Мультиплексирование и демультиплексирование

Как уже было сказано, прежде чем выполнить переброску данных на определенные для них интерфейсы, коммутатор должен понять, к какому потоку они относятся. Эта задача должна решаться независимо от того, поступает ли на вход коммутатора только один поток в "чистом" виде, или "смешанный" поток, который объединяет в себе несколько потоков. В последнем случае к задаче распознавания добавляется задача демультиплексирования.

Задача демультиплексирования (demultiplexing) — разделение суммарного агрегированного потока, поступающего на один интерфейс, на несколько составляющих потоков.

Как правило, операцию коммутации сопровождает также обратная операция — мультиплексирование.

17. Протокол IPv6 проектировался как преемник IPv4. Все, что в IPv4 было хорошо, должно остаться. Все, что не использовалось на практике, должно быть удалено. Недостатки, естественно, должны быть исправлены. В необходимых случаях функциональность IP должна быть расширена.

Важнейшие инновации IPv6 состоят в следующем:

• упрощен стандартный заголовок IP-пакета;
• изменено представление необязательных полей заголовка;
• расширено адресное пространство;
• улучшена поддержка иерархической адресации, агрегирования маршрутов и автоматического конфигурирования адресов;
• введены механизмы аутентификации и шифрования на уровне IP-пакетов;
• введены метки потоков данных.

В IPv6 сохранена архитектурная простота, присущая IPv4 и ставшая одной из главных составляющих феноменального успеха IP-сетей. Основные принципы остались прежними. Все изменения планировались таким образом, чтобы минимизировать изменения на других уровнях протокольного стека TCP/IP.

Размер IP-адреса увеличен до 128 бит (16 байт). Даже с учетом неэффективности использования адресного пространства, являющейся оборотной стороной эффективной маршрутизации и автоматического конфигурирования, этого достаточно, чтобы обеспечить объединение миллиарда сетей, как того требовали документы IETF. Любопытно отметить, что на предварительном этапе обсуждалось четыре предложения, касающиеся размера IP-адреса:

• 8 байт (этого в принципе достаточно, а более длинные адреса будут расходовать полосу пропускания);
• 16 байт (эта "золотая середина" в итоге победила);
• 20 байт (для унификации с OSI-сетями);
• адреса переменной длины (для снятия всех противоречий).

У каждой группы были свои достаточно убедительные аргументы, но выбрать надо было что-то одно, и с этим выбором все в конце концов согласились.

В IPv6 сохранена топологическая гибкость сетей. Единственное ограничение наложено на число промежуточных маршрутизаторов - не более 256. Сохранена и независимость от среды передачи.

Улучшены условия для эффективной обработки пакетов. Структура заголовка упрощена, ликвидировано его контрольное суммирование.

Обеспечена возможность простого и гибкого автоматического конфигурирования адресов для сетей по существу произвольного масштаба и сложности.

Средства аутентификации и шифрования вынесены на IP-уровень. Это позволяет пользоваться данными средствами другим протоколам, например, управляющим. Тем самым сокращается число сущностей, уменьшается сложность и повышается надежность реализации. С другой стороны, соединение сетевых и криптографических протоколов способно создать проблемы в таких странах, как Россия, где государство жестко контролирует производство и импорт криптосредств. Стандартная реализация стека TCP/IP может рассматриваться как криптосредство со всеми вытекающими отсюда последствиями.

В IPv6 явно специфицирована поддержка многоадресной рассылки (multicast). Новой является адресация "наиболее подходящего" сетевого интерфейса из числа членов группы (anycast), позволяющая решить проблему единообразного обращения к элементам пула взаимозаменяемых ресурсов.

Для поддержки классов обслуживания в заголовок пакета IPv6 введено поле метки потока. Предусмотрено спецификациями и туннелирование протоколов, осуществляемое в разных сочетаниях (IPv6 внутри/снаружи).

Разумеется, IPv6 остался расширяемым протоколом, причем поля расширений (дополнительные заголовки) могут добавляться без снижения эффективности маршрутизации.

Важно подчеркнуть, что в спецификациях IPv6 детально описан реалистичный процесс перехода от IPv4 к IPv6. Важно и то, что с самого начала был запланирован пересмотр всех утвержденных и готовящихся стандартов на предмет выявления изменений, желательных или необходимых при переходе на IPv6. Логическим дополнением базовых спецификаций IPv6 являются новые версии адресной архитектуры, сервиса имен, управляющего протокола ICMP и т.д.

18. DNS Domain Name System — система доменных имён — компьютерная распределённая система для получения информации о доменах. Чаще всего используется для получения IP-адреса по имени хоста (компьютера или устройства), получения информации о маршрутизации почты, обслуживающих узлах для протоколов в домене (SRV-запись).

Распределённая база данных DNS поддерживается с помощью иерархии DNS-серверов, взаимодействующих по определённому протоколу.

Основой DNS является представление об иерархической структуре доменного имени и зонах. Каждый сервер, отвечающий за имя, может делегировать ответственность за дальнейшую часть домена другому серверу (с административной точки зрения — другой организации или человеку), что позволяет возложить ответственность за актуальность информации на серверы различных организаций (людей), отвечающих только за «свою» часть доменного имени.

Зоны обратного просмотра (reverse lookup zone) позволяют генерировать обратные запросы на поиск имени по IP-адресу. Эти зоны необязательны для функционирования системы DNS, но нужны для нормальной работы различных диагностических утилит (например, ping, tracert и т. п.). Зоны обратного просмотра регистрируются в домене in-addr.arpa. Поддоменам присваиваются имена, соответствующие IP-адресам сетей, причем порядок октетов в адресе изменяется на противоположный. То есть сети 192.168.0.0 соответствует домен 0.168.192.in-addr.arpa.