Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Фрагментация






Маршрутизатор способен соединять сети с различными сетевыми средами и протоколами канального уровня, но, чтобы направить па­кеты из одной сети в другую, ему часто приходится переупаковывать дейтаграмму в другой кадр канального уровня. Иногда это выливает­ся в удаление старого кадра и создание нового. В других случаях про­токолы канального уровня различаются настолько сильно, что про­цесс переупаковки усложняется, как, например, при соединении сети Token Ring с сетью Ethernet. Дело в том, что в сети Token Ring дейта­грамма может иметь длину до 4500 байтов, а в сети Ethernet — не бо­лее 1500 байтов.

Для решения этой проблемы маршрутизатор разделяет дейтаграм­му, пришедшую из сети Token Ring, на несколько фрагментов (рис. 4). Каждый из них обладает собственным заголовком IP и пересы­лается в отдельном кадре канального уровня. Размер фрагмента оп­ределяется размером максимальной единицы передачи (maximum trans­fer unit, MTU) в целевой сети. Попадая в сети с меньшим значением MTU, фрагменты могут дробиться дальше. Восстановление исходной дейтаграммы из фрагментов производится только в самом конце их путешествия, в целевой системе.

Маршрутизатор

Рис. 4. Для передачи по сети с меньшим значением MTU маршрутизатор разделяет дейтаграмму на фрагменты

Разбивая дейтаграмму на фрагменты, протокол IP к каждому из них присоединяет IP-заголовок. Поле Identification в заголовке каж­дого фрагмента содержит то же значение, что и аналогичное поле в заголовке исходной дейтаграммы. Это позволяет целевой системе найти фрагменты, принадлежащие одной и той же дейтаграмме. Кро­ме того, маршрутизатор записывает в поля Total Length длины фраг­ментов и изменяет значение бита More Fragments в поле Flags с 0 на 1 во всех фрагментах, кроме последнего. Значение 1 этого бита означа­ет, что существуют и другие фрагменты, относящиеся к той же дей­таграмме. По биту More Fragments целевая система определяет, все ли фрагменты получены и можно ли начинать сборку дейтаграммы.

Значение поля Fragment Offset определяет место фрагмента в дей­таграмме. У первого фрагмента значение этого поля равно 0, у второ­го фрагмента оно равно размеру первого фрагмента в байтах. Для тре­тьего фрагмента величина смещения равна суммарному размеру пер­вых двух фрагментов и т. д. Целевая система использует эти величи­ны, чтобы скомпоновать фрагменты в правильном порядке. Установ­ка в единицу бита Don't Fragment в поле Flags запрещает маршрути­затору фрагментировать дейтаграмму. Если без фрагментации ее пе­редать нельзя, маршрутизатор проигнорирует дейтаграмму, послав системе-источнику сообщение ICMP об ошибке.

Идентификация протокола

Чтобы корректно обработать принятую дейтаграмму, целевая систе­ма должна знать, каким протоколом сгенерирована информация в поле данных. Для этого в поле Protocol заголовка IP записывается один из кодов протоколов TCP/IP, определенных в документе RFC 1700. Наиболее часто используются следующие коды:

• 0 IP

• 1 ICMP

• 6 TCP

• 8 Exterior Gateway Protocol (EGP)

• 17 UDP

Совет На каждой TCP/IP-системе есть текстовый файл PROTOCOL, содержащий список кодов протоколов, которые, как ожидается, будут распознаваться или использоваться этой системой. Если Вам нужно узнать код протокола, попробуйте сначала найти его в этом файле, и только потом начинайте поиски в RFC 1700.

Наиболее ожидаемы в этом списке протоколы транспортного уров­ня TCP и UDP, генерирующие большую часть трафика в TCP/IP - ceтях. Однако в дейтаграммах IP передается информация и других про­токолов, в том числе сообщения ICPM об ошибках и других происшествиях в сети, а также сообщения маршрутизирующих протоколов, подобных BGP и EGP, которыми TCP/IP-системы пользуются для автоматического обновления таблиц маршрутизации.

Параметры IP

Необязательное поле Options позволяет передавать в дейтаграммах дополнительные сведения, а также собирать в некоторых случаях ин­формацию во время прохождения дейтаграммы по интерсети. Вот некоторые параметры, определенные в стандартах IP.

• Loose Source Route — список адресов маршрутизаторов, которые дейтаграмма обязательно должна использовать при прохождении по интерсети. Помимо обязательных, дейтаграмма может исполь­зовать и другие маршрутизаторы.

• Strict Source Route — полный список адресов маршрутизаторов, которые дейтаграмма обязательно должна использовать при про­хождении по интерсети. Другими маршрутизаторами дейтаграмма пользоваться не может.

• Record Route — область, в которую маршрутизаторы, обрабатыва­ющие дейтаграмму, могут добавить свои IP-адреса.

• Timestamp — область, в которую маршрутизаторы могут записать время обработки дейтаграммы.

Краткое содержание занятия

· IP — протокол из набора TCP/IP, не ориентированный на соеди­нение. Он используется для передачи в дейтаграммах информа­ции, сгенерированной другими протоколами.

· Основные функции IP — инкапсуляция данных, адресация, мар­шрутизация, фрагментация дейтаграмм и идентификация прото­кола транспортного уровня.

· В IP есть собственная система адресации, которой он пользуется для идентификации сетей и хостов.

· IP маршрутизирует пакеты, переупаковывая их в новые кадры ка­нального уровня.

· Если протоколы канального уровня используют различные мак­симальные единицы пересылки, IP может разбивать дейтаграммы на меньшие фрагменты.

· Таблица 2.2 – Назначение полей заголовка IPv6

Version Поле версии протокола, для IPv6 равно 6. Имеет длину 4 бита.
Traffic class Поле класса трафика, определяет уровень качества услуг, который необходимо предоставить при обработке этого пакета. Имеет такое же значение, что и поле Type of service заголовка IPv4.
Flow Label Метка потока, все пакеты принадлежащие одному и тому же потоку идентифицируются отправителем одной и той же меткой и обрабатываются промежуточными маршрутизаторами одинаковым образом, т.е. им предоставляется одинаковый уровень качества обслуживания. В данный момент механизм использования этого поля определен. 20 бит.
Payload Length   Длина полезной нагрузки в октетах, т.е. длина всего пакета, кроме самого базового (и только базового) заголовка IPv6. Имеет длину 16 бит.
Продолжение таблицы 2.2
Next Header Тип следующего заголовка, им может быть либо один из расширенных заголовков IPv6, либо заголовок протокола верхнего уровня, такой как TCP, UDP и другие. Имеет длину 8 бит.
Hop Limit Это поле уменьшается на 1 каждым маршрутизатором по пути следования пакета. Пакет сбрасывается, если это поле становится равным нулю. Имеет длину 8 бит.
Source Address Адрес отправителя. Имеет длину 128 бит.
Destination Address Адрес получателя. Это необязательно адрес конечного получателя. Например если в пакете есть расширенный заголовок Routing Header, то в этом поле будет находиться адрес следующего узла. Имеет длину 128 бит.

· Мы видим что в протоколе IPv6 количество полей существенно снижено, все они присутствуют в 4-ой версии протокола, что означает, что для преобразования заголовка пакета нам необходимо взять данные из одного пакета и побитово их перенести в «шапку» другого, в необходимом для него формате.

· Сформируем соответствие заголовков протоколов и представим его в таблице 2.3.

· Таблица 2.3 – Соответствие заголовков полей IPv4 и IPv6

IPv4 IPv6
Version (4бита) Version (4 бита)
Type of Service (8бит) Traffic class (8бит)
Identification (16бит) Flow Label (20 бит)
Продолжение таблицы 2.3
Total Length (16бит) Payload Length (16 бит)
Protocol (8бит) Next Header (8 бит)
Time to Live (8бит) Hop Limit (8бит)
Source Address (32бита) Source Address (128бит)
Destination Address (32бита) Destination Address (128бит)
IHL (4бита) не используется
Flags (1бит) не используется
Fragment Offset (13бит) не используется
Header Checksum (16бит) не используется

·

Протокол IPv6

В начале 90-х годов стек протоколов TCP/IP столкнулся с серьезными пробле­мами. Именно в это время началось активное промышленное использование Ин­тернета: переход к построению сетей предприятий на основе транспорта Интер­нета, применение веб-технологии для доступа к корпоративной информации, ведение электронной коммерции через Интернет, внедрение Интернета в инду­стрию развлечений (распространение видеофильмов, звукозаписей, интерактив­ные игры).

Все это привело к резкому росту числа узлов сети (в начале 90-х годов новый узел в Интернете появлялся каждые 30 секунд), изменению характера трафика и к ужесточению требований, предъявляемых к качеству обслуживания сетью ее пользователей.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.