Цели (задачи) изучения 2 модуля
| После изучения модуля «Маршрутизация в сетях» Вы сможете: · определить структуру и принцип действия инфокоммуникационных систем; · объяснить понятие инфокоммуникационной сети и описать принцип действия инфокоммуникационной сети; · перечислить дисциплины передачи информации между узлами и объяснить принцип действия каждой дисциплины; · привести несколько моделей взаимодействия открытых систем, подробно описав функционал · дать описание технологий локальных сетей и для заданной топологии продемонстрировать способы обмена данными между конечными узлами. |
Методика проработки и освоения материала 2 модуля:
1 неделя - получение учебного материала модуля, вводная лекция, постановка целей и задач, представление основных ресурсов Интернета для расширения информации по теме модуля.
2 неделя – изучение ключевых понятий, терминов и классификаций.
3 неделя – изучение принципов взаимодействия систем на основе модели взаимодействия открытых систем OSI/ISO и стека протоколов TCP/IP.
4 неделя – изучение технологий локальных сетей на примере семейства Ethernet.
5 неделя - контрольное мероприятие по оценке освоения модуля: письменное задание по проработанному материалу.
Задачи, выносимые на практические занятия:
· изучить функционал и принципы действия оборудования сетевого уровня, применяемого в локальных сетях;
· на примере заданной локальной сети продемонстрировать способы обмена данными между конечными узлами, находящимися в разных сетях;
|
|
|
· изучить принципы бесклассовой адресации.
Протокол Интернета версии 4 (Internet Protocol version 4, IP ver. 4)
Формат заголовка
Формат заголовка представлен на рис. 23.
Рис. 23. Формат заголовка протокола IP ver. 4
Поле «Номер версии» указывает версию протокола – 410 (1002 – соответствует четырем в двоичной системе исчисления). Данное поле занимает 4 бита.
Поле «Длина заголовка» определяет длину заголовка в 32-битных словах (одно 32-битное слово соответствует 4 байтам). Минимальная длина заголовка составляет 5 слов или 20 байт, максимальная – 15 слов или 60 байт. Данное поле является необходимым, поскольку поле «Параметры» является полем переменной длины. Значение длины заголовка определяет границу между заголовком и данными, которые в пакете следуют после заголовка. Данное поле занимает 4 бита.
Поле «Тип сервиса» включает в себя биты, отвечающие за качество передачи данного пакета по каналам связи. Подробная иллюстрация данного поля представлена на рис. 24. Данное поле занимает 8 бит.
Рис. 24. Поле «Тип сервиса»
Три бита P поля «Тип сервиса» указывают приоритет пакета (precedence – приоритет).
|
|
|
Бит D (delay – задержка) предъявляет требование к минимальной задержке данного IP-пакета.
Бит T (throughout – пропускная способность) предъявляет требование к максимальной пропускной способности канала, по которому будет отправлен данный IP-пакет.
Бит R (reliability – надежность) предъявляет требование к минимальной вероятности ошибки в канале, по которому будет отправлен данный IP-пакет.
Два бита ECN (Explicit Congestion Notification – явное сообщение о задержке) обеспечивает управление IP-потоком. Данный функционал возможен только в случае поддержки обеими сторонами. Результатом возникновения затора в сети является потеря пакетов, потому что оборудование, чьи буферы переполнены, отбрасывают вновь поступающие пакеты. Данный эффект (отбрасывание/потеря пакетов) является показателем возникновения затора в случае, если ECN-сессия не установлена. В случае поддержания устройствами данного функционала, маршрутизаторы путем выставления бит в поле ECN сигнализируют вышележащим по потоку маршрутизаторам, что необходимо либо уменьшить скорость передачи, либо вовсе остановить передачу. По сути, при ECN-сессии маршрутизаторы предупреждаю ситуацию отбрасывания пакетов.
Поле «Длина пакета» содержит информацию о длине пакета (заголовка и данных) в байтах. При этом минимальная длина пакета составляет 20 байт, что соответствует только заголовку (без поля «Параметры»). Максимальный размер – 65535 байт. При этом стоит учитывать, что канал связи, по которому будет происходить передача пакетов, накладывает ограничения на максимальный объем передаваемых данных (MTU – Maximun Transmission Unit). В случае, если сформированный пакет превышает значение MTU, происходит фрагментация пакета.
|
|
|
Поле «Идентификатор пакета» содержит уникальный идентификатор пакета, который идентифицирует, к какому пакету относится фрагмент: все фрагменты одного пакета содержат одинаковое значение поля «Идентификатор пакета».
Поле «Флаги» состоит из трех бит, которые регламентируют фрагментацию пакета:
· старший бит зарезервирован, и его значение равно нулю;
· средний бит определяет, разрешена ли фрагментация пакета;
· младший бит показывает, является ли данный фрагмент последним в серии или нет.
Стоит отметить следующие важные моменты:
1. если фрагментация не поддерживается, а канал связи, по которому будет происходить передача пакета, предъявляет требование меньшему объему передаваемых данных по сравнению с объемом пакета, пакет будет отброшен, а отправителю будет отправлено сообщение о причине уничтожения пакета;
|
|
|
2. при фрагментации, каждый фрагмент становится самостоятельным пакетом и поле «Длина пакета» содержит не длину первоначального пакета, а длину конкретного фрагмента;
3. при потере какого-либо фрагмента необходима повторная передача всего пакета. Данный функционал обычно реализовывается на транспортном уровне стека протоколов TCP/IP.
Поле «Указатель фрагмента» содержит значение смещения данного фрагмента относительно начала первоначального пакета. Данное поле необходимо для реорганизации пакета из фрагментов на принимающей стороне в силу того обстоятельства, что фрагменты могут приходить на устройство-получатель не в том порядке, в котором были отправлены с устройства-источника. Первый фрагмент имеет нулевое значение.
Поле «Время жизни» определяет число промежуточных устройств сетевого уровня, которое может пройти пакет до момента достижения получателя. Данное поле содержит значение, которое декрементируется на каждом подобном устройстве. В момент достижения нулевого значения данным полем пакет уничтожается, а устройству-источнику отправляется сообщение о причине отбрасывания пакета (истекло время жизни пакета). Максимальное значение данного поля составляет 255.
Поле «Протокол» содержит код вышележащего протокола, которому необходимо передать содержимое поля «Данные». При этом это может быть как протокол транспортного уровня (TCP, UDP), так и протокол сетевого уровня (ICMP – Internet Control Message Protocol, протокол межсетевых управляющих сообщений).
Поле «Контрольная сумма заголовка» содержит контрольную сумму, с помощью которой каждый узел проверяет целостность заголовка путем сравнения с этим полем контрольной суммы, полученной самостоятельно. Необходимо учитывать, что так как время жизни пакета изменяется на каждом промежуточном узле, работающем на сетевом уровне, контрольная сумма заголовка пересчитывается.
Поля «Адрес источника» и «Адрес назначения» содержат адреса источника и получателя соответственно.
Поле «Параметры» используется для дополнительных опций. Данное поле является не обязательным. Опции подразделяются на 4 класса: 0 – дейтаграммы пользователя или сетевое управление, 1,3 – зарезервированы, 2 – отладка и измерение (диагностика). Примером таких дополнительных опций могут служить жесткая маршрутизация (запись на устройстве-источнике маршрута, по которому необходимо передать пакет, в противном случае маршрут определяется маршрутизаторами), запись маршрута (трассировка) и временных меток.
Поле «Заполнитель» – поле, дополняющее при необходимости поле «Параметры» до целого числа 32-битных слов. Размер поля «Параметры» определен в одном из подполей данного поля.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 375; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!