Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-2.jpg" alt="(!LANG:>Protocol de rutare IP">!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-3.jpg" alt="(!LANG:>Adresa IP l Adresa IPv 4 este o secvență unică de 32 de biți de cifre binare,"> IP-адрес l IPv 4 -адрес - это уникальная 32 разрядная последовательность двоичных цифр, с помощью которой компьютер однозначно идентифицируется в IP сети. (на канальном уровне в роли таких же уникальных адресов компьютеров выступают МАС адреса сетевых адаптеров, невозможность совпадения которых контролируется изготовителями на стадии производства.)!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-4.jpg" alt="(!LANG:>IP versiunea l versiunea 4 sau IPv 4 l versiunea 6 (! IPv6)"> Версии l версия 4 протокола IP, или IPv 4 l версия 6 (IPv 6), в которой IP адрес представляется в виде 128 битной последовательности двоичных цифр. ipv 6 install!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-5.jpg" alt="(!LANG:>Structura l Pentru confortul lucrului cu adrese IP, un 32- secvența de biți este de obicei"> Структура l Для удобства работы с IP адресами 32 разрядную последовательность обычно разделяют на 4 части по 8 битов (на октеты) l каждый октет переводят в десятичное число и при записи разделяют эти числа точками. l в таком виде (это представление называется «десятичные числа с точками» , или, «dotted decimal notation») IP адреса занимают гораздо меньше места и намного легче запоминаются 192. 168. 5. 200 11000000 10101000 0000101 11001000!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-6.jpg" alt="(!LANG:>Mască de subrețea l Masca de subrețea este un număr de 32 de biți format de a merge"> Маска подсети l Маска подсети - это 32 разрядное число, состоящее из идущих вначале единиц, а затем - нулей, например (в десятичном представлении) 255. 0 ИЛИ 255. 240. 0.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-7.jpg" alt="(!LANG:>Mască de subrețea l Masca de subrețea joacă un rol extrem de important în IP adresandu-se si"> Маска подсети l Маска подсети играет исключительно важную роль в IP адресации и маршрутизации l сеть ARPANet строилась как набор соединенных друг с другом гетерогенных сетей. Для правильного взаимодействия в такой сложной сети каждый участник должен уметь определять, какие IP адреса принадлежат его локальной сети, а какие - удаленным сетям. l здесь и используется маска подсети, с помощью которой производится разделение любого IP адреса на две части: идентификатор сети (Net ID) и идентификатор узла (Host ID). l такое разделение делается очень просто: там, где в маске подсети стоят единицы, находится идентификатор сети, а где стоят нули - идентификатор узла. Например, в IP адресе 192. 168. 5. 200 при использовании маски подсети 255. 0 идентификатором сети будет число 192. 168. 5. 0, а идентификатором узла - число 200. Стоит поменять маску подсети, на число 255. 0. 0, как и идентификатор узла, и идентификатор сети изменятся на 192. 168. 0. 0 и 5. 200, соответственно, и от этого, иначе будет вести себя компьютер при посылке IP пакетов.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-8.jpg" alt="(!LANG:>Regulile pentru atribuirea adreselor IP de rețea și gazdă pot conține doar"> Правила назначения IP-адресов сетей и узлов 1. идентификатор сети не может содержать только двоичные нули или только единицы. Например, адрес 0. 0 не может являться идентификатором сети; 2. идентификатор узла также не может содержать только двоичные нули или только единицы - такие адреса зарезервированы для специальных целей l все нули в идентификаторе узла означают, что этот адрес является адресом сети. Например, 192. 168. 5. 0 является правильным адресом сети при использовании маски 255. 0 и его нельзя использовать для адресации компьютеров, l все единицы в идентификаторе узла означают, что этот адрес является адресом широковещания для данной сети. Например, 192. 168. 5. 255 является адресом широковещания в сети 192. 168. 5. 0 при использовании маски 255. 0 и его нельзя использовать для адресации компьютеров!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-9.jpg" alt="(!LANG:>Reguli pentru alocarea adreselor IP de rețea și gazdă l identificatorul gazdei într-unul singur și"> Правила назначения IP-адресов сетей и узлов l идентификатор узла в пределах одной и той же подсети должен быть уникальным; l диапазон адресов от 127. 0. 0. 1 до 127. 255. 254 нельзя использовать в качестве IP адресов компьютеров. Вся сеть 127. 0. 0. 0 по маске 255. 0. 0. 0 зарезервирована под так называемый «адрес заглушки» (loopback), используемый в IP для обращения компьютера к самому себе. PING 127. 12. 34. 56!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-10.jpg" alt="(!LANG:>l Adresele IP sunt alocate la nivel global de o corporație privată non-profit numit ICANN"> l Распределением IP адресов в мире занимается частная некоммерческая корпорация под названием ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers), а точнее, работающая под ее патронажем организация IANA (Internet Assigned Numbers Authority).!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-11.jpg" alt="(!LANG:>Adresare IP clasică și fără clasă">!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-12.jpg" alt="(!LANG:>Dezvoltare l Inițial, întreg spațiul de posibile adrese IP a fost împărțit în cinci clase"> Развитие l Первоначальная все пространство возможных IP адресов было разбито на пять классов l принадлежность IP адреса к определенному классу определялась по нескольким битам первого октета l для адресации сетей и узлов использовались только классы А, В и С. l для этих сетей были определены фиксированные маски подсети по умолчанию, равные, соответственно, 255. 0. 0. 0, 255. 0. 0 и 255. 0, которые не только жестко определяли диапазон возможных IP адресов узлов в таких сетях, но и механизм маршрутизации.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-13.jpg" alt="(!LANG:>Clasele de adrese în schema originală de adresare IP Clasa Primul Număr posibil de biți v"> Классы адресов в первоначальной схеме IP-адресации Класс Первые Возможное число биты в значения сетей узлов в сети октете первого октета А 0 1 -126 16777214 В 10 128 -191 16384 65534 С 110 192 -223 2097152 254 D 1110 224 -239 Используется для многоадресной рассылки (multicast) Е 1111 240 -254 Зарезервирован как экспериментальный!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-14.jpg" alt="(!LANG:>Probleme l Pentru a obține intervalul necesar de adrese IP, organizațiile au fost solicitat să completeze un formular de înregistrare,"> Проблемы l Для получения нужного диапазона IP адресов организациям предлагалось заполнить регистрационную форму, в которой следовало указать текущее число компьютеров и планируемый рост компью терного парка в течение двух лет. l с развитием Интернета такой подход к распределению IP адресов стал вызывать проблемы, особенно острые для сетей класса В. l организациям, в которых число компьютеров не превышало нескольких сотен (скажем, 500), приходилось регистрировать для себя целую сеть класса В. l Поэтому количество доступных сетей класса В стало на глазах «таять» , но при этом громадные диапазоны IP адресов (в нашем примере - более 65000) пропадали зря.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-15.jpg" alt="(!LANG:>Rezolvarea problemelor l Pentru a rezolva problema, o schemă de adresare IP fără clasă a fost dezvoltat">!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-16.jpg" alt="(!LANG:>Classless Inter. Domain Routing,) , CIDR l lipsește adresa IP legare"> Бесклассовая схема IP-адресации (Classless Inter. Domain Routing,), CIDR l отсутствует привязка IP адреса к классу сети и маске подсети по умолчанию l допускается применение так называемых масок подсети с переменной длиной (Variable Length Subnet Mask, VLSM). l Например, если при выделении сети для вышеуказанной организации с 500 компьютерами вместо фиксированной маски 255. 0. 0 использовать маску 255. 254. 0 то получившегося диапазона из 512 возможных IP адресов будет вполне достаточно. Оставшиеся 65 тысяч адресов можно зарезервировать на будущее или раздать другим желающим подключиться к Интернету. Этот подход позволил гораздо более эффективно выделять организациям нужные им диапазоны IP адресов, и проблема с нехваткой IP сетей и адресов стала менее острой.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-17.jpg" alt="(!LANG:>l Calculați numărul maxim posibil de noduri în orice rețea IP cum multe biți"> l Рассчет максимально возможного количества узлов в любой IP сети сколько битов содержится в идентификаторе узла, или, иначе, сколько нулей имеется в маске подсети. l Это число используется в качестве показателя степени двойки, а затем из результата вычитается два зарезервированных адреса (сети и широковещания). l Аналогичным способом легко вычислить и возможное количество сетей классов А, В или С, если учесть, что первые биты в октете уже зарезервированы, а в классе А нельзя использовать IP адреса 0. 0 и 127. 0. 0. 0 для адресации сети.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-18.jpg" alt="(!LANG:>LANG adrese IP l Toate adresele utilizate pe Internet, trebuie să se înregistreze în"> IP-адреса для локальных сетей l Все используемые в Интернете адреса, должны регистрироваться в IANA, что гарантирует их уникальность в масштабе всей планеты. Такие адреса называют реальными, или публичными (public) IP адресами. l Для локальных сетей, не подключенных к Интернету, регистрация IP адресов, естественно, не требуется, так что, в принципе, здесь можно использовать любые возможные адреса. Однако, чтобы не допускать возможных конфликтов при последующем подключении такой сети к Интернету, RFC 1918 рекомендует применять в локальных сетях только следующие диапазоны так называемых частных (private) IP адресов (в Интернете эти адреса не существуют и использовать их там нет возможности): ¡ 10. 0- 10. 255; ¡ 172. 16. 0. 0- 172. 31. 255; а!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-19.jpg" alt="(!LANG:>Noțiuni de bază despre rutarea IP l pentru a comunica corect cu alte computere și rețele ) fiecare"> Основы IР-маршрутизации l чтобы правильно взаимодействовать с другими компьютерами и сетями, каждый компьютер определяет, какие IP адреса принадлежат его локальной сети, а какие - удаленным сетям. l если выясняется, что IP адрес компьютера назначения принадлежит локальной сети, пакет посылается непосредственно компьютеру назначения, если же это адрес удаленной сети, то пакет посылается по адресу основного шлюза.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-20.jpg" alt="(!LANG:>Exemplu COMPUTER l IP address - 192. 1680 . ; l masca de subrețea -"> Пример КОМПЬЮТЕР l IP адрес - 192. 168. 5. 200; l маска подсети - 255. 0; l основной шлюз - 192. 168. 5. 1. При запуске протокола IP на компьютере выполняется операция логического «И» между его собственными IP адресом и маской подсети l IP адрес в 32 разрядном виде 11000000 10101000 00000101 11001000; l маска подсети - 11111111 0000; l идентификатор сети - 11000000 10101000 00000101 0000 Т. е. 192. 168. 5. 0 идентификатор собственной сети!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-21.jpg" alt="(!LANG:>Exemplu de sarcină: trimiteți un pachet IP la adresa 192.16. 5. 15. l computerul funcţionează"> Пример Задача: отправить IP-пакет по адресу 192. 168. 5. 15. l компьютер выполняет операцию логического «И» с IP адресом компьютера назначения и собственной маской подсети. l полученный в результате идентификатор сети назначения будет совпадать с идентификатором собственной сети компьютера отправителя.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-22.jpg" alt="(!LANG:>Exemplu el"> Пример Так наш компьютер определит, что компьютер назначения находится в одной с ним сети, и выполнит следующие операции: l с помощью протокола ARP будет определен физический МАС адрес, соответствующий IP адресу компьютера назначения; l с помощью протоколов канального и физического уровня по этому МАС адресу будет послана нужная информация.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-23.jpg" alt="(!LANG:>Exemplu 2 Sarcină: trimiteți un pachet IP la adresa 162. 10. 20. l Calculatorul va"> Пример 2 Задача: отправить IP-пакет по адресу 192. 168. 10. 20. l Компьютер выполнит аналогичную процедуру определения идентификатора сети назначения. l В результате будет получен адрес 192. 168. 10. 0, не совпадающий с идентификатором сети компьютера отправителя. l Так будет установлено, что компьютер назначения находится в удаленной сети, и алгоритм действий компьютера отправителя изменится: 1. будет определен МАС адрес не компьютера назначения, а маршрутизатора; 2. с помощью протоколов канального и физического уровня по этому МАС адресу на маршрутизатор будет послана нужная информация. Дальнейшая судьба IP пакета зависит от правильной настройки маршрутизаторов, объединя ющих сети 192. 168. 5. 0 и 192. 168. 10. 0. важна правильная настройка маски подсети в параметрах IP адресации!!!!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-24.jpg" alt="(!LANG:> Modalități de a configura setările IP și de a verifica dacă funcționează 1. manual atribui (ușor să faci o greșeală când"> Способами настройки параметров IP и проверка работоспособности 1. назначить вручную (легко ошибиться, при изменении надо перенастраивать, сетевые администраторы полностью контролируют все IP адреса, невозможно работать в крупных корпоративных сетях с мобильными устройствами типа ноутбуков или КПК, которые часто перемещаются из одного сегмента сети в другой) 2. автоматическое получение IP адреса. Специальные серверы, поддерживающие протокол динамической конфигурации узлов (Dynamic Host Con iguration Protocol, DHCP), задача которых состоит f в обслуживании запросов клиентов на получение IP адреса и другой информации, необходимой для правильной работы в сети. Если сервер DHCP недоступен (отсутствует или не работает), то начиная с версии Windows 98 компьютеры самостоятельно назначают себе IP адрес. При этом используется механизм автоматической личной IP адресации (Automatic Private IP Addressing, АРIPA), для которого корпорацией Microsoft в IANA был зарегистрирован диапазон адресов 169. 254. 0. 0 - 169. 254. 255.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-25.jpg" alt="(!LANG:>Verificare IP 1. IPCONFIG /TOȚI. 2 parametri și funcționalitate 127."> Проверка параметров и работоспособности протокола IP 1. IPCONFIG /ALL. 2. PING 127. 0. 0. 1 3. PING w. x. y. z, где w. x. y. z - IP адрес соседнего компьютера. 4. PING w. x. y. z, где w. x. y. z - IP адрес основного шлюза. 5. PING w. x. y. z, гдеw. x. y. z - IP адрес любого удаленного компьютера.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-26.jpg" alt="(!LANG:>Întrebări 1. Ce parametri și setări sunt necesari pentru a asigura funcționarea a stivei de protocol TCP /IP?2."> Вопросы 1. Какие параметры и настройки обязательны дляобеспечения работы стека протоколов TCP/IP? 2. Что такое IP адрес? Какова его структура? Какиевозможны способы представления IP адресов? 3. Чем отличаются версии 4 и 6 протокола IP? Какие преимущества обеспечит версия 6 протокола IP? Почему возникла необходимость в переходе на версию 6 протокола IP? 4. Что такое маска подсети? Для чего она нужна? 5. В чем заключается смысл разделения IP адреса на идентификаторы сети и узла? Для чего это требуется? 6. Какие IP адреса и маски являются допустимыми, а какие - нет? Почему? 7. В чем различие между классовой и бесклассовой IP адресациями? Каковы их преимущества и недостатки?!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-27.jpg" alt="(!LANG:>Întrebări 1. Ce sunt clasele de adrese IP? determinate? 2."> Вопросы 1. Что такое классы IP адресов? По каким правилам они определяются? 2. Как назначить IP адреса в локальной сети (без выхода в Интернет)? 3. Каковы основные принципы маршрутизации пакетов в локальных и удаленных сетях? 4. Что такое таблица маршрутов (таблица маршрутизации)? Объясните смысл каждой из ее колонок. 5. Как «прописать» в таблице маршрутизации отсутствующий в ней новый маршрут? 6. Что такое динамическая конфигурация узлов? Для чего она нужна? 7. В чем заключается технология автоматической личной IP адресации? 8. Каков типовой алгоритм проверки работоспособности протокола IP?!}

Sau poarta de acces, este un nod de rețea cu mai multe interfețe IP (conținând propria adresă MAC și adresă IP) conectate la diferite rețele IP, care, pe baza soluționării problemei de rutare, redirecționează datagramele de la o rețea la alta pentru a fi livrate de la expeditor către destinatar.

Sunt fie computere specializate, fie computere cu mai multe interfețe IP, a căror funcționare este controlată de un software special.

Rutare în rețele IP

Rutarea este utilizată pentru a primi un pachet de la un dispozitiv și a-l transmite printr-o rețea către un alt dispozitiv prin alte rețele. Dacă nu există routere în rețea, atunci rutarea nu este acceptată. Routerele direcționează (redirecționează) traficul către toate rețelele care alcătuiesc interfața.

Pentru a ruta un pachet, un router trebuie să aibă următoarele informații:

• Adresa de destinatie
• Router vecin de la care poate afla despre rețelele de la distanță
• Căile disponibile către toate rețelele de la distanță
• Cea mai bună cale către fiecare rețea la distanță
• Metode de întreținere și verificare a informațiilor de rutare

Routerul află despre rețelele la distanță de la routerele vecine sau de la administratorul de rețea. Routerul construiește apoi un tabel de rutare care descrie cum să găsești rețelele de la distanță.

Dacă rețeaua este conectată direct la router, acesta știe deja cum să direcționeze pachetul către acea rețea. Dacă rețeaua nu este conectată direct, routerul trebuie să învețe (învețe) căile de acces la rețeaua de la distanță folosind rutarea statică (introducerea manuală de către administrator a locației tuturor rețelelor în tabelul de rutare) sau folosind rutarea dinamică.

Rutarea dinamică este un proces de protocol de rutare care determină modul în care un dispozitiv interacționează cu routerele învecinate. Routerul va actualiza informațiile despre fiecare rețea pe care o învață. Dacă apare o modificare în rețea, protocolul de rutare dinamică informează automat toate ruterele despre modificare. Dacă se utilizează rutarea statică, administratorul de sistem va trebui să actualizeze tabelele de rutare pe toate dispozitivele.

Rutarea IP este un proces simplu care este același pe rețele de orice dimensiune. De exemplu, figura arată procesul pas cu pas al gazdei A care comunică cu gazda B pe o altă rețea. În exemplu, utilizatorul gazdei A dă ping la adresa IP a gazdei B. Următoarele operațiuni nu sunt atât de simple, așa că să le analizăm mai detaliat:

• La promptul de comandă, utilizatorul tasta ping 172.16.20.2. Gazda A generează un pachet utilizând protocoale de nivel de rețea și ICMP.

• IP folosește ARP pentru a afla rețeaua de destinație a pachetului căutând adresa IP și masca de subrețea a gazdei A. Aceasta este o solicitare către gazda de la distanță, de exemplu. pachetul nu este destinat gazdei din rețeaua locală, așa că pachetul trebuie direcționat către router pentru a fi redirecționat către rețeaua de la distanță corectă.
• Pentru ca Host A să trimită un pachet către router, gazda trebuie să cunoască adresa hardware a interfeței routerului conectată la rețeaua locală. Stratul de rețea transmite pachetul și adresa de destinație hardware la stratul de legătură pentru încadrare și redirecționare către gazda locală. Pentru a obține adresa hardware, gazda caută locația destinației în propria memorie, numită cache ARP.
• Dacă adresa IP nu a fost încă atinsă și nu este prezentă în memoria cache ARP, gazda trimite o difuzare ARP pentru a căuta adresa hardware la adresa IP 172.16.10.1. Acesta este motivul pentru care prima solicitare Ping va expira de obicei, dar celelalte patru solicitări vor reuși. După memorarea în cache a adresei, de obicei nu există timeout.
• Routerul răspunde și raportează adresa hardware a interfeței Ethernet conectată la LAN. Acum gazda are toate informațiile pentru a redirecționa pachetul către routerul din rețeaua locală. Stratul de rețea aruncă pachetul în jos pentru a genera o solicitare de ecou ICMP (Ping) la nivelul de legătură, completând pachetul cu adresa hardware la care gazda ar trebui să trimită pachetul. Pachetul are adrese IP sursă și destinație împreună cu o indicație a tipului de pachet (ICMP) în câmpul de protocol de nivel de rețea.
• Stratul de legătură formează un cadru în care pachetul este încapsulat împreună cu informațiile de control necesare pentru a fi trimise prin rețeaua locală. Aceste informații includ adresele hardware sursă și destinație și valoarea din câmpul de tip setată de protocolul stratului de rețea (acesta va fi câmpul de tip deoarece IP utilizează în mod implicit cadre Ethernet_II). Figura 3 prezintă un cadru generat la nivelul de legătură și trimis prin media locală. Figura 3 prezintă toate informațiile necesare pentru a comunica cu routerul: adrese hardware sursă și destinație, adrese IP sursă și destinație, date și suma de control CRC a cadrului aflată în câmpul FCS (Frame Check Sequence).
• Stratul de legătură al gazdei A trimite cadrul la stratul fizic. Acolo, zerourile și unuurile sunt codificate într-un semnal digital, urmate de transmiterea acestui semnal printr-o rețea fizică locală.

• Semnalul ajunge la interfața Ethernet 0 a routerului, care este sincronizată cu preambulul semnalului digital pentru a extrage cadrul. Interfața routerului verifică CRC după construirea cadrului, iar la sfârșitul recepției cadrului compară valoarea primită cu conținutul câmpului FCS. De asemenea, verifică procesul de transfer pentru fragmentare și conflicte media.
• Se verifică adresa hardware a destinației. Deoarece se potrivește cu adresa routerului, câmpul tip cadru este analizat pentru a determina ce să facă cu acest pachet de date. Câmpul de tip este setat la IP, astfel încât routerul transmite pachetul către procesul IP care rulează pe router. Cadrul este îndepărtat. Pachetul original (generat de gazda A) este tamponat de router.
• Protocolul IP analizează adresa IP de destinație din pachet pentru a determina dacă pachetul este direcționat către routerul însuși. Deoarece adresa IP de destinație este 172.16.20.2, routerul stabilește din tabelul său de rutare că rețeaua 172.16.20.0 este conectată direct la interfața Ethernet 1.
• Routerul redirecționează pachetul în buffer către interfața Ethernet 1. Routerul trebuie să formeze un cadru pentru a redirecționa pachetul către gazda destinație. Routerul își verifică mai întâi memoria cache ARP pentru a determina dacă adresa hardware a fost deja rezolvată în timpul interacțiunilor anterioare cu rețeaua. Dacă adresa nu se află în memoria cache ARP, routerul trimite o solicitare de difuzare ARP către interfața Ethernet 1 pentru a căuta adresa hardware pentru adresa IP 172.16.20.2.
• Gazda B răspunde cu adresa hardware a adaptorului său de rețea la cererea ARP. Interfața Ethernet 1 a routerului are acum tot ce are nevoie pentru a redirecționa pachetul la destinația finală. Figura prezintă un cadru generat de router și transmis prin rețeaua fizică locală.

Un cadru generat de interfața Ethernet 1 a routerului are o adresă sursă hardware de la Ethernet 1 și o adresă de destinație hardware pentru adaptorul de rețea al gazdei B. sursa și destinația nu se schimbă niciodată. Pachetul nu este modificat în niciun fel, dar cadrele sunt modificate.

• Gazda B primește cadrul și verifică CRC. Dacă verificarea are succes, cadrul este abandonat și pachetul este trecut la protocolul IP. Analizează adresa IP de destinație. Deoarece adresa IP de destinație este aceeași cu adresa setată pe gazda B, IP examinează câmpul de protocol pentru a determina destinația pachetului.
• Pachetul nostru conține o cerere de eco ICMP, astfel încât gazda B generează un nou răspuns de eco ICMP cu IP sursă egal cu gazda B și IP destinație egal cu gazda A. Procesul repornește, dar în direcția opusă. Cu toate acestea, adresele hardware ale tuturor dispozitivelor de-a lungul căii pachetului sunt deja cunoscute, astfel încât toate dispozitivele vor putea obține adresele interfeței hardware din propriile cache ARP.

În rețelele mari, procesul este similar, dar pachetul va trebui să treacă prin mai multe secțiuni pe drumul către gazda destinație.

Tabelele de rutare

În stiva TCP/IP, routerele și nodurile finale iau decizii cu privire la cine să redirecționeze un pachet pentru a-l livra cu succes la nodul de destinație, pe baza așa-numitelor tabele de rutare.

Tabelul este un exemplu tipic de tabel de rutare care utilizează adrese IP de rețea pentru rețeaua prezentată în figură.

Tabel de rutare pentru routerul 2

Tabelul prezintă un tabel de rutare cu mai multe rute, deoarece conține două rute către rețeaua 116.0.0.0. În cazul construirii unui tabel de rutare cu o singură rută, este necesar să specificați o singură cale către rețea 116.0.0.0 în funcție de cea mai mică valoare metrică.

După cum puteți vedea, tabelul definește mai multe rute cu parametri diferiți. Citiți fiecare astfel de intrare din tabelul de rutare după cum urmează:

Pentru a livra un pachet către o rețea cu o adresă din câmpul Adresă rețea și o mască din câmpul Mască rețea, trebuie să trimiteți un pachet de la interfață cu adresa IP din câmpul Interfață la adresa IP din câmpul Adresă gateway. , iar „costul” unei astfel de livrări va fi egal cu numărul din câmpul Metrics.

În acest tabel, coloana „Adresa rețelei de destinație” conține adresele tuturor rețelelor către care acest router poate trimite pachete. În stiva TCP/IP, este adoptată așa-numita abordare one-hop pentru optimizarea rutei de redirecționare a pachetelor (rutarea hop-ul următor) - fiecare router și nod final participă la alegerea unui singur pas de transmisie a pachetelor. Prin urmare, fiecare linie a tabelului de rutare nu indică întreaga rută ca o secvență de adrese IP ale routerelor prin care trebuie să treacă pachetul, ci doar o singură adresă IP - adresa următorului router către care trebuie transmis pachetul. Împreună cu pachetul, responsabilitatea alegerii următorului hop de rutare este transferată următorului router. O abordare cu un singur salt a rutare înseamnă o soluție distribuită la problema de selecție a rutei. Aceasta elimină limita numărului maxim de routere de tranzit pe calea unui pachet.

Pentru a trimite un pachet către următorul router, trebuie să cunoașteți adresa locală a acestuia, dar în stiva TCP/IP, se obișnuiește în tabelele de rutare să se folosească numai adrese IP pentru a-și păstra formatul universal, independent de tipul de rețele incluse. în internet. Pentru a găsi adresa locală a unei adrese IP cunoscute, trebuie să utilizați protocolul ARP.

Rutarea cu un singur salt are un alt avantaj - vă permite să reduceți volumul tabelelor de rutare în nodurile finale și routere folosind așa-numita rută implicită - implicit (0.0.0.0) ca număr de rețea de destinație, care de obicei ocupă ultima linie în tabelul de rutare. Dacă există o astfel de intrare în tabelul de rutare, atunci toate pachetele cu numere de rețea care nu sunt în tabelul de rutare sunt transmise către routerul specificat în linia implicită. Prin urmare, routerele stochează adesea informații limitate despre rețelele de pe Internet în tabelele lor, redirecționând pachete pentru alte rețele către portul și routerul implicit. Se presupune că routerul implicit va redirecționa pachetul către rețeaua backbone, iar routerele conectate la backbone au informații complete despre compoziția Internetului.

În plus față de ruta implicită, în tabelul de rutare pot fi găsite două tipuri de intrări speciale - o intrare pentru o rută specifică gazdei și o intrare pentru adresele rețelelor conectate direct la porturile routerului.

O rută specifică gazdei conține, în loc de un număr de rețea, o adresă IP completă, adică o adresă care are informații diferite de zero nu numai în câmpul numărul de rețea, ci și în câmpul numărul gazdei. Se presupune că pentru un astfel de nod terminal, ruta ar trebui aleasă diferit decât pentru toate celelalte noduri ale rețelei căreia îi aparține. În cazul în care tabelul are diferite intrări de redirecționare a pachetelor pentru întreaga rețea N și nodul său individual cu adresa N,D, atunci când un pachet sosește adresat nodului N,D, routerul va acorda preferință intrării pentru N,D.

Intrările din tabelul de rutare referitoare la rețelele conectate direct la router au zerouri („conectate”) în câmpul „Metric”.

Algoritmi de rutare

Cerințe de bază pentru algoritmii de rutare:

• precizie;
• simplitate;
• fiabilitate;
• stabilitate;
• Justiţie;
• optimitatea.

Există diverși algoritmi pentru construirea de tabele pentru rutarea cu un singur salt. Ele pot fi împărțite în trei clase:

• algoritmi simpli de rutare;
• algoritmi de rutare fix;
• algoritmi adaptivi de rutare.

Indiferent de algoritmul folosit pentru a construi tabelul de rutare, rezultatul muncii lor are un singur format. Datorită acestui fapt, în aceeași rețea, noduri diferite pot construi tabele de rutare conform propriilor algoritmi și apoi pot schimba datele lipsă între ele, deoarece formatele acestor tabele sunt fixe. Prin urmare, un router care utilizează un algoritm de rutare adaptiv poate furniza un nod final utilizând un algoritm de rutare fix cu informații despre calea către o rețea despre care nodul final nu știe.

Dirijare simplă

Aceasta este o metodă de rutare care nu se modifică atunci când se schimbă topologia și starea rețelei de transmisie a datelor (DTN).

Rutarea simplă este asigurată de diverși algoritmi, dintre care tipici sunt următorii:

• Rutarea aleatorie este transmiterea unui mesaj de la un nod în orice direcție aleasă aleatoriu, cu excepția direcțiilor în care mesajul a ajuns la nod.
• Flooding este transferul unui mesaj de la un nod în toate direcțiile, cu excepția direcției în care mesajul a ajuns la nod. O astfel de rutare garantează un timp scurt de livrare a pachetelor, cu prețul degradării debitului.
• Rutarea după experiența anterioară - fiecare pachet are un contor al numărului de noduri trecute, în fiecare nod de comunicație se analizează contorul și se reține traseul care corespunde valorii minime a contorului. Acest algoritm vă permite să vă adaptați la schimbările din topologia rețelei, dar procesul de adaptare este lent și ineficient.

În general, rutarea simplă nu asigură transfer direcțional de pachete și are o eficiență scăzută. Principalul său avantaj este de a asigura funcționarea stabilă a rețelei în cazul defecțiunii diferitelor părți ale rețelei.

Rutare fixă

Acest algoritm este utilizat în rețele cu o topologie de legătură simplă și se bazează pe compilarea manuală a tabelului de rutare de către administratorul de rețea. Algoritmul funcționează adesea eficient și pentru coloana vertebrală a rețelelor mari, deoarece coloana vertebrală în sine poate avea o structură simplă cu cele mai bune căi evidente pentru pachete către subrețele atașate la coloana vertebrală, următorii algoritmi disting:

• Rutarea fixă ​​cu o singură cale este atunci când se stabilește o singură cale între doi abonați. O rețea cu o astfel de rutare este instabilă la defecțiuni și congestionare.
• Rutare fixă ​​cu mai multe căi - Pot fi setate mai multe căi posibile și este introdusă o regulă de selecție a căilor. Eficiența unei astfel de direcționări scade pe măsură ce sarcina crește. Dacă vreo linie de comunicație eșuează, este necesară modificarea tabelului de rutare; pentru aceasta, în fiecare nod de comunicație sunt stocate mai multe tabele.

Rutare adaptivă

Acesta este principalul tip de algoritmi de rutare utilizate de routere în rețelele moderne cu topologii complexe. Rutarea adaptivă se bazează pe faptul că ruterele schimbă periodic informații topologice speciale despre rețelele disponibile pe Internet, precum și despre legăturile dintre routere. De obicei, nu se ia în considerare doar topologia legăturilor, ci și debitul și starea acestora.

Protocoalele adaptive permit tuturor ruterelor să colecteze informații despre topologia legăturilor din rețea, procesând rapid toate modificările în configurația legăturilor. Aceste protocoale sunt distribuite în natură, ceea ce se exprimă prin faptul că nu există routere dedicate în rețea care să colecteze și să generalizeze informații topologice: această muncă este distribuită între toate routerele, se disting următorii algoritmi:

• Rutare adaptivă locală - fiecare nod conține informații despre starea liniei de comunicație, lungimile cozii și un tabel de rutare.
• Rutarea adaptivă globală - bazată pe utilizarea informațiilor primite de la nodurile învecinate. Pentru a face acest lucru, fiecare nod conține un tabel de rutare, care indică timpul necesar pentru ca mesajele să treacă. Pe baza informațiilor primite de la nodurile vecine, valoarea tabelului este recalculată ținând cont de lungimea cozii din nodul propriu-zis.
• Rutare adaptivă centralizată - există un nod central care colectează informații despre starea rețelei. Acest centru generează pachete de control care conțin tabele de rutare și le trimite către nodurile de comunicație.
• Rutare adaptivă hibridă - bazată pe utilizarea unui tabel trimis periodic de centru și pe analiza lungimii cozii de la nodul însuși.

Indicatori de algoritm (metrici)

Tabelele de rutare conțin informații pe care programele de comutare le folosesc pentru a selecta cea mai bună rută. Ce caracterizează construcția tabelelor de rutare? Care este natura informațiilor pe care le conțin? Această secțiune despre performanța algoritmului încearcă să răspundă la întrebarea cum un algoritm determină preferința pentru o rută față de altele.

Algoritmii de rutare folosesc multe valori diferite. Algoritmii de rutare complecși pentru selecția rutei se pot baza pe mai mulți indicatori, combinându-i astfel încât rezultatul să fie un singur indicator hibrid. Următoarele sunt valorile care sunt utilizate în algoritmii de rutare:

• Lungimea traseului.
• Fiabilitate.
• Întârziere.
• Lățimea de bandă.

Lungimea traseului.

Lungimea rutei este cea mai comună măsură de rutare. Unele protocoale de rutare permit administratorilor de rețea să atribuie prețuri arbitrare fiecărei legături de rețea. În acest caz, lungimea căii este suma costurilor asociate cu fiecare legătură care a fost parcursă. Alte protocoale de rutare specifică un „număr de hop” (număr de hop), adică o măsură a numărului de treceri pe care un pachet trebuie să le facă pe drumul său de la sursă la destinație prin elementele de interconectare a rețelei (cum ar fi routerele).

Fiabilitate.

Fiabilitatea, în contextul algoritmilor de rutare, se referă la fiabilitatea fiecărei legături dintr-o rețea (descrisă de obicei în termeni de raport bit/eroare). Unele legături de rețea pot eșua mai des decât altele. Eșecurile unor canale de rețea pot fi eliminate mai ușor sau mai rapid decât defecțiunile altor canale. La atribuirea ratingurilor de fiabilitate, pot fi luați în considerare orice factor de fiabilitate. Evaluările de fiabilitate sunt de obicei atribuite legăturilor de rețea de către administratori. De regulă, acestea sunt valori digitale arbitrare.

Întârziere.

Întârzierea de rutare este, de obicei, înțeleasă ca cantitatea de timp necesară pentru ca un pachet să călătorească de la sursă la destinație pe internet. Latența depinde de mulți factori, inclusiv lățimea de bandă a legăturilor de rețea intermediare, cozile la portul fiecărui router de-a lungul căii pachetului, congestia rețelei pe toate legăturile intermediare ale rețelei și distanța fizică pe care pachetul trebuie să fie mutat. . Deoarece aici există un conglomerat de mai multe variabile importante, latența este cea mai comună și utilă măsură.

Lățimea de bandă.

Lățimea de bandă se referă la puterea de trafic disponibilă a oricărui canal. Cu toate acestea, o legătură Ethernet de 10 Mbps este preferată față de orice linie închiriată cu o lățime de bandă de 64 Kbps. Deși lățimea de bandă este o estimare a debitului maxim realizabil al unei legături, rutele care traversează legături cu lățime de bandă mai mare nu vor fi neapărat mai bune decât rutele care traversează legături mai lente.

Protocol de comunicare TCP/IP

Internetul, care este o rețea de rețele și reunește un număr mare de rețele locale, regionale și corporative diferite, funcționează și se dezvoltă datorită utilizării unui singur protocol de transfer de date TCP / IP. Termenul TCP/IP include numele a două protocoale:

• Transmission Control Protocol (TCP) - protocol de transport;
• Internet Protocol (IP) este un protocol de rutare.

Protocol de rutare. Protocolul IP prevede transferul de informații între computere dintr-o rețea. Să luăm în considerare funcționarea acestui protocol prin analogie cu transferul de informații folosind poșta obișnuită. Pentru ca scrisoarea să ajungă la destinație, pe plic sunt indicate adresa destinatarului (căreia îi este scrisoarea) și adresa expeditorului (de la care este scrisoarea).

În mod similar, informațiile transmise prin rețea sunt „împachetate într-un plic” pe care sunt „scrise” adresele IP ale computerelor destinatarului și ale expeditorului, de exemplu, „Către: 198.78.213.185”, „De la: 193.124.5.33”. Conținutul plicului în limbaj informatic este numit prin pachet IPși este un set de octeți.

În procesul de trimitere a scrisorilor obișnuite, acestea sunt mai întâi livrate la oficiul poștal cel mai apropiat de expeditor și apoi transferate de-a lungul lanțului de oficii poștale la oficiul poștal cel mai apropiat de destinatar. La oficiile poștale intermediare, scrisorile sunt sortate, adică se stabilește la ce oficiu poștal următor trebuie trimisă o anumită scrisoare.

Pachetele IP în drum spre computerul destinatar trec și prin numeroase servere intermediare de Internet pe care se efectuează operația. rutare. Ca urmare a rutarii, pachetele IP sunt trimise de la un server de Internet la altul, apropiindu-se treptat de computerul destinatar.

Protocol Internet (IP) asigură rutarea pachetelor IP, adică livrarea informațiilor de la computerul expeditor către computerul receptor.

Determinarea rutei de trecere a informaţiei.„Geografia” Internetului diferă semnificativ de geografia cu care suntem obișnuiți. Viteza de obținere a informațiilor nu depinde de distanța serverului Web, ci de numărul de servere intermediare și de calitatea liniilor de comunicație (lățimea de bandă a acestora) prin care se transmite informațiile de la nod la nod.

Vă puteți familiariza cu traseul informațiilor de pe Internet destul de simplu. Programul special tracert.exe, care este inclus cu Windows, vă permite să urmăriți prin ce servere și cu ce întârziere informațiile sunt transmise de la serverul de Internet selectat către computer.

Să vedem cum se realizează accesul la informații în partea „Moscova” a internetului la unul dintre cele mai populare servere de căutare ale internetului rusesc www.rambler.ru.

Determinarea traseului fluxului de informații

2. În fereastră sesiune MS-DOS ca răspuns la solicitarea sistemului de a introduce comanda .

3. După ceva timp, va apărea o urmă de transmitere a informațiilor, adică o listă de noduri prin care informațiile sunt transmise computerului dvs. și timpul de transmitere între noduri.

Urmărirea rutei de transfer de informații arată că serverul www.rambler.ru se află la o „distanță” de 7 hop de noi, adică informațiile sunt transmise prin șase servere intermediare de internet (prin serverele furnizorilor moscovi MTU-Inform și Demos) . Viteza de transfer de informații între noduri este destul de mare, o „tranziție” durează de la 126 la 138 ms.

protocol de transport. Acum imaginați-vă că trebuie să trimitem un manuscris de mai multe pagini prin poștă, dar oficiul poștal nu acceptă colete și colete. Ideea este simplă: dacă manuscrisul nu se încadrează într-un plic poștal obișnuit, acesta trebuie sortat în foi și trimis în mai multe plicuri. Totodată, foile manuscrisului trebuie să fie numerotate, pentru ca destinatarul să știe în ce succesiune aceste foi trebuie îmbinate ulterior.

Pe Internet, o situație similară apare adesea atunci când computerele fac schimb de fișiere mari. Dacă trimiteți un astfel de fișier în întregime, atunci acesta poate „înfunda” canalul de comunicare pentru o lungă perioadă de timp, făcându-l inaccesibil pentru trimiterea altor mesaje.

Pentru a preveni acest lucru, pe computerul expeditor, este necesar să împărțiți un fișier mare în părți mici, să le numerotați și să le transportați în pachete IP separate la computerul destinatar. Pe computerul receptor, trebuie să asamblați fișierul sursă din părțile individuale în ordinea corectă.

Protocolul de control al transmisiei (TCP), adică protocolul de transport, prevede împărțirea fișierelor în pachete IP în timpul transmiterii și asamblarea fișierelor în timpul primirii.

Interesant este că pentru protocolul IP responsabil de rutare, aceste pachete nu au nicio legătură între ele. Prin urmare, ultimul pachet IP poate depăși primul pachet IP pe parcurs. Se poate întâmpla ca chiar și rutele de livrare ale acestor pachete să fie complet diferite. Cu toate acestea, TCP va aștepta primul pachet IP și va reasambla fișierul sursă în ordinea corectă.

Determinarea timpului de schimb de pachete IP. Timpul schimbului de pachete IP între computerul local și serverul de Internet poate fi determinat folosind utilitarul ping, care este inclus cu sistemul de operare Windows. Utilitarul trimite patru pachete IP la adresa specificată și arată timpul total de transmisie și recepție pentru fiecare pachet.

Determinarea timpului de schimb de pachete IP

1. Conectați-vă la Internet, introduceți comanda [Programs-MS-DOS Session].

2. În fereastră sesiune MS-DOS ca răspuns la solicitarea sistemului de a introduce comanda .

3. În fereastră sesiune MS-DOS va fi afișat rezultatul trecerii de test a semnalului în patru încercări. Timpul de răspuns caracterizează parametrii de viteză ai întregului lanț de linii de comunicație de la server la computerul local.

Întrebări pentru reflecție

1. Ce asigură funcționarea holistică a rețelei globale de calculatoare Internet?

Sarcini practice

4.5. Urmăriți traseul informațiilor de la unul dintre cele mai populare servere de căutare pe Internet www.yahoo.com, situat în segmentul „american” al Internetului.

4.6. Determinați timpul de schimb al pachetelor IP cu serverul www.yahoo.com.

IP înseamnă Internet Protocol (Internet Protocol), iar în special cea de-a patra versiune a acestui protocol este în prezent cea mai comună. IPv4 este definit prin RFC 791.

În OSI, este un protocol de rețea (al treilea) strat. Acest nivel, vă reamintesc, este conceput pentru a determina calea transferului de date.

IPv4 utilizează comutarea de pachete. În acest caz, mesajul original transmis este împărțit în părți mici (pachete), care sunt transmise independent prin rețea.

În plus, IPv4 nu garantează livrarea pachetelor sau absența duplicatelor. Aceasta este așa-numita „livrare cel mai bun efort” (spre deosebire de livrarea garantată). În consecință, aceste sarcini sunt transferate către protocoale de nivel superior, cum ar fi TCP.

Adresarea

IPv4 identifică expeditorul și destinatarul folosind o adresă de 32 de biți, ceea ce limitează numărul de adrese posibile la 4 294 967 296. Din acest număr, IPv4 își rezervă intervale de adrese speciale numite private (~18M) și multicast (~270M).

Adresele sunt de obicei scrise ca patru octeți zecimale punctate, de exemplu: 198.51.100.25 corespunde numărului C6336419 16 .

Când utilizați spațiul de adrese global, este necesar să faceți distincția între adresele disponibile în local rețele fizice care nu necesită rutare și adrese care sunt situate fizic pe o altă rețea. În cazul acestuia din urmă, pachetele sunt direcționate către router, care trebuie să le transmită mai departe.

În primele versiuni ale standardului, primul octet a fost folosit pentru a identifica rețeaua, restul pentru a identifica gazda. A devenit rapid clar că 256 de rețele nu sunt suficiente. Prin urmare, au fost introduse clase de rețele:

Clasă	Primele bătăi	Lungimea adresei de rețea	Lungimea adresei gazdei
A	0	8	24
B	10	16	16
C	110	24	8
D	1110	N / A	N / A
E	1111	N / A	N / A

Clasă	Începutul intervalului	Sfârșitul intervalului
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

Clasa D este rezervată pentru multicast, clasa E este doar rezervată „pentru orice eventualitate”.

Lungimea adresei de rețea și lungimea adresei gazdei au fost determinate de primii biți ai adresei. Din aproximativ 1985, acesta a fost și el abandonat. Motivele pentru aceasta sunt că multe organizații au cerut mai multe adrese decât a oferit rețeaua de clasă C și au primit o rețea de clasă B. Rețeaua de clasă B a depășit însă de câteva ori cerințele organizației.

Clasele de rețea au fost înlocuite cu o mască de rețea. Aceasta este o mască de biți care indică ce biți ai adresei sunt de rețea și care sunt gazdă. Prin convenție standard, masca trebuie să fie completată de la stânga la dreapta, astfel încât adresa de rețea să fie întotdeauna în biți înalți. Acest lucru vă permite să specificați numai lungimea adresei de rețea, în loc de întreaga masca de rețea.

De exemplu, 192.0.2.0/24 înseamnă că primii 24 de biți (trei octeți) sunt pentru adresa de rețea, iar restul sunt pentru adresa gazdei. /24 este echivalent cu masca de rețea 255.255.255.0.

Utilizarea măștilor de rețea este descrisă în RFC 1517.

Numeroase standarde rezervă, de asemenea, diferite game de adrese pentru nevoi speciale.

Gamă	Descriere	RFC
0.0.0.0/8	Rețeaua curentă (adresa sursei)	6890
10.0.0.0/8	rețea privată	1918
100.64.0.0/10	Spațiu de adrese partajat CGN	6598
127.0.0.0/8	loopback	6890
169.254.0.0/16	Autoconfigurare	3927
172.16.0.0/12	rețea privată	1918
192.0.0.0/24	Atribuții de protocol IETF	6890
192.0.2.0/24	Documentație și exemple 1	5737
192.88.99.0/24	Retransmite ipv6 la ipv4	3068
192.168.0.0/16	rețea privată	1918
198.18.0.0/15	Testarea lățimii de bandă a rețelei	2544
198.51.100.0/24	Documentație și exemple 2	5737
203.0.113.0/24	Documentație și exemple 3	5737
224.0.0.0/4	Multicast	5771
240.0.0.0/4	rezervat	1700
255.255.255.255	Cerere de difuzare	919

Sunt rezervate și adresele gazdei, în reprezentare binară formată din zerouri (care indică întreaga rețea, rezervate) și unele (cerere de difuzare pentru această rețea).

De exemplu, 203.0.113.0 înseamnă (în text) rețeaua 203.0.113.0/24, iar 203.0.113.255 înseamnă o solicitare de difuzare către acea rețea.

Format pachet

Un pachet este format dintr-un antet și date. IP nu implică nicio verificare a integrității. Protocolul de bază (să zicem, Ethernet) oferă deja verificări de integritate la nivelul de legătură de date, iar cel mai înalt (să zicem, TCP) la nivelul de date.

Versiune, 4 biți Primul câmp de antet. În IPv4, valoarea este 0010 2 , adică. 4. Lungimea antetului, 4 biți Numărul de cuvinte pe 32 de biți din antet. Valoarea minimă este 5, ceea ce corespunde unei lungimi de antet de 20 de octeți. Maximul este de 15, lungimea antetului este de 60 de octeți. DSCP sau ToS - tip de serviciu, 6 biți Specifică prioritizarea pentru, de exemplu, VoIP. ECN, 2 biți Flag pentru indicarea explicită a congestiei rețelei. Necesită suport din ambele părți (recepție și transmisie). Când se primește acest flag, viteza de transmisie este redusă. Dacă flag-ul nu este acceptat, pachetele sunt pur și simplu abandonate. Lungime totală, 16 biți Lungimea totală a pachetului în octeți, inclusiv antetul și datele. Lungimea minimă este 20, lungimea maximă este 65535. Identificare, 16 biți Folosit pentru a identifica datagrama în mod unic. Deoarece poate fi necesară împărțirea unui pachet în bucăți mai mici atunci când este transmis prin rețele diferite, acest câmp este folosit pentru a identifica bucățile care aparțin aceluiași pachet. Steaguri, 3 biți

Indicatori de biți:

1. Rezervat, întotdeauna 0
2. Nu fragmentați. Dacă transmiterea ulterioară a pachetului necesită fragmentare, pachetul este aruncat.
3. Mai multe fragmente. Pentru pachetele fragmentate, toate, cu excepția ultimului, au acest indicator setat la 1.

Offset, 13 biți Offset-ul fragmentului relativ la începutul datagramei, măsurat în blocuri de 64 de biți. Primul fragment are un offset de 0. Offset-ul maxim este de 65528 octeți, care depășește lungimea maximă a pachetului de 65515 (minus antetul de 20 de octeți). Time To Live (TTL), 8 biți Când un pachet trece printr-un router, acest câmp este decrementat cu 1. Dacă acest câmp este zero, routerul îl renunță. Protocol, 8 biți

• 1-ICMP
• 6 - TCP
• 17-UDP

Sumă de control antet, 16 biți Se ia în considerare suma cuvintelor de 16 biți din antet, cu excepția sumei de control în sine. Această sumă este, de asemenea, însumată în blocuri de 16 biți până când rămâne unul. Apoi negația este aplicată pe bit la rezultat. Adresa expeditorului, 32 de biți Totul este clar aici Adresa destinatarului, 32 de biți Totul este clar și aici. Opțiuni (câmp opțional)

Folosit rar. Constă din blocuri de date antet. Antetul opțiunii are o lungime de 8-16 biți și constă din următoarele câmpuri:

• Tip de opțiune, 8 biți - un câmp care specifică care este opțiunea. Valoarea „0” înseamnă sfârșitul listei de opțiuni. Sunt înregistrate un total de 26 de coduri.
• Lungime, 8 biți - dimensiunea întregii opțiuni în biți, inclusiv antetul. Pentru unele tipuri de opțiuni pot lipsi.

ARP

IP definește adrese logice. Cu toate acestea, pentru a trimite un pachet pe o rețea Ethernet, trebuie să cunoașteți și adresa fizică a gazdei (sau a routerului) de destinație. Protocolul ARP este folosit pentru a mapa unul cu celălalt.

ARP (Address Resolution Protocol) este în mod oficial un protocol de rețea (al treilea) nivel în modelul OSI, deși oferă de fapt interacțiunea nivelului 2 și stratului 3. ARP este implementat pentru diverse perechi de protocoale de nivel 2 și 3.

Protocolul în sine este construit pe o schemă simplă cerere-răspuns. Să ne uităm la un exemplu concret.

Dacă o gazdă, să spunem A cu adresa logică 198.51.100.1 (pe rețea 198.51.100.0/24) dorește să trimită un pachet către gazda B cu adresa logică 198.51.100.2, trimite o cerere de difuzare a protocolului de nivel 2 (în acest caz Ethernet ) cu un mesaj încapsulat ARP care cere noduri de rețea - care este adresa fizică a nodului cu adresa logică 198.51.100.2 și care conține adresele logice și fizice ale nodului A. Nodul B, având în cererea văzut propria adresă logică, trimite un răspuns la nodul A la adresa logică și fizică primită în cerere. Rezultatele interogării sunt stocate în cache.

Mesajele ARP au următoarea structură:

Protocol fizic (HTYPE), 2 octeți Protocolul de strat 2 utilizat. Ethernet are identificatorul 1. Protocol logic (PTYPE), 2 octeți Protocolul Layer 3 utilizat. Corespunde cu EtherTypes. IPv4 are un ID de 0x0800. Lungimea adresei fizice (HLEN), 1 octet Lungimea adresei fizice în octeți, pentru Ethernet - 6 Lungimea adresei logice (PLEN), 1 octet Lungimea adresei logice în octeți, pentru IPv4 - 4 Operare (OPER), 2 octeți 1 pentru cerere, 2 pentru răspuns și multe alte opțiuni pentru extensii de protocol. Adresa fizică a expeditorului (SHA), octeți HLEN În cerere, adresa solicitantului. Răspunsul conține adresa gazdei solicitate. Adresa logică a expeditorului (SPA), octeți PLEN
Adresă fizică de destinație (THA), octeți HLEN Ignorați în cerere. Răspunsul conține adresa solicitantului. Adresă logică de destinație (TPA), octeți PLEN

De obicei, nodurile de rețea trimit și mesaje ARP atunci când își schimbă adresa IP sau când se pornesc. Acesta este de obicei implementat ca un APR unde TPA=SPA și THA=0. O altă opțiune este un răspuns ARP în care TPA=SPA și THA=SHA.

În plus, ARP poate fi utilizat pentru a detecta un conflict de adrese logice (cu SPA=0).

Există extensii de protocol care efectuează operațiuni inverse, InARP (Inverse ARP), care obține o adresă L3 de la o adresă L2 și RARP, care obține adresa L3 a nodului solicitant.

RARP a fost folosit pentru autoconfigurarea adreselor L3. Înlocuit ulterior cu BOOTP și apoi DHCP.

Rutare în rețele IPv4

Algoritmul de bază de rutare în rețelele IPv4 se numește algoritm de redirecționare.

Dacă există o adresă de destinație D și un prefix de rețea N, atunci

• Dacă N se potrivește cu prefixul de rețea al nodului curent, trimiteți date prin legătura locală.
• Dacă există o rută pentru N în tabelul de rutare, trimiteți date către routerul următor.
• Dacă există o rută implicită, trimiteți datele următoare-ului la routerul implicit
• Altfel, este o eroare.

Tabelul de rutare este un tabel de mapare între adresele de rețea și adresele ruterului următor pentru acele rețele. Deci, de exemplu, un nod cu adresa 198.51.100.54/24 poate avea următorul tabel de rutare: 203.0.113.0/24

Destinaţie	Poarta de acces	dispozitiv
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

Practic, ruta este legată și de dispozitivul de rețea de la care ar trebui trimise datele.

Dacă nodul poate fi atins prin mai multe rute, se alege ruta cu masca de rețea mai lungă (adică cea mai specifică). Nu poate exista decât o singură rută implicită.

De exemplu, gazda 198.51.100.54/24 are o tabelă de rutare:

Destinaţie	Poarta de acces	dispozitiv
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