Организация адресации в ip сетях
са для
определения подсети. Полный префикс сети, состоящий из сетевого
префикса и номера подсети, получил название расширенного сетевого
префикса. Двоичное число, и его десятичный эквивалент, содержащее
единицы в разрядах, относящихся к расширенному сетевому префиксу, а
в остальных разрядах -- нули, назвали маской подсети. Но маску в
десятичном представлении удобно использовать лишь тогда, когда
расширенный сетевой префикс заканчивается на границе октетов, в
других случаях ее расшифровать сложнее. Допустим, что мы хотели бы
для подсети использовать не 8 бит, а десять. Тогда в последнем (z-
ом) октете мы имели бы не нули, а число 11000000. В десятичном
представлении получаем 255.255.255.192. Очевидно, что такое
представление не очень удобно. В наше время чаще используют
обозначение вида "/xx", где хх -- количество бит в расширенном
сетевом префиксе. Таким образом, вместо указания: "144.144.19.22 с
маской 255.255.255.192", мы можем записать: 144.144.19.22/26. Как
видно, такое представление более компактно и понятно.
2.1 Маска под сети переменной длины (Variable Length Subnet
Mask)
Однако вскоре стало ясно, что подсети, несмотря на все их
достоинства, обладают и недостатками. Так, определив однажды маску
подсети, приходится использовать подсети фиксированных размеров.
Скажем, у нас есть сеть 144.144.0.0/16 с расширенным префиксом /23.
Таблица 3 - С расширенный префикс
| | |Сетевой префикс |Подсеть |Узел |
Такая схема позволяет создать 27 подсетей размером в 29 узлов
каждая. Это подходит к случаю, когда есть много подсетей с большим
количеством узлов. Но если среди этих сетей есть такие, количество
узлов в которых находится в пределах ста, то в каждой их них будет
пропадать около 400 адресов. Решение состоит в том, что бы для одной
сети указывать более одного расширенного сетевого префикса. О такой
сети говорят, что это сеть с маской подсети переменной длины (VLSM).
Действительно, если для сети 144.144.0.0/16 использовать расширенный
сетевой префикс /25, то это больше бы подходило сетям размерами
около ста узлов. Если допустить использование обеих масок, то это бы
значительно увеличило гибкость применения подсетей. Общая схема
разбиения сети на подсети с масками переменной длины такова: сеть
делится на подсети максимально необходимого размера. Затем некоторые
подсети делятся на более мелкие, и рекурсивно далее, до тех пор,
пока это необходимо. Кроме того, технология VLSM, путем скрытия
части подсетей, позволяет уменьшить объем данных, передаваемых
маршрутизаторами. Так, если сеть 12/8 конфигурируется с расширенным
сетевым префиксом /16, после чего сети 12.1/16 и 12.2/16 разбиваются
на подсети /20, то маршрутизатору в сети 12.1 незачем знать о
подсетях 12.2 с префиксом /20, ему достаточно знать маршрут на сеть
12.1/16.
2.2 Протокол межсетевого взаимодействия IP. Формат IP дейтограмм
Перенос между сетями различных типов адресной информации
в унифицированной форме, сборка и разборка пакетов при передаче их
между сетями с различным максимальным значением длины пакета.
Таблица 4 - Формат IP дейтаграммы.
| | длина|тип сервиса |общая длина пакета в байтах |
|версия | | | |
| Идентификация |флаги | Смещение |
|(для всех фрагментов одинаковое) |(3бита) |фрагмента |
|время жизни | | FCS заголовка |
| |протокол | |
|IP-адрес отправителя |
|IP-адрес получателя |
|Опции IP (если есть) |заполнение (до 32 бит) |
|Данные |
Версия (IPv4), длина заголовка в 32 бит. словах, тип сервиса (для
интеллектуальных маршрутизаторов, PPPDTRхх, P - приоритет (для
будущего), D,T,R - запрашиваются мин. задержки, макс. пропускная
способность, макс.надежность).Флаги Do not Fragment - DF, More
Fragments - MF - еще фрагменты.Time to live - в секундах сколько
жить пакету(перегрузки и кольца, снятие 1 при любом переходе). Опции
IP (если есть) - для тестирования или отладки сети (напр. запись
маршрута или обязательное прохождение по маршруту).
Рисунок 5 - Дейтаграмма UDP
Протокол доставки пользовательских дейтаграмм UDP. Формат
сообщений UDP. Протокол надежной доставки сообщений TCP
(Transmission Control Protocol). Порты и установление TCP-
соединений.Протокол доставки пользовательских дейтаграмм UDP. Без
гарантий доставки, поэтому его пакеты могут быть потеряны,
продублированы или прийти не в том порядке, главное - быстрота.
Мультиплексирование и демультиплексирование прикладных протоколов с
помощью протокола UDP.
Формат сообщений UDP.
. UDP source port - номер порта процесса-отправителя,
. UDP destination port - номер порта процесса-получателя,
. UDP message length - длина UDP-пакета в байтах,
. UDP checksum - контрольная сумма UDP-пакета.
(!) Можно не заполнять поля 1 и 4.
Протокол надежной доставки сообщений TCP (Transmission Control
Protocol).
Сверху - неструктурированный поток байт, вниз - сегменты (осн.
единица TCP). Договор о макс. длине сегмента (не должен превышать
поле данных IP дейтаграммы).
Порты и установление TCP-соединений.
Установление логического соединения. Адрес каждой оконечной точки
включает IP адрес и номер порта TCP. Одна оконечная точка может
участвовать в нескольких соединениях.
2.3 Проблемы классической схемы
В середине 80-х годов Internet впервые столкнулся с
проблемой переполнения таблиц магистральных маршрутизаторов.
Решение, однако, было быстро найдено -- подсети устранили проблему
на несколько лет. Но уже в начале 90-х к проблеме большого
количества маршрутов прибавилась нехватка адресного пространства.
Ограничение в 4 миллиарда адресов, заложенное в протокол и
казавшееся недосягаемой величиной, стало весьма ощутимым. В качестве
решения проблемы были одновременно предложены два подхода -- один на
ближайшее будущее, другой комплексный и долгосрочный. Первое решение
-- это внедрение протокола бесклассовой маршрутизации (CIDR), к
которому позже присоединилась система NAT. Долгосрочное решение --
это протокол IP следующей версии. Он обозначается, как IPv6, или
IPng (Internet Protocol next generation). В этой реализации
протокола длина адреса увеличена до 16-ти байтов (128 бит!),
исключены некоторые элементы действующего протокола, которые
оказались неиспользуемыми. Новая версия обеспечит, как любят
указывать, плотность в 3 911 873 538 269 506 102 IP адресов на
квадратный метр поверхности Земли. Однако то, что и в 2000-м году
протокол все еще проходил стандартизацию, и то, что протокол CIDR
вместе с системой NAT оказались эффективным решением, заставляет
думать, что переход с IPv4 на IPng потребует очень много времени.
Появление этой технологии было вызвано резким увеличением объема
трафика в Internet и, как следствие, увеличением количества
маршрутов на магистральных маршрутизаторах. Так, если в 1994 году,
до развертывания CIDR, таблицы маршрутизаторов содержали до 70 000
маршрутов, то после внедрения их количество сократилось до 30 000.
На сентябрь 2002, количество маршрутов перевалило за отметку 110
000! Можете себе представить, сколько маршрутов нужно было бы
держать в таблицах сегодня, если бы не было CIDR! Что же
представляет собой эта технология? Она позволяет уйти от классовой
схемы адресации, эффективней использовать адресное пространство
протокола IP. Кроме того, CIDR позволяет агрегировать маршрутные
записи. Одной записью в таблице маршрутизатора описываются пути ко
многим сетям. Суть технологии CIDR состоит в том, что каждому
поставщику услуг Internet (или, для корпоративных сетей, какому-либо
структурно-территориальному подразделению) должен быть назначен
неразрывный диапазон IP-адресов. При этом вводится понятие
обобщенного сетевого префикса, определяющего общую часть всех
назначенных адресов. Соответственно, маршрутизация на магистральных
каналах может реализовываться на основе обобщенного сетевого
префикса. Результатом является агрегирование маршрутных записей,
уменьшение размера таблиц маршрутных записей и увеличение скорости
обработки пакетов. Допустим, центральный офис компании выделяет
одному своему региональному подразделению сети 172.16.0.0/16 и
172.17.0.0/16, а другому -- 172.18.0.0/16 и 172.19.0.0/16. У каждого
регионального подразделения есть свои областные филиалы и из
полученного адресного блока им выделяются подсети разных размеров.
Использование технологии бесклассовой маршрутизации позволяет при
помощи всего одной записи на маршрутизаторе второго подразделения
адресовать все сети и подсети первого подразделения. Для этого
указывается маршрут к сети 172.16.0.0 с обобщенным сетевым префиксом
15. Он должен указывать на маршрутизатор первого регионального
подразделения. По своей сути техноло
| |  скачать работу |
Организация адресации в ip сетях |
