Функции протоколов сетевого уровня и формат протокольного блока данных на примере протокола

1. Протоколы TCP/IP

Протоколы TCP/IP – это пятиуровневый стек протоколов, но основными среди них являются протоколы сетевого уровня IP и транспортного ТСР.

Протокол сетевого уровня IP

Назначение сетевых протоколов – это приспособление пакетов к особенностям промежуточных сетей и выбор направления передачи пакетов (т.е. маршрутизация). К функциям сетевых протоколов относятся:

· формирование пакетов с учетом требований промежуточных сетей (дополнение пакетов транспортного уровня заголовками, исключающими флаги, сетевые адреса получателя и отправителя, служебную информацию);

· управление потоками данных;

· маршрутизация пакетов;

· обнаружение неисправностей сети;

· ликвидация “заблудившихся” дейтаграмм.

Наиболее широко используемыми протоколами на сетевом уровне являются протоколы IP (Internet Protocol), X.25, IPX (Internet Packet Exchange).

Одна из функций сетевого уровней – это управление потоками данных в сетях, включающая управление нагрузками и борьбу с блокировками. Различают три стратегии управления.

I. Межузловое управление связано с распределением буферной памяти в промежуточных узлах (т.е. выделение каждому направлению передачи (порту маршрутизатора) определенного числа буферов). Эта мера приводит к ограничению длин канальных очередей.

II. Управление “вход–выход” направлено на предотвращение блокировок. Эта функция реализуется указанием в первом пакете сообщения его длины, что позволяет приемному узлу прогнозировать заполнение памяти и запрещать прием дейтаграмм некоторых сообщений, если прогнозируется блокировка памяти.

III. Управление внешними потоками реализуется

· путем предоставления приоритета в передаче внутренним потокам (т.е. внутри домена сети) перед внешним (т.е. в другие домены сети);

· ограничением числа пакетов в сети (пакет принимается маршрутизатором, если у узла-отправителя есть соответствующее разрешение на доступ в другой сегмент сети);

· посылкой предупредительных пакетов-заглушек в адрес источника, от которого идут пакеты в перегруженную линию связи.

Функции протокола IP

Протокол IP – это дейтаграммный сетевой протокол без установления соединения. Функциями протокола IP являются:

а) фрагментация и сборка пакетов при прохождении через промежуточные сети, имеющие другие протоколы;

б) маршрутизация;

в) проверка контрольной суммы заголовка пакета (правильность передачи всего пакета проверяется на транспортном уровне, т.е. с помощью протокола ТСР);

г) управление потоком, т.е. сброс дейтаграмм при превышении заданного времени жизни пакета.

Описание протокола IP (Internet Protocol) дано в документе RРС 791. IР яв­ляется базовым протоколом всего стека ТСР/IР. Он отвечает за передачу информации по сети. Информация передается блоками, которые называются дейтаграммами.

Для каждой сети передачи данных, например, Ethernet и АТМ, определен способ инкапсуляции IР-дейтаграмм. Маршрутизаторы пересылают инкапсулированные дейтаграммы по различным сетям, образуя объединение IР-сетей, по которому каждая рабочая станция может поддерживать связь по протоколу IР с любой другой рабочей станцией.

Услуги, предлагаемые протоколом IР, сводятся к негарантированной достав­ке дейтаграмм. Протокол IР не исключает потерь дейтаграмм, доставки дейта­грамм с ошибками, а также дублирования и нарушения порядка следования дейтаграмм, заданного при их отправлении.

Протокол IР выполняет фрагментацию и сборку дейтаграмм, если принятый размер кадров в данной сети (или участке распределенной сети) отличается от размера исходных дейтаграмм. В протоколе IР отсутствуют механизмы повыше­ния достоверности передачи данных, управления протоколом и синхронизации, которые обычно предоставляются в протоколах более высокого уровня. Прото­кол IР получает информацию для передачи от протоколов, расположенных по сравнению с ним на более высоком уровне. К этим протоколам, прежде всего, относятся протоколы ТСР и UDP. После получения информации от них прото­кол IР передает дейтаграммы через распределенную сеть, используя сервисы локальных сетей.

Наиболее распространенными версиями протокола IP являются версии IPv4 и IPv6.