Менеджер сети должен присвоить машинам уникальные IP-адреса.

Рис. 8.2 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 получателя Ethernet-адрес B.

Табл.8.1.

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 обработку 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 маршрутизация.

Характеристики

Список файлов лекций