Различия между IP ver.4 и IP ver.6
1. Использование более длинных адресов (в 4 раза больше).
2. Гибкий формат заголовка.
3. Фиксированные и дополнительные нефиксированные поля.
4. Механизм резервирования пропускных способностей. Назначен взамен механизма сервиса из IP-4.
5. Возможность расширяемости протокола: Выделен специальный класс адресов – класс адресов провайдеров.
6. В IP-6 реализуется бесклассовая междоменная адресация, а так же поддержка адресации версии 4 с преобразованием ее в версию 6.
7. В IP-6 предусмотрена возможность того, чтобы МАС-адрес локальной технологии мог быть добавлен к адресу узла.
15. IP-адреса. Использование масок в IP-адресах.
Классы IP адресов:
A, B, C, D, E.
Если первый бит ip адреса подсети начинается с 0, то это класс А. если два первых бита равны 10, то это класс В и под адрес сети выделяется 15 бит и под адрес узла 16. если три первые бита 1 1 0, то это класс С. Здесь под адрес сети 21 бит, под адрес узла 8 бит. Если байт начинается 1 1 1 0, класс D. Остальные 28 битов образуют групповой адрес. Если в пакете стоит такой адрес, то этот пакет должен быть доставлен сразу нескольким узлам.
Основное назначение групповой адресации:
Распространение информации по модели: 1 источник – множество приемников. Для осуществления такой передачи используется протокол IGMP. Класс Е: начинается с комбинации 11110. адреса такого класса зарезервированы.
Содержимое первого байта IP адреса:
Класс А: 0 – 127, Класс В: 128 – 191, класс С: 192 – 223, класс D: 224 – 239, класс Е: 240 – 247.
Классы А, В и С предназначены для однонаправленной адресации, однако каждому классу соответствует свой размер сети. Класс А используется для самых крупных сетей, насчитывающих до 16 777 216 узлов. Класс В – это формат однонаправленной адресации для сетей среднего размера, содержащих до 65 536 узлов. Адреса класса С применяются в небольших сетях с однонаправленными коммуникациями и количеством хостов, не превышающем 254. Адреса класса D не связаны с размером сети, они предназначены лишь для групповых рассылок. Четыре байта адреса используются для указания группы адресов, которым предназначены широковещательные пакеты. Эта группа содержит узлы, являющиеся подписчиками таких пакетов. Адреса класса D выбираются из диапазона значений от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Пятый класс адресов, класс Е, используется для исследовательских задач и в первом байте содержит значения от 240 до 255.
Помимо классов, существуют некоторые IP-адреса специального назначения (например, адрес 255.255.255.255, который представляет собой широковещательный пакет, посылаемый всем узлам сети). Пакеты, имеющие в первом байте значение 127, используются для тестирования сети. Чтобы указать всю сеть, задается только идентификатор сети, а другие байты содержат нули.
Маска – это четырехбайтовое число, которое используется совместно с IP адресом и позволяет гибко устанавливать границы между адресом сети и адресом узла. В тех разрядах, которые соответствуют адресу сети содержится 1.
Роль маски подсети
Адреса TCP/IP требуют указания маски подсети, которая используется для Решения двух задач: для обозначения используемого класса адресов и для деления сети на подсети при управлении сетевым трафиком. Маска подсети позволяет прикладной программе определить, какая часть адреса является идентификатором сети, а какая соответствует идентификатору хоста. Например, Маска для сети класса А имеет единицы во всех разрядах первого байта и нули – в остальных байтах, т. е. 11111111.00000000.00000000.00000000 (255.0.0.0 в Десятичном представлении). В этом случае единицы указывают на разряды Идентификатора сети (подсети), а нули – на разряды идентификатора хоста.
Создание подсетей
При делении сети на подсети маска содержит идентификатор подсети, определенный администратором и расположенный в диапазоне значений идентификаторов сети и хоста. К примеру, третий байт в адресе класса может быть использован для определения идентификатора подсети, например, 11111111. 11111111. 11111111.00000000 (255.255.255.0). В другом случае для идентификации подсети могут быть задействованы только первые несколько разрядов третьего байта, а остальные три разряда (и последний байт целиком) могут определять идентификатор хоста, т. е. получится значение 11111111. 11111111. 11111000.00000000 (255.255.248.0). (Просмотр и настройка IP-адресов и масок подсетей рассматриваются в практических заданий с 6-1 по 6-4.) Нужно заметить, что применение маски подсети для деления сети на несколько мелких подсетей позволяет устройствам Класса 3 фактически игнорировать типовые характеристики классов адресов,
что создает дополни тельные возможности для сегментирования сетей с использованием
множества подсетей и дополнительных сетевых адресов. В этом случае можно преодолеть
ограничения 4-байтовой адресации. Игнорировать классы адресов можно также при помощи бесклассовой междоменной маршрутизации (Classless Interdomain Routing, CIDR), когда после десятичного представления адреса с разделительными точками указывается символ косой черты ("/"). CIDR-адресация обеспечивает, в сетях среднего размера дополнительные возможности IP-адресации 12 36 55., поскольку имеется нехватка адресов классов В и С. Эта нехватка объясняется увеличением количества сетей и конечным числом адресов, возможных при использовании базового механизма 4-байтовых адресов. CIDR-адресация позволяет обойти фиксированный размер идентификаторов сети (равный 8, 16 и 24 разрядам для сетей класса А, В и С соответственно) и задействовать неиспользуемые адреса. Рассмотрим для примера сеть класса С, в которой имеется только 100 узлов (идентификаторов хостов), но адресов в ней достаточно для идентификации 254 узлов. В этом случае теряется 154 возможных идентификатора хостов. При использовании CIDR-адресации число после косой черты представляет собой количество разрядов в адресе, выделяемых для обозначения идентификатора сети. Например, сеть должна иметь идентификаторы для 16 384 (214) хостов Чтобы определить количество разрядов, необходимых для идентификации сети, нужно вычесть 14 (количество разрядов для идентификаторов хостов) из 32 (общее количество разрядов в IP-адресе): 32 - 14 = 18. Таким образом 18 разрядов требуются для идентификатора сети и 14 – для идентификатора хоста (теперь маска подсети равна 11111111. 11111111. 11000000.00000000, т.е. 255.255.192.0). IP-адрес для нашего примера может иметь вид 165.100.18.44/18. Если вы хотите с помощью масок подсети разбить сетевой трафик по нескольким небольшим подсетям, заранее спланируйте размещение узлов по сегментам и выберите маски подсетей для этих сегментов. При этом следует
учесть перспективы развития сети на ближайшие несколько лет, чтобы при каждом изменении сети не нужно было заново переделывать ее сегменты. При плохом планировании и изменении конфигурации сегментов клиенты должны будут менять IP-адреса своих компьютеров, что создает дополнительные трудности в администрировании сети.
16. Протокол TCP.
Этот протокол занимается предварительным установлением соединения. Он организует надежное сквозное соединение на прикладном уровне. Каждому прикладному процессу ставится в соответствии номер порта. Этот номер идентифицирует процесс. Узел однозначно идентифицируется IP адресом. Для установления соединения формируется специальный сегмент, в котором содержится socket. Принимающий узел отправляет подтверждающий пакет. Во время установления соединения стороны договариваются о размерах сегмента, о максимальном и начальном объеме данных, которые разрешено передать без установления подтверждения. Каждый сегмент или подтверждается, если он передается или игнорируется.
Протоколов много, отмечаем только 2 основных протокола стека
TCP – Transmission Control Protocol
IP – Internet Protocol
Стек протокола был создан в 1974 году по заказу мин обороны США
Позже рассматривался как замена протоколу ARPANET
· В 1982 году стек TCP/IP был внедрен в американский интернет, a ARPANET –NSFNET как ядро интернета США
| OSI (см. 9) | |||||
| Прикладной уровень | |||||
| Уровень программирования | TCP/IP | ||||
| Сеансовый уровень | Прикладной уровень | IV | |||
| Транспортный уровень | Транспортный уровень | III –TCP,UDF | |||
| Сетевой уровень | Уровень межсетевого вз/д-я | II – IP | |||
| Канальный уровень | Уровень сетевого интерфейса | I | |||
| Физический уровень | |||||
I
Протокол – это правило взаимодействия двух одноименных уровней на смежных концах.
В TCP/IP очень хорошо развиты первые два уровня: уровень сетевых интерфейсов (физический и канальный уровни)
II
Протокол IP является основным протоколом второго уровня и стека TCP/IP в целом. Он не гарантирует надежную доставку данных. Его основная задача – выбор наилучшего маршрута и протокол IP перекидывает это на RIP и OSPF протоколы (тоже 2 уровень), а так же реализован дейтаграммный способ передачи. На 2 уровне так же работает ICMP протокол – протокол управляющих сообщений сети.
III
На транспортном уровне основной протокол – TCP, протокол управления передачей. Основная функция – это надежность, правильность доставки данных.
UDF – второй протокол уровня, User Datagramm Protocol, протокол управления пользовательскими дейтаграммами, данными – каждый пакет передается независимо, а следовательно UDF не гарантирует надежную доставку данных, т.к. не устанавливается связь заранее (единица измерения данных – сегмент, который будет передан на ряд пакетов и передан вниз…)
Протокол TCP устанавливает предварительное соединение, для чего формируется сегмент-запрос, в котором содержится номер соответствующего сокета
Протокол UDF передает данные не критичной надежности.
IV – прикладной уровень
Он объединяет в себе 3 из 7 уровней модели OSI: сеансовый, представительский, прикладной. Он объединяет в себе все услуги, службы, предлагаемые пользователю.
Telnet – эта служба очень редко используется, это протокол удаленного доступа, имитация терминала – обеспечивает дистанционное подключение пользователя за неинтеллектуальным терминалом.
FTP – file transfer protocol - протокол передачи файлов – используется с TCP
TFTP – Trivial FTP – тривиальный протокол передачи данных, простой – для передачи некритичных данных, используется с UDF
SMTP – Simple Mail Transfer Protocol – протокол передачи электронной почты
POP3 – Post Office Protocol – почтовый протокол офиса, 3 – это версия
DNS – Domain Name System – протокол доменных имен, сопоставление символов с IP-адресами
HTTP – Hyper Text Transfer Protocol – протокол передачи гипертекста
Kerberos – протокол защиты информации в сетях и используется в распределении и распознавании паролей и ключей в сети.
Протокол TCP
Сокет – совокупность номера порта и его IP адреса
|
|
Сквозная линия
Протокол транспортного уровня используется для установления соединения между двумя прикладными процессами. Чтобы установить соединение между двумя прикладными уровнями используются средства протокола TCP
ПП – прикладной процесс – присваивается номер порта, id
Каждому ПП ставится в соответствие специальный номер, номер порта, который идентифицирует приложение данного узла, а узел однозначно в составной сети идентифицируется IP-адресом.
Узел – IP адрес
ПП – номер порта
IP адрес + номер порта = сокет (socket), который однозначно идентифицирует любое приложение.
Назначаются числа приложениям (подходы):
1. Централизованно – если соответствующие службы представляют собой популярные приложения, нумерация от 0 до 255. 0 и 255 зарезервированы
FTP – 21
Telnet – 23
SMTP – 25
DNS – 53
2. Произвольное назначение номеров портов. Это когда разработчик приложения для его идентификации связывает с ним конкретное число из области, нумерация которой больше 255.
Длина сегмента на 3 уровне ограничена полем данных в IP-пакете, фиксированным размером, максимальная длина сегмента Ls = 216-1 = 65 535
Протокол TCP предварительно устанавливает соединение, для этого формируется сегмент-запрос, в котором содержится номер сокета (IP адрес и номер порта), и сокет того узла, с которым устанавливается соединение. Ответчик подтверждает ответ аналогичным сокетом. С помощью двух таких пакетов можно однозначно идентифицировать соединение. Эта процедура называется созданием предварительного логического соединения.
Во время установления соединения стороны договариваются:
1. о размере передаваемых сегментов,
2. о максимальном и начальном объеме данных, которые разрешено передавать без установления соединения (без подтверждения), т.е. размере окна.
В протоколе HDLC максимальное количество кадров без получения подтверждения – это размер окна.
3. Начальные номера передаваемых данных (используется механизм скользящего окна) - собственный механизм:
· Если кадр был передан с ошибкой, то HDLC посылал отрицательную квитанцию, если правильно – положительную квитанцию. А в TCP есть только положительные квитанции, т.е. если сегмент пришел с ошибкой – ничего не происходит.
· HDLC отправляет положительную квитанцию на 1 кадр и смещение для остальных правильно переданных кадров. В TCP положительная квитанция посылается на номер байта, одновременно передавая правильность прихода всех байтов с данным номером, заданным смещением.
· Таким образом окно в TCP определено не количеством сегментов, а количеством байтов (напр. 1000 байт), а квитанция приходит на номер байта.
· В процессе передачи размер окна варьируется
W = 1000 байт, может меняться
размер W может установить готовность окна принятия данных, если W=0 окно не принимает
· Через некоторое определенное время Т, таймер подтверждения запроса, посылается помещенный сегмент с размером 1 байт и ждет прихода подтверждения и если принимающая сторона готова принять, то она отправляет на этот 1 байт положительную квитанцию с размером окна больше 0, указывая длину сегмента. Нет понятия отрицательной квитанции.
· Используется механизм ТАЙМ-АУТА, тот же самый, что и при повторной передаче. Размер ожидания положительной квитанции фиксируется, и он обусловлен временем двойного оборота: (ср знач 2-ой оборот)*2 = Timeout
Т ≥ (ср знач 2-ой оборот)*2