Сетевой уровень модели OSI. (IPv4) IP-адресация. Отображение IP-адресов на локальные адреса.

Сетевой - предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов сети. Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю. На сетевом уровне сам термин сеть наделяют специфическим значением, под сетью понимается совокупность компьютеров соединенных между собой в соответствии с одной их стандартных типовых топологий и использующих для передачи данных один из протоколов канального уровня определенный для этой топологии. В более широком смысле сетевой уровень обеспечивает доставку данных между сетями, поддерживает возможность правильного выбора маршрута(маршрутизация). Согласование различных технологий так же является задачей сетевого уровня.

IP-адрес (айпи-адрес, сокращение от англ. Internet Protocol Address) — это уникальный сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP. В сети Интернет требуется глобальная уникальность адреса; в случае работы в локальной сети требуется уникальность адреса в пределах сети. В версии протокола IPv4 IP-адрес имеет длину 4 байта.

Отображение IP адресов на локальные адреса. Одна из главных задач которая при создании протокола IP являлась обеспечение совместной согласованной работы сети состоящей из под сетей в общем случае использующих разные сетевые технологии. Уровень межсетевых интерфейсов кроме инкапсуляции IP пакетов в кадры должен заниматься задачей отображения IP адресов в локальные адреса. Для определения локального адреса по IP используется протокол разрешения адреса(arp), кроме того существует протокол решающий обратную задачу нахождения IP адреса по известному локальному и называется он (rarp). Необходимость к обращению протоколу arp возникает каждый раз когда модуль IP передает пакет на уровень сетевых интерфейсов например драйверу Ethernet. IP адрес узла назначения известен модулю IP требуется на его условиях найти MAC значение. Работа протокола аrp начинается с просмотра arp таблицы.

Алгоритм поиска:

· После того как модуль IP обратился к аrp с запросом разрешения адреса происходит поиск в аrp таблице указанного в запросе IP адреса, если адрес в arp таблице адрес отсутствует то исходящий IP пакет для которого нужно было определить IP адрес ставится в очередь.

· Протокол arp формирует свой запрос вкладывает его в кадры протокол канального уровня и рассылает запрос широко вещательно.

· Все узлы получают arp запрос и сравнивают там IP адрес с собственным. В случае их совпадения узел формирует arp ответ в котором указывает свой IP адрес и свой локальный адрес. А затем отправляет его уже направленно, тк в arp запросе отправитель указывает свой MAC адрес. Arp запросы или ответы используют один и тот же формат пакета.