Почему у человека поднимается температура при болезни. Градус опасности. О чём сигнализирует повышенная температура тела? Нужно ли сбивать высокую отметку на термометре
В сетях с предварительным соединением отправителя и получателя (connection- oriented ) отправитель и получатель перед обменом данными предварительно устанавливают соединение. Кроме того, при использовании таких технологий проводится подтверждение принятых данных. Примером сетей с предварительным соединением являются телефонные сети с коммутацией каналов, а также сети с виртуальными каналами (см. лекцию 1).
Правила телекоммуникаций узлов между собой при обмене данными через сети устанавливают протоколы. Протоколы описывают формат сообщения, путь ( маршрут ) обмена сообщениями и другие правила. Чтобы продвигать пакет от одного узла до другого, протоколы сетевого уровня используют информацию, заключающуюся в адресе заголовка сетевого уровня (например, IP - адрес ). Такие протоколы получили название сетевых (routed). Таким образом, сетевые протоколы определяют формат пакета, логические адреса узла источника и назначения, прокладывают маршрут пакета на основе имеющихся таблиц маршрутизации .
Для обеспечения телекоммуникаций помимо сетевых (routed) протоколов применяются маршрутизирующие ( routing ), которые также являются протоколами сетевого уровня. Они создают и поддерживают таблицы маршрутизации. Обновления ( update ) таблиц протоколами маршрутизации реализуются путем связи и обмена данными между маршрутизаторами. Следовательно, протоколы маршрутизации создают и поддерживают таблицы маршрутизации , а сетевые протоколы используют эти таблицы для продвижения пакетов.
Протоколы сетевого уровня, к которым относится и IP , должны обеспечивать номера ( адреса) сетей и номера (адреса) хостов. Некоторым протоколам, например Novell Internetwork Packet Exchange (IPX ), требуется только сетевой адрес , поскольку они используют MAC-адрес устройства в качестве адреса хоста. Протоколу IP требуется адрес , содержащий как сетевую, так и узловую (хостовую) части. Для того чтобы можно было выделить адрес сети и адрес хоста, необходима маска сети или подсети (см. лекцию 7). Протоколы IP, IPX/SPX и AppleTalk обеспечивают поддержку Уровня 3 модели OSI .
Основным сетевым (routed) протоколом всемирной сети Интернет является Internet Protocol (IP ). Формат сообщения сетевого уровня представляет собой пакет , известный также как дейтаграмма ( datagram ). Это означает, что в процессе организации связи не используются схемы коммутации цепей, поскольку все соединения выполнены заранее и нужно лишь выбрать наилучший путь к адресату назначения на основе метрики протокола маршрутизации. Термины ненадежный ( unreliable ) и доставка по возможности , доставка с наибольшими возможными усилиями (besteffort delivery ) означают, что проверка ( верификация ) правильности полученных данных на сетевом уровне не производится. Для такой проверки при необходимости используется протокол транспортного уровня TCP .
Формат пакета сетевого протокола IP ( рис. 8.5) включает заголовок, состоящий из 12 полей общей длиной в 160 бит (5 слов по 4 байта, т. е. 20 байт ), поле опций переменной длины и поле данных.
Рис.
8.5.
- Первое 4-разрядное поле ( Vers ) задает номер версии протокола. В настоящее время действует версия 4 – IPv4 , согласно которой длина адреса источника (Source IP address ) и адреса назначения ( Destination IP address ) равна 32 разрядам (4 байтам). В распечатках поля заголовка обычно представляются в десятичной и шестнадцатеричной системах. Например, действующая в настоящее время версия 4 выглядит следующим образом: Version = 4 (0x4). В поле заголовка номер версии будет задан в двоичной системе – 0100.
- Длина заголовка – количество 32-разрядных слов в заголовке – задается вторым полем HLEN. Например, код в этом поле – 0101, и запись Header Length = 20 (0x14) означает, что заголовок содержит 5 слов по 32 разряда или 20 байт.
- Поле типа сервиса (Type of Service – ToS ) длиной 8 бит включает четыре идентификатора: трехразрядный идентификатор PR и одноразрядные D, T и R. Идентификаторы определяют требования к метрике при прокладке маршрута. Идентификатор PR определяет тип пакета (нормальный, управляющий и др.) и в соответствие с этим задает приоритет. Установка 1 в разряде D означает требование минимизации задержки при передаче пакета; единица в разряде Т означает требование максимальной пропускной способности; установка 1 в разряде R требует максимальной надежности.
- Поле Total Length задает общую длину пакета, включая заголовок и поле данных. 16 разрядов поля позволяют задавать максимальную длину 64 Кбайт. Поскольку максимальная длина кадра в большинстве технологий локальных сетей меньше 64 Кбайт (например, в Ethernet она составляет 1500 байт), большие пакеты разбивают на фрагменты. При фрагментации пакета используется информация 5-го, 6-го и 7-го полей, все фрагменты должны иметь: одинаковый идентификационный номер пакета; номер, определяющий порядок следования фрагмента при сборке пакета; дополнительную информацию.
- Пятое поле заголовка содержит идентификационный номер пакета . При фрагментации пакета идентификационный номер будет единым для всех фрагментов.
- Трехразрядное поле Flags содержит два одноразрядных флага фрагментации. Установка 1 в разряде DF запрещает маршрутизатору производить фрагментацию данного пакета. Единичка в разряде MF указывает, что данный пакет не является последним.
- 13-разрядное поле смещения данных Fragment Offset помогает собрать фрагменты в единый пакет. Оно задает смещение в байтах поля данных этого пакета от начала общего поля данных исходного нефрагментированного пакета.
- Из заданного значения Time to Live – время жизни (255 – максимум) при прохождении каждого маршрутизатора или каждую секунду вычитается 1. Таким образом, число узлов, через которые может пройти пакет, ограничено.
- Поле Protocol указывает протокол верхнего уровня (TCP, UDP , OSPF и др.), которому будет передан принятый пакет после завершения IP-процесса.
- Поле контрольной суммы заголовка Header Checksum . Поскольку при прохождении маршрутизатора значения некоторых полей заголовка изменяются (например, время жизни), расчет контрольной суммы производится в каждом маршрутизаторе заново.
- Source IP address – адрес источника информации, длина – 4 байта (32 разряда).
- Destination IP address – адрес приемника информации, длина – 4 байта (32 разряда).
- Поле IP option позволяет поддерживать различные опции, например, опцию защиты информации. Поскольку это поле может иметь разную длину, оно дополняется нулями до 32 разрядов.
- Поле данных Data имеет длину более 64 разрядов.
Краткие итоги
- Основным протоколом автоматического назначения IP-адресов устройств является протокол динамического конфигурирования узлов DHCP .
- При передаче данных через составную сеть IP-адреса узла назначения и узла источника остаются неизменными.
- При передаче данных через составную сеть МАС-адреса назначения и источника меняются при прохождении каждого маршрутизатора.
- При формировании кадра вычисляется контрольная сумма , которая записывается в поле FCS -трейлера кадра. При приеме кадра на каждом входном интерфейсе вновь вычисляется контрольная сумма , которая сравнивается с принятой.
- Правильность принятых данных проверяется с использованием циклического кода CRC .
- При передаче данных через соединения "точка-точка" заголовок кадра может быть существенно упрощен.
- Сетью с доставкой данных без предварительного соединения отправителя и получателя сообщения является Internet, где передаются пакеты ( дейтаграммы ) с использованием протокола IP .
- Правила телекоммуникаций узлов между собой при обмене данными через сети устанавливают протоколы. Протоколы описывают формат сообщения, путь (маршрут) обмена сообщениями и другие правила.
- Основным сетевым протоколом всемирной сети Интернет является Internet Protocol (IP).
- Сетевые (routed) протоколы определяют