Учебная дисциплина «Компьютерные коммуникации и сети» для студентов специальности «Профессиональное обучение» Лекция 19 НАЗНАЧЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ В КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЯХ ПРОТОКОЛА IP Учебные вопросы: 1. Основные функции протокола IP 2. Структура IP-пакета 3. Таблицы маршрутизации в IP-сетях

Список рекомендуемой литературы: Основная 1.Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3-е изд. – СПб.: Питер, – 958с.: ил. ISBN Оглтри, Терри. Модернизация и ремонт сетей, 4-е издание.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом « Вильямс », – 1328с. : ил. ISBN Дополнительная 1.Куроуз Дж., Росс К. Компьютерные сети, 4-е изд. – СПб.: Питер, Тненбаум Э. Компьютерные сети, 4-е изд. – СПб.: Питер, Дуглас Э. Камер. Сети ТСР/IP. Том 1. Принципы, протоколы и структура. – Вильямс, Шринивас Вегешна. Качество обслуживания в сетях IP. – Вильямс, 2003.

Основу транспортных средств стека протоколов TCP/IP составляет протокол межсетевого взаимодействия (Internet Protocol, IP). Он обеспечивает передачу дейтаграмм от отправителя к получателям через объединенную систему компьютерных сетей. Название данного протокола - Intrenet Protocol - отражает его суть. Основной его функцией является передача пакетов между сетями.

Рисунок 1 - Структура заголовка IP-пакета

Назначение полей IP - пакета Поле Номер версии (Version), занимающее 4 бит, указывает версию протокола IP. Сейчас повсеместно используется версия 4 (IPv4), и готовится переход на версию 6 (IPv6). Поле Длина заголовка (IHL) IP-пакета занимает 4 бит и указывает значение длины заголовка, измеренное в 32- битовых словах. Поле Тип сервиса (Type of Service) занимает один байт и задает приоритетность пакета и вид критерия выбора маршрута. Первые три бита этого поля образуют подполе приоритета пакета (Precedence). Поле Общая длина (Total Length) занимает 2 байта и означает общую длину пакета с учетом заголовка и поля данных. Поле Идентификатор пакета (Identification) занимает 2 байта и используется для распознавания пакетов, образовавшихся путем фрагментации исходного пакета.

Назначение полей IP – пакета Поле Флаги (Flags) занимает 3 бита и содержит признаки, связанные с фрагментацией. Установленный бит DF (Do not Fragment) запрещает маршрутизатору фрагментировать данный пакет, а установленный бит MF (More Fragments) говорит о том, что данный пакет является промежуточным (не последним) фрагментом. Поле Смещение фрагмента (Fragment Offset) занимает 13 бит и задает смещение в байтах поля данных этого пакета от начала общего поля данных исходного пакета, подвергнутого фрагментации. Поле Время жизни (Time to Live) занимает один байт и означает предельный срок, в течение которого пакет может перемещаться по сети. Идентификатор Протокол верхнего уровня (Protocol) занимает один байт и указывает, какому протоколу верхнего уровня принадлежит информация, размещенная в поле данных пакета (например, это могут быть сегменты протокола TCP, дейтаграммы UDP, пакеты ICMP или OSPF).

Назначение полей IP - пакета Контрольная сумма (Header Checksum) занимает 2 байта и рассчитывается только по заголовку. Поскольку некоторые поля заголовка меняют свое значение в процессе передачи пакета по сети (например, время жизни), контрольная сумма проверяется и повторно рассчитывается при каждой обработке IP-заголовка. Поля IP-адрес источника (Source IP Address) и IP-адрес назначения (Destination IP Address) имеют одинаковую длину - 32 бита - и одинаковую структуру. Поле Опции (IP Options) является необязательным и используется обычно только при отладке сети. Поле Выравнивание (Padding) используется для того, чтобы убедиться в том, что IP-заголовок заканчивается на 32-битной границе. Выравнивание осуществляется нулями.

Рисунок 2 - Пример маршрутизируемой сети

Источники и типы записей в таблице маршрутизации 1.Первым источником является программное обеспечение стека TCP/IP. При инициализации маршрутизатора это программное обеспечение автоматически заносит в таблицу несколько записей, в результате чего создается так называемая минимальная таблица маршрутизации. 2.Вторым источником появления записи в таблице является администратор, непосредственно формирующий запись с помощью некоторой системной утилиты, например программы route, имеющейся в операционных системах Unix и Windows NT. В аппаратных маршрутизаторах также всегда имеется команда для ручного задания записей таблицы маршрутизации. 3.Третьим источником записей могут быть протоколы маршрутизации, такие как RIP или OSPF. Такие записи всегда являются динамическими, то есть имеют ограниченный срок жизни.