IP apzīmē interneta protokolu (Internet Protocol), un konkrēti šī protokola 4. versija pašlaik ir visizplatītākā. IPv4 tiek definēts, izmantojot RFC 791.
OSI ietvaros tas ir tīkla (3.) slāņa protokols. Šis līmenis, es atgādinu, ir paredzēts, lai noteiktu datu pārraides ceļu.
IPv4 izmanto pakešu komutāciju. Šajā gadījumā sākotnējais pārsūtītais ziņojums tiek sadalīts mazās daļās (paketēs), kuras tiek pārraidītas neatkarīgi tīklā.
Turklāt IPv4 negarantē pakešu piegādi vai dublikātu neesamību. Šī ir tā sauktā “vislabākās piepūles piegāde” (pretstatā garantētajai piegādei). Attiecīgi šie uzdevumi tiek pārsūtīti uz augstāka līmeņa protokoliem, piemēram, TCP.
Uzrunāšana
IPv4 identificē sūtītāju un saņēmēju, izmantojot 32 bitu adresi, kas ierobežo iespējamo adrešu skaitu līdz 4 294 967 296. No šī skaita IPv4 rezervē īpašus adrešu diapazonus, ko sauc par privāto (~18 M) un multicast (~270 M).
Adreses parasti raksta kā četrus punktētus decimāldaļu oktetus, piemēram: 198.51.100.25 atbilst skaitlim C6336419 16 .
Izmantojot globālo adrešu telpu, ir jānošķir adreses, kas ir pieejamas vietējais fiziski tīkli, kuriem nav nepieciešama maršrutēšana, un adreses, kas fiziski atrodas citā tīklā. Pēdējā gadījumā paketes tiek novirzītas maršrutētājam, kuram tās jānodod tālāk.
Pirmajās standarta versijās pirmais oktets tika izmantots, lai identificētu tīklu, bet pārējais - resursdatora identificēšanai. Ātri kļuva skaidrs, ka ar 256 tīkliem nepietiek. Tāpēc tika ieviestas tīklu klases:
| Klase | Pirmie sitieni | Tīkla adreses garums | Resursdatora adreses garums |
|---|---|---|---|
| A | 0 | 8 | 24 |
| B | 10 | 16 | 16 |
| C | 110 | 24 | 8 |
| D | 1110 | N/A | N/A |
| E | 1111 | N/A | N/A |
| Klase | Diapazona sākums | Diapazona beigas |
|---|---|---|
| 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 |
D klase ir rezervēta multiraidei, E klase ir rezervēta tikai "katram gadījumam".
Tīkla adreses garums un resursdatora adreses garums tika noteikts pēc adreses pirmajiem bitiem. Kopš aptuveni 1985. gada arī tas ir pamests. Iemesls tam ir tas, ka daudzas organizācijas pieprasīja vairāk adrešu nekā nodrošina C klases tīkls un saņēma B klases tīklu, taču B klases tīkls vairākas reizes pārsniedza organizācijas prasības.
Tīkla klases ir aizstātas ar tīkla masku. Šī ir bitmaska, kas norāda, kuri adreses biti ir tīkls un kuri ir resursdators. Pēc standarta vienošanās maska ir jāaizpilda no kreisās puses uz labo, lai tīkla adrese vienmēr būtu augstākajos bitos. Tas ļauj norādīt tikai tīkla adreses garums, nevis visas tīkla maskas.
Piemēram, 192.0.2.0/24 nozīmē, ka pirmie 24 biti (trīs okteti) ir paredzēti tīkla adresei, bet pārējie ir resursdatora adresei. /24 ir ekvivalents tīkla maskai 255.255.255.0.
Tīkla masku izmantošana ir aprakstīta RFC 1517.
Daudzi standarti arī rezervē dažādus adrešu diapazonus īpašām vajadzībām.
| Diapazons | Apraksts | RFC |
|---|---|---|
| 0.0.0.0/8 | Pašreizējais tīkls (avota adrese) | 6890 |
| 10.0.0.0/8 | privātais tīkls | 1918 |
| 100.64.0.0/10 | Koplietota adrešu telpa CGN | 6598 |
| 127.0.0.0/8 | cilpa | 6890 |
| 169.254.0.0/16 | Automātiskā konfigurācija | 3927 |
| 172.16.0.0/12 | privātais tīkls | 1918 |
| 192.0.0.0/24 | IETF protokolu piešķīrumi | 6890 |
| 192.0.2.0/24 | Dokumentācija un piemēri 1 | 5737 |
| 192.88.99.0/24 | Pārsūtīt ipv6 uz ipv4 | 3068 |
| 192.168.0.0/16 | privātais tīkls | 1918 |
| 198.18.0.0/15 | Tīkla joslas platuma pārbaude | 2544 |
| 198.51.100.0/24 | Dokumentācija un piemēri 2 | 5737 |
| 203.0.113.0/24 | Dokumentācija un piemēri 3 | 5737 |
| 224.0.0.0/4 | Multiraide | 5771 |
| 240.0.0.0/4 | rezervēts | 1700 |
| 255.255.255.255 | Apraides pieprasījums | 919 |
Arī resursdatora adreses ir rezervētas binārā veidā, kas sastāv no nullēm (kas apzīmē visu tīklu, rezervētas) un vieniniekiem (šī tīkla apraides pieprasījums).
Piemēram, 203.0.113.0 (tekstā) nozīmē tīklu 203.0.113.0/24, bet 203.0.113.255 nozīmē apraides pieprasījumu šim tīklam.
Pakešu formāts
Pakete sastāv no galvenes un datiem. IP nenozīmē integritātes pārbaudi. Pamata protokols (teiksim, Ethernet) jau nodrošina integritātes pārbaudes datu posma slānī, un augstākais protokols (piemēram, TCP) datu slānī.
Versija, 4 biti Pirmais galvenes lauks. IPv4 vērtība ir 0010 2, t.i. 4. Galvenes garums, 4 biti 32 bitu vārdu skaits galvenē. Minimālā vērtība ir 5, kas atbilst galvenes garumam 20 baiti. Maksimālais ir 15, galvenes garums ir 60 baiti. DSCP vai ToS — pakalpojuma veids, 6 biti Norāda prioritāti, piemēram, VoIP. ECN, 2 bitu karodziņš, kas skaidri norāda uz tīkla pārslodzi. Nepieciešams atbalsts no abām pusēm (uztverot un pārraidot). Kad šis karodziņš tiek saņemts, datu pārraides ātrums tiek samazināts. Ja karodziņš netiek atbalstīts, paketes tiek vienkārši izmestas. Kopējais garums, 16 biti Kopējais paketes garums baitos, ieskaitot galveni un datus. Minimālais garums ir 20, maksimālais garums ir 65535. Identifikācija, 16 biti Izmanto, lai unikāli identificētu datagrammu. Tā kā var būt nepieciešams sadalīt paketi mazākās daļās, kad tā tiek pārraidīta dažādos tīklos, šis lauks tiek izmantots, lai identificētu daļas, kas pieder vienai paketei. Karogi, 3 biti
Bitu karodziņi:
- Rezervēts, vienmēr 0
- Nesadrumstalojieties. Ja tālākai paketes pārsūtīšanai nepieciešama sadrumstalotība, pakete tiek izmesta.
- Vairāk fragmentu. Sadrumstalotām paketēm visām, izņemot pēdējo, šis karodziņš ir iestatīts uz 1.
- 1-ICMP
- 6 - TCP
- 17-UDP
Reti lietots. Sastāv no galvenes-datu blokiem. Opcijas galvene ir 8–16 biti gara un sastāv no šādiem laukiem:
- Opcijas veids, 8 biti - lauks, kurā norādīta opcija. Vērtība “0” nozīmē opciju saraksta beigas. Kopā reģistrēti 26 kodi.
- Garums, 8 biti - visas opcijas lielums bitos, ieskaitot galveni. Dažiem opciju veidiem var nebūt.
ARP
IP nosaka loģiskās adreses. Tomēr, lai nosūtītu paketi Ethernet tīklā, jums jāzina arī galamērķa resursdatora (vai maršrutētāja) fiziskā adrese. ARP protokols tiek izmantots, lai kartētu vienu ar otru.
ARP (Address Resolution Protocol) formāli ir tīkla (3.) slāņa protokols OSI modelī, lai gan faktiski tas nodrošina 2. un 3. slāņa mijiedarbību. ARP ir ieviests dažādiem 2. un 3. slāņa protokolu pāriem.
Pats protokols ir veidots uz vienkāršas pieprasījuma-atbildes shēmas. Apskatīsim konkrētu piemēru.
Ja resursdators, piemēram, A ar loģisko adresi 198.51.100.1 (tīklā 198.51.100.0/24), vēlas nosūtīt paketi uz resursdatoru B ar loģisko adresi 198.51.100.2, tas nosūta 2. slāņa protokola apraides pieprasījumu (šajā gadījumā Ethernet). ) ar iekapsulētu ziņojumu ARP jautā tīkla mezgliem - kāda ir mezgla fiziskā adrese ar loģisko adresi 198.51.100.2, un satur mezgla A loģiskās un fiziskās adreses. Mezgls B, redzot pieprasījumā savu loģisko adresi, nosūta atbildi uz mezglu A uz pieprasījumā saņemto loģisko un fizisko adresi. Vaicājuma rezultāti tiek saglabāti kešatmiņā.
ARP ziņojumiem ir šāda struktūra:
Fiziskais protokols (HTYPE), 2 baiti Izmantotais 2. slāņa protokols. Ethernet ir identifikators 1. Loģiskais protokols (PTYPE), 2 baiti Izmantotais 3. slāņa protokols. Atbilst EtherTypes. IPv4 ID ir 0x0800. Fiziskās adreses garums (HLEN), 1 baits Fiziskās adreses garums oktetos, Ethernet - 6 loģiskās adreses garums (PLEN), 1 baits Loģiskās adreses garums oktetos, IPv4 - 4 darbība (OPER), 2 baiti 1 pieprasījumam, 2 par atbildi un daudzas citas protokolu paplašinājumu iespējas. Sūtītāja fiziskā adrese (SHA), HLEN baiti Pieprasījumā pieprasītāja adrese. Atbildē ir norādīta pieprasītā mezgla adrese. Sūtītāja loģiskā adrese (SPA), PLEN baiti
Galamērķa fiziskā adrese (THA), HLEN baiti Pieprasījumā ignorēta. Atbildē ir norādīta pieprasītāja adrese. Galamērķa loģiskā adrese (TPA), PLEN baiti
Parasti tīkla mezgli arī sūta ARP ziņojumus, mainot savu IP adresi vai ieslēdzoties. Tas parasti tiek ieviests kā GPL, kur TPA = SPA un THA = 0. Vēl viena iespēja ir ARP atbilde, kurā TPA = SPA un THA = SHA.
Turklāt ARP var izmantot loģiskās adreses konflikta noteikšanai (ar SPA=0).
Ir protokola paplašinājumi, kas veic apgrieztās darbības, InARP (Inverse ARP), kas iegūst L3 adresi no L2 adreses, un RARP, kas iegūst pieprasītāja mezgla L3 adresi.
RARP tika izmantots, lai automātiski konfigurētu L3 adreses. Pēc tam aizstāts ar BOOTP un pēc tam DHCP.
Maršrutēšana IPv4 tīklos
Pamata maršrutēšanas algoritmu IPv4 tīklos sauc par pāradresācijas algoritmu.
Ja ir galamērķa adrese D un tīkla prefikss N, tad
- Ja N atbilst pašreizējā mezgla tīkla prefiksam, nosūtiet datus, izmantojot vietējo saiti.
- Ja maršrutēšanas tabulā ir maršruts N, nosūtiet datus uz nākamā apļa maršrutētāju.
- Ja ir noklusējuma maršruts, nosūtiet nākamā lēciena datus noklusējuma maršrutētājam
- Pretējā gadījumā tā ir kļūda.
Maršrutēšanas tabula ir kartēšanas tabula starp tīkla adresēm un nākamā lēciena maršrutētāja adresēm šiem tīkliem. Tā, piemēram, mezglam ar adresi 198.51.100.54/24 var būt šāda maršrutēšanas tabula: 203.0.113.0/24
| Galamērķis | Vārteja | ierīci |
|---|---|---|
| 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 |
Pamatā maršruts ir piesaistīts arī tīkla ierīcei, no kuras jānosūta dati.
Ja mezglu var sasniegt, izmantojot vairākus maršrutus, tiek izvēlēts maršruts ar garāko tīkla masku (t.i., konkrētāku). Var būt tikai viens noklusējuma maršruts.
Piemēram, resursdatoram 198.51.100.54/24 ir maršrutēšanas tabula:
| Galamērķis | Vārteja | ierīci |
|---|---|---|
| 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 |
Or vārteja, ir tīkla mezgls ar vairākiem IP interfeisiem (satur savu MAC adresi un IP adresi), kas savienoti ar dažādiem IP tīkliem, kas, pamatojoties uz maršrutēšanas problēmas risinājumu, pāradresē datagrammas no viena tīkla uz otru, lai tās nogādātu no sūtītāja uz saņēmējs.
Tie ir vai nu specializēti datori, vai datori ar vairākām IP saskarnēm, kuru darbību kontrolē speciāla programmatūra.
Maršrutēšana IP tīklos
Maršrutēšana tiek izmantota, lai saņemtu paketi no vienas ierīces un pārsūtītu to pa tīklu uz citu ierīci, izmantojot citus tīklus. Ja tīklā nav maršrutētāju, maršrutēšana netiek atbalstīta. Maršrutētāji novirza (novirza) trafiku uz visiem tīkliem, kas veido tīklu.
Lai maršrutētu paketi, maršrutētājam ir jābūt šādai informācijai:
- Galamērķa adrese
- Blakus esošais maršrutētājs, no kura tas var uzzināt par attāliem tīkliem
- Pieejamie ceļi uz visiem attālajiem tīkliem
- Labākais ceļš uz katru attālo tīklu
- Maršrutēšanas informācijas uzturēšanas un pārbaudes metodes
Maršrutētājs uzzina par attāliem tīkliem no blakus esošajiem maršrutētājiem vai no tīkla administratora. Pēc tam maršrutētājs izveido maršrutēšanas tabulu, kurā aprakstīts, kā atrast attālos tīklus.
Ja tīkls ir tieši savienots ar maršrutētāju, tas jau zina, kā maršrutēt paketi uz šo tīklu. Ja tīkls nav tieši savienots, maršrutētājam ir jāapgūst (jāapgūst) piekļuves ceļi attālajam tīklam, izmantojot statisko maršrutēšanu (manuāli ievada administrators visu tīklu atrašanās vietu maršrutēšanas tabulā) vai izmantojot dinamisko maršrutēšanu.
Dinamiskā maršrutēšana ir maršrutēšanas protokola process, kas nosaka, kā ierīce mijiedarbojas ar blakus esošajiem maršrutētājiem. Maršrutētājs atjauninās informāciju par katru apgūto tīklu. Ja tīklā notiek izmaiņas, dinamiskais maršrutēšanas protokols automātiski informē visus maršrutētājus par izmaiņām. Ja tiek izmantota statiskā maršrutēšana, sistēmas administratoram būs jāatjaunina maršrutēšanas tabulas visās ierīcēs.
IP maršrutēšana ir vienkāršs process, kas ir vienāds jebkura izmēra tīklos. Piemēram, attēlā parādīts soli pa solim resursdatora A saziņas process ar resursdatoru B citā tīklā. Piemērā resursdatora A lietotājs pings ar resursdatora B IP adresi. Nākamās darbības nav tik vienkāršas, tāpēc apskatīsim tās sīkāk:
- Komandu uzvednē lietotājs ieraksta ping 172.16.20.2. Resursdators A ģenerē paketi, izmantojot tīkla slāņa protokolus un ICMP.
- IP izmanto ARP, lai noskaidrotu paketes mērķa tīklu, meklējot resursdatora A IP adresi un apakštīkla masku. Šis ir pieprasījums attālajam saimniekdatoram, t.i. pakete nav paredzēta resursdatoram vietējā tīklā, tāpēc pakete ir jāmaršrutē uz maršrutētāju, lai to pārsūtītu uz pareizo attālo tīklu.
- Lai resursdators A varētu nosūtīt paketi maršrutētājam, resursdatoram ir jāzina maršrutētāja saskarnes aparatūras adrese, kas savienota ar vietējo tīklu. Tīkla slānis nodod pakešu un aparatūras galamērķa adresi saites slānim, lai tās ierāmētu un pārsūtītu uz vietējo resursdatoru. Lai iegūtu aparatūras adresi, resursdators meklē galamērķa atrašanās vietu savā atmiņā, ko sauc par ARP kešatmiņu.
- Ja IP adrese vēl nav sasniegta un tā nav ARP kešatmiņā, resursdators nosūta ARP apraidi, lai meklētu aparatūras adresi IP adresē 172.16.10.1. Tāpēc pirmajam ehotestēšanas pieprasījumam parasti ir noildze, bet pārējie četri pieprasījumi tiks izpildīti. Pēc adreses saglabāšanas kešatmiņā parasti taimauta nav.
- Maršrutētājs reaģē un ziņo ar LAN savienotā Ethernet interfeisa aparatūras adresi. Tagad saimniekdatoram ir visa informācija, lai pārsūtītu paketi uz maršrutētāju lokālajā tīklā. Tīkla slānis nolaiž paketi, lai saites slānī ģenerētu ICMP atbalss pieprasījumu (Ping), papildinot paketi ar aparatūras adresi, uz kuru saimniekdatoram ir jānosūta pakete. Paketei ir avota un galamērķa IP adreses, kā arī norāde par paketes veidu (ICMP) tīkla slāņa protokola laukā.
- Saites slānis veido rāmi, kurā pakete ir iekapsulēta kopā ar vadības informāciju, kas jānosūta pa vietējo tīklu. Šī informācija ietver avota un galamērķa aparatūras adreses, kā arī vērtību lauka tipa laukā, ko iestatījis tīkla slāņa protokols (tas būs tipa lauks, jo IP pēc noklusējuma izmanto Ethernet_II kadrus). 3. attēlā parādīts rāmis, kas ģenerēts saites slānī un nosūtīts pa vietējo mediju. 3. attēlā ir parādīta visa informācija, kas nepieciešama, lai sazinātos ar maršrutētāju: avota un mērķa aparatūras adreses, avota un galamērķa IP adreses, dati un rāmja CRC kontrolsumma, kas atrodas FCS (Frame Check Sequence) laukā.
- Resursdatora A saites slānis nosūta rāmi uz fizisko slāni. Tur nulles un vieninieki tiek kodēti digitālā signālā, kam seko šī signāla pārraide vietējā fiziskā tīklā.
- Signāls sasniedz maršrutētāja Ethernet 0 interfeisu, kas tiek sinhronizēts ar digitālā signāla preambulu, lai izvilktu kadru. Maršrutētāja interfeiss pārbauda CRC pēc kadra izveidošanas un kadra saņemšanas beigās salīdzina saņemto vērtību ar FCS lauka saturu. Tas arī pārbauda, vai pārsūtīšanas procesā nav sadrumstalotības un mediju konfliktu.
- Tiek pārbaudīta galamērķa aparatūras adrese. Tā kā tas atbilst maršrutētāja adresei, rāmja tipa lauks tiek parsēts, lai noteiktu, ko darīt ar šo datu paketi. Tipa lauks ir iestatīts uz IP, tāpēc maršrutētājs nodod paketi IP procesam, kas darbojas maršrutētājā. Rāmis ir izdzēsts. Oriģinālo paketi (ko ģenerē resursdators A) buferē maršrutētājs.
- IP protokols aplūko galamērķa IP adresi paketē, lai noteiktu, vai pakete ir novirzīta uz pašu maršrutētāju. Tā kā galamērķa IP adrese ir 172.16.20.2, maršrutētājs no maršrutēšanas tabulas nosaka, ka tīkls 172.16.20.0 ir tieši savienots ar Ethernet interfeisu 1.
- Maršrutētājs pārsūta buferizēto paketi uz Ethernet interfeisu 1. Maršrutētājam ir jāveido rāmis, lai pārsūtītu paketi uz galamērķa resursdatoru. Maršrutētājs vispirms pārbauda savu ARP kešatmiņu, lai noteiktu, vai aparatūras adrese jau ir atrisināta iepriekšējās mijiedarbības laikā ar tīklu. Ja adrese nav ARP kešatmiņā, maršrutētājs nosūta ARP apraides pieprasījumu Ethernet 1 interfeisam, lai meklētu aparatūras adresi IP adresei 172.16.20.2.
- Uz ARP pieprasījumu resursdators B atbild ar sava tīkla adaptera aparatūras adresi. Maršrutētāja Ethernet 1 saskarnē tagad ir viss nepieciešamais, lai pārsūtītu paketi uz galamērķi. Attēlā parādīts maršrutētāja ģenerēts rāmis, kas tiek pārraidīts vietējā fiziskajā tīklā.
Rāmim, ko ģenerē maršrutētāja Ethernet 1 interfeiss, ir aparatūras avota adrese no Ethernet 1 un aparatūras galamērķa adrese resursdatora B tīkla adapterim. avots un galamērķis nekad nemainās. Pakete netiek nekādā veidā pārveidota, bet tiek mainīti rāmji.
- Saimniekdators B saņem rāmi un pārbauda CRC. Ja pārbaude ir veiksmīga, rāmis tiek atmests un pakete tiek nodota IP protokolam. Tas parsē galamērķa IP adresi. Tā kā galamērķa IP adrese ir tāda pati kā resursdatorā B iestatītā adrese, IP pārbauda protokola lauku, lai noteiktu paketes galamērķi.
- Mūsu pakete satur ICMP atbalss pieprasījumu, tāpēc resursdators B ģenerē jaunu ICMP atbalss atbildi ar avota IP, kas ir vienāds ar resursdatoru B un galamērķa IP, kas vienāds ar resursdatoru A. Process tiek restartēts, bet pretējā virzienā. Taču visu ierīču aparatūras adreses pa paketes ceļu jau ir zināmas, tāpēc visas ierīces varēs iegūt aparatūras interfeisa adreses no savām ARP kešatmiņām.
Lielos tīklos process ir līdzīgs, taču ceļā uz galamērķa resursdatoru paketei būs jāiet cauri vairākām sadaļām.
Maršrutēšanas tabulas
TCP/IP stekā maršrutētāji un gala mezgli pieņem lēmumus par to, kam pārsūtīt paketi, lai to veiksmīgi piegādātu galamērķa mezglā, pamatojoties uz tā sauktajām maršrutēšanas tabulām.
Tabula ir tipisks maršrutēšanas tabulas piemērs, izmantojot tīkla IP adreses attēlā parādītajam tīklam.
Maršrutēšanas tabula maršrutētājam 2
Tabulā ir parādīta vairāku maršrutu maršrutēšanas tabula, jo tajā ir divi maršruti uz tīklu 116.0.0.0. Viena maršruta maršrutēšanas tabulas izveides gadījumā ir jānorāda tikai viens ceļš uz tīklu 116.0.0.0 atbilstoši mazākajai metrikas vērtībai.
Kā redzat, tabulā ir noteikti vairāki maršruti ar dažādiem parametriem. Katru šādu ierakstu maršrutēšanas tabulā izlasiet šādi:
Lai piegādātu paketi tīklā ar adresi no tīkla adreses lauka un masku no lauka Tīkla maska, jums ir jānosūta pakete no saskarnes ar IP adresi no lauka Interfeiss uz IP adresi no lauka Vārtejas adrese. , un šādas piegādes “izmaksas” būs vienādas ar skaitli no lauka Metrics.
Šajā tabulā kolonnā "Galamērķa tīkla adrese" ir norādītas visu tīklu adreses, uz kurām šis maršrutētājs var pārsūtīt paketes. TCP/IP stekā tiek pieņemta tā sauktā viena lēciena pieeja pakešu pārsūtīšanas maršruta optimizēšanai (next-hop routing) - katrs maršrutētājs un gala mezgls piedalās tikai viena pakešu pārraides soļa izvēlē. Tāpēc katrā maršrutēšanas tabulas rindā nav norādīts viss maršruts kā maršrutētāju IP adrešu secība, caur kuru paketei jāiziet, bet tikai viena IP adrese - nākamā maršrutētāja adrese, uz kuru ir jāpārsūta pakete. Kopā ar paketi atbildība par nākamā maršrutēšanas lēciena izvēli tiek nodota nākamajam maršrutētājam. Viena apgrieziena pieeja maršrutēšanai nozīmē izkliedētu maršruta izvēles problēmas risinājumu. Tādējādi tiek noņemts ierobežojums maksimālajam tranzīta maršrutētāju skaitam paketes ceļā.
Lai nosūtītu paketi uz nākamo maršrutētāju, jums jāzina tās vietējā adrese, bet TCP / IP stekā maršrutēšanas tabulās ir ierasts izmantot tikai IP adreses, lai saglabātu to universālo formātu neatkarīgi no iekļauto tīklu veida. internetā. Lai atrastu zināmas IP adreses lokālo adresi, jāizmanto ARP protokols.
Viena apgrieziena maršrutēšanai ir vēl viena priekšrocība – tā ļauj samazināt maršrutēšanas tabulu apjomu gala mezglos un maršrutētājos, kā mērķa tīkla numuru izmantojot tā saukto noklusējuma maršrutu – noklusējuma (0.0.0.0), kas parasti aizņem pēdējo rindiņu. maršrutēšanas tabulā. Ja maršrutēšanas tabulā ir šāds ieraksts, tad visas paketes ar tīkla numuriem, kas nav maršrutēšanas tabulā, tiek pārsūtītas uz noklusējuma rindā norādīto maršrutētāju. Tāpēc maršrutētāji bieži savās tabulās glabā ierobežotu informāciju par tīkliem internetā, pārsūtot paketes citiem tīkliem uz noklusējuma portu un maršrutētāju. Tiek pieņemts, ka noklusējuma maršrutētājs pārsūtīs paketi uz mugurkaula tīklu, un maršrutētājiem, kas savienoti ar mugurkaulu, ir pilnīga informācija par interneta sastāvu.
Papildus noklusējuma maršrutam maršrutēšanas tabulā var atrast divu veidu īpašus ierakstus - ierakstu resursdatoram specifiskam maršrutam un ierakstu tīklu adresēm, kas ir tieši savienoti ar maršrutētāja portiem.
Resursdatoram raksturīgs maršruts tīkla numura vietā satur pilnu IP adresi, tas ir, adresi, kurā ir informācija, kas nav nulles ne tikai tīkla numura laukā, bet arī resursdatora numura laukā. Tiek pieņemts, ka šādam gala mezglam maršruts ir jāizvēlas savādāk nekā visiem citiem tīkla mezgliem, kuram tas pieder. Gadījumā, ja tabulā ir dažādi ieraksti pakešu pārsūtīšanai visam tīklam N un tā atsevišķajam mezglam ar adresi N,D, pienākot paketei, kas adresēta mezglam N,D, maršrutētājs dos priekšroku ierakstam. priekš N,D.
Maršrutēšanas tabulas ierakstiem, kas attiecas uz tīkliem, kas ir tieši savienoti ar maršrutētāju, laukā "Metrika" ir nulles ("savienots").
Maršrutēšanas algoritmi
Pamatprasības maršrutēšanas algoritmiem:
- precizitāte;
- vienkāršība;
- uzticamība;
- stabilitāte;
- Taisnīgums;
- optimālums.
Ir dažādi algoritmi tabulu konstruēšanai viena lēciena maršrutēšanai. Tos var iedalīt trīs klasēs:
- vienkārši maršrutēšanas algoritmi;
- fiksēti maršrutēšanas algoritmi;
- adaptīvie maršrutēšanas algoritmi.
Neatkarīgi no maršrutēšanas tabulas izveidošanai izmantotā algoritma viņu darba rezultātam ir viens formāts. Sakarā ar to vienā tīklā dažādi mezgli var izveidot maršrutēšanas tabulas pēc saviem algoritmiem un pēc tam apmainīties ar trūkstošajiem datiem savā starpā, jo šo tabulu formāti ir fiksēti. Tāpēc adaptīvā maršrutēšanas algoritma maršrutētājs var nodrošināt gala mezglu, izmantojot fiksētu maršrutēšanas algoritmu ar informāciju par ceļu uz tīklu, par kuru gala mezgls nezina.
Vienkārša maršrutēšana
Šī ir maršrutēšanas metode, kas nemainās, mainoties datu pārraides tīkla (DTN) topoloģijai un stāvoklim.
Vienkāršu maršrutēšanu nodrošina dažādi algoritmi, kuriem raksturīgi ir šādi:
- Nejaušs maršrutēšana ir ziņojuma pārsūtīšana no mezgla jebkurā nejauši izvēlētā virzienā, izņemot virzienus, kuros ziņojums nonāca mezglā.
- Applūdināšana ir ziņojuma pārsūtīšana no mezgla visos virzienos, izņemot virzienu, kurā ziņojums nonāca mezglā. Šāda maršrutēšana garantē īsu pakešu piegādes laiku uz caurlaidspējas pasliktināšanās rēķina.
- Maršrutēšana pēc iepriekšējās pieredzes - katrai paketei ir nodoto mezglu skaita skaitītājs, katrā sakaru mezglā tiek analizēts skaitītājs un tiek atcerēts maršruts, kas atbilst skaitītāja minimālajai vērtībai. Šis algoritms ļauj pielāgoties izmaiņām tīkla topoloģijā, taču adaptācijas process ir lēns un neefektīvs.
Kopumā vienkārša maršrutēšana nenodrošina virziena pakešu pārsūtīšanu un tai ir zema efektivitāte. Tā galvenā priekšrocība ir nodrošināt stabilu tīkla darbību dažādu tīkla daļu atteices gadījumā.
Fiksēta maršrutēšana
Šis algoritms tiek izmantots tīklos ar vienkāršu saišu topoloģiju, un tā pamatā ir tīkla administratora manuāla maršrutēšanas tabulas apkopošana. Algoritms bieži darbojas efektīvi arī lielu tīklu mugurkauliem, jo pašam mugurkaula struktūrai var būt vienkārša struktūra ar acīmredzamiem labākajiem pakešu ceļiem uz apakštīkliem, kas pievienoti mugurkaulam, izšķir šādus algoritmus:
- Viena ceļa fiksētā maršrutēšana ir tad, kad starp diviem abonentiem tiek izveidots viens ceļš. Tīkls ar šādu maršrutēšanu ir nestabils pret kļūmēm un sastrēgumiem.
- Fiksēta vairāku ceļu maršrutēšana — var iestatīt vairākus iespējamos ceļus un ieviest ceļu atlases kārtulu. Šādas maršrutēšanas efektivitāte samazinās, palielinoties slodzei. Ja kāda sakaru līnija neizdodas, ir jāmaina maršrutēšanas tabula, šim nolūkam katrā sakaru mezglā tiek saglabātas vairākas tabulas.
Adaptīvā maršrutēšana
Šis ir galvenais maršrutēšanas algoritmu veids, ko maršrutētāji izmanto mūsdienu tīklos ar sarežģītām topoloģijām. Adaptīvā maršrutēšana ir balstīta uz to, ka maršrutētāji periodiski apmainās ar īpašu topoloģisko informāciju par internetā pieejamajiem tīkliem, kā arī par saitēm starp maršrutētājiem. Parasti tiek ņemta vērā ne tikai saišu topoloģija, bet arī to caurlaidspēja un stāvoklis.
Adaptīvie protokoli ļauj visiem maršrutētājiem apkopot informāciju par tīkla saišu topoloģiju, ātri apstrādājot visas izmaiņas saišu konfigurācijā. Šie protokoli ir izplatīti dabā, kas izpaužas ar to, ka tīklā nav īpašu maršrutētāju, kas apkopotu un vispārinātu topoloģisko informāciju: šis darbs ir sadalīts starp visiem maršrutētājiem, tiek izdalīti šādi algoritmi:
- Lokālā adaptīvā maršrutēšana – katrs mezgls satur informāciju par sakaru līnijas stāvokli, rindu garumiem un maršrutēšanas tabulu.
- Globālā adaptīvā maršrutēšana - pamatojoties uz informācijas izmantošanu, kas saņemta no kaimiņu mezgliem. Lai to izdarītu, katrā mezglā ir maršrutēšanas tabula, kas norāda laiku, kas nepieciešams, lai ziņojumi tiktu cauri. Pamatojoties uz informāciju, kas saņemta no blakus mezgliem, tabulas vērtība tiek pārrēķināta, ņemot vērā rindas garumu pašā mezglā.
- Centralizēta adaptīvā maršrutēšana – ir kāds centrālais mezgls, kas apkopo informāciju par tīkla stāvokli. Šis centrs ģenerē kontroles paketes, kas satur maršrutēšanas tabulas, un nosūta tās uz sakaru mezgliem.
- Hibrīda adaptīvā maršrutēšana – pamatojoties uz centra periodiski nosūtītas tabulas izmantošanu un rindas garuma analīzi no paša mezgla.
Algoritma rādītāji (metrika)
Maršrutēšanas tabulās ir informācija, ko pārslēgšanas programmas izmanto, lai izvēlētos labāko maršrutu. Kas raksturo maršrutēšanas tabulu uzbūvi? Kāds ir tajos ietvertās informācijas raksturs? Šajā sadaļā par algoritmu veiktspēju ir mēģināts atbildēt uz jautājumu, kā algoritms nosaka viena maršruta izvēli pār citiem.
Maršrutēšanas algoritmi izmanto daudz dažādu metrikas. Sarežģīti maršrutēšanas algoritmi maršruta izvēlei var būt balstīti uz vairākiem indikatoriem, tos apvienojot tā, lai rezultāts būtu viens hibrīdindikators. Tālāk ir norādīta metrika, kas tiek izmantota maršrutēšanas algoritmos.
- Maršruta garums.
- Uzticamība.
- Kavēšanās.
- Joslas platums.
Maršruta garums.
Maršruta garums ir visizplatītākais maršrutēšanas rādītājs. Daži maršrutēšanas protokoli ļauj tīkla administratoriem piešķirt katrai tīkla saitei patvaļīgas cenas. Šajā gadījumā ceļa garums ir izmaksu summa, kas saistīta ar katru šķērsoto saiti. Citi maršrutēšanas protokoli nosaka "aplēcienu skaitu" (aplēcienu skaitu), t.i., pāreju skaitu, kas paketei jāveic ceļā no avota uz galamērķi, izmantojot tīkla starpsavienojuma elementus (piemēram, maršrutētājus).
Uzticamība.
Uzticamība maršrutēšanas algoritmu kontekstā attiecas uz katras tīkla saites uzticamību (parasti to apraksta kā bitu/kļūdu attiecību). Dažas tīkla saites var neizdoties biežāk nekā citas. Dažu tīkla kanālu atteices var novērst vieglāk vai ātrāk nekā citu kanālu atteices. Piešķirot uzticamības vērtējumus, var ņemt vērā visus uzticamības faktorus. Uzticamības vērtējumus tīkla saitēm parasti piešķir administratori. Parasti tās ir patvaļīgas digitālās vērtības.
Kavēšanās.
Maršrutēšanas aizkave parasti tiek saprasta kā laiks, kas nepieciešams, lai pakete pārvietotos no avota uz galamērķi tīklā. Latentums ir atkarīgs no daudziem faktoriem, tostarp starpposma tīkla saišu joslas platuma, rindām katra maršrutētāja portā pa paketes ceļu, tīkla pārslodzes visās tīkla starpposmos un fiziskā attāluma, kādā pakete ir jāpārvieto. . Tā kā šeit ir vairāku svarīgu mainīgo lielumu konglomerāts, latentums ir visizplatītākā un noderīgākā metrika.
Joslas platums.
Joslas platums attiecas uz jebkura kanāla pieejamo trafika jaudu. Ceteris paribus, priekšroka tiek dota 10 Mbps Ethernet savienojumam, nevis jebkurai nomātai līnijai ar joslas platumu 64 Kbps. Lai gan joslas platums ir saites maksimālās sasniedzamās caurlaidspējas aprēķins, maršruti, kas šķērso lielākas joslas platuma saites, ne vienmēr būs labāki par maršrutiem, kas šķērso lēnākas saites.
Iekšējais maršrutēšanas protokols RIP
Šis maršrutēšanas protokols ir paredzēts salīdzinoši maziem un samērā viendabīgiem tīkliem. Maršrutu raksturo attāluma vektors līdz galamērķim. Tiek pieņemts, ka katrs maršrutētājs ir sākumpunkts vairākiem maršrutiem uz tīkliem, ar kuriem tas ir savienots. Šo maršrutu apraksti tiek saglabāti īpašā tabulā, ko sauc par maršrutiem. RIP maršrutēšanas tabulā ir ieraksts par katru apkalpoto iekārtu (katram maršrutam). Ierakstā jāiekļauj:
- Galamērķa IP adrese.
- Maršruta metrika (no 1 līdz 15; soļu skaits līdz galamērķim).
- Tuvākā maršrutētāja (vārtejas) IP adrese ceļā uz galamērķi.
- Maršruta taimeri.
Periodiski (reizi 30 sekundēs) katrs maršrutētājs pārraida savas maršrutēšanas tabulas kopiju visiem blakus esošajiem maršrutētājiem, ar kuriem tas ir tieši savienots. Mērķa maršrutētājs meklē tabulu. Ja tabulā ir jauns ceļš vai īsāks maršruta ziņojums vai ja ir notikušas izmaiņas ceļa garumā, saņēmējs reģistrē šīs izmaiņas savā maršrutēšanas tabulā. RIP protokolam jāspēj apstrādāt trīs veidu kļūdas:
Velo maršruti.
Lai novērstu nestabilitāti, RIP ir jāizmanto neliela maksimālā iespējamā soļu skaita vērtība (ne vairāk kā 16).
Lēna maršrutēšanas informācijas izplatīšana tīklā rada problēmas, kad maršrutēšanas situācija mainās dinamiski (sistēma neseko līdzi izmaiņām). Neliela metrikas robežvērtība uzlabo konverģenci, bet nenovērš problēmu.
OSPF saites stāvokļa protokols
Protokols OSPF (Open Shortest Path Firs) ir saites stāvokļa algoritma (tas tika pieņemts 1991. gadā) ieviešana, un tam ir daudzas funkcijas, kas paredzētas lietošanai lielos neviendabīgos tīklos.
OSPF protokols aprēķina maršrutus IP tīklos, vienlaikus saglabājot citus maršrutēšanas informācijas apmaiņas protokolus.
Tieši savienotos maršrutētājus sauc par kaimiņiem. Katrs maršrutētājs izseko, kādā stāvoklī, pēc viņa domām, atrodas tā kaimiņš. Maršrutētājs paļaujas uz blakus esošajiem maršrutētājiem un nodod tiem datu paketes tikai tad, ja ir pārliecināts, ka tie pilnībā darbojas. Lai noskaidrotu saišu stāvokli, kaimiņu maršrutētāji diezgan bieži apmainās ar īsiem HELLO ziņojumiem.
Lai izplatītu saišu stāvokli tīklā, maršrutētāji apmainās ar cita veida ziņojumiem. Šie ziņojumi tiek saukti par router links reklāmu – reklāma par maršrutētāja saitēm (precīzāk, par saišu stāvokli). OSPF maršrutētāji apmainās ne tikai ar saviem, bet arī citu cilvēku saišu paziņojumiem, galu galā saņemot informāciju par visu tīkla saišu stāvokli. Šī informācija veido tīkla savienojuma grafiku, kas, protams, ir vienāds visiem tīkla maršrutētājiem.
BGP protokols
BGP darbības vispārējā shēma ir šāda. Blakus esošo AS BGP maršrutētāji, kas ir nolēmuši apmainīties ar maršrutēšanas informāciju, izveido BGP savienojumus savā starpā un kļūst par BGP kaimiņiem (BGP vienādrangiem).
Turklāt BGP izmanto pieeju, ko sauc par ceļa vektoru, kas ir attāluma vektora pieejas evolūcija. BGP kaimiņi viens otram sūta (paziņo, reklamē) ceļa vektorus. Ceļa vektors, atšķirībā no attāluma vektora, satur ne tikai tīkla adresi un attālumu līdz tam, bet arī tīkla adresi un ceļa atribūtu sarakstu, kas apraksta dažādas maršruta īpašības no avota maršrutētāja līdz norādītajam tīklam. Turpmāk īsuma labad datu kopu, kas sastāv no tīkla adreses un ceļa atribūtiem uz šo tīklu, nosauksim par maršrutu uz šo tīklu.
BGP ieviešana
BGP kaimiņu pāris izveido TCP savienojumu savā starpā, ports 179. Kaimiņiem, kas pieder dažādām AS, jābūt tieši pieejamiem vienam otram; kaimiņiem no vienas un tās pašas AS šādu ierobežojumu nav, jo iekšējais maršrutēšanas protokols nodrošinās visu nepieciešamo maršrutu pieejamību starp vienas un tās pašas autonomās sistēmas mezgliem.
Informācijas plūsma, ar ko apmainās starp BGP kaimiņiem, izmantojot TCP, sastāv no BGP ziņojumu secības. Maksimālais ziņojuma garums ir 4096 okteti, minimālais ir 19. Ir 4 ziņojumu veidi.
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-2.jpg" alt="(!LANG:>IP maršrutēšanas protokols">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-3.jpg" alt="(!LANG:>IP adrese l IPv 4 adrese ir unikāla 32 bitu secība no binārajiem cipariem,"> 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 versija l, 4. versija vai IPv 4 l versija 6 () IPv6)"> 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:>Struktūra l Ērtākai darbam ar IP adresēm, a32- bitu secība parasti ir"> 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:>Apakštīkla maska l Apakštīkla maska sastāv no 32 bitu numura par došanos"> 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:>Apakštīkla maska l Apakštīkla maska spēlē ārkārtīgi svarīgu lomu IP. uzrunājot un"> 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:>Tīkla un resursdatora IP adrešu piešķiršanas noteikumi var ietvert tikai"> 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:>Noteikumi tīkla un resursdatora IP adrešu piešķiršanai vienā resursdatorā un"> 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 adreses globāli piešķir privāta bezpeļņas korporācija sauc par ICANN"> 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:>Klasiskā un bezklases IP adresēšana">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-12.jpg" alt="(!LANG:>Izstrāde l Sākotnēji tika sadalīta visa iespējamo IP adrešu telpa piecās klasēs"> 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:>Adrešu klases sākotnējā IP adresācijas shēmā Klase Pirmā Iespējamais bitu skaits iekšā"> 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:>Problēmas l Lai iegūtu nepieciešamo IP adrešu diapazonu, organizācijas lūdza aizpildīt reģistrācijas veidlapu ,"> 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:>Problēmu risināšana l Lai atrisinātu problēmu, bezklases IP adresācijas shēma tika izstrādāts">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-16.jpg" alt="(!LANG:>Classless Inter. Domain Routing,) Trūkst IP adreses CIDR saistošs"> 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 Aprēķināt maksimālo iespējamo mezglu skaitu jebkurā IP tīklā, kā daudzi biti"> 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:>LANG IP adreses l Visām adresēm, kuras tiek izmantotas internetā, ir jāreģistrējas iekšā"> 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:>IP maršrutēšanas pamati l, lai pareizi sazinātos ar citiem datoriem un tīkliem visi"> 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:>Piemērs DATORS l IP adrese - 192.0.5 .1628 l apakštīkla maska -"> 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:>Uzdevuma piemērs: nosūtiet IP paketi uz adresi 19.2. 5. 15. l dators veic"> 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:>Piemērs viņam"> 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. piemērs Uzdevums: nosūtiet IP paketi uz adresi 6182 10. 20. l Dators būs"> 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:> Veidi, kā konfigurēt IP iestatījumus un pārbaudīt, vai tas darbojas 1. manuāli piešķirt (viegli kļūdīties, kad"> 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:>IPCONFIG protokola parametru un darbības pārbaude / 1. IPCONFIG VISI. 2 PING 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:>Jautājumi 1. Kādi parametri un iestatījumi nepieciešami darbības nodrošināšanai no TCP protokola steka /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:>Jautājumi 1. Kas ir IP adrešu klases? noteiktas? 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?!}
Protokols RIP (maršrutēšanas informācijas protokols) ir viens no vecākajiem maršrutēšanas informācijas apmaiņas protokoliem, taču tas joprojām ir ārkārtīgi izplatīts datortīklos. Papildus RIP versijai TCP/IP tīkliem, no Novell ir arī RIP versija IPX/SPX tīkliem.
Šajā protokolā visiem tīkliem ir numuri (skaita veidošanas veids ir atkarīgs no tīklā izmantotā tīkla slāņa protokola), un visiem maršrutētājiem ir identifikatori. RIP protokols plaši izmanto jēdzienu "attāluma vektors". Attāluma vektors ir skaitļu pāru kopa, kas ir tīklu skaitļi un attālumi līdz tiem lēcienā.
Attāluma vektorus iteratīvi izplata maršrutētāji tīklā, un pēc dažām darbībām katram maršrutētājam ir dati par tīkliem, kurus tas var sasniegt, un attālumiem līdz tiem. Ja savienojums ar kādu tīklu tiek pārtraukts, maršrutētājs atzīmē šo faktu, piešķirot maksimālo iespējamo vērtību vektora elementam, kas atbilst attālumam līdz šim tīklam, kam ir īpaša nozīme - "nav savienojuma". Šī vērtība RIP protokolā ir skaitlis 16.
8.1. attēlā parādīts tīkla piemērs, kas sastāv no sešiem maršrutētājiem ar ID 1 līdz 6 un sešiem tīkliem A līdz F, ko veido tiešas punkta-punkta saites.
Rīsi. 8.1. Maršrutēšanas informācijas apmaiņa, izmantojot RIP protokolu
Attēlā parādīta sākotnējā informācija, kas atrodas maršrutētāja 2 topoloģiskajā bāzē, kā arī informācija tajā pašā bāzē pēc divām RIP protokola maršrutēšanas pakešu apmaiņas iterācijām. Pēc noteikta iterāciju skaita 2. maršrutētājs zinās attālumus līdz visiem interneta tīkliem, un tam var būt vairākas alternatīvas iespējas paketes nosūtīšanai uz mērķa tīklu. Mūsu piemērā galamērķa tīkls ir tīkls D.
Kad ir jānosūta pakete uz tīklu D, maršrutētājs meklē savu maršruta datu bāzi un izvēlas portu, kuram ir visīsākais attālums līdz mērķa tīklam (šajā gadījumā ports, kas savieno to ar 3. maršrutētāju).
Taimeris ir saistīts ar katru maršrutēšanas tabulas ierakstu, lai pielāgotos izmaiņām saišu un aprīkojuma stāvoklī. Ja taimauta laikā, kas apstiprina šo maršrutu, netiek saņemts jauns ziņojums, tas tiek noņemts no maršrutēšanas tabulas.
Lietojot RIP protokolu, darbojas heiristiskais Bellman-Ford dinamiskās programmēšanas algoritms, un ar tā palīdzību atrastais risinājums nav optimāls, bet tuvu optimālajam. RIP protokola priekšrocība ir tā skaitļošanas vienkāršība, un trūkumi ir trafika pieaugums, periodiski sūtot apraides paketes un atrastā maršruta neoptimitāte.
8.2. attēlā parādīts nestabilas tīkla darbības gadījums, izmantojot RIP protokolu, kad tiek mainīta konfigurācija - sakaru savienojums starp maršrutētāju M1 un tīklu 1 neizdodas. Kad šis savienojums darbojas, katram maršrutētājam maršruta tabulā ir ieraksts par tīkla numuru 1 un atbilstošo attālumu līdz tai.
Rīsi. 8.2. Nestabilas tīkla darbības piemērs, izmantojot RIP protokolu
Kad savienojums ar tīklu 1 tiek pārtraukts, maršrutētājs M1 atzīmē, ka attālums līdz šim tīklam ir ieguvis vērtību 16. Tomēr pēc kāda laika saņemot maršrutēšanas ziņojumu no maršrutētāja M2, ka attālums no tā līdz 1. tīklam ir 2 apiņi, maršrutētājs M1 palielina šo attālumu par 1 un atzīmē, ka 1. tīkls ir sasniedzams, izmantojot maršrutētāju 2. Rezultātā pakete, kas paredzēta 1. tīklam, cirkulēs starp maršrutētājiem M1 un M2, līdz 2. maršrutētājā beigsies 1. tīkla ieraksta derīguma termiņš un tas pārsūta šo informāciju maršrutētājam M1. .
Lai izvairītos no šādām situācijām, maršrutēšanas informācija par maršrutētājam zināmo tīklu netiek pārsūtīta uz maršrutētāju, no kura tā nāca.
Ir arī citi, sarežģītāki gadījumi, kad tīkli, izmantojot RIP protokolu, ir nestabila darbība, kad mainās tīkla saišu vai maršrutētāju stāvoklis.
