Az IP az Internet Protocol rövidítése, és jelenleg ennek a protokollnak a 4. verziója a legelterjedtebb. Az IPv4 meghatározása az RFC 791-en keresztül történik.
Az OSI-n belül ez egy 3. rétegű hálózati protokoll. Hadd emlékeztesselek arra, hogy ez a szint az adatátviteli útvonal meghatározására szolgál.
Az IPv4 csomagváltást használ. Ebben az esetben az eredeti továbbított üzenetet kis részekre (csomagokra) osztják, amelyeket egymástól függetlenül továbbítanak a hálózaton.
Ezenkívül az IPv4 nem garantálja a csomagok kézbesítését, illetve azt, hogy nem lesznek ismétlődések. Ez az úgynevezett „legjobb erőfeszítés teljesítése” (szemben a garantált teljesítménnyel). Ennek megfelelően ezeket a feladatokat a magasabb szintű protokollokra, például a TCP-re helyezik át.
Megszólítás
Az IPv4 32 bites cím segítségével azonosítja a küldőt és a címzettet, ami 4 294 967 296-ra korlátozza a lehetséges címek számát, ebből az IPv4 speciális címtartományokat foglal le, amelyeket privátnak (~ 18 millió) és csoportos küldésnek (~ 270 millió) neveznek.
A címeket általában négy tizedes oktettben írják, ponttal elválasztva, például: 198.51.100.25 a C6336419 16 számnak felel meg.
A globális címtér használatakor különbséget kell tenni a benne elérhető címek között helyi olyan fizikai hálózatok, amelyek nem igényelnek útválasztást, és olyan címek, amelyek fizikailag egy másik hálózaton vannak. Utóbbi esetében a csomagok továbbításra kerülnek a routerhez, amelynek tovább kell küldenie azokat.
A szabvány első verzióiban az első oktett a hálózat, a többi a csomópont azonosítására szolgált. Gyorsan világossá vált, hogy a 256 hálózat nem elég. Ezért bevezették a hálózatok osztályait:
| Osztály | Első darabok | Hálózati cím hossza | A gazdagép címének hossza |
|---|---|---|---|
| A | 0 | 8 | 24 |
| B | 10 | 16 | 16 |
| C | 110 | 24 | 8 |
| D | 1110 | N/A | N/A |
| E | 1111 | N/A | N/A |
| Osztály | Tartomány indítása | Tartomány vége |
|---|---|---|
| A | 0.0.0.0 | 127.255.255.255 |
| B | 128.0.0.0 | 191.255.255.255 |
| C | 192.0.0.0 | 223.255.255.255 |
| D | 224.0.0.0 | 239.255.255.255 |
| E | 240.0.0.0 | 255.255.255.255 |
A D osztály a multicast számára van fenntartva, az E osztály egyszerűen le van foglalva „minden esetre”.
A hálózati cím hosszát és a gazdagép címének hosszát a cím első bitjei határozták meg. Körülbelül 1985 óta ezt is felhagyták. Ennek az az oka, hogy sok szervezet több címet igényelt, mint amennyit a C osztályú hálózat biztosított, és B osztályú hálózatot kapott, a B osztályú hálózat azonban időnként meghaladta a szervezet követelményeit.
A hálózati osztályokat a hálózati maszk váltotta fel. Ez egy bitmaszk, amely jelzi, hogy a cím mely bitjei kapcsolódnak hálózathoz és melyek a gazdagép. Alapesetben a maszkot balról jobbra kell kitölteni, hogy a hálózati cím mindig a legjelentősebb bitekben legyen. Ez csak megadást tesz lehetővé hálózati cím hossza, a teljes hálózati maszk helyett.
Például a 192.0.2.0/24 azt jelenti, hogy az első 24 bit (három oktett) a hálózati címre, a többi pedig a gazdagép címére vonatkozik. / 24 egyenértékű a 255.255.255.0 hálózati maszkkal.
A hálózati maszkok használatát az RFC 1517 írja le.
Számos szabvány különböző címtartományokat is lefoglal a speciális igényekhez.
| Hatótávolság | Leírás | RFC |
|---|---|---|
| 0.0.0.0/8 | Jelenlegi hálózat (forráscím) | 6890 |
| 10.0.0.0/8 | Privát hálózat | 1918 |
| 100.64.0.0/10 | Megosztott CGN-címtér | 6598 |
| 127.0.0.0/8 | Loopback | 6890 |
| 169.254.0.0/16 | Automatikus konfigurálás | 3927 |
| 172.16.0.0/12 | Privát hálózat | 1918 |
| 192.0.0.0/24 | IETF protokoll hozzárendelések | 6890 |
| 192.0.2.0/24 | Dokumentáció és példák 1 | 5737 |
| 192.88.99.0/24 | Az ipv6 továbbítása az ipv4-re | 3068 |
| 192.168.0.0/16 | Privát hálózat | 1918 |
| 198.18.0.0/15 | Hálózati sávszélesség tesztelése | 2544 |
| 198.51.100.0/24 | Dokumentáció és példák 2 | 5737 |
| 203.0.113.0/24 | Dokumentáció és példák 3 | 5737 |
| 224.0.0.0/4 | Multicast | 5771 |
| 240.0.0.0/4 | Fenntartott | 1700 |
| 255.255.255.255 | Közvetítési kérés | 919 |
A csomópontok címei is le vannak foglalva, nullákból (az egész hálózatot jelöli, fenntartva) és egyesekből (szórási kérés ehhez a hálózathoz) álló bináris ábrázolásban.
Például a 203.0.113.0 (a szövegben) a 203.0.113.0/24 hálózatot jelenti, a 203.0.113.255 pedig egy üzenetszórási kérést ehhez a hálózathoz.
Csomag formátum
A csomag fejlécből és adatokból áll. Az IP nem jelent semmiféle integritás-ellenőrzést. Az alapul szolgáló protokoll (mondjuk az Ethernet) már biztosítja az integritás ellenőrzését a kapcsolati rétegben, az upstream protokoll (mondjuk a TCP) pedig az adatrétegben.
Verzió, 4 bit Első fejléc mező. IPv4-ben 0010 2, azaz. 4. Fejléc hossza, 4 bit A fejlécben lévő 32 bites szavak száma. A minimális érték 5, ami 20 bájtos fejléchossznak felel meg. A maximum 15, a fejléc hossza 60 bájt. DSCP vagy ToS - szolgáltatás típusa, 6 bit Meghatározza a prioritást mondjuk a VoIP számára. ECN, 2 bites Jelző, amely kifejezetten jelzi a hálózati torlódást. Mindkét oldalról támogatást igényel (vétel és adás). Amikor ez a zászló érkezik, az adatátviteli sebesség csökken. Ha nincs zászló támogatás, a csomagokat egyszerűen eldobják. Teljes hossz, 16 bit A csomag teljes hossza bájtban, beleértve a fejlécet és az adatokat. A minimális hossz 20, a maximum 65535. Azonosítás, 16 bit A datagram egyedi azonosítására szolgál. Mivel a különböző hálózatokon történő átvitel során szükség lehet a csomag kisebb részekre bontására, ez a mező az azonos csomaghoz tartozó részek azonosítására szolgál. Zászlók, 3 bites
Bit zászlók:
- Fenntartva, mindig 0
- Ne töredezzen. Ha a csomag további továbbítása töredezettséget igényel, a csomag eldobásra kerül.
- Még több töredék. Töredezett csomagok esetén az utolsó kivételével mindegyiknél ez a jelző 1-re van állítva.
- 1 - ICMP
- 6 - TCP
- 17 - UDP
Ritkán használják. Fejléc-adatblokkokból áll. Az opció fejléce 8-16 bit hosszú, és a következő mezőkből áll:
- Opció típusa, 8 bit – egy mező, amely meghatározza, hogy mi ez az opció. A „0” érték az opciók listájának végét jelenti. Összesen 26 kódot regisztráltak.
- Hossz, 8 bit – a teljes opció mérete bitben, beleértve a fejlécet is. Előfordulhat, hogy bizonyos típusú opciók esetén nem elérhető.
ARP
Az IP logikai címeket határoz meg. Ahhoz azonban, hogy Ethernet hálózaton küldjön csomagot, ismernie kell a célcsomópont (vagy útválasztó) fizikai címét is. Az ARP-t az egyik egymáshoz való leképezésére használják.
Az ARP (Address Resolution Protocol) formálisan egy hálózati (3.) rétegbeli protokoll az OSI modellben, bár valójában ez biztosítja a 2. és 3. réteg együttműködését. Az ARP a Layer 2 és Layer 3 protokollok különböző párjaihoz van implementálva.
Maga a protokoll egy egyszerű kérés-válasz sémára épül. Nézzünk egy konkrét példát.
Ha egy gazdagép, mondjuk A 198.51.100.1 logikai címmel (a 198.51.100.0/24-es hálózaton) csomagot akar küldeni a B hosztnak 198.51.100.2 logikai címmel, akkor L2 protokoll szórási kérést küld (ebben az esetben Ethernet) egy beágyazott ARP üzenet, amely megkérdezi a hálózati csomópontokat - mi a 198.51.100.2 logikai címmel rendelkező csomópont fizikai címe, és tartalmazza az A csomópont logikai és fizikai címét. A B csomópont a kérésben saját logikai címét látva küld egy válasz az A csomópontnak a kérésben kapott logikai és fizikai címeken. A lekérdezések eredményei a gyorsítótárban vannak.
Az ARP üzenetek felépítése a következő:
Fizikai protokoll (HTYPE), 2 bájt Használt 2. rétegbeli protokoll. Az Ethernet azonosítója 1. Logikai protokoll (PTYPE), 2 bájt A használt protokoll 3 rétegű. Megfelel az EtherType típusoknak. Az IPv4 azonosítója 0x0800. Fizikai cím hossza (HLEN), 1 bájt Fizikai cím hossza oktettben, Ethernet esetén - 6 logikai cím hossza (PLEN), 1 bájt logikai cím hossza oktettben, IPv4 esetén - 4 működés (OPER), 2 bájt 1 kérésnél, 2 válaszért, és sok más lehetőség a protokollbővítményekhez. A feladó fizikai címe (SHA), HLEN bájtok A kérésben - a kérelmező címe. A válasz tartalmazza a kért csomópont címét. Küldő logikai címe (SPA), PLEN bájt
Cél fizikai címe (THA), HLEN bájtok figyelmen kívül hagyva a kérésben. A válasz tartalmazza a kérelmező címét. Cél logikai címe (TPA), PLEN bájt
A gazdagépek általában akkor is küldenek ARP-üzeneteket, amikor megváltoztatják IP-címüket, vagy amikor bekapcsolják. Ezt általában APR-kérésként valósítják meg, ahol TPA = SPA és THA = 0. Egy másik lehetőség az ARP válasz, ahol TPA = SPA és THA = SHA.
Ezenkívül az ARP felhasználható a logikai címütközések észlelésére (SP = 0 esetén).
Vannak olyan protokollbővítmények, amelyek fordított műveleteket hajtanak végre, az InARP (Inverse ARP), amely az L2 címből kapja az L3 címet, és a RARP, amely a kérelmező csomópont L3 címét.
A RARP-t az L3 címek automatikus konfigurálására használták. Ezt követően BOOTP, majd DHCP váltotta fel.
IPv4 útválasztás
Az IPv4 hálózatok alapvető útválasztási algoritmusát továbbítási algoritmusnak nevezik.
Ha van D célcím és N hálózati előtag, akkor
- Ha N megegyezik az aktuális csomópont hálózati előtagjával, küldje el az adatokat a helyi hivatkozáson keresztül.
- Ha van útvonal N számára az útválasztási táblázatban, küldje el a következő ugrás adatait az útválasztónak.
- Ha van alapértelmezett útvonal, küldje el a következő ugrásos adatokat az alapértelmezett útválasztónak
- Ellenkező esetben - hiba.
Az útválasztási tábla egy táblázat a hálózati címek és a következő ugrású útválasztók címei közötti leképezésről ezeknél a hálózatoknál. Így például egy 198.51.100.54/24 címmel rendelkező csomópont a következő útválasztási táblázattal rendelkezhet: 203.0.113.0/24
| Rendeltetési hely | Átjáró | Eszköz |
|---|---|---|
| 198.51.100.0/24 | 0.0.0.0 | eth0 |
| 203.0.113.0/24 | 198.51.100.1 | eth0 |
| 0.0.0.0/0 | 203.0.113.1 | eth0 |
Alapvetően az útvonal is ahhoz a hálózati eszközhöz van kötve, amelyről az adatokat küldeni kell.
Ha egy csomópont több útvonalon is elérhető, akkor a rendszer egy hosszabb (azaz pontosabb) hálózati maszkot tartalmazó útvonalat választ. Csak egy alapértelmezett útvonal lehet.
Például a 198.51.100.54/24 csomópont rendelkezik egy útválasztási táblázattal:
| Rendeltetési hely | Átjáró | Eszköz |
|---|---|---|
| 198.51.100.0/24 | 0.0.0.0 | eth0 |
| 203.0.113.0/24 | 198.51.100.1 | eth0 |
| 203.0.113.224/27 | 198.51.100.5 | eth0 |
Vagy átjáró, az úgynevezett hálózati csomópont több IP-interfésszel (saját MAC-címet és IP-címet tartalmaz), amelyek különböző IP-hálózatokhoz kapcsolódnak, és amely az útválasztási probléma megoldása alapján átirányítja a datagramokat az egyik hálózatból a másikba, hogy a küldőtől továbbítsa a címzett.
Ezek vagy speciális számítógépek, vagy több IP-interfésszel rendelkező számítógépek, amelyek működését speciális szoftverek vezérlik.
IP-útválasztás
Az útválasztás arra szolgál, hogy fogadjon egy csomagot egy eszközről, és továbbítsa azt a hálózaton keresztül egy másik eszközre más hálózatokon keresztül. Ha nincsenek útválasztók a hálózaton, akkor az útválasztás nem támogatott. Az útválasztók a forgalmat az összes hálózathoz irányítják, amely az internetet alkotja.
Egy csomag továbbításához az útválasztónak a következő információkkal kell rendelkeznie:
- Úticél címe
- Szomszédos útválasztó, ahonnan tanulhat a távoli hálózatokról
- Hozzáférhető útvonalak az összes távoli hálózathoz
- A legjobb út minden távoli hálózathoz
- Karbantartási technikák és az útvonalinformációk ellenőrzése
Az útválasztó a távoli hálózatokról a szomszédos útválasztóktól vagy a hálózati rendszergazdától tanul. Az útválasztó ezután létrehoz egy útválasztási táblázatot, amely leírja a távoli hálózatok megtalálását.
Ha egy hálózat közvetlenül csatlakozik egy útválasztóhoz, akkor már tudja, hogyan kell a csomagot a hálózathoz irányítani. Ha a hálózat nem csatlakozik közvetlenül, az útválasztónak meg kell tanulnia (meg kell tanulnia) a távoli hálózat elérési útvonalait statikus útválasztással (az adminisztrátor által az összes hálózat helyének manuális megadásával az útválasztási táblázatban), vagy dinamikus útválasztással.
A dinamikus útválasztás egy útválasztási protokoll-folyamat, amely meghatározza, hogy az eszköz hogyan kommunikál a szomszédos útválasztókkal. Az útválasztó frissíti az információkat minden hálózatról, amelyet megtanul. Ha változás történik a hálózatban, a dinamikus útválasztási protokoll automatikusan értesíti az összes útválasztót a változásról. Ha statikus útválasztást használ, a rendszergazdának frissítenie kell az útválasztási táblázatokat az összes eszközön.
Az IP-útválasztás egy egyszerű folyamat, amely minden méretű hálózaton ugyanaz. Az ábra például lépésről lépésre mutatja be az A gazdagép és a B gazdagép közötti interakciót egy másik hálózaton. A példában az A gazdagép felhasználója megpingeli a B gazdagép IP-címét. A további műveletek nem olyan egyszerűek, ezért nézzük meg őket közelebbről:
- A parancssorba a felhasználó beírja a ping 172.16.20.2 parancsot. Az A gazdagép hálózati réteg protokollok és ICMP segítségével hozza létre a csomagot.
- Az IP az ARP-re utal, hogy megtudja a csomag célhálózatát az A gazdagép IP-címének és alhálózati maszkjának megtekintésével. Ez egy kérés a távoli gazdagéphez, azaz. a csomagot nem a helyi hálózaton lévő gazdagépnek szánják, ezért a csomagot egy útválasztóhoz kell irányítani, hogy a megfelelő távoli hálózatra irányítsák át.
- Ahhoz, hogy az A gazdagép csomagot tudjon küldeni az útválasztónak, a gazdagépnek ismernie kell az útválasztó interfészének hardvercímét a LAN-on. A hálózati réteg átadja a csomag- és célhardvercímet a kapcsolati rétegnek keretezés és továbbítás céljából a helyi gazdagépnek. A hardvercím megszerzéséhez a gazdagép a saját memóriájában, az úgynevezett ARP-gyorsítótárban keresi a cél helyét.
- Ha az IP-cím még nem volt elérhető, és nincs az ARP-gyorsítótárban, a gazdagép ARP-szórt küld, hogy megkeresse a hardvercímet a 172.16.10.1 IP-címen. Ez az oka annak, hogy az első Ping kérés általában időtúllépéssel jár, de a másik négy sikeres lesz. A cím gyorsítótárazása után általában nincs időtúllépés.
- A router válaszol és jelenti a LAN-hoz csatlakoztatott Ethernet interfész hardvercímét. A gazdagép most már rendelkezik minden információval ahhoz, hogy a csomagot a helyi hálózaton keresztül továbbítsa az útválasztónak. A hálózati réteg ledobja a csomagot, hogy egy ICMP-visszhang kérést (Ping) generáljon a kapcsolati rétegben, kiegészítve a csomagot azzal a hardvercímmel, amelyre a gazdagépnek küldenie kell a csomagot. A csomagnak van forrás- és cél IP-címe, valamint a csomagtípus (ICMP) jelzése a hálózati réteg protokoll mezőjében.
- A kapcsolati réteg létrehoz egy keretet, amelyben a csomag a helyi hálózaton keresztül elküldendő vezérlőinformációkkal együtt be van zárva. Ez az információ tartalmazza a forrás- és célhardvercímeket, valamint a hálózati réteg protokollja által beállított típusmező értékét (ez lesz a típusmező, mivel az IP alapértelmezés szerint Ethernet_II keret). A 3. ábra a kapcsolati rétegben generált és a helyi médián keresztül elküldött keretet mutat be. A 3. ábra az útválasztóval való kommunikációhoz szükséges összes információt mutatja: forrás- és cél hardvercímek, forrás és cél IP-címek, adatok, valamint a keret CRC az FCS (Frame Check Sequence) mezőben.
- Az A gazdagép adatkapcsolati rétege továbbítja a keretet a fizikai rétegnek. Ott a nullákat és egyeseket digitális jellé kódolják, majd ezt a jelet továbbítják a helyi fizikai hálózaton.
- A jel eléri az útválasztó Ethernet 0 interfészét, amely szinkronizálva van a digitális jel preambulumával a keret lekéréséhez. A keret felépítése után a router interfésze ellenőrzi a CRC-t, majd a keret fogadásának végén összehasonlítja a kapott értéket az FCS mező tartalmával. Ezenkívül ellenőrzi az átviteli folyamatot töredezettség és médiakonfliktusok szempontjából.
- A hardver célcíme ellenőrzésre kerül. Mivel megegyezik az útválasztó címével, a kerettípus mezőt elemzi a rendszer, hogy meghatározza, mi a következő lépés ezzel az adatcsomaggal. A típus mező az IP, tehát az útválasztó továbbítja a csomagot annak az IP-folyamatnak, amelyet az útválasztó futtat. A keret törlődik. Az eredeti (az A gazdagép által generált) csomag az útválasztó pufferébe kerül.
- Az IP a cél IP-címét vizsgálja egy csomagban, hogy megállapítsa, hogy a csomag továbbításra kerül-e magának az útválasztónak. Mivel a cél IP-címe 172.16.20.2, az útválasztó az útválasztási táblázatából megállapítja, hogy a 172.16.20.0 hálózat közvetlenül csatlakozik az Ethernet 1-hez.
- A forgalomirányító a pufferből a csomagot az Ethernet 1 interfészre küldi. A forgalomirányítónak kereteznie kell a csomagot, hogy továbbítsa a csomagot a célállomásra. Az útválasztó először ellenőrzi az ARP-gyorsítótárát, hogy megállapítsa, hogy a hardvercímet már feloldották-e a hálózattal való korábbi interakciók során. Ha a cím nem található az ARP-gyorsítótárban, az útválasztó ARP-szórt kérést küld az Ethernet 1-nek, hogy megkeresse a 172.16.20.2 IP-cím hardvercímét.
- A B gazdagép a hálózati adapterének hardvercímével válaszol egy ARP-kérésre. A router Ethernet 1 interfészén most már minden megtalálható, ami a csomag végső rendeltetési helyre történő továbbításához szükséges. Az ábrán egy router által generált és a helyi fizikai hálózaton továbbított keret látható.
Az útválasztó Ethernet 1 interfésze által generált keretnek van egy Ethernet 1 forrás hardvercíme és egy célhardver címe a B gazdagép hálózati adapterének. A forrás és a cél soha nem változik. A csomag semmilyen módon nem módosul, de a keretek módosulnak.
- B gazdagép fogadja a keretet és ellenőrzi a CRC-t. Ha az ellenőrzés sikeres, a keret eldobásra kerül, és a csomag továbbításra kerül az IP-re. Elemzi a cél IP-címét. Mivel a cél IP-címe megegyezik a B gazdagépen beállított címmel, az IP-protokoll megvizsgálja a protokollmezőt, hogy meghatározza a csomag célját.
- Csomagunk ICMP echo kérést tartalmaz, így a B gazdagép új ICMP-visszhang-választ generál, amelynek forrás IP-címe megegyezik a B gazdagépével, és a cél IP-címe megegyezik az A gazdagépével. A folyamat elölről kezdődik, de az ellenkező irányba . A csomagútvonalon lévő összes eszköz hardvercíme azonban már ismert, így minden eszköz a saját ARP gyorsítótárából szerezheti be a hardver interfész címét.
A nagy hálózatokban a folyamat hasonló, de a csomagnak több szakaszt kell megtennie a célállomáshoz vezető úton.
Útválasztó táblák
A TCP / IP veremben az útválasztók és a végcsomópontok úgynevezett útválasztó táblák alapján döntenek arról, hogy kinek küldjenek csomagot annak érdekében, hogy sikeresen eljuttassák a célba.
A táblázat egy tipikus példa egy útvonaltáblázatra, amely az ábrán látható hálózathoz IP-hálózati címeket használ.
Útválasztó táblázat a Router 2-hez
A táblázat a többútvonalas útválasztási táblázatot mutatja, mivel két útvonalat tartalmaz a 116.0.0.0 hálózathoz. Egyútvonalas útválasztási tábla felépítése esetén csak egy elérési utat kell megadnia a hálózathoz (116.0.0.0) a legkisebb metrikaérték használatával.
Amint látható, a táblázat több útvonalat is tartalmaz különböző paraméterekkel. Az útválasztási táblázat minden ilyen bejegyzését a következőképpen kell értelmezni:
Ahhoz, hogy egy csomagot a Hálózati cím mezőből címmel és a Hálózati maszk mezőből egy maszkkal szállíthasson a hálózatba, el kell küldenie a csomagot az interfészről az Interfész mezőből az IP-címmel az Átjáró cím mezőjéből az IP-címre. , és az ilyen kézbesítés „költsége” megegyezik a Metrics mezőben szereplő számmal.
Ebben a táblázatban a "Célhálózati cím" oszlop tartalmazza az összes olyan hálózat címét, amelyre ez az útválasztó csomagokat tud továbbítani. A TCP / IP veremben egy úgynevezett egylépéses megközelítést alkalmaznak a csomagtovábbítási útvonal optimalizálására (next-hop routing) - minden útválasztó és végcsomópont csak egy lépés kiválasztásában vesz részt egy csomag továbbítására. Ezért az útválasztási táblázat minden sorában nem a teljes útvonal van feltüntetve az útválasztók IP-címeinek sorozataként, amelyen keresztül a csomagnak át kell haladnia, hanem csak egy IP-cím - a következő útválasztó címe, amelyre a csomagot továbbítani kell. . A csomaggal együtt a következő ugrás kiválasztásának felelőssége a következő útválasztóra hárul. Az útválasztás egylépéses megközelítése az útvonalválasztási probléma elosztott megoldását jelenti. Ezzel megszűnik a korlátozás a csomag útjának maximális számára vonatkozóan.
Ahhoz, hogy egy csomagot elküldhessünk a következő útválasztónak, ismerni kell a helyi címét, de a TCP / IP veremben az útválasztási táblák csak IP-címeket használnak, hogy megőrizzék univerzális formátumukat, függetlenül attól, hogy milyen típusú hálózatokat tartalmaz az internet. Ha egy ismert IP-címről szeretne helyi címet keresni, az ARP protokollt kell használnia.
Az egyugrásos útválasztásnak van egy másik előnye is – lehetővé teszi az útválasztási táblák méretének csökkentését a végcsomópontokban és útválasztókban úgy, hogy az úgynevezett alapértelmezett útvonalat (0.0.0.0) használja célhálózati számként, amely általában az utolsó sort foglalja el a hálózatban. az útválasztó táblázatot. Ha van ilyen bejegyzés az útválasztási táblában, akkor minden olyan hálózati számmal rendelkező csomag, amely nem szerepel az útválasztási táblázatban, az alapértelmezett sorban megadott útválasztóhoz kerül. Ezért az útválasztók gyakran korlátozott információkat tárolnak az interneten lévő hálózatokról a táblázataikban, és a többi hálózathoz továbbítják a csomagokat az alapértelmezett portra és útválasztóra. Feltételezzük, hogy az alapértelmezett útválasztó továbbítja a csomagot a gerinchálózathoz, és a gerinchálózathoz csatlakozó útválasztók teljesen tisztában vannak az internethálózat összetételével.
Az alapértelmezett útvonalon kívül kétféle speciális bejegyzés található az útválasztási táblázatban – egy bejegyzés a gazdagép-specifikus útvonalhoz és egy bejegyzés az útválasztó portjaihoz közvetlenül kapcsolódó hálózatok címeihez.
Egy csomópont-specifikus útvonal hálózati szám helyett teljes IP-címet tartalmaz, vagyis olyan címet, amely nem csak a hálózatszám mezőben, hanem a csomópontszám mezőben is tartalmaz nullától eltérő információt. Feltételezzük, hogy egy ilyen végcsomópont esetében az útvonalat másként kell kiválasztani, mint a hálózat összes többi csomópontja esetében, amelyhez tartozik. Abban az esetben, ha a táblázat különböző rekordokat tartalmaz a csomagok továbbításáról a teljes N hálózatra és annak különálló csomópontjára N, D címmel, amikor az N, D csomóponthoz címzett csomag érkezik, a router a rekordot részesíti előnyben. N, D számára.
Az útválasztóhoz közvetlenül kapcsolódó hálózatok útválasztási táblázatai nullákat tartalmaznak (csatlakozva) a Metric mezőben.
Útválasztási algoritmusok
Az útválasztási algoritmusok alapvető követelményei:
- pontosság;
- egyszerűség;
- megbízhatóság;
- stabilitás;
- Igazságszolgáltatás;
- optimalitás.
Különféle algoritmusok léteznek az egyugrásos útválasztáshoz szükséges táblák létrehozására. Három osztályba oszthatók:
- egyszerű útválasztási algoritmusok;
- rögzített útválasztási algoritmusok;
- adaptív útválasztási algoritmusok.
Az útválasztó tábla felépítéséhez használt algoritmustól függetlenül a munkájuk eredménye egységes formátumú. Emiatt ugyanabban a hálózatban a különböző csomópontok saját algoritmusaik szerint építhetnek útválasztási táblákat, majd kicserélhetik egymás között a hiányzó adatokat, mivel ezeknek a tábláknak a formátuma rögzített. Ezért egy adaptív útválasztó egy rögzített útválasztási algoritmust használó végcsomópontot biztosíthat olyan hálózat elérési útjával, amelyről a végcsomópont semmit sem tud.
Egyszerű útválasztás
Ez egy olyan útválasztási módszer, amely nem változik, amikor az adatátviteli hálózat (PDN) topológiája és állapota megváltozik.
Az egyszerű útválasztást különféle algoritmusok biztosítják, amelyek jellemzően a következők:
- A véletlenszerű útválasztás az üzenet továbbítása egy csomóponttól bármely véletlenszerűen kiválasztott irányba, kivéve azokat az irányokat, amelyek mentén az üzenet a csomóponthoz érkezett.
- A lavinarouting az üzenet továbbítása egy csomóponttól minden irányban, kivéve azt az irányt, amelyben az üzenet a csomóponthoz érkezett. Ez az útválasztás rövid csomagszállítási időt garantál a sávszélesség csökkenése rovására.
- Útválasztás az eddigi tapasztalatok szerint - minden csomaghoz tartozik egy számláló az átadott csomópontok számáról, minden kommunikációs csomóponton számlálót elemeznek és a számláló minimális értékének megfelelő útvonalat tárolják. Ez az algoritmus lehetővé teszi a hálózati topológia változásaihoz való alkalmazkodást, de az adaptációs folyamat lassú és nem hatékony.
Általában az egyszerű útválasztás nem biztosít irányított csomagátvitelt, és alacsony a hatékonysága. Fő előnye a hálózat stabil működésének biztosítása a hálózat különböző részeinek meghibásodása esetén.
Fix útvonal
Ezt az algoritmust egyszerű hivatkozási topológiájú hálózatokban használják, és az útválasztási tábla hálózati rendszergazdája általi manuális létrehozásán alapul. Az algoritmus gyakran hatékonyan működik a nagy hálózatok gerincein is, mivel maga a gerinchálózat egyszerű felépítésű lehet, és nyilvánvalóan a legjobb útvonalak a gerinchez kapcsolódó alhálózatokban található csomagokhoz, ezért a következő algoritmusokat különböztetjük meg:
- Az egyirányú rögzített útválasztás az, amikor két előfizető között egyetlen útvonalat hoznak létre. Az ilyen útválasztással rendelkező hálózat nem ellenálló a hibákkal és a torlódásokkal szemben.
- Többutas rögzített útválasztás – Több lehetséges útvonal is beállítható, és bevezethető egy útvonalkiválasztási szabály. Az ilyen útválasztás hatékonysága a terhelés növekedésével csökken. Ha valamelyik kommunikációs vonal meghibásodik, módosítani kell az útválasztási táblát, ehhez minden kommunikációs csomópontban több tábla kerül tárolásra.
Adaptív útválasztás
Ez az útválasztó algoritmusok fő típusa a modern, összetett topológiájú hálózatokban. Az adaptív útválasztás azon alapul, hogy a routerek időszakonként konkrét topológiai információkat cserélnek az interneten elérhető hálózatokról, valamint a routerek közötti kapcsolatokról. Általában nem csak a hivatkozások topológiáját veszik figyelembe, hanem azok átviteli sebességét és állapotát is.
Az adaptív protokollok lehetővé teszik az összes útválasztó számára, hogy információkat gyűjtsön a hálózatban lévő hivatkozások topológiájáról, és gyorsan feldolgozza a hivatkozások konfigurációjában bekövetkezett összes változást. Ezek a protokollok természetükben elosztottak, ami abban nyilvánul meg, hogy a hálózatban nincsenek dedikált útválasztók, amelyek a topológiai információkat gyűjtenék és általánosítanák: ez a munka az összes útválasztó között megoszlik, a következő algoritmusokat különböztetjük meg:
- Helyi adaptív útválasztás – minden csomópont információt tartalmaz a kapcsolat állapotáról, a sor hosszáról és az útválasztási tábláról.
- Globális adaptív útválasztás - a szomszédos csomópontoktól kapott információk felhasználásán alapul. Ehhez minden csomópont tartalmaz egy útválasztási táblát, amely jelzi az üzenetek továbbítási idejét. A szomszédos csomópontoktól kapott információk alapján a tábla értéke újraszámításra kerül, figyelembe véve magában a csomópontban lévő sor hosszát.
- Központosított adaptív útválasztás – van néhány központi csomópont, amely információkat gyűjt a hálózat állapotáról. Ez a központ útválasztási táblákat tartalmazó vezérlőcsomagokat állít elő, és elküldi azokat a kommunikációs csomópontoknak.
- Hibrid adaptív útválasztás - a központ által időszakosan kiküldött tábla használatán, valamint magától a csomóponttól származó sor hosszának elemzésén alapul.
Algoritmusmutatók (metrikák)
Az útválasztási táblázatok olyan információkat tartalmaznak, amelyeket a kapcsolóprogramok használnak a legjobb útvonal kiválasztásához. Mi jellemzi az útválasztó táblák felépítését? Mi a sajátossága a bennük lévő információk természetének? Ez az algoritmus teljesítményéről szóló rész arra a kérdésre próbál választ adni, hogy egy algoritmus hogyan határozza meg az egyik útvonal preferenciáját a többihez képest.
Számos különböző mérőszámot használnak az útválasztási algoritmusok. Az összetett útválasztási algoritmusok több metrikán alapulhatnak az útvonalválasztás során, kombinálva azokat oly módon, hogy az eredmény egyetlen hibrid metrika legyen. A következők az útválasztási algoritmusokban használt metrikák:
- Útvonal hossza.
- Megbízhatóság.
- Késleltetés.
- Sávszélesség.
Útvonal hossza.
Az útvonal hossza a leggyakoribb útválasztási mérőszám. Egyes útválasztási protokollok lehetővé teszik a hálózati rendszergazdák számára, hogy tetszőleges árakat rendeljenek a hálózat minden csatornájához. Ebben az esetben az útvonal hossza az egyes bejárt csatornákhoz kapcsolódó költségek összege. Más útválasztási protokollok definiálják az "ugrásszámot" (ugrások számát), amely a csomagnak a forrástól a célig hálózati összeköttetéseken (például útválasztókon) keresztül történő útján történő áthaladásának mértéke.
Megbízhatóság.
A megbízhatóság az útválasztási algoritmusokkal összefüggésben a hálózat minden egyes kapcsolatának megbízhatóságára utal (általában a bit/hiba arányban írják le). A hálózat egyes csatornái gyakrabban hibázhatnak, mint mások. Egyes hálózati csatornák hibái könnyebben vagy gyorsabban kiküszöbölhetők, mint más csatornák meghibásodásai. Minden megbízhatósági tényező figyelembe vehető a megbízhatósági minősítések kijelölésénél. A hálózati kapcsolatokhoz általában a rendszergazdák rendelnek megbízhatósági besorolást. Ezek általában tetszőleges digitális értékek.
Késleltetés.
Az útválasztási késleltetés általában azt az időtartamot jelenti, amely alatt egy csomag eljut a forrástól a célig az interneten keresztül. A késleltetés sok tényezőtől függ, beleértve a közbenső hálózati kapcsolatok sávszélességét, a sorokat a csomag útvonalában lévő egyes routerek portjainál, a hálózat összes közbenső kapcsolatának torlódását és a fizikai távolságot, amelyre a csomagnak szüksége van. . Mivel számos fontos változó halmaza van, a látencia a leggyakoribb és leghasznosabb mérőszám.
Sávszélesség.
A sávszélesség a csatorna elérhető forgalmi teljesítményére utal. Ha minden egyenlő, a 10 Mb/s Ethernet az előnyben részesített kapcsolat minden 64 Kb/s sávszélességű bérelt vonalhoz. Bár a sávszélesség egy hivatkozás maximális elérhető sávszélességének becslése, a nagyobb sávszélességű kapcsolatokon átmenő útvonalak nem feltétlenül jobbak, mint a kevésbé gyors kapcsolatokon.
Belső útválasztási protokoll RIP
Ezt az útválasztási protokollt viszonylag kicsi és viszonylag homogén hálózatokhoz tervezték. Az útvonalat az úticél távolságának vektora jellemzi. Feltételezzük, hogy minden útválasztó több útvonal kiindulópontja azokhoz a hálózatokhoz, amelyekhez társítva van. Ezeknek az útvonalaknak a leírását egy útvonalnak nevezett speciális táblázat tárolja. A RIP útválasztási táblázat minden karbantartott géphez (minden útvonalhoz) tartalmaz egy bejegyzést. A bejegyzésnek tartalmaznia kell:
- Cél IP-címe.
- Útvonal metrika (1-től 15-ig; lépések száma a célig).
- A legközelebbi útválasztó (átjáró) IP-címe a célhoz vezető úton.
- Útvonalidőzítők.
Időnként (30 másodpercenként egyszer) minden útválasztó elküldi az útválasztási táblázatának másolatát az összes szomszédos útválasztónak, amelyhez közvetlenül kapcsolódik. A fogadó router ránéz a táblázatra. Ha új elérési út vagy rövidebb elérési út üzenet van a táblában, vagy az útvonal hossza megváltozott, ezeket a változtatásokat a fogadó hajtja végre az útválasztási táblájában. A RIP-nek háromféle hibát kell kezelnie:
Kerékpáros utak.
Az instabilitás elnyomása érdekében a RIP-nek a lépések maximális számának kis értékét kell használnia (legfeljebb 16).
Az útválasztási információk lassú terjedése a hálózaton problémákat okoz, ha az útválasztási helyzet dinamikusan változik (a rendszer nem követi a változásokat). Egy kis metrikus korlát javítja a konvergenciát, de nem oldja meg a problémát.
OSPF Link State Protocol
Az Open Shortest Path Firs (OSPF) protokoll a kapcsolatállapot-algoritmus megvalósítása (1991-ben fogadták el), és számos olyan funkcióval rendelkezik, amelyek nagy heterogén hálózatokban való használatra irányulnak.
Az OSPF kiszámítja az útvonalakat az IP-hálózatokon, miközben megőrzi az egyéb útválasztási csereprotokollokat.
A közvetlenül csatlakoztatott útválasztókat szomszédoknak nevezzük. Minden útválasztó információt tárol arról, hogy szerinte milyen állapotban van a szomszéd. Az útválasztó a szomszédos útválasztókra támaszkodik, és csak akkor küld adatcsomagokat nekik, ha biztos abban, hogy teljesen működőképesek. A linkek állapotának kiderítésére a szomszédos routerek elég gyakran rövid HELLO üzeneteket váltanak.
A kapcsolatállapot-adatok hálózaton keresztüli terjesztéséhez az útválasztók más típusú üzeneteket váltanak ki. Ezeket az üzeneteket router links reklámnak nevezzük – a router linkjeinek (pontosabban a linkek állapotának) hirdetése. Az OSPF routerek nemcsak saját, hanem külföldi linkreklámokat is cserélnek, végül információkat kapnak a hálózat összes kapcsolatának állapotáról. Ez az információ alkotja a hálózati kapcsolatok grafikonját, amely természetesen a hálózat összes útválasztója esetében azonos.
BGP protokoll
A BGP munka általános sémája a következő. A szomszédos SS-ek BGP-útválasztói, amelyek úgy döntenek, hogy útválasztási információkat cserélnek, BGP-kapcsolatokat létesítenek egymás között, és BGP-szomszédokká (BGP-társak) válnak.
A BGP ezután egy útvonalvektornak nevezett megközelítést alkalmaz, amely a távolságvektoros megközelítés kiterjesztése. A BGP szomszédok útvonalvektorokat hirdetnek egymásnak. Az útvonalvektor a távolságvektortól eltérően nemcsak a hálózati címet és a hozzá való távolságot tartalmazza, hanem a hálózati címet és az útvonalattribútumok listáját, amelyek leírják a küldő útválasztótól a megadott hálózatig tartó útvonal különböző jellemzőit. A következőkben a rövidség kedvéért egy hálózati címből és a hálózathoz vezető útvonal attribútumaiból álló adatkészletet egy adott hálózathoz vezető útvonalnak nevezzük.
BGP megvalósítás
Egy pár BGP-szomszéd TCP-kapcsolatot hoz létre egymással, a 179-es port. A különböző AS-hez tartozó szomszédoknak közvetlenül elérhetőnek kell lenniük egymás számára; nincs ilyen korlátozás az egyik AS-ből származó szomszédokra, mivel a belső útválasztási protokoll biztosítja, hogy az összes szükséges útvonal elérhető legyen ugyanazon autonóm rendszer csomópontjai között.
A BGP szomszédok között TCP-n keresztül cserélt információáramlás BGP üzenetek sorozatából áll. Az üzenet maximális hossza 4096 oktett, a minimális 19. 4 üzenettípus létezik.
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-2.jpg" alt = "(! LANG:> IP Routing Protocol">!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-3.jpg" alt = "(! LANG:> IP-cím l Az IPv 4-cím egy egyedi 32 bites bináris számjegyek sorozata,"> IP-адрес l IPv 4 -адрес - это уникальная 32 разрядная последовательность двоичных цифр, с помощью которой компьютер однозначно идентифицируется в IP сети. (на канальном уровне в роли таких же уникальных адресов компьютеров выступают МАС адреса сетевых адаптеров, невозможность совпадения которых контролируется изготовителями на стадии производства.)!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-4.jpg" alt = "(! LANG:> IP-verzió l-es verzió 4, vagy IPv 4 l-es verzió IPv 6),"> Версии l версия 4 протокола IP, или IPv 4 l версия 6 (IPv 6), в которой IP адрес представляется в виде 128 битной последовательности двоичных цифр. ipv 6 install!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-5.jpg" alt = "(! LANG:> Szerkezet l A 3 IP2-címmel történő munkavégzés kényelme érdekében -bit sorrend általában"> Структура l Для удобства работы с IP адресами 32 разрядную последовательность обычно разделяют на 4 части по 8 битов (на октеты) l каждый октет переводят в десятичное число и при записи разделяют эти числа точками. l в таком виде (это представление называется «десятичные числа с точками» , или, «dotted decimal notation») IP адреса занимают гораздо меньше места и намного легче запоминаются 192. 168. 5. 200 11000000 10101000 0000101 11001000!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-6.jpg" alt = "(! LANG:> Alhálózati maszk l Az alhálózati maszk egy 32 bites számból áll haladó"> Маска подсети l Маска подсети - это 32 разрядное число, состоящее из идущих вначале единиц, а затем - нулей, например (в десятичном представлении) 255. 0 ИЛИ 255. 240. 0.!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-7.jpg" alt = "(! LANG:> Alhálózati maszk l Az alhálózati maszk rendkívül fontos szerepet játszik az IP-címekben és"> Маска подсети l Маска подсети играет исключительно важную роль в IP адресации и маршрутизации l сеть ARPANet строилась как набор соединенных друг с другом гетерогенных сетей. Для правильного взаимодействия в такой сложной сети каждый участник должен уметь определять, какие IP адреса принадлежат его локальной сети, а какие - удаленным сетям. l здесь и используется маска подсети, с помощью которой производится разделение любого IP адреса на две части: идентификатор сети (Net ID) и идентификатор узла (Host ID). l такое разделение делается очень просто: там, где в маске подсети стоят единицы, находится идентификатор сети, а где стоят нули - идентификатор узла. Например, в IP адресе 192. 168. 5. 200 при использовании маски подсети 255. 0 идентификатором сети будет число 192. 168. 5. 0, а идентификатором узла - число 200. Стоит поменять маску подсети, на число 255. 0. 0, как и идентификатор узла, и идентификатор сети изменятся на 192. 168. 0. 0 и 5. 200, соответственно, и от этого, иначе будет вести себя компьютер при посылке IP пакетов.!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-8.jpg" alt = "(! LANG:> Hálózatok és hálózati azonosítók IP-címeinek hozzárendelésének szabályai 1. nem csak tartalmazhat"> Правила назначения IP-адресов сетей и узлов 1. идентификатор сети не может содержать только двоичные нули или только единицы. Например, адрес 0. 0 не может являться идентификатором сети; 2. идентификатор узла также не может содержать только двоичные нули или только единицы - такие адреса зарезервированы для специальных целей l все нули в идентификаторе узла означают, что этот адрес является адресом сети. Например, 192. 168. 5. 0 является правильным адресом сети при использовании маски 255. 0 и его нельзя использовать для адресации компьютеров, l все единицы в идентификаторе узла означают, что этот адрес является адресом широковещания для данной сети. Например, 192. 168. 5. 255 является адресом широковещания в сети 192. 168. 5. 0 при использовании маски 255. 0 и его нельзя использовать для адресации компьютеров!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-9.jpg" alt = "(! LANG:> Hálózati azonosítók és gazdagépen belüli IP-címek hozzárendelésének szabályai l egy és"> Правила назначения IP-адресов сетей и узлов l идентификатор узла в пределах одной и той же подсети должен быть уникальным; l диапазон адресов от 127. 0. 0. 1 до 127. 255. 254 нельзя использовать в качестве IP адресов компьютеров. Вся сеть 127. 0. 0. 0 по маске 255. 0. 0. 0 зарезервирована под так называемый «адрес заглушки» (loopback), используемый в IP для обращения компьютера к самому себе. PING 127. 12. 34. 56!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-10.jpg" alt = "(! LANG:> l IP-címeket egy magán nonprofit társaság terjeszt világszerte ICANN-nak hívják"> l Распределением IP адресов в мире занимается частная некоммерческая корпорация под названием ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers), а точнее, работающая под ее патронажем организация IANA (Internet Assigned Numbers Authority).!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-11.jpg" alt = "(! LANG:> Osztály nélküli és osztály nélküli IP-címzés">!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-12.jpg" alt = "(! LANG:> Fejlesztés l Kezdetben a lehetséges IP-címek teljes terét felosztották öt osztályba"> Развитие l Первоначальная все пространство возможных IP адресов было разбито на пять классов l принадлежность IP адреса к определенному классу определялась по нескольким битам первого октета l для адресации сетей и узлов использовались только классы А, В и С. l для этих сетей были определены фиксированные маски подсети по умолчанию, равные, соответственно, 255. 0. 0. 0, 255. 0. 0 и 255. 0, которые не только жестко определяли диапазон возможных IP адресов узлов в таких сетях, но и механизм маршрутизации.!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-13.jpg" alt = "(! LANG:> Címosztályok az eredeti B-címzési sémában vs első lehetséges osztály"> Классы адресов в первоначальной схеме IP-адресации Класс Первые Возможное число биты в значения сетей узлов в сети октете первого октета А 0 1 -126 16777214 В 10 128 -191 16384 65534 С 110 192 -223 2097152 254 D 1110 224 -239 Используется для многоадресной рассылки (multicast) Е 1111 240 -254 Зарезервирован как экспериментальный!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-14.jpg" alt = "(! LANG:> Problémák l A szervezeteket arra kérték, hogy töltsenek ki egy regisztrációs űrlapot, hogy megkaphassák az IP-címek kívánt tartománya,"> Проблемы l Для получения нужного диапазона IP адресов организациям предлагалось заполнить регистрационную форму, в которой следовало указать текущее число компьютеров и планируемый рост компью терного парка в течение двух лет. l с развитием Интернета такой подход к распределению IP адресов стал вызывать проблемы, особенно острые для сетей класса В. l организациям, в которых число компьютеров не превышало нескольких сотен (скажем, 500), приходилось регистрировать для себя целую сеть класса В. l Поэтому количество доступных сетей класса В стало на глазах «таять» , но при этом громадные диапазоны IP адресов (в нашем примере - более 65000) пропадали зря.!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-15.jpg" alt = "(! LANG:> A probléma megoldása l A probléma megoldásához osztály nélküli IP-címzés sémát dolgoztak ki">!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-16.jpg" alt = "(! LANG:> Classless IP Addressing Scheme (Osztály nélküli IP-címzési séma) (osztály nélküli inter.) CIDR l hiányzik az IP-cím összerendelése"> Бесклассовая схема IP-адресации (Classless Inter. Domain Routing,), CIDR l отсутствует привязка IP адреса к классу сети и маске подсети по умолчанию l допускается применение так называемых масок подсети с переменной длиной (Variable Length Subnet Mask, VLSM). l Например, если при выделении сети для вышеуказанной организации с 500 компьютерами вместо фиксированной маски 255. 0. 0 использовать маску 255. 254. 0 то получившегося диапазона из 512 возможных IP адресов будет вполне достаточно. Оставшиеся 65 тысяч адресов можно зарезервировать на будущее или раздать другим желающим подключиться к Интернету. Этот подход позволил гораздо более эффективно выделять организациям нужные им диапазоны IP адресов, и проблема с нехваткой IP сетей и адресов стала менее острой.!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-17.jpg" alt = "(! LANG:> l A csomópontok maximális számának kiszámítása bármely IP-hálózatban hány bit"> l Рассчет максимально возможного количества узлов в любой IP сети сколько битов содержится в идентификаторе узла, или, иначе, сколько нулей имеется в маске подсети. l Это число используется в качестве показателя степени двойки, а затем из результата вычитается два зарезервированных адреса (сети и широковещания). l Аналогичным способом легко вычислить и возможное количество сетей классов А, В или С, если учесть, что первые биты в октете уже зарезервированы, а в классе А нельзя использовать IP адреса 0. 0 и 127. 0. 0. 0 для адресации сети.!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-18.jpg" alt = "(! LANG:> IP-címek helyi hálózatokhoz l, Az interneten használt összes cím regisztrálnia kell"> IP-адреса для локальных сетей l Все используемые в Интернете адреса, должны регистрироваться в IANA, что гарантирует их уникальность в масштабе всей планеты. Такие адреса называют реальными, или публичными (public) IP адресами. l Для локальных сетей, не подключенных к Интернету, регистрация IP адресов, естественно, не требуется, так что, в принципе, здесь можно использовать любые возможные адреса. Однако, чтобы не допускать возможных конфликтов при последующем подключении такой сети к Интернету, RFC 1918 рекомендует применять в локальных сетях только следующие диапазоны так называемых частных (private) IP адресов (в Интернете эти адреса не существуют и использовать их там нет возможности): ¡ 10. 0- 10. 255; ¡ 172. 16. 0. 0- 172. 31. 255; а!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-19.jpg" alt = "(! LANG:> Az IP-útválasztás alapjai l a megfelelő interakcióhoz más számítógépekkel és hálózatokkal minden egyes"> Основы IР-маршрутизации l чтобы правильно взаимодействовать с другими компьютерами и сетями, каждый компьютер определяет, какие IP адреса принадлежат его локальной сети, а какие - удаленным сетям. l если выясняется, что IP адрес компьютера назначения принадлежит локальной сети, пакет посылается непосредственно компьютеру назначения, если же это адрес удаленной сети, то пакет посылается по адресу основного шлюза.!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-20.jpg" alt = "(! LANG:> Példa SZÁMÍTÓGÉP l IP-cím 192.20 -.52.10 alhálózat"> Пример КОМПЬЮТЕР l IP адрес - 192. 168. 5. 200; l маска подсети - 255. 0; l основной шлюз - 192. 168. 5. 1. При запуске протокола IP на компьютере выполняется операция логического «И» между его собственными IP адресом и маской подсети l IP адрес в 32 разрядном виде 11000000 10101000 00000101 11001000; l маска подсети - 11111111 0000; l идентификатор сети - 11000000 10101000 00000101 0000 Т. е. 192. 168. 5. 0 идентификатор собственной сети!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-21.jpg" alt = "(! LANG:> Példafeladat: IP-csomag küldése 1925.118 címre .l a számítógép végrehajtja"> Пример Задача: отправить IP-пакет по адресу 192. 168. 5. 15. l компьютер выполняет операцию логического «И» с IP адресом компьютера назначения и собственной маской подсети. l полученный в результате идентификатор сети назначения будет совпадать с идентификатором собственной сети компьютера отправителя.!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-22.jpg" alt = "(! LANG:> Példa Ez jelzi a számítógépünknek, hogy a célszámítógép a ugyanaz ő"> Пример Так наш компьютер определит, что компьютер назначения находится в одной с ним сети, и выполнит следующие операции: l с помощью протокола ARP будет определен физический МАС адрес, соответствующий IP адресу компьютера назначения; l с помощью протоколов канального и физического уровня по этому МАС адресу будет послана нужная информация.!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-23.jpg" alt = "(! LANG:> 2. példa Feladat: küldjön egy IP-csomagot a 1910.1 címre: 6 1912.1 l A számítógép végrehajtja a műveletet"> Пример 2 Задача: отправить IP-пакет по адресу 192. 168. 10. 20. l Компьютер выполнит аналогичную процедуру определения идентификатора сети назначения. l В результате будет получен адрес 192. 168. 10. 0, не совпадающий с идентификатором сети компьютера отправителя. l Так будет установлено, что компьютер назначения находится в удаленной сети, и алгоритм действий компьютера отправителя изменится: 1. будет определен МАС адрес не компьютера назначения, а маршрутизатора; 2. с помощью протоколов канального и физического уровня по этому МАС адресу на маршрутизатор будет послана нужная информация. Дальнейшая судьба IP пакета зависит от правильной настройки маршрутизаторов, объединя ющих сети 192. 168. 5. 0 и 192. 168. 10. 0. важна правильная настройка маски подсети в параметрах IP адресации!!!!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-24.jpg" alt = "(! LANG:> IP-paraméterek és állapotellenőrzés kézi beállításának módjai (1. könnyű hibázni, amikor"> Способами настройки параметров IP и проверка работоспособности 1. назначить вручную (легко ошибиться, при изменении надо перенастраивать, сетевые администраторы полностью контролируют все IP адреса, невозможно работать в крупных корпоративных сетях с мобильными устройствами типа ноутбуков или КПК, которые часто перемещаются из одного сегмента сети в другой) 2. автоматическое получение IP адреса. Специальные серверы, поддерживающие протокол динамической конфигурации узлов (Dynamic Host Con iguration Protocol, DHCP), задача которых состоит f в обслуживании запросов клиентов на получение IP адреса и другой информации, необходимой для правильной работы в сети. Если сервер DHCP недоступен (отсутствует или не работает), то начиная с версии Windows 98 компьютеры самостоятельно назначают себе IP адрес. При этом используется механизм автоматической личной IP адресации (Automatic Private IP Addressing, АРIPA), для которого корпорацией Microsoft в IANA был зарегистрирован диапазон адресов 169. 254. 0. 0 - 169. 254. 255.!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-25.jpg" alt = "(! LANG:> IP ellenőrzése 1. IPCONFIG / ALL.127"> Проверка параметров и работоспособности протокола IP 1. IPCONFIG /ALL. 2. PING 127. 0. 0. 1 3. PING w. x. y. z, где w. x. y. z - IP адрес соседнего компьютера. 4. PING w. x. y. z, где w. x. y. z - IP адрес основного шлюза. 5. PING w. x. y. z, гдеw. x. y. z - IP адрес любого удаленного компьютера.!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-26.jpg" alt = "(! LANG:> Kérdések 1. Milyen paraméterek és beállítások szükségesek a TCP protokollhoz verem a munkába / IP? 2."> Вопросы 1. Какие параметры и настройки обязательны дляобеспечения работы стека протоколов TCP/IP? 2. Что такое IP адрес? Какова его структура? Какиевозможны способы представления IP адресов? 3. Чем отличаются версии 4 и 6 протокола IP? Какие преимущества обеспечит версия 6 протокола IP? Почему возникла необходимость в переходе на версию 6 протокола IP? 4. Что такое маска подсети? Для чего она нужна? 5. В чем заключается смысл разделения IP адреса на идентификаторы сети и узла? Для чего это требуется? 6. Какие IP адреса и маски являются допустимыми, а какие - нет? Почему? 7. В чем различие между классовой и бесклассовой IP адресациями? Каковы их преимущества и недостатки?!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-27.jpg" alt = "(! LANG:> Kérdések 1. Mik azok az IP-cím osztályok? Milyen szabályokat tartalmaznak határozza meg? 2."> Вопросы 1. Что такое классы IP адресов? По каким правилам они определяются? 2. Как назначить IP адреса в локальной сети (без выхода в Интернет)? 3. Каковы основные принципы маршрутизации пакетов в локальных и удаленных сетях? 4. Что такое таблица маршрутов (таблица маршрутизации)? Объясните смысл каждой из ее колонок. 5. Как «прописать» в таблице маршрутизации отсутствующий в ней новый маршрут? 6. Что такое динамическая конфигурация узлов? Для чего она нужна? 7. В чем заключается технология автоматической личной IP адресации? 8. Каков типовой алгоритм проверки работоспособности протокола IP?!}
Jegyzőkönyv RIP (Routing Information Protocol) az egyik legrégebbi protokoll az útválasztási információk cseréjére, de még mindig rendkívül elterjedt a számítógépes hálózatokban. A TCP/IP-hálózatokhoz készült RIP-verzió mellett a Novelltől létezik a RIP-verzió IPX-/SPX-hálózatokhoz is.
Ebben a protokollban minden hálózat rendelkezik számokkal (a számok kialakításának módja a hálózatban használt hálózati réteg protokolljától függ), és minden útválasztó rendelkezik azonosítóval. A RIP széles körben használja a távolságvektor fogalmát. A távolságvektor olyan számpárok halmaza, amelyek a hálózatok számai és a hozzájuk való távolságok ugrásban.
A távolságvektorokat a routerek iteratív módon terjesztik a hálózaton keresztül, és néhány lépés után minden router információval rendelkezik a számára elérhető hálózatokról és az ezektől való távolságokról. Ha a kapcsolat bármely hálózattal megszakad, a router ezt a tényt úgy jelöli meg, hogy a lehető legnagyobb értéket rendeli a hálózat távolságának megfelelő vektorelemhez, amelynek különleges jelentése van - "nincs kapcsolat". Ez az érték a RIP protokollban a 16.
A 8.1. ábra egy példát mutat egy hálózatra, amely hat 1–6 azonosítójú útválasztóból és hat A–F hálózatból áll, pont-pont közvetlen kapcsolatokkal.
Rizs. 8.1. Útválasztási információcsere RIP-en keresztül
Az ábra a 2. útválasztó topológiai bázisában lévő kezdeti információkat, valamint a RIP útválasztó csomagok cseréjének két iterációja után ugyanabban a bázisban lévő információkat mutatja. Bizonyos számú iteráció után a Router 2 tudni fogja a távolságokat az interneten lévő összes hálózattól, és több alternatíva is lehet a csomag célhálózatba történő elküldésére. Példánkban tegyük fel, hogy a célhálózat a D hálózat.
Amikor csomagot kell küldenie a D hálózatnak, a Router megnézi az útvonaladatbázisát, és kiválasztja azt a portot, amelyik a legrövidebb távolságra van a célhálózattól (ebben az esetben azt a portot, amelyik összeköti a 3-as útválasztóval).
A kommunikáció és a berendezések állapotában bekövetkezett változásokhoz való alkalmazkodás érdekében az útválasztási táblázat minden bejegyzéséhez időzítő tartozik. Ha az időkorlát alatt nem érkezik új üzenet, amely megerősíti ezt az útvonalat, akkor az eltávolításra kerül az útválasztási táblázatból.
A RIP protokoll használatakor a Bellman-Ford dinamikus programozási heurisztikus algoritmus működik, a segítségével talált megoldás nem optimális, hanem az optimálishoz közeli. A RIP protokoll előnye a számítási egyszerűség, hátránya pedig a forgalomnövekedés a broadcast csomagok időszakos küldése során, illetve a talált útvonal szuboptimalitása.
A 8.2. ábra a RIP-n keresztüli instabil hálózati működés esetét mutatja, amikor a konfiguráció megváltozik - az M1 útválasztó és az 1. hálózat közötti kapcsolat meghibásodik. Ha ez a kapcsolat működik, minden útválasztó útvonaltáblázata tartalmaz egy bejegyzést az 1-es hálózatról és a megfelelő távolságról hozzá.
Rizs. 8.2. Példa instabil hálózatra RIP használatakor
Amikor megszakad a kapcsolat az 1-es hálózattal, az M1 útválasztó megjegyzi, hogy a hálózat távolsága 16 lett. Egy idő után azonban, miután megkapta az M2 útválasztótól az 1-es hálózat távolsága 2 ugrás távolságra küldött üzenetet, az M1 útválasztó 1-gyel növeli ezt a távolságot, és megjegyzi, hogy az 1-es hálózat elérhető a 2-es útválasztón keresztül. Ennek eredményeként az 1-es hálózatnak szánt csomag az M1 és M2 útválasztó között kering, amíg a 2-es útválasztóban az 1-es hálózatról szóló rekord tárolási ideje le nem telik, és nem továbbítja ezt az információt az M1 router.
Az ilyen helyzetek elkerülése érdekében az útválasztó által ismert hálózatra vonatkozó útválasztási információkat a rendszer nem továbbítja arra az útválasztóra, amelyről érkezett.
Vannak más, összetettebb esetek is a RIP protokollt használó hálózatok instabil viselkedésének, amikor a hivatkozások vagy a hálózati útválasztók állapota megváltozik.
