Реферат на тему:

Адресація та маршрутизація в IP–мережах

Адресація в IP–мережах

На відміну від фізичних MAC–адрес, формат яких залежить від конкретної
мережної архітектури, IP–адреса будь–якого вузла мережі є чотирибайтовим
числом. Записуються IP–адреси чотирма числами в діапазоні від 0 до 255,
які представляються в двійковій, вісімковій, десятковій або
шістнадцятковій системах числення та розділяються крапками (наприклад
192.168.40.250). Для більш ефективного використання єдиного адресного
простору Internet введено класи мереж:

Мережі класу A ( 1–126) мають 0 в старшому біті адрес. На мережну адресу
відводиться 7 молодших бітів першого байта, на гост–частину – 3 байти.
Таких мереж може бути 126 з 16 мільйонами вузлів у кожній.

Мережі класу B (128–191) мають 10 у двох старших бітах адрес. На мережну
адресу відводиться 6 молодших бітів першого байта та другий байт, на
гост–частину – 2 байти. Таких мереж може бути близько 16 тисяч з 65
тисячами вузлів в кожній.

Мережі класу C (192–223) мають 110 у трьох старших бітах адрес. На
мережну адресу відводиться 5 молодших бітів першого байта та другий і
третій байт, на гост–частину – 1 байт. Таких мереж може бути близько 2
мільйонів з 254 вузлами в кожній.

Мережі класу D (224–239) мають 1110 у чотирьох старших бітах адрес.
Решта біт є спеціальною груповою адресою. Адреси класу D
використовуються у процесі звернення до груп комп’ютерів.

Мережі класу E (240–255) зарезервовані на майбутнє.

Для зменшення трафіка в мережах з великою кількістю вузлів
застосовується розділення вузлів за підмережами потрібного розміру.
Адреса підмережі використовує кілька старших бітів гост–частини
IP–адреси, решта молодших бітів – нульові. В цілому IP–адреса
складається з адреси мережі, підмережі та локальної гост–адреси, яка є
унікальною для кожного вузла. Для виділення номерів мережі, підмережі та
госта (вузла) використовується маска підмережі – бітовий шаблон, в якому
бітам, що використовуються для адреси підмережі, присвоюються значення
1, а бітам адреси вузла – значення 0. Розглянемо адресу 192.168.40.252
та значення маски 255.255.255.0. У цьому випадку маємо адресу підмережі
192.168.40 та адресу госта – 252. При цьому всі гости підмережі
192.168.40 мають встановити ту ж саму маску підмережі. Отже, мережа
192.168 може мати 256 підмереж з 254 вузлами в кожній. Використання ж
маски 255.255.255.192 дасть змогу мати 1024 підмережі з 60 вузлами в
кожній.

Комбінації всіх нулів або всіх одиниць у мережній, підмережній або
гост–частині зарезервовані для загальних (broadcast) повідомлень та
службових цілей. Наприклад, адреса 192.168.40.255 використовується для
загального повідомлення всім вузлам підмережі 192.168.40.

Кожен гост може мати не тільки IP–адресу, але й ім’я (Host name). Як і
цифрові IP–адреси, імена вузлів діляться на частини, що розділяються
крапками. Починають запис від імені комп’ютера, далі йдуть імена
локальних доменів (груп комп’ютерів) і закінчується ім’я вказанням імен
вищих доменів (організаційних та територіальних). Список цих імен
зберігається в спеціальній базі даних доменів служби імен DNS (Domain
Name System). Наприклад, ім’я blues.franko.lviv.ua відповідає серверу з
іменем Blues у домені franko.lviv.ua комп’ютерів кампусної мережі
Львівського державного університету ім. І.Франка. Звертаючись до вузла,
з однаковим успіхом можна використати як IP–адресу, так і його ім’я.

Стек протоколів TCP/IP

Архітектура протоколів TCP/IP призначена для об’єднаної мережі, що
складається зі з’єднаних між собою за допомогою шлюзів окремих
різнорідних комп’ютерних підмереж.

Протоколи цієї сім’ї розроблялись для мережі ARPAnet Міністерства
оборони США, а пізніше отримали широке використання у мережах UNIX–машин
та всесвітній мережі Internet. Стек протоколів TCP/IP розроблено та
протестовано ще до прийняття стандартів ISO, а тому ієрархію управління
в IP–мережах визначають п’ятьма рівнями:

— Hardware level ;

— Network interfase ;

— Internet level ;

— Transport level ;

— Application level .

1 – нижній рівень Hardware level описує середовище передавання.

2 – рівень Network interfase (мережний інтерфейс) містить
апаратнозалежне програмне забезпечення, яке забезпечує поширення
інформації на певному відрізку середовища передавання.

3 – рівень Internet (міжмережний) level представлений протоколами IP,
ARP, RARP та ICMP. Головне його завдання – маршрутизація (вибір шляху
передавання даних через множину проміжкових вузлів) під час передавання
інформації від вузла–відправника до вузла–адресата. Інше важливе
завдання протоколу IP – надання вищим рівням єдиного, уніфікованого та
апаратно–незалежного інтерфейсу передавання інформації. Відповідність
IP–адреси вузла його фізичній адресі в підмережі динамічно визначається
за допомогою запитів протоколу ARP (Address Resolution Protocol) та
запам’ятовування отриманих адрес. Протокол RARP (Reverse Address
Resolution Protocol) виконує протилежні ARP функції – перетворює фізичні
MAC–адреси у відповідні їм IP–адреси. Для обміну керуючими
повідомленнями, повідомленнями про помилки, які можуть виникати у
процесі передавання даних між вузлами, для визначення доступності
вузлів, адрес маршрутизаторів тощо використовується протокол ICMP
(Internet Control Message Protocol). Якщо маршрутизатор отримує пакет,
який не може бути переданим адресатові (найчастіше така ситуація
виникає, якщо маршрутизатору не відомий маршрут до адресата), він
повертає відправнику ICMP–повідомлення «Гост недоступний» (Host
Unreachable). Адміністратори для з’ясування доступності госта часто
користуються утилітою ping (у режимі командної стрічки її синтаксис
такий: ping [IP_адреса | ім’я_госта] ), яка грунтується на повідомленнях
ICMP.

4 – протокол IP не забезпечує гарантовану доставку пакетів, збереження
порядку та цілісності їх потоку. Ці завдання вирішують протоколи TCP
(Transmission Control Protocol) та UDP (User Datagram Protocol), які
відносяться до Transport (транспортного) level. Однак TCP та UDP
реалізують різні режими передавання даних. UDP (як і IP) є дейтаграмним
(datagram) протоколом без налагодження з’єднання. На відміну від UDP TCP
є протоколом з налагодженням з’єднань – два вузли «домовляються» про
обмін даними та управління цим потоком. Протокол TCP забезпечує
організацію зв’язку між вузлами мережі з гарантованою доставкою
повідомлень. Він контролює налагодження віртуального з’єднання з
вузлом–адресатом, контролює послідовність пакетів при одержанні їх в
пункті призначення, опрацьовує помилки. TCP не підтверджує одержання
пошкоджених або втрачених даних, що одразу є для відправника сигналом
для виконання повторного передавання. Завдяки цьому стек протоколів
TCP/IP задовольняє потреби поетапного передавання даних,
клієнт–серверних застосувань тощо. Надійність TCP забезпечується певною
втратою продуктивності передавання даних. Протокол UDP працює швидше ніж
TCP, однак не гарантує доставку повідомлень. Особливістю UDP є також
підтримка загальних повідомлень, завдяки яким один вузол має змогу
одночасно звертатись до кількох інших.

5 – рівню Application (прикладному) level відповідають прикладні задачі,
серед яких найбільш відомими є гіпертекстові засоби віддаленого доступу
WWW, обмін файлами FTP (File Transfer Protocol), протокол служби
логічних імен DNS (Domain Name Service), електронна пошта SMTP (Simple
Mail Transfer Protocol) та емуляція термінала віддаленого UNIX–серверу
TelNet.

Взаємодія рівнів загалом має такий вигляд:

Застосування передає транспортному рівневі повідомлення (message) певної
семантики та розміру.

Транспортний рівень розрізає, в разі потреби, повідомлення на пакети
(packet), які передаються міжмережному рівню.

Міжмережний рівень, тобто протокол IP, формує свої IP–пакети
(IP–дейтаграми) та упаковує їх у формати, що відповідають певному
фізичному середовищу передавання. Такі апаратнозалежні пакети називають
кадрами, або фреймами.

Маршрутизація в IP–мережах

Термін маршрутизація (routing) означає передавання дейтаграм від одного
вузла іншому. «Пряма» маршрутизація (direct routing) здійснюється між
вузлами однієї підмережі. В цьому випадку вузол–відправник знає
конкретну фізичну адресу отримувача й інкапсулює IP–дейтаграму у
відповідний фрейм мережі. «Непряма» маршрутизація (indirect routing)
означає передавання дейтаграм між вузлами різних (під)мереж, що
здійснюється маршрутизатром. Виявивши розходження немаскованої
(мережної) частини IP–адрес, вузол–відправник направляє фрейм з
IP–дейтаграмою за фізичною адресою маршрутизатора. Маршрутизатор
(спеціалізований пристрій або комп’ютер) зберігає таблиці маршрутизації
за допомогою яких, якщо відома адреса призначення пакета, можна
визначити адресу іншого маршрутизатора або іншої (під)мережі. Після
аналізу IP–адреси отримувача маршрутизатор направляє дейтаграму в одну з
безпосередньо під’єднаних до нього (під)мереж, або ж – наступному
маршрутизатору. Для забезпечення міжмережного обміну всі вузли мережі
(зокрема і маршрутизатори) повинні мати списки IP–адрес доступних
маршрутизаторів.

HYPERLINK «http://blues.franko.lviv.ua/ami/nets/09net01.htm» \t «_NEW»
Маршрутизація в IP-мережах (Відеокліп 2,2Mb)

Розташовані на межі локальної (кампусної) та глобальної мереж
маршрутизатори називають граничними (Border Gateway). Його таблиці
маршрутизації містять інформацію як про внутрішні, так і про зовнішні
мережі. Використання граничних маршрутизаторів дає змогу зменшити
розміри таблиць внутрішніх маршрутизаторів та підвищити ефективність
їхньої роботи.

Протоколи маршрутизації бувають статичними та динамічними. У статичних
протоколах зміни в таблицях маршрутизації робить адміністратор мережі, у
динамічних цей процес відбувається автоматично.

Список лiтератури

Администратор сетевой операционной системы NetWare v.3.11.– К.:АО
«Квазар–Микро», 1994.–191с.

Баня Е.Н. Компьютерные сети.– К.:СВІТ, 1999.–112с.

Буров Є. Комп’ютерні мережі.– Львів:БаК, 1999.–468с.

Галіцин В.К., Левченко Ф.А. Багатокористувацькі обчислювальні системи та
мережі.– К.:КНЕУ, 1998.–360с.

Горлач В.М., Макар В.М. Побудова та адміністрування INTRANET-мереж Ч.1.
Основи мережних технологій. Тексти лекцій.– Львів: Львів. ун–т,
1999.-45с.

Горлач В.М., Макар В.М. Побудова та адміністрування INTRANET-мереж Ч.2.
Адміністрування мереж Windows NT. Тексти лекцій.– Львів: Львів. ун–т,
1999.-41с.

Гук М. Локальные сети Novell. Карманная энциклопедия.– СПб:Питер,
1996.–288с.

Кулаков Ю.А., Луцкий Г.М. Компьютерные сети.– К.:Юниор, 1998.–384с.

Рикалюк Р.Є., Стягар О.М., Данчак П.В. Вступ до комп’ютерних мереж.
Текст лекцій.– Львів: Львів. ун–т, 1996.–60с.

Фролов А.В., Фролов Г.В. Сети комп’ютеров в вашем офисе.–
М.:Диалог–МИФИ, 1995.–272с.

Похожие записи