Eller inkörsport, En nätverksnod med flera IP-gränssnitt kallas (innehåller din MAC-adress och IP-adress) ansluten till olika IP-nätverk, baserat på att lösa rutningsuppgiften. Omdirigering av datagram från ett nätverk till ett annat för att leverera från avsändaren till mottagaren.
Representerar antingen specialiserad computing MachinesEller datorer med flera IP-gränssnitt vars arbete hanteras av speciell programvara.
Routing i IP-nätverk
Routing används för att ta emot ett paket från en enhet och sänd den över nätverket till en annan enhet via andra nätverk. Om det inte finns några routrar på nätverket, stöds inte routing. Routrar Guide (omdirigera) trafik till alla nätverk som utgör det kombinerade nätverket.
För att styra paketet måste routern äga följande information:
- Anställningsadress
- Närliggande router från vilken han kan lära sig om fjärrnätverk
- Prisvärda sätt att alla avlägsna nätverk
- Det bästa sättet till varje fjärrnätverk
- Metoder för underhåll och verifiering av routinginformation
Routern lär sig om fjärrnät från angränsande routrar eller från en nätverksadministratör. Routern bygger sedan rutningsbordet, som beskriver hur du hittar borttagna nätverk.
Om nätverket är anslutet direkt till routern vet det redan hur du skickar ett paket till det här nätverket. Om nätverket inte är direkt anslutet direkt måste routern lära sig (utforska) åtkomstvägen till fjärrnätet med statisk routing (inmatning av administratören manuellt placering av alla nätverk i routingtabellen) eller med dynamisk routing.
Dynamisk routing är rutningsprotokollprocessen som bestämmer interaktionen mellan anordningen med intilliggande routrar. Routern uppdaterar information om varje studerat nätverk. Om en ändring uppstår i nätverket informerar det dynamiska routingprotokollet automatiskt alla routrar om förändringen. Om statisk routing används, måste du uppdatera routing-tabellerna på alla enheter vara en systemadministratör.
IP-routing är en enkel process som är densamma i nätverk av vilken storlek som helst. Exempelvis visar figuren processen med steg-för-steg-interaktion av värden och med värden till ett annat nätverk. I exemplet frågar värdanvändaren efter värdens ping-IP-adress. Ytterligare operationer är inte så enkelt, så överväga dem mer detaljerat:
- I kommandorad Användaren går in i PING 172.16.20.2. På värden och paketet genereras med ett nätverksskikt och ICMP-protokoll.
- IP hänvisar till ARP-protokollet för att klargöra destinationsnätet för paketet, visa IP-adressen och värdens subnätmask. Detta är en begäran till en fjärrvärd, dvs. Paketet är inte avsett för värden lokalt nätverkDärför måste paketet skickas till routern för att omdirigera till det önskade fjärrnätet.
- Så att värd A kan skicka routerns paket, ska värden veta hårdvaruadressen för routergränssnittet som är anslutet till det lokala nätverket. Nätverksskiktet sänder förpacknings- och hårdvaruadressen för destinationskanalnivå för fission på ramar och sänder en lokal värd. För att få en hårdvaruadress söker värden en destinationsplats i sitt eget minne, kallad ARP-cache.
- Om IP-adressen ännu inte har varit tillgänglig och inte är närvarande i cache arp.Värden skickar ARP-sändningen för att söka efter en maskinvaruadress med IP-adress 172.16.10.1. Därför slutar den första ping-förfrågan vanligtvis med en timeout, men fyra andra förfrågningar kommer att lyckas. Efter caching uppstår inte timeout-adressen.
- Routern svarar och rapporterar hårdvaruadressen för Ethernet-gränssnittet som är anslutet till det lokala nätverket. Nu har värden all information för att skicka paketet till routern på det lokala nätverket. Nätverksnivån sjunker ett paket ner för att generera en ICMP (ping) eko-begäran kanalnivå, kompletterar paketet med en hårdvaruadress, genom vilken värden ska skicka ett paket. Paketet har en IP-adress för källan och destinationen tillsammans med en indikation på pakettypen (ICMP) i fältet Nätverksskiktsprotokoll.
- Kanalnivån alstrar en ram i vilken förpackningen är inkapslad tillsammans med den kontrollinformation som krävs för att vidarebefordra på det lokala nätverket. Sådan information omfattar hårdvaruadresser på källan och destinationen, liksom värdet i fältet Typ, installerat av nätverksskiktprotokollet (det kommer att vara ett typfält, eftersom standard IP använder Ethernet_II-ramar). Figur 3 visar en ram som alstras på kanalnivån och skickas över den lokala bäraren. Figur 3 visar all information som krävs för att interagera med routern: hårdvarukälla och destinationsadresser, källa och destination IP-adresser, data och kontroll cRC-belopp Ram, som finns i FCS-fältet (ramkontrollsekvens).
- Kanalnivån för värd A sänder en ram till den fysiska nivån. Det finns en kodning av nollor och enheter i en digital signal med den efterföljande överföringen av denna signal över den lokala fysiskt nätverk.
- Signalen når ett Ethernet-gränssnitt av routern, som synkroniseras av den digitala signalens ingress för att ta bort ramen. Routergränssnittet efter att ha konstruerat en ram kontrollerar CRC, och i slutet av mottagandet av ramen jämför det erhållna värdet med innehållet i FCS-fältet. Dessutom kontrollerar han överföringsprocessen för frånvaro av fragmentering och konflikter i bäraren.
- Destinationens hårdvaruadress är markerad. Eftersom det sammanfaller med routeradressen analyseras fältet ramtyp för att bestämma ytterligare åtgärder med detta datapaket. IP-protokollet anges i fältet Typ, så att routern sänder IP-protokollprocessen som körs av routern. Ramen är borttagen. Källpaketet (genererat av värd A) placeras i routerbufferten.
- IP-protokollet tittar på destinationens IP-adress i paketet för att avgöra om paketet riktas till själva routern. Eftersom destinationens IP-adress är 172.16.20.2, bestämmer routern på sitt routingtabell, vilket nätverk 172.16.20.0 är direkt ansluten till Ethernet-gränssnittet 1.
- Routern sänder ett paket från bufferten till Ethernet-gränssnittet 1. Du måste skapa en ram för att skicka ett destinationsvärdspaket. Först kontrollerar routern sin ARP-cache för att avgöra om maskinvaruadressen har tillåtits under tidigare interaktioner med det här nätverket. Om det inte finns några adresser i ARP-cachen skickar routern ARP-sändningsförfrågan till Ethernet-gränssnittet 1 för att söka efter en maskinvaruadress för IP-adress 172.16.20.2.
- Värden i svarar med hårdvaruadressen till dess nätverksadapter Vid ARP-begäran. Ethernet-gränssnittet 1 i routern har nu allt du behöver för att skicka ett paket till slutmottagningens punkt. Figuren visar en ram som alstras av routern och överförs över det lokala fysiska nätverket.
En ram som genereras av The Ethernet-gränssnittet 1 i routern har en hårdvaruadress för källan från Ethernet-gränssnittet 1 och destinationsadressen för destinationen för värdnätadaptern. Det är viktigt att notera att trots förändringar källa och destination aldrig ändras . Paketet är inte på något sätt modifierat, men ramarna ändras.
- Värden Accepterar ramen och kontrollerar CRC. Om kontrollen är framgångsrik, raderas ramen och paketet sänds till IP-protokollet. Det analyserar destinationens IP-adress. Eftersom destinationens IP-adress sammanfaller med värden installerad i värden, undersöker IP-protokollet protokollfältet för att bestämma paketets mål.
- Vårt paket innehåller en ICMP-eko-förfrågan, så värden B genererar ett nytt ICMP-eko-svar med en IP-adress för källan, lika med värdadressen i och IP-adressen till destinationen, lika med värdadressen A. Processen ombörjas, men i motsatt riktning. Hårdvaruadresserna för alla enheter längs paketets väg är dock redan kända, så att alla enheter kommer att kunna få maskinvaruadresser till gränssnitt från ARPs egna cacher.
I stora nätverk inträffar processen på samma sätt, men paketet måste gå igenom fler platser längs vägen till destinationsvärden.
Routingtabeller
TCP / IP-stackarna och slutnoderna fattar beslut om vem som ska överföra ett paket för att framgångsrikt leverera destinationsnoden, baserat på de så kallade routingtabellerna (routingtabeller).
Bordet är ett typiskt exempel på en tabell med rutter med hjälp av nätverksadresserna för nätverket som visas i figuren.
Ruttbord för router 2
Tabellen presenterar rutningstabellen flera försäkringar, eftersom den innehåller två rutter till nätverket 116.0.0.0. I fallet med att konstruera ett enstoftrutningsbord är det nödvändigt att endast ange en väg till nätverket 116.0.0.0 på det minsta metriska värdet.
Som det är lätt att se definieras flera rutter med olika parametrar i tabellen. Läs varje sådan post i routingtabellen behövs enligt följande:
För att leverera ett paket till ett nätverk med en adress från nätverksadressen och masken från fältet Nätverksmask behöver du från ett gränssnitt med en IP-adress från gränssnittsfältet för att skicka ett paket med IP-adressen från adressen till Gateway-adressen, och "kostnaden" av sådan leverans kommer att vara lika med numret från fältmåtten.
I den här tabellen kan adresserna till alla nätverk som denna router sända paket i kolumnen "Destination Network Adress". TCP / IP-stacken antar det så kallade ettstegsmetoden för att optimera paketets kampanjväg (nästa hop-routing) - varje router och slutnoden deltar i att välja endast ett paketöverföringssteg. Därför, i varje routingslinje, indikerar rutningsbordet inte hela vägen som en sekvens av IP-adresser till routrar, genom vilka förpackningen måste passera, och endast en IP-adress är adressen till nästa router som paketet måste överföras . Tillsammans med paketet överförs nästa router ansvar för att välja nästa routing steg. Ett steg tillvägagångssätt till routing innebär en distribuerad lösning av ruttvaluppgiften. Det tar bort begränsningen på maximalt belopp Transitrutrar på paketets väg.
Att skicka paketet till nästa router kräver kunskap om sin lokala adress, men TCP / IP-stacken i routingtabellerna använder endast IP-adresser för att spara dem universalformatinte beroende av vilken typ av nätverk som ingår i interms. För att hitta en lokal adress på en välkänd IP-adress måste du använda ARP-protokollet.
Enstegs routing har en annan fördel - det låter dig minska volymen av routingtabeller i ändnoderna och routrar genom användningen av standardvägen för den så kallade standardvägen, som vanligtvis tar den sista strängen i routingtabellen. Om det finns en sådan post i routingtabellen, överförs alla paket med nätverksnummer som saknas i rutningsbordet till den router som anges i standardsträngen. Därför lagras routrar ofta i sina tabeller begränsade information om internetnätverk, vidarebefordringspaket för andra nätverk till porten och den router som används som standard. Det är underförstått att standardroutern kommer att sända paketet till huvudnätet, och routrar som är anslutna till motorvägen har fullständig information om kompositionen av skäret.
Förutom standardvägen finns två typer av speciella poster i rutningstabellen - en post om en nodspecifik rutt och skriver om nätverksadresser direkt anslutna till routerns portar.
Den nodspecifika vägen innehåller en fullständig IP-adress istället för nätverksnumret, det vill säga en adress som har icke-nollinformation, inte bara i nätverksnummerfältet, men också i nodnummerfältet. Det antas att för en sådan slutlig nod ska rutten väljas inte som för alla andra noder av det nätverk som det hänvisar till. I fallet när bordet har olika register över främjande av förpackningar för hela N-nätverket av N och dess separata nod med adress n, d, när ett paket adresserat adresserat nod n, dRoutern föredrar rekordet för N, D.
Inlägg i rutningsbordet relaterat till nätverk direkt anslutna till routern i fältet "metriska" innehåller nollor ("anslutna").
Routingalgoritmer
Grundläggande krav för routingalgoritmer:
- noggrannhet;
- enkelhet;
- pålitlighet;
- stabilitet;
- rättvisa;
- optimalitet.
Det finns olika algoritmer för byggbord för enstegs routing. De kan delas upp i tre klasser:
- enkla routingalgoritmer;
- fasta routingsalgoritmer;
- adaptiva routingalgoritmer.
Oavsett algoritmen som används för att bygga ett routingtabell har resultatet av deras arbete ett enda format. På grund av detta, i samma nätverk, kan olika noder bygga routingtabeller i sina algoritmer och sedan utbyta saknade data bland dem själva, eftersom formaten av dessa tabeller är fasta. Därför kan routern som arbetar på den adaptiva routingalgoritmen tillhandahålla en slutlig nod som tillämpar fast routionsalgoritm, information om banan till nätverket, som slutnoden inte vet någonting.
Enkel routing
Detta är en routingmetod som inte ändras vid byte av topologi och tillstånd för datanätverket (SPD).
Enkel routing tillhandahålls av olika algoritmer, som är typiska av vilka är följande:
- Slumpmässig routing är överföringen av meddelanden från noden i någon slumpmässigt vald riktning, med undantag av riktningar för vilka meddelandet har gått in i noden.
- Avalanche-routing är överföringen av meddelanden från noden i alla riktningar, förutom den riktning som meddelandet gick in i noden. Sådan routing garanterar en liten förpackningstid, försämrad försämring bandbredd.
- Routing till den tidigare erfarenheten - Varje förpackning har en räknare av antalet noder som passerar, räknaren analyseras i varje kommunikationsnod och den rutt som motsvarar mätarens minimivärde tilldelas. En sådan algoritm gör att du kan anpassa dig till förändringen i nätverkstopologin, men anpassningsprocessen fortsätter långsamt och ineffektivt.
I allmänhet tillhandahåller enkel routing inte riktningsförpackning och har låg effektivitet. Dess främsta fördel är att säkerställa en hållbar drift av nätverket vid misslyckandet av olika delar av nätverket.
Fasta routing
Denna algoritm appliceras i nätverk med enkel Linkopy och baserat på manuell sammanställning av nätverksadministratörsrutningen. Algoritmen fungerar ofta effektivt för högskaliga elnät, eftersom huvudlinjen kan ha en enkel struktur med de uppenbara bästa sätten att följa paketen i delnätet som är fäst vid motorvägen, är följande algoritmer utmärkta:
- Enkelbäddig fasta routing är när den enda sökvägen är inställd mellan två abonnenter. Nätverket med sådan routing är instabilt till misslyckanden och överbelastningar.
- Flera fasta routing - flera möjliga vägar kan installeras och sökvägsregeln är inmatad. Effektiviteten av sådana routningsdroppar med ökande belastning. Om du vägrar någon kommunikationslinje måste du ändra routingbordet, för detta lagras flera tabeller i varje kommunikationsnod.
Adaptiv routing
Detta är den viktigaste typen av routingalgoritmer som används av routrar i moderna nätverk med en komplex topologi. Adaptiv routing bygger på det faktum att routrar regelbundet utbyts av speciell topologisk information om nätverk som är tillgängliga i interkantierna, liksom kopplingar mellan routrar. Det brukar beaktas inte bara topologin i länkarna, utan också deras genomströmning och tillstånd.
Adaptiva protokoll gör det möjligt för alla routrar att samla in information om topologin av länkar i nätverket och omedelbart öva alla konfigurationsändringar. Dessa protokoll fördelas i naturen, vilket uttrycks i det faktum att det inte finns några dedikerade routrar som skulle samlas in och sammanfattas topologiska information: detta arbete distribueras bland alla routrar, följande algoritmer är avsedda:
- Lokal adaptiv routing - Varje nod innehåller information om statusen för kommunikationslinjen, kölängden och routingtabellen.
- Global adaptiv routing är baserad på användningen av information som erhållits från närliggande noder. För att göra detta innehåller varje nod ett routingtabell, vilket indikerar tiden som passerar. Baserat på den information som erhållits från närliggande noder beräknas bordets värde med hänsyn till längden på kön i själva noden.
- Centraliserad adaptiv routing - det finns en del central nod som är engagerad i att samla in nätverksstatusinformation. Detta centrum genererar kontrollpaket som innehåller routingtabeller och skickar dem till kommunikationsnoder.
- Hybrid-adaptiv routing är baserad på användningen av bordet från det periodiskt sända till mitten och på analysen av kötlängden med noden själv.
Indikatorer för algoritmer (mätvärden)
Ruttbord innehåller information som växlingsprogrammen använder för att välja den bästa rutten. Vad kännetecknas av att bygga ruttabeller? Vad är funktionen av den information som de innehåller? I det här avsnittet tillägnad indikatorerna för algoritmer, gjordes ett försök att svara på frågan om hur algoritmen bestämmer preferensen hos en rutt jämfört med andra.
I routingalgoritmer används många olika indikatorer. Komplexa routingalgoritmer när man väljer en rutt kan baseras på ett flertal indikatorer, som kombinerar dem på ett sådant sätt att resultatet är en hybridindikator. Följande indikatorer är listade som används i routingalgoritmer:
- Rutt längd.
- Pålitlighet.
- Dröjsmål.
- Bandbredd Bredd.
Rutt längd.
Längden på rutten är den vanligaste routningsindikatorn. Vissa routingprotokoll tillåter nätverksadministratörer att tilldela slumpmässiga priser för varje kanalkanal. I det här fallet är längden på banan mängden utgifter som är förknippade med varje kanal, som traversades. Andra routingprotokoll definierar "antal framåt" (antal humle), dvs en indikator som kännetecknar antalet passager som paketet måste göras på vägen från källan till destinationen genom elementet i nätverket kombinerat (t.ex. routrar).
Pålitlighet.
Tillförlitlighet, i samband med routingsalgoritmer, hänvisar till tillförlitligheten hos varje kanal i nätverket (vanligtvis beskrivet i förhållande till förhållandet mellan bit / felförhållandet). Vissa nätverkskanaler kan vägra oftare än andra. Fel på vissa nätverkskanaler kan elimineras enklare eller snabbare än andra kanalfel. Vid tilldelningsuppskattning kan eventuella tillförlitlighetfaktorer beaktas. Tillförlitlighetsberäkningar är vanligtvis tilldelade nätverkskanalerna av administratörer. I regel är dessa godtyckliga digitala värden.
Dröjsmål.
Under routingsfördröjning förstår vanligtvis den tid som krävs för att flytta paketet från källan till destinationen via det kombinerade nätverket. Fördröjningen beror på många faktorer, inklusive bandbreddsbandbredden hos nätverksmellankanalerna, köer till porten i varje router på paketets väg, överbelastningen av nätverket på alla mellanliggande nätverkskanaler och det fysiska avståndet till vilket förpackningen måste flyttas. T. K. Här är en konglomering av flera viktiga variabler, fördröjningen är den vanligaste och användbara indikatorn.
Bandbredd.
Bandbredden hänvisar till den befintliga effekten av någon kanaltrafik. Andra saker är lika, Ethernet-kanalen 10 Mbps föredras av vilken som helst hyrd linje med en bandbredd av 64 kb / s. Även om bandbredd är en uppskattning av den maximala uppnåbara kanalbandbredden, kommer rutter som passerar genom kanaler med en större bandbredd inte nödvändigtvis bättre än rutter som passerar mindre höghastighetskanaler.
TCP / IP dataöverföringsprotokoll
Internet-nätverket, som är ett nätverk av nätverk och förenar ett stort antal olika lokala, regionala och företagsnätverk, funktioner och utvecklas genom användning av ett enda TCP / IP-dataöverföringsprotokoll. Termen TCP / IP innehåller namnet på två protokoll:
- Transmissionskontrollprotokoll (TCP) - Transportprotokoll;
- Internet Protocol (IP) - Routing Protocol.
Routing protokoll. IP-protokollet ger informationsöverföring mellan nätverksdatorer. Överväga arbete detta protokoll Analogt med överföringen av information med vanlig post. För att brevet ska komma till destinationen indikerar kuvertet mottagarens adress (med ett brev) och avsändarens adress (från vilken bokstaven).
På samma sätt är den information som sänds över nätverket "förpackad i kuvertet", på vilken den mottagarmottagardatorer och avsändarens IP-adress är skrivet, till exempel "till: 198.78.213.185," "från: 193.124.5.33". Innehållet i kuvertet i datorns språk kallas IP-paket och är en uppsättning byte.
I processen att skicka vanliga bokstäver, levereras de först till närmaste till avsändaren. postkontorOch sedan överföras längs postkontorskedjan till närmaste postkontor till mottagaren. På de mellanliggande postkontor sorteras bokstäverna, det vill säga det bestäms vad nästa postkontor måste skickas detta eller den bokstaven.
IP-paket på vägen till mottagarens dator passerar också genom många mellanliggande Internet-servrar på vilken operation utförs. routing. Som ett resultat av routing skickas IP-paket från en Internet-server till en annan, gradvis närmar sig mottagarens dator.
Internet Protocol (IP) Ger IP-paketrutning, det vill säga leveransen av information från avsändarens dator till mottagarens dator.
Bestämning av informationsvägen. Internetens "geografi" skiljer sig avsevärt från den vanliga geografi. Hastigheten för att erhålla information beror inte på remotiteten hos webbservern och på antalet mellanliggande servrar och kvaliteten på kommunikationslinjerna (deras bandbredd) med vilken information från noden sänds till noden.
Vi kan helt enkelt bli bekant med att passera information på Internet. Specialprogram Tracert.exe, som ingår i Windows, låter dig spåra, genom vilka servrar och som fördröjer information från den valda Internet-servern på din dator överförs.
Följ hur tillgången till information i Moskva delen av Internet implementeras till en av de mest populära sökservrarna. ryskt internet www.rambler.ru.
Bestämma vägen för godkänd information
2. I fönstret SESSION MS-DOS Som svar på inbjudningssystemet anger du kommandot.
3. Efter en tid kommer spårningsinformationsöverföring, det vill säga en lista över noder genom vilken information överförs till din dator och sändningstiden mellan noder.
 |
Spårning av informationsöverföringsruten visar att servern www.rambler.ru är från oss på "avståndet" av 7 övergångar, dvs informationen överförs via sex mellanliggande Internet-servrar (via MTU-Inform och Demos Moskva-leverantörer). Hastigheten för sändningsinformation mellan noderna är tillräckligt hög, en "övergång" spenderas från 126 till 138 ms.
Transportprotokoll. Låt mig nu föreställa mig att vi måste skicka ett multisidans manuskript via post, och postpaketet accepterar inte. Tanken är enkel: Om manuskriptet inte är placerat i ett vanligt brevhölje, bör det demonteras till lakan och skicka dem i flera kuvert. Samtidigt måste manuskriptskivorna numreras så att mottagaren vet, i vilken sekvens då är dessa ark anslutna.
På Internet händer en liknande situation ofta när datorer utbyter stora i volymfiler. Om du skickar den här filen helt, kan den under lång tid "clog" en kommunikationskanal, göra den otillgänglig för att skicka andra meddelanden.
För att inte hända detta, på avsändarens dator, måste du krossa en stor fil i små delar, numera dem och transportera dem i separata IP-paket till mottagarens dator. Mottagarens dator behöver samla originalfil Från enskilda delar i rätt ordning.
Transmissionskontrollprotokoll (TCP)Det vill säga transportprotokollet, säkerställer partitionen av filer till IP-paket under överföringsprocessen och montering av filer under kvittot.
Intressant, för IP-protokoll som ansvarar för routing, är dessa paket absolut inte relaterade till varandra. Därför kan det sista IP-paketet enkelt ta över det första IP-paketet. Det kan vara så att även leveransvägarna i dessa paket kommer att vara helt annorlunda. TCP-protokollet kommer dock att röra det första IP-paketet och samlar källfilen i rätt ordning.
Bestämning av IP-pakettid. Bytta tidspaket mellan lokal dator och Internet-servern kan bestämmas med hjälp av Ping-verktyget, som är en del av driften windows-system. Verktyget skickar fyra IP-paket på den angivna adressen och visar den totala överföringstiden och mottagningen för varje paket.
Bestämning av IP-tidsbestämning
1. Anslut Internet, skriv in kommandot [MS-DOS-sessionsprogram].
2. I fönstret SESSION MS-DOS Som svar på inbjudningssystemet anger du kommandot.
3. I fönstret SESSION MS-DOS Resultatet av testsignalen i fyra försök visas. Svarstiden kännetecknar höghastighetsparametrarna för hela anslutningen av kommunikationslinjer från servern till den lokala datorn.
 |
Frågor för reflektion
1. Vad säkerställer den globala holistiska funktionen datornätverk Internet?
Praktiska uppgifter
4,5. Spåra informationsrutin från en av de mest populära webbsökningsservrarna www.yahoo.com, som ligger i det amerikanska "Internet-segmentet".
4,6. Bestäm IP-paketets tidsdelningstid med www.yahoo.com-servern.
Intern RUP-routingprotokoll
Detta routningsprotokoll är konstruerat för relativt små och relativt homogena nätverk. Ruten kännetecknas av en distansvektor till destinationen. Det antas att varje router är utgångspunkten för flera rutter till de nätverk som den är ansluten. Beskrivningar av dessa rutter lagras i ett speciellt bord som kallas rutt. RIP-routing-tabellen innehåller på varje servad maskin (för varje rutt). Posten måste innehålla:
- IP-adress för destinationen.
- Rutt mätning (från 1 till 15; antal steg till destinationen).
- IP-adressen till närmaste router (gateway) på vägen till destinationen.
- Timers rutt.
Periodiskt (en gång i 30 sekunder) skickar varje router en sändningskopia av sitt ruttbord till alla grannar-routrar med vilka är associerad direkt. Mottagarens router tittar på bordet. Om bordet har en ny sökväg eller ett kortare ruttmeddelande eller ändrat längderna på banan, fixas dessa ändringar av mottagaren i sitt färdtabell. RIP-protokollet måste kunna hantera tre typer av fel:
Cykliska rutter.
För att undertrycka instabiliteten hos RIP måste det lilla värdet av det maximala möjliga antalet steg användas (inte mer än 16).
Långsam fördelning av ruttinformation om nätverket skapar problem med en dynamisk förändring i ruttsituationen (systemet sover inte som ändrat). Det låga gränsvärdet för metriska förbättrar konvergensen, men eliminerar inte problemet.
OSPF-relationer protokoll
OSPF-protokollet (Open Shortest Path Firs) är en realisering av en relation statlig algoritm (den antas 1991) och har många funktioner inriktade på att tillämpa i stora heterogena nätverk.
OSPF-protokollet beräknar rutter i IP-nätverk, samtidigt som andra utbytesprotokoll upprätthålls till ruttinformationen.
Direktrelaterade routrar kallas "grannar". Varje router lagrar information om vilken stat som är enligt hans mening det finns en granne. Routern är beroende av intilliggande routrar och överför dem endast datapaket om det är övertygat om att de är fullt fungerande. För att ta reda på tillståndet för anslutningar kommuniceras ofta grannarna med korta Hello-meddelanden.
För att distribuera anslutningar på nätverksdata utbyts routrar av varje annan typ. Dessa meddelanden heter Router Links Annons - Meddelande om routerns länkar (mer exakt, om status för anslutningar). OSPF-routrar utbyts inte bara av sina egna, men också utländska annonser på anslutningar, får information om alla nätverksanslutningar i slutet. Denna information bildas av diagrammet av nätverkslänkarna, som naturligtvis är samma för alla nätverksrofiler.
BGP-protokoll
Generalordning BGP fungerar. BGP-routrar av den närliggande AU, som bestämde sig för att utbyta rutinformation, upprätta anslutningar via BGP-protokoll och bli BGP-grannar (BGP-peers).
Nästa BGP använder ett tillvägagångssätt som heter Path-vektorn, vilket är utvecklingen av ett fjärrindustri. BGP grannar skickas (meddela, annonsera) varannan vägvektorer (stig vektor). Vektorbanorna, till skillnad från distansvektorn, innehåller inte bara nätverksadressen och avståndet till det, och nätverksadressen och attributlistan (vägegribut) som beskriver de olika egenskaperna hos rutten från avsändarens router till det angivna nätverket. I framtiden, för korthet, kommer vi att ringa en uppsättning data som består av nätverksadressen och sökriktningen till det här nätverket, rutt till det här nätverket.
BGP-implementering
Ett par BGP-grannar etablerar en TCP-anslutning mellan TCP-protokollet, Port 179. Grannar som tillhör olika högtalare bör vara tillgängliga för varandra direkt. Det finns ingen sådan begränsning för grannar från en högtalare, eftersom det interna dirigeringsprotokollet kommer att säkerställa alla nödvändiga vägar mellan noderna i ett autonomt system.
Flödet av information till vilka BGP-grannar via TCP byts ut, består av en sekvens av BGP-meddelanden. Maximal meddelande längd 4096 oktetter, minimum - 19. Det finns 4 typer av meddelanden.
IP dekrypteras som Internet Protocol (Internet Protocol), och specifikt är den 4: e versionen av detta protokoll för närvarande den vanligaste. IPv4 definieras genom RFC 791.
Som en del av OSI är detta protokollet för nätverket (3: e). Denna nivå, jag påminner, är avsedd att bestämma vägen för dataöverföring.
IPv4 använder paketväxling. Samtidigt är det ursprungliga överförda meddelandet uppdelat i delar av en liten storlek (paket), som överförs över nätverket oberoende.
Dessutom garanterar IPv4 inte leverans av paket, eller bristen på dubbletter. Detta är den så kallade "bästa insatsleveransen" (i motsats till den garanterade leveransen). Följaktligen går dessa uppgifter till högre nivåprotokoll, till exempel TCP.
Adressering
IPv4 identifierar avsändaren och mottagaren med en 32-bitars adress, vilket begränsar antalet möjliga adresser 4 294 967 296. Från det här beloppet IPv4-reserver specialområden Adresser, som kallas privata (18 miljoner) och multicast (~ 270 miljoner).
Adresser registreras vanligtvis i form av fyra decimala oktetter genom en punkt, till exempel: 198.51.100.25 motsvarar antalet C6336419 16.
När du använder det globala adressutrymmet är det nödvändigt att skilja adresserna i lokal Fysiskt nätverk som inte kräver routing och adresser som är fysiskt olika. I händelse av den senare skickas paket till routern, som måste förmedla dem ytterligare.
I de första versionerna av standarden användes den första OCET för att identifiera nätverket, resten - för att identifiera noden. Ganska snabbt blev det klart att 256 nätverk inte räcker. Därför introducerades nätverksklasser:
| Klass | Första bitarna | Längdadressen till nätverket | Adress längd nod |
|---|---|---|---|
| A. | 0 | 8 | 24 |
| B. | 10 | 16 | 16 |
| C. | 110 | 24 | 8 |
| D. | 1110 | N / A. | N / A. |
| E. | 1111 | N / A. | N / A. |
| Klass | Startområde | Slut på intervallet |
|---|---|---|
| A. | 0.0.0.0 | 127.255.255.255 |
| B. | 128.0.0.0 | 191.255.255.255 |
| C. | 192.0.0.0 | 223.255.255.255 |
| D. | 224.0.0.0 | 239.255.255.255 |
| E. | 240.0.0.0 | 255.255.255.255 |
Klass D är reserverad för en multicast, klass E - Bara reserverad "Bara i fall."
Längden på nätverksadressen och längden på nodadressen bestämdes av den första biten av adressen. Från omkring 1985 vägrade de också. Skälen till detta är att många organisationer krävde fler adresser än att tillhandahålla ett klass C-nätverk och fick ett klass B. klass B-nätverk, dock överskred organisationens krav ibland.
På förändringen av nätverkskurser kom nätverkets mask. Denna bitmask, som indikerar vilka bitadresser relaterade till nätverket, och som - till noden. Enligt standardavtalet måste masken fyllas från vänster till höger, så att nätverksadressen alltid är i ledande bitar. Detta gör att du bara kan ange nätverksadresslängd, istället för nätverksmasken, hela nätverket.
Till exempel betyder 192.0.2.0/24 att de första 24 bitarna (tre oktetter) hänvisar till nätverksadressen, och resten är adressen till noden. / 24 ekvivalent med nätverksmasken 255.255.255.0.
Användningen av nätverksmasker beskrivs i RFC 1517.
Många standarder reserverar också olika adressområden för speciella behov.
| Räckvidd | Beskrivning | Rfc |
|---|---|---|
| 0.0.0.0/8 | Aktuellt nätverk (källadress) | 6890 |
| 10.0.0.0/8 | Privat nätverk | 1918 |
| 100.64.0.0/10 | Delad adressutrymme CGN | 6598 |
| 127.0.0.0/8 | Loopback | 6890 |
| 169.254.0.0/16 | Autokonfiguration | 3927 |
| 172.16.0.0/12 | Privat nätverk | 1918 |
| 192.0.0.0/24 | IETF-protokolluppdrag | 6890 |
| 192.0.2.0/24 | Dokumentation och exempel 1 | 5737 |
| 192.88.99.0/24 | IPv6 till IPv4-relä | 3068 |
| 192.168.0.0/16 | Privat nätverk | 1918 |
| 198.18.0.0/15 | Testa nätverksbandbredd | 2544 |
| 198.51.100.0/24 | Dokumentation och exempel 2 | 5737 |
| 203.0.113.0/24 | Dokumentation och exempel 3 | 5737 |
| 224.0.0.0/4 | Multicast | 5771 |
| 240.0.0.0/4 | Reserverad | 1700 |
| 255.255.255.255 | Sändningsfråga | 919 |
Också reserverade adresser till noder, i binär representation bestående av nollor (betecknar hela nätverket, reserverat) och enheter (sändningsförfrågan för det här nätverket).
Till exempel, 203.0.113.0 betyder (i text) nätverket 203.0.113.0/24 och 203.0.113.255 - en sändningsförfrågan till detta nätverk.
Förpackningsformat
Paketet består av en rubrik och data. IP innebär inte någon integritetskontroll. Det underliggande protokollet (säger, Ethernet) ger redan en integritetskontroll på kanalnivån och ovanstående (säg TCP) är på datamängden.
Version, 4 bitar första rubrikfältet. IPv4 har ett värde 0010 2, d.v.s. 4. Huvudlängd, 4 bitar Antal 32-bitars ord i titeln. Minsta värdet 5, vilket motsvarar längden på huvudet 20 byte. Maximal - 15, rubriklängd 60 byte. DSCP eller TOS - Typ av tjänst, 6 bitar bestämmer transitationen, säg, för VoIP. ECN, 2 bitars flagga uttrycklig nätverksöverbelastning. Kräver stöd från båda sidor (mottagande och sändning). Vid mottagning av denna flagga minskar överföringshastigheten. Om det inte finns något fag-stöd, kasseras paketen helt enkelt. Full längd, 16 bitar full paket längd i byte, inklusive titel och data. Minsta längd - 20, maximalt - 65535. Identifiering, 16 bitar tjänar till unik identifiering av datagram. Eftersom vid överföring över olika nätverk kan det vara nödvändigt att dela upp paketet i mindre delar, det här fältet används för att identifiera delar som tillhör ett paket. Flaggor, 3 bitar
Bitflaggor:
- Reserverad, alltid 0
- Fragmenteras inte. Om den ytterligare överföringen av paketet kräver fragmentering, kasseras förpackningen.
- Fler fragment. För fragmenterade paket, alla, förutom den senare, är den här flaggan inställd på 1.
- 1 - ICMP
- 6 - TCP.
- 17 - UDP.
Det används sällan. Består av titeldatablock. Titelalternativet har en längd av 8-16 bitar och består av fält:
- Typ av alternativ, 8 bitar - fältet definierar vad som är alternativet. Värdet "0" betyder slutet på listan över alternativ. Totalt registrerade 26 koder.
- Längd, 8 bitar - storleken på hela alternativet i bitarna, inklusive titeln. För vissa typer av alternativ kan det vara frånvarande.
Arp
IP definierar logiska adresser. Men för att skicka ett paket på Ethernet-nätverket är det också nödvändigt att känna till den fysiska adressen till målnoden (eller routern). För att jämföra en med en annan används ARP-protokollet.
ARP (Adressupplösningsprotokoll) är ett formellt protokoll på nätverksnivån (3: e) i OSI-modellen, men säkerställer faktiskt interaktionen mellan 2: a och 3: e nivåer. ARP implementeras för olika par protokoll av 2: a och 3: e nivåer.
Protokollet är byggt på ett enkelt köschema. Tänk på ett visst exempel.
Om nätverksnoden, låt oss säga med en logisk adress 198.51.100.1 (i nätverket 198.51.100.0/224) vill skicka ett paket av nod B med en logisk adress till 198.51.100.2, skickar den en sändningsfråga på andra nivå (I det här fallet Ethernet) med inkapslat meddelande ARP, som frågar nätverksnoder - vilken fysisk adress på noden med en logisk adress på 198.51.100.2, och innehåller den logiska och fysiska adressen till nod A. Node B, med att se sin egen logiska adress På begäran skickar ett svar på noden A enligt den erhållna logiska och fysiska adressen. Begär resultat är cachade.
ARP-meddelanden har följande struktur:
Fysisk protokoll (Hute), 2 byte används protokoll 2 nivåer. Ethernet har en identifierare 1. Logiskt protokoll (PTYE), 2 byte används protokoll 3-nivå. Uppfyller eterype-typer. IPv4 har en 0x0800-identifierare. Längden på den fysiska adressen (HLEN), 1 byte längd av den fysiska adressen i oktetter, för Ethernet - 6 logisk adresslängd (plen), 1 byte logisk adresslängd i oktetter, för IPv4 - 4 operation (oper), 2 byte 1 För Query, 2 för svar, och många andra alternativ för protokolltillägg. Den fysiska adressen till avsändaren (SHA), HLEN Byte i frågan - adressen till den begärande. Svaret är adressen till den begärda noden. Sändarens logikadress (SPA), Plen Byte
Den fysiska adressen till mottagaren (THA), HLEN Byte ignoreras i frågan. Som svar - den begärda adressen. Logisk adress till mottagaren (TPA), Plen Byte
Vanligtvis skickar nätverksnoderna även ARP-meddelanden när du ändrar IP-adressen eller när den är påslagen. Detta implementeras vanligtvis som en APR-förfrågan, där TPA \u003d SPA och THA \u003d 0. Ett annat alternativ är ett ARP-svar, där TPA \u003d SPA och THA \u003d SHA.
Dessutom kan ARP användas för att upptäcka konflikten av logiska adresser (medan SPA \u003d 0).
Det finns protokolltillägg som producerar invers operationer, INARP (invers ARP) som tar emot L3-adressen via L2-adress och RARP som mottar L3-adressen till den begärande noden.
RARP användes till AutoConfiguration L3-adresser. Ersatt därefter av BOOTP-protokollet och sedan DHCP.
Routing i IPv4-nätverk
Den huvudsakliga routionsalgoritmen i IPv4-nätverk kallas vidarebefordringsalgoritmen.
Om det finns en måladress D och prefix N-nätverket, då
- Om n sammanfaller med prefixet för det aktuella nodnätet, skicka lokala kommunikationsdata.
- Om det finns en rutt för n i rutningsbordet, skicka nästa hopdata till routern.
- Om det finns en standardväg, skicka nästa hopdata som standard router
- Annars - ett misstag.
Routing tabellen är ett bord med kartläggning av nätverksadresser och nästa hoppadresser till routrar för dessa nätverk. Så, till exempel en nod med en adress 198.51.100.54/24 kan ha ett sådant routingtabell: 203.0.113.0/24
| Destination | Inkörsport. | Enhet. |
|---|---|---|
| 198.51.100.0/24 | 0.0.0.0 | eth0. |
| 203.0.113.0/24 | 198.51.100.1 | eth0. |
| 0.0.0.0/0 | 203.0.113.1 | eth0. |
I princip är rutten också kopplad till nätverksenhetFrån vilken data ska skickas.
Om noden kan uppnås med flera rutter väljs en rutt med en längre nätverksmask (dvs mer specifik). Standardvägen kan bara vara en.
Till exempel har en nod 198.51.100.54/24 ett routingtabell:
| Destination | Inkörsport. | Enhet. |
|---|---|---|
| 198.51.100.0/24 | 0.0.0.0 | eth0. |
| 203.0.113.0/24 | 198.51.100.1 | eth0. |
| 203.0.113.224/27 | 198.51.100.5 | eth0. |
