Маршрутизация в сетях TCP/IP. Сети класса D. Семейство протоколов ТСР/IР. Диапазон адресов. Диапазон значений

Маршрутизация в сетях TCP/IP

Семейство протоколов ТСР/IР широко применяется в всем мире для объединения компьютеров в сеть Internet, это базовые протоколы, отвечающие за логическую интеграцию разнородных машин, передачу данных между ними и за управлением потоками информации, то есть за маршрутизацию. С понятием TCP/IP (это надо понимать так: transmission control protocol – протокол управления передачей, на базе протокола IP – internet protocol), неразрывно связаны такие протоколы, как UDP – user datagram protocol, FTP – file transfer protocol – протокол передачи файлов, TELNET – протокол удаленных терминалов (tele и net), SMTP – simple mail transfer protocol – простейший протокол передачи почты, SNMP – simple network management protocol – простой протокол управления сетью. Перечисленные протоколы находятся на различных уровнях 7-уровневой архитектуры OSI. Это наглядно демонстрирует следующий рисунок:

Рассмотрим, как взаимодействуют различные уровни этой схемы. Начнем  с самого важного – с IP, важного потому, что именно на этом уровне реализуется маршрутизация.

Как и в протоколе IPX, в IP информация передается пакетами, порциями. В заголовке пакета указываются адреса отправителя и получателя. Как и в IPX, в IP реализован механизм сокетов, посредством которого прикладные процессы узнают о приходе пакета с информацией. В этом смысле модуль (драйвер) IP является мультиплексором (при передаче данных) или демультиплексором (при приеме), коммутирующим информационные потоки различных приложений на один канал связи. В общем случае, компьютер может иметь два и более сетевых адаптера, и даже не адаптера, а канала связи, поэтому модуль IP – мультиплексор/демультиплексор n приложений на m каналов связи.

Адрес протокола IP имеет следующую структуру: он, во-первых, четырехбайтный, а во-вторых, часть бит этого адреса, к и в IPX, используется под адрес сети (фактически – это номер куска кабеля от маршрутизатора  до маршрутизатора в глобальной сети), часть бит – под класс сети, а оставшиеся биты – под номер узла. Байты адреса, записанные в десятичной или шестнадцатеричной системе, отделяются друг от друга точками, вот так: 192.173.7.193 или С0.AD.07.C1.

Сети, в зависимости от количества машин, входящих в нее, подразделяются на классы: А, В и С. Это деление можно проиллюстрировать следующим образом:

Если обратиться к цифрам, то можно увидеть следующую статистику по количеству машин, входящих в сети различных классов, а также по количеству самих сетей:

Класс А         1 – 126                                               126                                                     16777214

Класс В          128 – 191                                           16382                                                 65534

Класс С          192 – 223                                           2097150                                             254

Класс D         224 – 239                                           -                                                           2²⁸

Сети класса D не являются сетями как таковыми, просто машины группируются по некоторому признаку, например, по принадлежности к какой-нибудь корпорации или научной школе. Компьютеры, входящие в одну группу могут находиться в различных странах и даже континентах, один в Калифорнии, другой, например, в деревне Гадюкино, то есть нет территориального деления компьютеров, водящих в группу. Сети класса Е в данный момент не используются, они зарезервированы для дальнейшего развития.

Остальные сети – это «нормальные» IP-сети. Сеть, какого бы она класса ни была, объединяется с другими посредством шлюзов (мостов, маршрутизаторов и т. п.), который при получении пакета сравнивает сеть адреса назначения со своим сетевым адресом, и, если адреса не совпадают, перебрасывает пакет в другие сети. Понятие «своя» сеть относительно – это сеть из которой пакет пришел, шлюз, кстати, никогда не возвращает пакет при маршрутизации в сеть, откуда он прибыл. Первый адрес узла сети, то есть такой, у которого на всех позициях адреса узла «0» – адрес сети, последний адрес сети, с «1» на всех позициях адреса узла - широковещательный, то адрес всех машин в данной сети. Это объясняет «потерю» узлов в таблице выше: казалось бы, бит адреса узла – 24, а узлов 16777214, как раз двух узлов и не хватает. Или, скажем, сеть класса С: бит адреса узла 8 (число возможных комбинаций – 256), а узлов реально 254.