Стеки протоколов IP. Функции выполняемые протоколами или интерфейсами. Сообщения и их параметры для выполнения функций. Форматы и коды сообщений

Лекция№4

Стеки протоколов IP

Рассмотрим стек протоколов IP исходя из правил обмена:

1) Функции выполняемые протоколами или интерфейсами

2) Сообщения и их параметры для выполнения функций

3) Форматы и коды сообщений

4) Процедуры обмена сообщениями

Детальное описание архитектуры ВОС

1 Сетевой уровень

1.1 Функции, выполняемые сетевым уровнем

l  Основной функцией протокола IP является функция маршрутизации пакетов (т.е доставка пакетов по назначению в глобальной сети WAN)

Основной информацией для этого является IP-адрес

Адрес IP v.4 занимает 32 бита (4 байта)

l  IP- протокол реализует только функции CLNS (без установления соединения) т.е. передаются дейтаграммы, что  не гарантирует:

Ø QoS (т.е. не гарантируется доставка пакетов и не контролируется вероятность потери пакетов);

Ø Надежность доставки;

Ø Время доставки.

Но не взирая на эти недостатки начали передавать трафик RT

l  Из функций обеспечивающих решение некоторых проблем маршрутизации в IP реализуется:

Ø Контроль и сброс зацикливших пакетов (TTL)

Ø Дифференциация пакетов по приоритетам (ToS)

Ø Возможность выставлять различные требования к качеству (например:min задержки ,max пропускная способность…)

l  Т.к. протокол IP-является протоколом межсетевых взаимодействий и может работать поверх любых сетей 2-го уровня (Ehternet, PPP, ATM…) c различными MTU (транспортными блоками).

В протоколе IP предусмотрена возможность дефрагментации дейтаграмм при переходе из одной сети к другой с различными MTU

l  IP-протокол реализует только функции проталкивания дейтаграмм по различным сетевым интерфейсам.

При этом он использует следующую информацию:

1)Адресная и др. информация в заголовках IP-пакетов

2)Информация в маршрутных таблицах, которая формируется следующим образом:

-  Администратор сети составляет статическую маршрутную таблицу, в которой указывается: основные направления, посредством адресов и масок, веса и метрики конкретных маршрутов, номера физических портов, закрепленные за данными направлениями…

-  Динамическая информация, которая формируется посредством ряда служебных протоколов (RIP,ICMP,RSVP…) задача служебных протоколов следить за состоянием сети и изменять маршрутные таблицы

-  IP- протокол поддерживается, как в конечных терминалах так и в сетевых узлах (Router)

-  На базе IP можно организовать работу нескольких приложений поверх IP (TCP-протокол управления передачей, UDP протокол  передачи дейтаграмм)

-  Протоколы TCP, UDP поддерживаются только в конечных терминалах и в узлах служб (серверах)

Сравним функции протокола IP с функциями ЭМВОС:

1.  маршрутизация и ретрансляция (IP-адрес);

2.  установление и разрушение соединений сетевого уровня (эта функция реализуется только в технологиях CLNS);

3.  мультиплексирование соединения (сообщений) сетевого уровня – (поле Protocol);

4.  обнаружение ошибок (проверочные  биты);

5.  восстановление при ошибках (ICMP – периодически рассылает информацию о количестве отброшенных, потерянных пакетов);

6.  упорядочение блоков данных (Эта функция поддерживается только для CONS);

7.  управление потоком данных (ToS – Preced., D,T,R,C);

8.  передача срочных служебных данных (Служебные протоколы);

9.  административное управление сетевым уровнем (осуществляется создание и модификация маршрутных таблиц, назначение приоритетов…).

1.2 Сообщения и их параметры для выполнения функций

Своих сообщений протокол IP не имеет, но их имеют служебные протоколы для выполнения:

- динамической маршрутизации

- …

1.3 Форматы и коды сообщений

Назначение полей:

1.

2.

3. Поле ToS

Субполе Приоритет предоставляет возможность присвоить код приоритета каждой дейтаграмме. Значения приоритетов приведены в таблице

(в сети Интернет это поле не используется).

0   Обычный уровень 1   Приоритетный 2   Немедленный 3   Срочный 4   Экстренный 5   Критичный к задержкам трафик 6   Межсетевое управление 7   Сетевое управление

Биты C, D, T и R характеризуют желание приложения относительно способа доставки дейтаграммы.

D=1 – приложение требует минимальной задержки,

T=1 - приложение требует высокую пропускную способность,

R=1 - приложение требует высокую надежность,

C=1 - приложение требует низкую стоимость.

TOS играет важную роль в маршрутизации пакетов. Интернет не гарантирует запрашиваемый TOS, но многие маршрутизаторы учитывают эти запросы при выборе маршрута (протоколы OSPF и IGRP).

Только один бит из четырех в TOS может принимать значение 1.

По умолчанию значения бит D, T, R, C равны нулю.

2 Транспортный уровень (TCP, UDP)

Качество услуг при предоставлении соединения транспортного уровня зависит от класса обслуживания, запрашиваемого логическим объектом сеансового уровня при установлении соединения транспортного уровня. Выбранное качество услуг поддерживается в течение всей длительности существования соединения транспортного уровня. В случае возникновения какой либо неисправности, вызывающей потерю выбранного качества услуг данного соединения, логическому объекту сеансового уровня выдается сообщение.

l  UDP- реализует ненадежную (пакеты могут быть потеряны) передачу трафика RT (не вносит задержки) без гарантии доставки;

l  TCP-гарантирует вероятность доставки пакетов по IP-сети из конца