IP înseamnă Internet Protocol și, în special, cea de-a patra versiune a acestui protocol este în prezent cea mai comună. IPv4 este definit prin RFC 791.
În OSI, este un protocol de rețea de nivel 3. Permiteți-mi să vă reamintesc că acest nivel este destinat să determine calea de transmisie a datelor.
IPv4 utilizează comutarea de pachete. În acest caz, mesajul original transmis este împărțit în părți mici (pachete), care sunt transmise prin rețea în mod independent.
În plus, IPv4 nu garantează că pachetele vor fi livrate sau că nu vor exista duplicate. Aceasta este așa-numita „livrare cel mai bun efort” (spre deosebire de livrarea garantată). În consecință, aceste sarcini sunt transferate la protocoale de nivel superior, cum ar fi TCP.
Adresarea
IPv4 identifică expeditorul și destinatarul folosind o adresă de 32 de biți, ceea ce limitează numărul de adrese posibile la 4 294 967 296. Din acest număr, IPv4 își rezervă intervale speciale de adrese numite private (~ 18 milioane) și multicast (~ 270 milioane).
Adresele sunt de obicei scrise ca patru octeți zecimale separați de un punct, de exemplu: 198.51.100.25 corespunde numărului C6336419 16.
Când utilizați spațiul de adrese global, este necesar să faceți distincția între adresele disponibile în local rețele fizice care nu necesită rutare și adrese care se află fizic pe altă rețea. În cazul acestuia din urmă, pachetele sunt redirecționate către router, care trebuie să le transmită în continuare.
În primele versiuni ale standardului, primul octet a fost folosit pentru a identifica rețeaua, restul pentru a identifica nodul. A devenit rapid clar că 256 de rețele nu sunt suficiente. Prin urmare, au fost introduse clasele de rețele:
| Clasă | Primele bucăți | Lungimea adresei de rețea | Lungimea adresei gazdei |
|---|---|---|---|
| A | 0 | 8 | 24 |
| B | 10 | 16 | 16 |
| C | 110 | 24 | 8 |
| D | 1110 | n / A | n / A |
| E | 1111 | n / A | n / A |
| Clasă | Începutul intervalului | Sfârșitul intervalului |
|---|---|---|
| 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 |
Clasa D este rezervată pentru multicast, clasa E este pur și simplu rezervată „pentru orice eventualitate”.
Lungimea adresei de rețea și lungimea adresei gazdei au fost determinate de primii biți ai adresei. Din aproximativ 1985, acesta a fost și el abandonat. Motivul pentru aceasta este că multe organizații au cerut mai multe adrese decât a furnizat rețeaua de clasă C și au primit o rețea de clasă B. Rețeaua de clasă B, totuși, a depășit uneori cerințele organizației.
Clasele de rețea au fost înlocuite cu masca de rețea. Este o mască de biți care indică ce biți ai adresei sunt legați de rețea și care sunt gazdă. Prin convenție standard, masca ar trebui să fie completată de la stânga la dreapta, astfel încât adresa de rețea să fie întotdeauna în cei mai semnificativi biți. Acest lucru vă permite doar să specificați lungimea adresei de rețea, în loc de întreaga masca de rețea.
De exemplu, 192.0.2.0/24 înseamnă că primii 24 de biți (trei octeți) se referă la adresa de rețea, iar restul la adresa gazdei. / 24 este echivalent cu masca de rețea 255.255.255.0.
Utilizarea măștilor de rețea este descrisă în RFC 1517.
Numeroase standarde rezervă, de asemenea, diferite game de adrese pentru nevoi speciale.
| Gamă | Descriere | RFC |
|---|---|---|
| 0.0.0.0/8 | Rețeaua curentă (adresa sursei) | 6890 |
| 10.0.0.0/8 | Rețea privată | 1918 |
| 100.64.0.0/10 | Spațiu de adresă CGN partajat | 6598 |
| 127.0.0.0/8 | Loopback | 6890 |
| 169.254.0.0/16 | Autoconfigurare | 3927 |
| 172.16.0.0/12 | Rețea privată | 1918 |
| 192.0.0.0/24 | Atribuții de protocol IETF | 6890 |
| 192.0.2.0/24 | Documentație și exemple 1 | 5737 |
| 192.88.99.0/24 | Retransmite ipv6 la ipv4 | 3068 |
| 192.168.0.0/16 | Rețea privată | 1918 |
| 198.18.0.0/15 | Testarea lățimii de bandă a rețelei | 2544 |
| 198.51.100.0/24 | Documentație și exemple 2 | 5737 |
| 203.0.113.0/24 | Documentație și exemple 3 | 5737 |
| 224.0.0.0/4 | Multicast | 5771 |
| 240.0.0.0/4 | Rezervat | 1700 |
| 255.255.255.255 | Cerere de difuzare | 919 |
Adresele nodurilor sunt de asemenea rezervate, în reprezentare binară formată din zerouri (indică întreaga rețea, rezervată) și unele (cerere de difuzare pentru această rețea).
De exemplu, 203.0.113.0 înseamnă (în text) rețeaua 203.0.113.0/24, iar 203.0.113.255 este o solicitare de difuzare către această rețea.
Format pachet
Pachetul constă dintr-un antet și date. IP nu implică nici un fel de verificare a integrității. Protocolul de bază (să zicem, Ethernet) oferă deja verificarea integrității la nivelul de legătură și protocolul în amonte (să zicem, TCP) la nivelul de date.
Versiune, 4 biți Primul câmp antet. În IPv4 este 0010 2, adică. 4. Lungimea antetului, 4 biți Numărul de cuvinte pe 32 de biți din antet. Valoarea minimă este 5, ceea ce corespunde unei lungimi de antet de 20 de octeți. Maximul este de 15, lungimea antetului este de 60 de octeți. DSCP sau ToS - tip de serviciu, 6 biți Determină prioritizarea pentru, de exemplu, VoIP. ECN, 2 biți Flag pentru a indica în mod explicit congestionarea rețelei. Necesită suport din ambele părți (recepție și transmisie). Când se primește acest steag, viteza de transmisie este redusă. Dacă nu există suport pentru flag, pachetele sunt pur și simplu abandonate. Lungime completă, 16 biți Lungimea totală a pachetului în octeți, inclusiv antetul și datele. Lungimea minimă este 20, cea maximă este 65535. Identificare, 16 biți Folosit pentru a identifica datagrama în mod unic. Deoarece poate fi necesară împărțirea pachetului în părți mai mici în timpul transmisiei prin rețele diferite, acest câmp este utilizat pentru a identifica părțile care aparțin aceluiași pachet. Steaguri, 3 biți
Indicatori de biți:
- Rezervat, întotdeauna 0
- Nu fragmentați. Dacă transmiterea ulterioară a pachetului necesită fragmentare, pachetul este aruncat.
- Mai multe fragmente. Pentru pachetele fragmentate, toate, cu excepția ultimului, au acest indicator setat la 1.
- 1 - ICMP
- 6 - TCP
- 17 - UDP
Este rar folosit. Constă din blocuri de date antet. Antetul opțiunii are o lungime de 8-16 biți și constă din următoarele câmpuri:
- Tip de opțiune, 8 biți - un câmp care definește ce este această opțiune. Valoarea „0” înseamnă sfârșitul listei de opțiuni. Au fost înregistrate un total de 26 de coduri.
- Lungime, 8 biți - dimensiunea întregii opțiuni în biți, inclusiv antetul. Este posibil să nu fie disponibil pentru anumite tipuri de opțiuni.
ARP
IP definește adrese logice. Cu toate acestea, pentru a trimite un pachet pe o rețea Ethernet, trebuie să cunoașteți și adresa fizică a nodului (sau a routerului) țintă. ARP este folosit pentru a mapa unul cu celălalt.
ARP (Address Resolution Protocol) este în mod oficial un protocol de rețea (al 3-lea) nivel în modelul OSI, deși de fapt oferă interfuncționarea straturilor 2 și 3. ARP este implementat pentru diverse perechi de protocoale Layer 2 și Layer 3.
Protocolul în sine este construit pe o schemă simplă cerere-răspuns. Să luăm în considerare un exemplu concret.
Dacă o gazdă, să spunem A cu adresa logică 198.51.100.1 (pe rețeaua 198.51.100.0/24) dorește să trimită un pachet către gazda B cu adresa logică 198.51.100.2, trimite o cerere de difuzare a protocolului L2 (în acest caz Ethernet) cu un mesaj încapsulat ARP care cere noduri de rețea - care este adresa fizică a nodului cu adresa logică 198.51.100.2 și care conține adresele logice și fizice ale nodului A. Nodul B, văzând propria sa adresă logică în cerere, trimite o răspuns la nodul A la adresele logice și fizice primite în cerere. Rezultatele interogării sunt stocate în cache.
Mesajele ARP sunt structurate după cum urmează:
Protocol fizic (HTYPE), 2 octeți Protocolul de strat 2 utilizat. Ethernet are un identificator de 1. Protocol logic (PTYPE), 2 octeți Protocolul utilizat este de 3 straturi. Corespunde tipurilor EtherType. IPv4 are un ID de 0x0800. Lungimea adresei fizice (HLEN), 1 octet Lungimea adresei fizice în octeți, pentru Ethernet - 6 Lungimea adresei logice (PLEN), 1 octet Lungimea adresei logice în octeți, pentru IPv4 - 4 Operare (OPER), 2 octeți 1 pentru cerere, 2 pentru un răspuns și multe alte opțiuni pentru extensii de protocol. Adresa fizică a expeditorului (SHA), octeți HLEN În cerere - adresa solicitantului. Răspunsul conține adresa nodului solicitat. Adresă logică a expeditorului (SPA), octeți PLEN
Adresă fizică de destinație (THA), octeți HLEN Ignorați în cerere. Răspunsul conține adresa solicitantului. Adresă logică de destinație (TPA), octeți PLEN
De obicei, gazdele vor trimite și mesaje ARP atunci când își schimbă adresa IP sau când se pornesc. Aceasta este de obicei implementată ca o solicitare APR unde TPA = SPA și THA = 0. O altă opțiune este un răspuns ARP unde TPA = SPA și THA = SHA.
În plus, ARP poate fi utilizat pentru a detecta coliziuni de adrese logice (cu SPA = 0).
Există extensii de protocol care efectuează operații inverse, InARP (Inverse ARP), care primește adresa L3 de la adresa L2 și RARP, care obține adresa L3 a nodului solicitant.
RARP a fost folosit pentru autoconfigurarea adreselor L3. Înlocuit ulterior cu BOOTP și apoi DHCP.
rutare IPv4
Algoritmul de bază de rutare în rețelele IPv4 se numește algoritm de redirecționare.
Dacă există o adresă țintă D și un prefix de rețea N, atunci
- Dacă N este același cu prefixul de rețea al nodului curent, trimiteți datele prin legătura locală.
- Dacă există o rută pentru N în tabelul de rutare, trimiteți datele următorului hop către router.
- Dacă există o rută implicită, trimiteți datele următoare-ului la routerul implicit
- În caz contrar - o eroare.
Tabelul de rutare este un tabel de mapare între adresele de rețea și adresele ruterului următor pentru aceste rețele. Deci, de exemplu, un nod cu adresa 198.51.100.54/24 poate avea următorul tabel de rutare: 203.0.113.0/24
| Destinaţie | Poarta de acces | Dispozitiv |
|---|---|---|
| 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 |
Practic, ruta este legată și de dispozitivul de rețea de la care ar trebui trimise datele.
Dacă un nod poate fi atins prin mai multe rute, se alege o rută cu o mască de rețea mai lungă (adică mai specifică). Poate exista o singură rută implicită.
De exemplu, nodul 198.51.100.54/24 are un tabel de rutare:
| Destinaţie | Poarta de acces | Dispozitiv |
|---|---|---|
| 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 |
Sau poarta de acces, se numește nod de rețea cu mai multe interfețe IP (conținând propria adresă MAC și adresă IP) conectate la diferite rețele IP, care, pe baza soluționării problemei de rutare, redirecționează datagramele de la o rețea la alta pentru a fi livrate de la expeditor către destinatarul.
Sunt fie computere specializate, fie computere cu mai multe interfețe IP, a căror funcționare este controlată de un software special.
rutare IP
Rutarea este folosită pentru a primi un pachet de la un dispozitiv și a-l transmite prin rețea către un alt dispozitiv prin alte rețele. Dacă nu există routere în rețea, atunci rutarea nu este acceptată. Routerele direcţionează (redirecţionează) traficul către toate reţelele care alcătuiesc reţeaua.
Pentru a ruta un pachet, un router trebuie să aibă următoarele informații:
- Adresa de destinatie
- Router vecin de la care poate afla despre rețelele de la distanță
- Căi accesibile către toate rețelele de la distanță
- Cea mai bună cale către fiecare rețea la distanță
- Tehnici de întreținere și verificarea informațiilor de rutare
Routerul află despre rețelele la distanță de la routerele vecine sau de la administratorul de rețea. Routerul construiește apoi un tabel de rutare care descrie cum să găsești rețelele de la distanță.
Dacă o rețea este conectată direct la un router, știe deja cum să direcționeze un pachet către acea rețea. Dacă rețeaua nu este conectată direct, routerul trebuie să învețe (învețe) căile de acces la rețeaua de la distanță folosind rutarea statică (de către administrator introducând manual locația tuturor rețelelor în tabelul de rutare) sau folosind rutarea dinamică.
Rutarea dinamică este un proces de protocol de rutare care determină modul în care un dispozitiv comunică cu routerele învecinate. Routerul va actualiza informațiile despre fiecare rețea pe care o învață. Dacă apare o modificare în rețea, protocolul de rutare dinamică informează automat toate ruterele despre modificare. Dacă utilizați rutarea statică, administratorul de sistem va trebui să actualizeze tabelele de rutare pe toate dispozitivele.
Rutarea IP este un proces simplu care este același în rețelele de toate dimensiunile. De exemplu, figura arată procesul pas cu pas pentru ca gazda A să interacționeze cu gazda B pe o altă rețea. În exemplu, utilizatorul gazdei A face ping la adresa IP a gazdei B. Operațiunile ulterioare nu sunt atât de simple, așa că haideți să le aruncăm o privire mai atentă:
- La linia de comandă, utilizatorul tasta ping 172.16.20.2. Gazda A generează pachetul utilizând protocoale de nivel de rețea și ICMP.
- IP se referă la ARP pentru a afla rețeaua de destinație pentru pachet, uitându-se la adresa IP și masca de subrețea a gazdei A. Aceasta este o solicitare către gazda de la distanță, de exemplu. pachetul nu este destinat unei gazde din rețeaua locală, așa că pachetul trebuie direcționat către un router pentru a fi redirecționat către rețeaua de la distanță corectă.
- Pentru ca gazda A să poată trimite un pachet către router, gazda trebuie să cunoască adresa hardware a interfeței routerului de pe LAN. Stratul de rețea transmite pachetul și adresa hardware de destinație stratului de legătură pentru încadrare și redirecționare către gazda locală. Pentru a obține o adresă hardware, o gazdă caută locația destinației în propria sa memorie, numită cache ARP.
- Dacă adresa IP nu era deja disponibilă și nu se află în memoria cache ARP, gazda trimite o difuzare ARP pentru a căuta adresa hardware la IP 172.16.10.1. Acesta este motivul pentru care prima solicitare Ping va expira de obicei, dar celelalte patru vor reuși. După memorarea în cache a adresei, de obicei nu există timeout.
- Routerul răspunde și raportează adresa hardware a interfeței Ethernet conectată la LAN. Gazda are acum toate informațiile pentru a redirecționa pachetul către router prin rețeaua locală. Stratul de rețea aruncă pachetul în jos pentru a genera o solicitare de ecou ICMP (Ping) la nivelul de legătură, completând pachetul cu adresa hardware la care gazda ar trebui să trimită pachetul. Pachetul are adrese IP sursă și destinație împreună cu o indicație a tipului de pachet (ICMP) în câmpul de protocol de nivel de rețea.
- Stratul de legătură creează un cadru în care pachetul este încapsulat împreună cu informațiile de control necesare pentru a fi trimise prin rețeaua locală. Aceste informații includ adresele hardware sursă și destinație și valoarea câmpului de tip setată de protocolul stratului de rețea (acesta va fi câmpul de tip, deoarece IP-ul este implicit la cadre Ethernet_II). Figura 3 prezintă un cadru generat la nivelul de legătură și trimis prin media locală. Figura 3 prezintă toate informațiile necesare pentru a comunica cu routerul: adrese hardware sursă și destinație, adrese IP sursă și destinație, date și frame CRC în câmpul FCS (Frame Check Sequence).
- Stratul de legătură de date al gazdei A trece cadrul la stratul fizic. Acolo, zerourile și unuurile sunt codificate într-un semnal digital cu transmiterea ulterioară a acestui semnal printr-o rețea fizică locală.
- Semnalul ajunge la interfața Ethernet 0 a routerului, care este sincronizată cu preambulul semnalului digital pentru a prelua cadrul. După construirea cadrului, interfața routerului verifică CRC, iar la sfârșitul recepționării cadrului, compară valoarea primită cu conținutul câmpului FCS. În plus, verifică procesul de transfer pentru fragmentare și conflicte media.
- Adresa de destinație hardware este verificată. Deoarece se potrivește cu adresa routerului, câmpul de tip cadru este analizat pentru a determina ce trebuie făcut în continuare cu acest pachet de date. Câmpul de tip este IP, astfel încât routerul redirecționează pachetul către procesul IP pe care îl rulează routerul. Cadrul este șters. Pachetul original (generat de gazda A) este plasat în buffer-ul routerului.
- IP analizează adresa IP de destinație dintr-un pachet pentru a determina dacă pachetul este redirecționat către router însuși. Deoarece adresa IP de destinație este 172.16.20.2, routerul stabilește din tabelul său de rutare că rețeaua 172.16.20.0 este conectată direct la Ethernet 1.
- Routerul trimite pachetul din buffer la interfața Ethernet 1. Routerul trebuie să încadreze pachetul pentru a redirecționa pachetul către gazda destinație. Routerul își verifică mai întâi memoria cache ARP pentru a determina dacă adresa hardware a fost deja rezolvată în interacțiunile anterioare cu această rețea. Dacă adresa nu se află în memoria cache ARP, routerul trimite o solicitare de difuzare ARP către Ethernet 1 pentru a căuta adresa hardware pentru adresa IP 172.16.20.2.
- Gazda B răspunde cu adresa hardware a adaptorului său de rețea la o solicitare ARP. Interfața Ethernet 1 a routerului are acum tot ce este necesar pentru a redirecționa pachetul la destinația finală. Figura prezintă un cadru generat de un router și transmis prin rețeaua fizică locală.
Cadrul generat de interfața Ethernet 1 a routerului are o adresă hardware sursă de la Ethernet 1 și o adresă hardware de destinație pentru adaptorul de rețea al gazdei B. sursa și destinația nu se schimbă niciodată. Pachetul nu este modificat in niciun fel, dar ramele sunt schimbate.
- Gazda B primește cadrul și verifică CRC. Dacă verificarea are succes, cadrul este abandonat și pachetul este redirecționat către IP. Acesta analizează adresa IP de destinație. Deoarece adresa IP de destinație este aceeași cu adresa setată pe gazda B, protocolul IP examinează câmpul de protocol pentru a determina ținta pachetului.
- Pachetul nostru conține o cerere de ecou ICMP, astfel încât gazda B generează un nou răspuns de ecou ICMP cu un IP sursă egal cu gazda B și un IP de destinație egal cu A. Procesul începe de la capăt, dar în direcția opusă. Cu toate acestea, adresele hardware ale tuturor dispozitivelor de-a lungul căii pachetelor sunt deja cunoscute, astfel încât toate dispozitivele pot obține adresele interfeței hardware din propriile cache ARP.
În rețelele mari, procesul este similar, dar pachetul va trebui să parcurgă mai multe secțiuni pe drumul către gazda destinație.
Tabelele de rutare
În stiva TCP / IP, routerele și nodurile finale iau decizii cu privire la cui să trimită un pachet pentru a-l livra cu succes la destinație pe baza așa-numitelor tabele de rutare.
Tabelul este un exemplu tipic de tabel de rute care utilizează adrese de rețea IP pentru rețeaua prezentată în figură.
Tabel de rutare pentru routerul 2
Tabelul arată tabelul de rutare cu mai multe rute, deoarece conține două rute către rețeaua 116.0.0.0. În cazul construirii unui tabel de rutare cu o singură rută, trebuie să specificați o singură cale către rețea 116.0.0.0 folosind cea mai mică valoare de metrică.
După cum puteți vedea, tabelul conține mai multe rute cu parametri diferiți. Fiecare astfel de intrare din tabelul de rutare trebuie citită după cum urmează:
Pentru a livra un pachet în rețea cu o adresă din câmpul Adresă rețea și o mască din câmpul Mască rețea, trebuie să trimiteți pachetul de la interfață cu adresa IP din câmpul Interfață la adresa IP din câmpul Adresă gateway. , iar „costul” unei astfel de livrări va fi egal cu numărul din câmpul Metrics.
În acest tabel, coloana „Adresa rețelei de destinație” conține adresele tuturor rețelelor către care acest router poate trimite pachete. În stiva TCP / IP, este adoptată o așa-numită abordare într-un singur pas pentru optimizarea rutei de redirecționare a pachetelor (rutarea hop-ul următor) - fiecare router și nod final participă la alegerea unui singur pas pentru transmisia pachetelor. Prin urmare, în fiecare linie a tabelului de rutare, nu întreaga rută este indicată ca o secvență de adrese IP ale routerelor prin care trebuie să treacă pachetul, ci doar o singură adresă IP - adresa următorului router către care trebuie transmis pachetul. . Odată cu pachetul, responsabilitatea alegerii următorului hop este transmisă următorului router. O abordare într-un singur pas a rutei înseamnă o soluție distribuită la problema de selecție a rutei. Aceasta elimină restricția privind numărul maxim de routere de tranzit pe calea unui pachet.
Pentru a trimite un pachet către următorul router, este necesară cunoașterea adresei locale a acestuia, dar în stiva TCP/IP, tabelele de rutare folosesc numai adrese IP pentru a-și păstra formatul universal, indiferent de tipul de rețele incluse în internetwork. Pentru a găsi o adresă locală de la o adresă IP cunoscută, trebuie să utilizați protocolul ARP.
Rutarea cu un singur salt are un alt avantaj - vă permite să reduceți dimensiunea tabelelor de rutare în nodurile finale și routere folosind așa-numita rută implicită (0.0.0.0) ca număr de rețea de destinație, care ocupă de obicei ultimul rând din tabelul de rutare. Dacă există o astfel de intrare în tabelul de rutare, atunci toate pachetele cu numere de rețea care nu sunt în tabelul de rutare sunt redirecționate către routerul specificat în linia implicită. Prin urmare, routerele stochează adesea informații limitate despre rețelele de pe internetwork în tabelele lor, redirecționând pachete pentru restul rețelelor către portul și routerul implicit. Se presupune că routerul implicit va redirecționa pachetul către coloana vertebrală, iar routerele conectate la coloana vertebrală sunt pe deplin conștienți de compoziția rețelei de internet.
În plus față de ruta implicită, există două tipuri de intrări speciale în tabelul de rutare - o intrare pentru o rută specifică gazdei și o intrare pentru adresele rețelelor conectate direct la porturile routerului.
O rută specifică unui nod conține o adresă IP completă în loc de un număr de rețea, adică o adresă care are informații diferite de zero nu numai în câmpul numărului de rețea, ci și în câmpul numărului de nod. Se presupune că pentru un astfel de nod final, ruta ar trebui aleasă diferit față de toate celelalte noduri ale rețelei căreia îi aparține. În cazul în care tabelul conține înregistrări diferite privind redirecționarea pachetelor pentru întreaga rețea N și nodul separat al acesteia cu adresa N, D, când sosește un pachet adresat nodului N, D, routerul va acorda preferință înregistrării. pentru N, D.
Intrările din tabelul de rutare pentru rețelele conectate direct la router conțin zerouri (conectate) în câmpul Metric.
Algoritmi de rutare
Cerințe de bază pentru algoritmii de rutare:
- precizie;
- simplitate;
- fiabilitate;
- stabilitate;
- Justiţie;
- optimitatea.
Există diverși algoritmi pentru construirea de tabele pentru rutarea cu un singur salt. Ele pot fi împărțite în trei clase:
- algoritmi simpli de rutare;
- algoritmi de rutare fix;
- algoritmi adaptivi de rutare.
Indiferent de algoritmul folosit pentru a construi tabelul de rutare, rezultatul muncii lor are un format uniform. Datorită acestui fapt, în aceeași rețea, diferite noduri pot construi tabele de rutare în funcție de algoritmii lor și apoi pot schimba datele lipsă între ele, deoarece formatele acestor tabele sunt fixe. Prin urmare, un router adaptiv poate furniza un nod final folosind un algoritm de rutare fix cu informații despre calea către o rețea despre care nodul final nu știe nimic.
Dirijare simplă
Aceasta este o metodă de rutare care nu se modifică atunci când se schimbă topologia și starea rețelei de transmisie a datelor (PDN).
Rutarea simplă este asigurată de diverși algoritmi, dintre care tipici sunt următorii:
- Dirijarea aleatorie este transmiterea unui mesaj de la un nod în orice direcție aleasă aleatoriu, cu excepția direcțiilor de-a lungul cărora a sosit mesajul de către nod.
- Dirijarea avalanșelor este transmiterea unui mesaj de la un nod în toate direcțiile, cu excepția direcției în care mesajul a ajuns la nod. Această rutare garantează timpi scurti de livrare a pachetelor în detrimentul degradării lățimii de bandă.
- Rutarea după experiența anterioară - fiecare pachet are un contor al numărului de noduri trecute, se analizează un contor la fiecare nod de comunicație și se memorează ruta care corespunde valorii minime a contorului. Acest algoritm vă permite să vă adaptați la schimbările din topologia rețelei, dar procesul de adaptare este lent și ineficient.
În general, rutarea simplă nu asigură transmisie direcțională a pachetelor și are o eficiență scăzută. Principalul său avantaj este de a asigura funcționarea stabilă a rețelei în cazul defecțiunii diferitelor părți ale rețelei.
Rutare fixă
Acest algoritm este utilizat în rețelele cu o topologie de legătură simplă și se bazează pe crearea manuală a tabelului de rutare de către administratorul de rețea. Algoritmul funcționează adesea eficient și pentru coloana vertebrală a rețelelor mari, deoarece coloana vertebrală în sine poate avea o structură simplă cu cele mai bune căi evidente pentru pachetele din subrețelele conectate la coloana vertebrală, se disting următorii algoritmi:
- Rutarea fixă unidirecțională este atunci când se stabilește o singură cale între doi abonați. O rețea cu o astfel de rutare nu este rezistentă la defecțiuni și congestionare.
- Rutare fixă cu mai multe căi - Pot fi setate mai multe căi posibile și este introdusă o regulă de selecție a căilor. Eficiența unei astfel de direcționări scade odată cu creșterea sarcinii. Dacă vreo linie de comunicație eșuează, este necesară modificarea tabelului de rutare; pentru aceasta, în fiecare nod de comunicație sunt stocate mai multe tabele.
Rutare adaptivă
Acesta este principalul tip de algoritmi de rutare utilizate de routere în rețelele moderne cu topologii complexe. Rutarea adaptivă se bazează pe faptul că ruterele schimbă periodic informații topologice specifice despre rețelele disponibile pe internetwork, precum și despre conexiunile dintre routere. De obicei, nu se ia în considerare doar topologia legăturilor, ci și debitul și starea acestora.
Protocoalele adaptive permit tuturor ruterelor să colecteze informații despre topologia legăturilor din rețea, procesând rapid toate modificările în configurația legăturilor. Aceste protocoale sunt distribuite în natură, ceea ce se exprimă prin faptul că nu există routere dedicate în rețea care să colecteze și să generalizeze informații topologice: această muncă este distribuită între toate routerele, se disting următorii algoritmi:
- Rutare adaptivă locală - fiecare nod conține informații despre starea conexiunii, lungimea cozii și tabelul de rutare.
- Rutarea adaptivă globală - bazată pe utilizarea informațiilor primite de la nodurile învecinate. Pentru a face acest lucru, fiecare nod conține un tabel de rutare, care indică timpul de tranzit al mesajelor. Pe baza informațiilor primite de la nodurile vecine, valoarea tabelului este recalculată ținând cont de lungimea cozii din nodul însuși.
- Rutare adaptivă centralizată - există un nod central care colectează informații despre starea rețelei. Acest centru generează pachete de control care conțin tabele de rutare și le trimite către nodurile de comunicație.
- Rutare adaptivă hibridă - bazată pe utilizarea unui tabel trimis periodic de către centru și pe analiza lungimii cozii de la nodul însuși.
Indicatori de algoritm (metrici)
Tabelele de rutare conțin informații pe care programele de comutare le folosesc pentru a selecta cea mai bună rută. Ce caracterizează construcția tabelelor de rutare? Care este particularitatea naturii informațiilor pe care le conțin? Această secțiune despre performanța algoritmului încearcă să răspundă la întrebarea cum un algoritm determină preferința unei rute față de altele.
În algoritmii de rutare sunt utilizate multe valori diferite. Algoritmii de rutare complecși se pot baza pe mai multe metrici în selecția rutei, combinându-le astfel încât rezultatul să fie o singură metrică hibridă. Următoarele sunt valorile care sunt utilizate în algoritmii de rutare:
- Lungimea traseului.
- Fiabilitate.
- Întârziere.
- Lățimea de bandă.
Lungimea traseului.
Lungimea rutei este cea mai comună măsură de rutare. Unele protocoale de rutare permit administratorilor de rețea să atribuie prețuri arbitrare fiecărui canal din rețea. În acest caz, lungimea căii este suma costurilor asociate fiecărui canal care a fost parcurs. Alte protocoale de rutare definesc „hop count” (hop-uri), care este o măsură a numărului de treceri pe care trebuie să le facă un pachet pe drumul său de la sursă la destinație prin interconexiunile de rețea (cum ar fi routerele).
Fiabilitate.
Fiabilitatea, în contextul algoritmilor de rutare, se referă la fiabilitatea fiecărei legături din rețea (descrisă de obicei în ceea ce privește raportul bit / eroare). Unele canale din rețea pot eșua mai des decât altele. Eșecurile unor canale de rețea pot fi eliminate mai ușor sau mai rapid decât defecțiunile altor canale. Orice factor de fiabilitate poate fi luat în considerare la atribuirea ratingurilor de fiabilitate. Evaluările de fiabilitate sunt de obicei atribuite legăturilor de rețea de către administratori. De regulă, acestea sunt valori digitale arbitrare.
Întârziere.
Latența de rutare este, în general, înțeleasă ca însemnând durata de timp necesară unui pachet pentru a călători de la sursă la destinație pe internet. Latența depinde de mulți factori, inclusiv lățimea de bandă a legăturilor de rețea intermediare, cozile de la portul fiecărui router pe calea pachetului, congestia tuturor legăturilor intermediare din rețea și distanța fizică pe care pachetul trebuie să se deplaseze. Deoarece există un conglomerat de mai multe variabile importante, latența este cea mai comună și utilă măsură.
Lățimea de bandă.
Lățimea de bandă se referă la puterea de trafic disponibilă a unui canal. Toate lucrurile fiind egale, Ethernet de 10 Mbps este legătura preferată pentru orice linie închiriată cu lățime de bandă de 64 Kb/s. Deși lățimea de bandă este o estimare a capacității maxime de canal realizabilă, rutele care trec prin legături cu lățime de bandă mai mare nu sunt neapărat mai bune decât rutele care trec prin legături mai puțin rapide.
Protocolul intern de rutare RIP
Acest protocol de rutare este conceput pentru rețele relativ mici și relativ omogene. Traseul este caracterizat de vectorul distanței până la destinație. Se presupune că fiecare router este punctul de plecare pentru mai multe rute către rețelele cu care este asociat. Descrierile acestor rute sunt stocate într-un tabel special numit ruta. Tabelul de rutare RIP conține o intrare pentru fiecare mașină deservită (pentru fiecare rută). Intrarea trebuie să includă:
- Destinatia adresei IP.
- Valoarea traseului (de la 1 la 15; numărul de pași până la destinație).
- Adresa IP a celui mai apropiat router (gateway) de-a lungul căii către destinație.
- Cronometre de traseu.
Periodic (o dată la 30 de secunde), fiecare router difuzează o copie a tabelului său de rutare către toate routerele învecinate cu care este conectat direct. Routerul receptor se uită la masă. Dacă există o cale nouă sau un mesaj de cale mai scurtă în tabel, sau au existat modificări ale lungimii căilor, acele modificări sunt comise de receptor în tabelul său de rutare. RIP trebuie să fie capabil să gestioneze trei tipuri de erori:
Trasee ciclice.
Pentru a suprima instabilitățile, RIP ar trebui să utilizeze o valoare mică a numărului maxim posibil de pași (nu mai mult de 16).
Propagarea lentă a informațiilor de rutare în rețea creează probleme atunci când situația de rutare se schimbă dinamic (sistemul nu ține pasul cu schimbările). O limită metrică mică îmbunătățește convergența, dar nu rezolvă problema.
Protocol OSPF Link State
Protocolul Open Shortest Path Firs (OSPF) este o implementare a algoritmului de stare a legăturii (a fost adoptat în 1991) și are multe caracteristici orientate spre utilizare în rețele mari eterogene.
OSPF calculează rutele pe rețelele IP, păstrând în același timp alte protocoale de schimb de rutare.
Routerele conectate direct se numesc vecini. Fiecare router stochează informații despre starea în care crede că se află vecinul. Un router se bazează pe routerele vecine și le trimite pachete de date numai dacă are încredere că sunt pe deplin operaționale. Pentru a afla starea legăturilor, routerele vecine schimbă destul de des mesaje scurte HELLO.
Pentru a propaga datele despre starea legăturii în rețea, routerele fac schimb de mesaje de alt tip. Aceste mesaje se numesc reclame link-uri router - reclamă a link-urilor routerului (mai precis, starea link-urilor). Routerele OSPF schimbă nu numai reclame proprii, ci și străine, primind în cele din urmă informații despre starea tuturor legăturilor din rețea. Aceste informații formează graficul conexiunilor de rețea, care, desigur, este același pentru toate routerele din rețea.
Protocolul BGP
Schema generală de lucru BGP este următoarea. Routerele BGP ale SS-urilor vecine care decid să facă schimb de informații de rutare stabilesc conexiuni BGP între ei și devin vecini BGP (peers BGP).
BGP utilizează apoi o abordare numită vector cale, care este o extensie a abordării vectorului distanță. Vecinii BGP își fac publicitate între vectori de cale. Un vector de cale, spre deosebire de un vector de distanță, conține nu doar adresa de rețea și distanța până la aceasta, ci și adresa de rețea și o listă de atribute de cale care descriu diferite caracteristici ale rutei de la routerul care trimite la rețeaua specificată. În cele ce urmează, pentru concizie, vom numi un set de date format dintr-o adresă de rețea și atributele unei căi către această rețea o rută către o rețea dată.
Implementarea BGP
O pereche de vecini BGP stabilește o conexiune TCP între ei, portul 179. Vecinii care aparțin unui AS diferit ar trebui să fie direct accesibili unul altuia; nu există o astfel de restricție pentru vecinii de la un AS, deoarece protocolul intern de rutare va asigura că toate rutele necesare sunt disponibile între nodurile aceluiași sistem autonom.
Fluxul de informații schimbat între vecinii BGP prin TCP constă dintr-o secvență de mesaje BGP. Lungimea maximă a mesajului este de 4096 de octeți, iar cea minimă este de 19. Există 4 tipuri de mesaje.
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:> Adresa IP l Adresa IPv 4 este o adresă unică de 32 de biți succesiune de cifre binare,"> 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 versiunea l versiunea 4 sau IPv 4 l versiunea 6 (! 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:> Structura l Pentru confortul lucrului cu adrese IP, cele 32 -secvența de biți este de obicei"> 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:> Masca de subrețea l Masca de subrețea este un număr de 32 de biți format din mergând"> 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:> Masca de subrețea l Masca de subrețea joacă un rol extrem de important în adresarea IP și"> 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:> Reguli pentru atribuirea adreselor IP ale rețelelor și gazdelor 1. ID-ul rețelei nu poate conține numai"> 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:> Reguli pentru atribuirea adreselor IP ale rețelelor și gazdelor din ID-ul gazdei unul si"> 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 Adresele IP sunt distribuite în întreaga lume de către o corporație privată non-profit numit 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:> Adresare IP fără clasă și fără clasă">!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-12.jpg" alt = "(! LANG:> Dezvoltare l Inițial, întreg spațiul de posibile adrese IP a fost împărțit în cinci clase"> 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:> Clasele de adrese în Schema de Adresare IP Originală Clasa Primii Biți Posibili"> 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:> Probleme l Organizațiile au fost rugate să completeze un formular de înregistrare pentru a obține intervalul dorit de adrese IP,"> 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:> Rezolvarea problemei l Pentru a rezolva problema, o adresare IP fără clasă schema a fost dezvoltată">!}
Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-16.jpg" alt = "(! LANG:> Schemă de adresare IP fără clasă (Classless Inter., Routing domeniu), CIDR l lipsește legarea adresei IP"> 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 Calculul numărului maxim posibil de noduri în orice rețea IP câți biți"> 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:> adrese IP pentru rețele locale l Toate adresele utilizate pe Internet, trebuie să se înregistreze cu"> 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:> Noțiuni de bază despre rutarea IP l pentru a interacționa corect cu alte computere și rețele ; fiecare"> 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:> Exemplu COMPUTER l Adresa IP 192.20 subnet mask - 192.208;"> 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:> Exemplu de sarcină: Trimiteți un pachet IP la 1925116. .l calculatorul execută"> 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:> Exemplu Acesta va spune computerului nostru că computerul de destinație se află în acelasi el"> 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:> Exemplu 2 Sarcină: trimiteți un pachet IP la 18201. .l Computerul va executa"> 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:> Modalități de configurare a parametrilor IP și verificarea stării de sănătate 1. atribuiți manual ( faci usor o greseala cand"> 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:> Verificați IP-ul 1. IPCONFIG / TOATE. 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:> Întrebări 1. Ce parametri și setări sunt necesare pentru TCP stack to work / 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:> Întrebări 1. Ce sunt clasele de adrese IP? Ce reguli sunt acestea sunt determinate de? 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?!}
Protocol RIP (Routing Information Protocol) este unul dintre cele mai vechi protocoale pentru schimbul de informații de rutare, dar este încă extrem de comun în rețelele de calculatoare. Pe lângă versiunea RIP pentru rețelele TCP/IP, există și o versiune de RIP pentru rețelele IPX/SPX de la Novell.
În acest protocol, toate rețelele au numere (modul în care sunt formate numerele depinde de protocolul stratului de rețea utilizat în rețea), iar toate routerele au identificatori. RIP folosește pe scară largă conceptul de vector distanță. Vectorul distanță este un set de perechi de numere care sunt numerele rețelelor și distanțele până la acestea în hop.
Vectorii distanță sunt propagați iterativ de către routere prin rețea, iar după câțiva pași fiecare router are informații despre rețelele accesibile pentru el și despre distanțele până la acestea. În cazul în care conexiunea cu orice rețea este întreruptă, routerul marchează acest fapt atribuind valoarea maximă posibilă elementului vectorial corespunzătoare distanței până la această rețea, care are o semnificație specială - „fără conexiune”. Această valoare din protocolul RIP este numărul 16.
Figura 8.1 prezintă un exemplu de rețea formată din șase routere cu ID-uri de la 1 la 6 și șase rețele de la A la F cu legături directe punct la punct.
Orez. 8.1. Schimb de informații de rutare prin RIP
Figura prezintă informațiile inițiale conținute în baza topologică a routerului 2, precum și informațiile din aceeași bază după două iterații ale schimbului de pachete de rutare RIP. După un anumit număr de iterații, routerul 2 va ști despre distanțele până la toate rețelele de pe Internet și poate avea mai multe opțiuni alternative pentru trimiterea pachetului către rețeaua de destinație. În exemplul nostru, să presupunem că rețeaua de destinație este rețeaua D.
Când trebuie să trimită un pachet către Rețeaua D, Router-ul se uită la baza sa de rute și selectează portul care are cea mai scurtă distanță până la rețeaua de destinație (în acest caz, portul care îl conectează la Router 3).
Pentru a se adapta la schimbările în starea comunicațiilor și a echipamentelor, fiecărei intrări din tabelul de rutare este asociat un cronometru. Dacă în timpul expirării un mesaj nou care confirmă această rută nu este primit, atunci acesta este eliminat din tabelul de rutare.
Când se folosește protocolul RIP, algoritmul euristic de programare dinamică Bellman-Ford funcționează, iar soluția găsită cu ajutorul acestuia nu este optimă, dar aproape de optimă. Avantajul protocolului RIP este simplitatea sa de calcul, iar dezavantajele sunt creșterea traficului în timpul trimiterii periodice a pachetelor de difuzare și suboptimalitatea rutei găsite.
Figura 8.2 prezintă cazul funcționării instabile a rețelei prin RIP atunci când se modifică configurația - legătura dintre routerul M1 și rețeaua 1 eșuează. Când această legătură este sănătoasă, tabelul de rute al fiecărui router conține o intrare despre numărul de rețea 1 și distanța corespunzătoare. la ea.
Orez. 8.2. Un exemplu de rețea instabilă când se utilizează RIP
Când conexiunea la rețeaua 1 este întreruptă, routerul M1 observă că distanța până la această rețea a devenit 16. Cu toate acestea, după un timp, după ce a primit un mesaj de rută de la routerul M2 că distanța de la acesta la rețeaua 1 este de 2 hop, routerul M1 mărește această distanță cu 1 și observă că rețeaua 1 este accesibilă prin routerul 2. Ca urmare, un pachet destinat rețelei 1 va circula între routerele M1 și M2 până la expirarea timpului de stocare a înregistrării despre rețeaua 1 din routerul 2 și acesta nu transmite aceste informații router-ul M1.
Pentru a evita astfel de situații, informațiile de rutare despre rețeaua cunoscută de router nu sunt transmise către routerul de la care provine.
Există și alte cazuri, mai complexe, de comportament instabil al rețelelor care utilizează protocolul RIP, când se modifică starea legăturilor sau a routerelor de rețea.
