Модель TCP/IP. Процесс формирования дейтаграммы. Адресация в IP-сетях

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Модель TCP/IP Протокол IP Адресация в IP-сетях

Лекция 2

IP-сети

Модель ISO/OSI

Примеры протоколов

Модель TCP/IP

прикладной

7 6 5 4 3 2 1

прикладной

HTTP, DNS, SMTP, POP3, FTP и т.д.

представления данных

сеансовый

транспортный

транспортный

TCP, UDP

сетевой

сетевой

IP

канальный

канальный

Уровень подсетей

Любые сетевые технологии

физический

физический

TCP/IP – название стека протоколов, также используется как название технологии.

Протокол IP (Internet Protocol)

В настоящее время – версия 4 (IPv4), тестируется версия 6 (IPv6). Переход обусловлен переходом с 32-разрядной адресации на 128-разрядную.

Задачи IP: передача дейтаграмм (они же IP-пакеты), формальное описание структуры, порядок формирования заголовка. Реализован на сетевом уровне. Не гарантирует надежную доставку. Не управляет потоком данных, не выявляет и не исправляет ошибки данных (проверяются только заголовки). Не оптимизирует маршрут.

IP-пакеты имеют различную длину, максимальный размер 65535 байт. Размер заголовка IPv4 минимум 20 байт (см. рис.). IP-пакеты также называют дейтаграммами.

Важно – на сетевом уровне связь осуществляется без установления соединения. Такой режим называется дейтаграммным.

Причины популярности IP 

  • HTTP, FTP, SMTP, SNMP и т.д.
  • ТСР, UDP
  • IP
  • Ethernet, SDH, ATM, DWDM…

  • Инвариантность относительно технологий канального уровня.
  • Инвариантность относительно протоколов прикладного уровня.
  • Перенос функции контроля за состоянием данных пользователя на верхние уровни (транспортный).
  • Отлаженные механизмы обеспечения алгоритмов обеспечения политик обслуживания.
  • Стандартизация протоколов управления (SNMP, ICMP).
  • Обработка на маршрутизаторах только заголовков.

Процесс формирования дейтаграммы

Может быть другой протокол прикладного уровня, этот взят для примера

Данные

Данные

SMTP

Или UDP – все зависит от протокола прикладного уровня инкапсуляция

Данные

SMTP

TCP

Дейтаграмма или IP-пакет

Данные

SMTP

TCP

IP

Данные

SMTP

TCP

IP

Заголовок и концевик кадра технологии канального уровня, например, Ehternet

Жизненный цикл дейтаграммы

  1. Формирование дейтаграммы: расчет контрольной суммы, конструирование заголовка
  2. Определение адреса узла-получателя
  3. Определение ближайшего маршрутизатора
  4. На каждом маршрутизаторе:
  5. - вычисляется контрольная сумма заголовка;
  6. - проверяется значение TTL (при необходимости пакеты отбрасываются);
  7. - определяется следующий ближайший маршрутизатор;
  8. - при необходимости производится фрагментация.
  9. 5. На узле-получателе проверяется контрольная сумма заголовка и количество фрагментов, производятся необходимые перезапросы при повреждении или потере дейтаграммы

Важно: при добавлении информации об IP-адресах пройденных узлов - маршрутизаторов или шлюзов длина дейтаграммы увеличивается

Формат IP-заголовка

  • Версия – 4 или 6
  • Длина заголовка – указатель на окончание заголовка, т.к. заголовок не имеет фиксированной длины
  • Тип обслуживания: приоритет -3 бита, задержка (D), пропускная способность (T), надежность (R) – по 1 биту, остальное – резерв. Используется при маршрутизации.
  • Длина дейтаграммы – указатель на окончание дейтаграммы, т.к. она не имеет фиксированной длины.
  • Идентификатор – индивидуальный номер пакета, под которым он пересылается по сети.
  • Флаги – поле, указывающее на дополнительные действия над пакетом, в частности, фрагментацию. Т.е. будут ли еще фрагменты исходного пакета в последующих IP-пакетах. DF – не фрагментировано, MF- еще фрагменты.

  • Смещение фрагмента – указатель на размер фрагмента.
  • TTL (Time to Live) – время жизни пакета. По умолчанию TTL=255, на каждом узле вычитается минимум 1, при TTL=0 пакет удаляется из сети. Необходимо для предотвращения блуждания пакетов по сети и появления паразитного трафика.
  • Протокол – указатель на протокол транспортного уровня. Используется при маршрутизации.
  • Контрольная сумма заголовка – вычисляется на основании информации заголовка в процессе его формирования. Важно – в IP нет контроля за правильностью передаваемых пользовательских данных, эта функция возложена на протоколы верхних уровней

  • IP-адрес отправителя – адрес узла, с которого был отправлен пакет.
  • IP-адрес получателя – адрес узла, на который был отправлен пакет. Эти поля используются при маршрутизации.
  • Опции – факультативное поле. Может содержать дополнительные параметры, такие как секретность, маршрут и т.п. Используется для обеспечения качества обслуживания и защиты информации на сетевом уровне.
  • Заполнитель – выравнивает длину заголовка до кратной 32 битам.
  • В конец IP-заголовка может дописываться информация об узлах, через которые этот пакет уже прошел. Это приводит к увеличению размера дейтаграммы в процессе передачи

Похожие материалы

Информация о работе