Формат пакету протоколу IP v.4

IP-пакет складається із заголовка, який переносить службову інфор­мацію, та блока даних. Його формат показано на рис. 11.3 (RFC-791).

Розшифруємо їхнє призначення детальніше.

Формат заголо­вка зображено на рис. 11.4. Заголо­вок складається з окремих полів. Рози

п

VERS - номер версії протоколу IP. Його використовують для вирі­шення конфліктів у випадках, якщо станції працюють з різними версія­ми протоколу IP. Це єдине незмінне поле у форматі пакета.

HLEN - довжина заголовка.

SERVICE TYPE - байт, який визначає параметри обслуговування па­кета. Біти 0 - 2 у ньому задають пріоритет пакета, біти 3 - 6 - бажаний тип якості транспортування (Delay, Throughput, Relability, Cost, - Затримка, Потік, Надійність, Вартість відповідно). Значення пріоритету змінюються від 0 (найнижчий, звичайні повідомлення) до 7 (найвищий, мережеве керу­вання). Тип якості транспортування враховують багато маршрутизато-рів. У цьому випадку вони намагаються мінімізувати (максимізувати) відповідний параметр. Одночасно можна задати тільки один з бітів якості. Значення за замовчуванням - усі нулі. Кожна з програм рівня застосувань може ставити свої вимоги до якості передавання. Наприклад, для програ­ми емулятора термінала telnet важливим є час відповіді, а для протоколу мережевого керування SNMP - надійність доставляння.

TOTAL LENGTH - загальна довжина пакета в байтах. Максималь­не значення - 65535 байт.

IDENTIFICATION - ідентифікатор "великого" пакета, один для всіх його фрагментів. Окремий фрагмент визначають унікальне за адресами відправ­ника та отримувача, протоколом вищого рівня та ідентифікатором.

Під час передавання по internet IP-пакет проходить через багато комп'ютерних систем, кожна з яких має обмеження - максималь­ний розмір кадру (Maximum Transfer Unit (MTU)). Тому, щоб переда­ти інформацію у систему з меншим розміром кадру, великі пакети доводиться розбивати на менші, а потім знову об'єднувати їх. Оскі­льки ж деякі апаратні пристрої не можуть правильно фрагменту-вати та дефрагментувати пакети, то у мережі TCP/IP виника­ють збої. Стандарти передбачають, щоби всі маршрутизатори працювали з пакетом довжини не менше 576 бейт. Є технологія MTU Discovery, яка дає змову перед передаванням виявити всі об­меження MTU. В цьому випадку відправник може заборонити фра­гментацію, (у полі Флаги перший біт дозволяє фрагментацію (0), або забороняє її (1). Останній біт =1 означає останній фрагмент пакета). Зазначимо, що маршрутизатори тільки фрагментують пакети, а не збирають їх. Збирання виконує отримувач. } іі

FLAGS - ознака того, що пакет фрагментовано.

FRAGMENT OFFSET - зміщення від початку фрагментованого па­кета.

TIME TO LIVE - максимальний час перебування пакета в мережі. Введення такого параметра дає змогу уникнути необмеженого в часі перебування пакета в мережі. На практиці замість часу перебування в це поле заносять кількість транзитних маршрутизаторів через які до­зволено передати пакет. При опрацюванні пакету на маршрутизаторі, від значення цього поля віднімається одиниця. Якщо результат дорів­нює нулю, то пакет далі не передається.

PROTOCOL - протокол транспортного рівня, до якого спрямова­ний пакет (TCP, UDP, ICMP, IGMP).

HEADER CHECKSUM - контрольна сума, яка захищає заголовок пакета. Оскільки деякі поля змінює кожен маршрутизатор, то контро­льну суму доводиться щораз перераховувати. Це, та ще заповнення поля опцій є суттєвим джерелом затримки.

SOURCE IP ADRESS - адреса джерела інформації.

DESTINATION IP ADRESS - адреса призначення.

ID OPTIONS - необов'язкові параметри, пов'язані з режимами без­пеки та маршрутизацією.

PADDING - заповнення пропусками до цілого числа 32-бітових слів.

11.6. Маршрутизація в мережі TCP/IP

Як уже зазначено, мережа TCP/IP скла­дається з локальних мереж, сполучених / маршрутизаторами (routers) (рис. 11.5). У маршрутизаторах є інформація про лока­льні мережі, приєдна­ні до Internet.

Кожен гост мережі може підтримувати статичну маршрути-ю. Для цього він має спеціальний файл, у якому зазначено марш­рут передавання пакета для конкретних адрес призначення. Під час під­готовки пакета до передавання в його заголовок записують адреси дже­рела та призначення. Якщо адреси локальних мереж у них збігаються, то передавання пакета відбувається в межах цієї ЛМ, в іншому випадку виконується перевіряння файлу статичної маршрутизації на хості. Якщо ж і тут маршруту з'ясувати не вдалося, то пакет переходить на розта­шовану у тій же ЛМ станцію, адреса якої в параметрах конфігурації хоста записана як "шлюз за замовчуванням" (Default gateway). Таким шлюзом (фактично маршрутизатором) є комп'ютер, де зберігаються таблиці, за допомогою яких по адресі призначення пакета визначають адресу наступного маршрутизатора або локальної мережі. Шлюз спря­мовує отриманий пакет по визначеній таким способом адресі.

У файлі конфігурації станції можна задати декілька адрес маршру-тизаторів за замовчуванням. Якщо один з них не працює, то станція звертається до іншого.

Важливим у маршрутизації є поняття "автономноїсистеми".

І

* Автономна система (АС) - це комплекс з однієї або кількох ме­реж, сполучених маршрутизаторами, у якому підтримується єди­ний тип маршрутизації.

Маршрутизацію всередині АС називають внутрішньою, а з виходом назовні - зовнішньою. Маршрутизатори АС мають повні маршрутні таблиці для внутрішньої маршрутизації. Якщо ж пакет потрібно пере­дати у зовнішню систему, то його надсилають так званому граничному маршрутизатору (Border Gateway). Звичайно він розташований на межі автономної системи, і його таблиці містять інформацію як про мережі АС, так і про зовнішні мережі. Використання граничних маршрутиза-торів дає змогу зменшити розміри таблиць внутрішніх маршрутизато-рів і підвищити ефективність, їхньої роботи. Складні АС можна поділяти на області, сполучені граничними маршрутизаторами. Використання АС дає змогу застосовувати принцип обмеження потоку, реалізований у ЛМ, у їхньому об'єднанні..

Протоколи маршрутизації бувають > статичними та ^динамічними. У статичних протоколах зміни робить адміністратор мережі, у ди­намічних це відбувається автоматично.

Г?1 ТЕСТИ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Перетворіть двійкове число у формат IP v.4 адреси:

01100010001011010001100111000000

2. Яка з метрик передавання пакету впливає на затримку у переда­ванні IP v.4 пакету:

a) Cost; 6) Reliability; в) Delay;?.)Load.

3. За наведеними IP- адресами найдіть адресу мережі та адресу госта:

а) 104.105.12.1;

б) 10.105.12.210/24;

в) 54.16.34.105 (маска-255.255. 128);

г) 103.12.104.12/22.

4. За допомогою якого поля у заголовку IP- пакету можна заборони­
ти передавання пакету за межі локальної мережі:

а) адреса призначення; б) TTL; в) FLA GS;

г) IDENTIF1CA TION; д) SER VICE TYPE.

ТЕМА 12

БАЗОВІ ПРОТОКОЛИ СТЕКУ TCP/IP