IP ağlarında yönlendirme protokolleri. Dikkate Alınması Gereken IP Yönlendirme Protokolü Soruları

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

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-3.jpg" alt="(!LANG:>IP adresi l IPv 4 -adresi benzersiz bir 32 bit dizisidir ikili sayılar,"> 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 sürüm l sürüm 4 veya IPv 4 l sürüm 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:>Yapı l IP adresleriyle çalışma kolaylığı için 32- bit dizisi genellikle"> 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:>Alt ağ maskesi l Alt ağ maskesi, aşağıdakilerden oluşan 32 bitlik bir sayıdır: gitmekten"> 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:>Alt ağ maskesi l Alt ağ maskesi, IP'de son derece önemli bir rol oynar adresleme ve"> 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:>Ağ ve ana bilgisayar IP adreslerini atama kuralları yalnızca şunları içerebilir:"> 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:>Ağ ve ana bilgisayar IP adreslerini atama kuralları l ana bilgisayar tanımlayıcısı bir arada ve"> 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 IP adresleri, kar amacı gütmeyen özel bir şirket tarafından küresel olarak tahsis edilir. ICANN denir"> 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:>Klasik ve sınıfsız IP adresleme">!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-12.jpg" alt="(!LANG:>Geliştirme l Başlangıçta, tüm olası IP adresleri alanı bölündü beş sınıfa"> 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:>Orijinal IP adresleme şemasındaki adres sınıfları Class First Olası bit sayısı 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:>Problems l Gerekli IP adresi aralığını elde etmek için kuruluşlar, bir kayıt formu doldurması istendi,"> 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:>Problem Çözme l Sorunu çözmek için, sınıfsız bir IP adresleme şeması geliştirildi">!}

Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-16.jpg" alt="(!LANG:>Classless Inter. Domain Routing,), CIDR l eksik IP adresi bağlayıcı"> 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 Herhangi bir IP ağındaki olası maksimum düğüm sayısını nasıl hesaplayın? birçok bit"> 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 IP adresleri l İnternette kullanılan tüm adreslerin kayıt olması gerekir) içinde"> 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:>IP Yönlendirme Temelleri l diğer bilgisayarlar ve ağlarla düzgün iletişim kurmak için, her biri"> 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:>Örnek BİLGİSAYAR l IP adresi - 192. 168. 5. 200 ; l alt ağ maskesi -"> 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:>Örnek Görev: 192.168 adresine bir IP paketi gönderin. 5. 15. l bilgisayar şu anda çalışıyor"> 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:>Onu örnekleyin"> 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:>Örnek 2 Görev: 192.168 adresine bir IP paketi gönderin 10. 20. l Bilgisayar"> 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:> IP ayarlarını yapılandırma ve çalışıp çalışmadığını kontrol etme yolları 1. manuel olarak atamak (kolayca bir hata yapmak"> 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:>IP kontrol ediliyor 1. IPCONFIG /ALL. 2 parametre ve işlevsellik PING 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:>Sorular 1. İşlemi sağlamak için hangi parametreler ve ayarlar gereklidir? TCP protokol yığını /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:>Sorular 1. IP adresi sınıfları nelerdir? belirlendi mi? 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?!}

Veya geçit, farklı IP ağlarına bağlı birkaç IP arabirimine (kendi MAC adresini ve IP adresini içeren) sahip bir ağ düğümüdür; bu, yönlendirme sorununun çözümüne bağlı olarak, göndericiden alıcıya teslim edilmek üzere datagramları bir ağdan diğerine yeniden yönlendirir. alıcı.

Bunlar ya özel bilgisayarlardır ya da çalışması özel bir yazılım tarafından kontrol edilen birkaç IP arabirimine sahip bilgisayarlardır.

IP ağlarında yönlendirme

Yönlendirme, bir cihazdan bir paket almak ve onu bir ağ üzerinden diğer ağlar üzerinden başka bir cihaza iletmek için kullanılır. Ağda yönlendirici yoksa, yönlendirme desteklenmez. Yönlendiriciler trafiği ağlar arasını oluşturan tüm ağlara yönlendirir (yönlendirir).

Bir paketi yönlendirmek için yönlendiricinin aşağıdaki bilgilere sahip olması gerekir:

Varış noktası
Uzak ağlar hakkında bilgi edinebileceği komşu yönlendirici
Tüm uzak ağlar için mevcut yollar
Her uzak ağa giden en iyi yol
Yönlendirme bilgilerini koruma ve kontrol etme yöntemleri

Yönlendirici, komşu yönlendiricilerden veya ağ yöneticisinden uzak ağları öğrenir. Yönlendirici daha sonra uzak ağların nasıl bulunacağını açıklayan bir yönlendirme tablosu oluşturur.

Ağ doğrudan yönlendiriciye bağlıysa, paketin bu ağa nasıl yönlendirileceğini zaten bilir. Ağ doğrudan bağlı değilse, yönlendirici statik yönlendirmeyi (yönlendirme tablosundaki tüm ağların konumunun yönetici tarafından manuel girişi) veya dinamik yönlendirmeyi kullanarak uzak ağa erişim yollarını öğrenmelidir (öğrenmelidir).

Dinamik yönlendirme, bir cihazın komşu yönlendiricilerle nasıl etkileşime gireceğini belirleyen bir yönlendirme protokolü sürecidir. Yönlendirici, öğrendiği her ağ hakkındaki bilgileri güncelleyecektir. Ağda bir değişiklik meydana gelirse, dinamik yönlendirme protokolü, değişikliği tüm yönlendiricilere otomatik olarak bildirir. Statik yönlendirme kullanılıyorsa, sistem yöneticisinin tüm cihazlarda yönlendirme tablolarını güncellemesi gerekecektir.

IP yönlendirme, her boyuttaki ağlarda aynı olan basit bir işlemdir. Örneğin, şekil, ana bilgisayar A'nın başka bir ağdaki ana bilgisayar B ile iletişim kurma sürecini adım adım göstermektedir. Örnekte, ana bilgisayar A'nın kullanıcısı, ana bilgisayar B'nin IP adresine ping atıyor. Sonraki işlemler o kadar basit değil, o yüzden bunları daha ayrıntılı olarak ele alalım:

Komut isteminde, kullanıcı ping 172.16.20.2 yazar. Ana Bilgisayar A, ağ katmanı protokollerini ve ICMP'yi kullanarak bir paket oluşturur.

IP, ana bilgisayar A'nın IP adresini ve alt ağ maskesini arayarak paketin hedef ağını bulmak için ARP'yi kullanır. Bu, uzak ana bilgisayara yapılan bir istektir, yani. paket yerel ağdaki ana bilgisayara yönlendirilmemiştir, bu nedenle paketin doğru uzak ağa iletilebilmesi için yönlendiriciye yönlendirilmesi gerekir.
Ana Bilgisayar A'nın yönlendiriciye bir paket göndermesi için, ana bilgisayarın yerel ağa bağlı yönlendirici arabiriminin donanım adresini bilmesi gerekir. Ağ katmanı, yerel ana bilgisayara çerçeveleme ve iletme için paketi ve donanım hedef adresini bağlantı katmanına iletir. Donanım adresini elde etmek için ana bilgisayar, hedefin konumunu ARP önbelleği adı verilen kendi belleğinde arar.
IP adresine henüz ulaşılmamışsa ve ARP önbelleğinde mevcut değilse, ana bilgisayar 172.16.10.1 IP adresindeki donanım adresini aramak için bir ARP yayını gönderir. Bu nedenle, ilk Ping isteği genellikle zaman aşımına uğrar, ancak diğer dört istek başarılı olur. Adresi önbelleğe aldıktan sonra genellikle zaman aşımı olmaz.
Yönlendirici yanıt verir ve LAN'a bağlı Ethernet arabiriminin donanım adresini bildirir. Artık ana bilgisayar, paketi yerel ağdaki yönlendiriciye iletmek için tüm bilgilere sahiptir. Ağ katmanı, bağlantı katmanında bir ICMP yankı isteği (Ping) oluşturmak için paketi indirir ve paketi, ana bilgisayarın paketi göndermesi gereken donanım adresiyle doldurur. Paket, ağ katmanı protokol alanında paket tipinin (ICMP) bir göstergesi ile birlikte kaynak ve hedef IP adreslerine sahiptir.
Bağlantı katmanı, paketin yerel ağ üzerinden gönderilmesi gereken kontrol bilgileriyle birlikte kapsüllendiği bir çerçeve oluşturur. Bu bilgi, kaynak ve hedef donanım adreslerinin yanı sıra ağ katmanı protokolü tarafından ayarlanan tür alanındaki değeri içerir (IP varsayılan olarak Ethernet_II çerçevelerini kullandığından bu tür alanı olacaktır). Şekil 3, bağlantı katmanında oluşturulan ve yerel medya üzerinden gönderilen bir çerçeveyi göstermektedir. Şekil 3, yönlendirici ile iletişim kurmak için gereken tüm bilgileri gösterir: kaynak ve hedef donanım adresleri, kaynak ve hedef IP adresleri, veriler ve FCS (Çerçeve Kontrol Sırası) alanında bulunan çerçeve CRC sağlama toplamı.
A sunucusunun bağlantı katmanı, çerçeveyi fiziksel katmana gönderir. Orada, sıfırlar ve birler dijital bir sinyale kodlanır ve ardından bu sinyalin yerel bir fiziksel ağ üzerinden iletilmesi sağlanır.

Sinyal, çerçeveyi çıkarmak için dijital sinyal girişine senkronize edilen yönlendiricinin Ethernet 0 arayüzüne ulaşır. Yönlendirici arayüzü, çerçeveyi oluşturduktan sonra CRC'yi kontrol eder ve çerçeve alımının sonunda, alınan değeri FCS alanının içeriğiyle karşılaştırır. Ayrıca, parçalanma ve medya çakışmaları için aktarım sürecini kontrol eder.
Hedefin donanım adresi kontrol edilir. Yönlendirici adresiyle eşleştiğinden, bu veri paketiyle ne yapılacağını belirlemek için çerçeve türü alanı ayrıştırılır. Tip alanı IP'ye ayarlanmıştır, bu nedenle yönlendirici, paketi yönlendirici üzerinde çalışan IP işlemine iletir. Çerçeve kaldırılır. Orijinal paket (ana bilgisayar A tarafından oluşturulur) yönlendirici tarafından arabelleğe alınır.
IP protokolü, paketin yönlendiricinin kendisine yönlendirilip yönlendirilmediğini belirlemek için paketteki hedef IP adresine bakar. Hedef IP adresi 172.16.20.2 olduğundan, yönlendirici yönlendirme tablosundan 172.16.20.0 ağının doğrudan Ethernet arabirimi 1'e bağlı olduğunu belirler.
Yönlendirici, arabelleğe alınan paketi Ethernet arayüzüne iletir 1. Yönlendiricinin, paketi hedef ana bilgisayara iletmek için bir çerçeve oluşturması gerekir. Yönlendirici önce donanım adresinin ağ ile önceki etkileşimler sırasında çözülüp çözülmediğini belirlemek için ARP önbelleğini kontrol eder. Adres ARP önbelleğinde değilse, yönlendirici, IP adresi 172.16.20.2 için donanım adresini aramak için Ethernet 1 arayüzüne bir ARP yayın isteği gönderir.
Ana Bilgisayar B, ARP isteğine ağ bağdaştırıcısının donanım adresiyle yanıt verir. Yönlendiricinin Ethernet 1 arayüzü artık paketi son hedefine iletmek için ihtiyaç duyduğu her şeye sahiptir. Şekil, yönlendirici tarafından oluşturulan ve yerel fiziksel ağ üzerinden iletilen bir çerçeveyi göstermektedir.

Yönlendiricinin Ethernet 1 arabirimi tarafından oluşturulan bir çerçeve, Ethernet 1'den bir donanım kaynak adresine ve Ana Bilgisayar B'nin ağ bağdaştırıcısı için bir donanım hedef adresine sahiptir, kaynak ve hedef asla değişmez. Paket hiçbir şekilde değiştirilmez, ancak çerçeveler değiştirilir.

Ana Bilgisayar B çerçeveyi alır ve CRC'yi kontrol eder. Kontrol başarılı olursa çerçeve bırakılır ve paket IP protokolüne iletilir. Hedef IP adresini ayrıştırır. Hedef IP adresi, Ana Bilgisayar B'de ayarlanan adresle aynı olduğundan, IP, paketin hedefini belirlemek için protokol alanını inceler.
Paketimiz bir ICMP yankı isteği içeriyor, bu nedenle ana bilgisayar B, ana bilgisayar B'ye eşit kaynak IP ve ana bilgisayar A'ya eşit hedef IP ile yeni bir ICMP yankı yanıtı oluşturur. İşlem yeniden başlar, ancak ters yönde. Ancak, paketin yolu boyunca tüm aygıtların donanım adresleri zaten bilinmektedir, bu nedenle tüm aygıtlar donanım arabirim adreslerini kendi ARP önbelleklerinden alabilecektir.

Büyük ağlarda süreç benzerdir, ancak paketin hedef ana bilgisayara giderken daha fazla bölümden geçmesi gerekecektir.

Yönlendirme tabloları

TCP/IP yığınında, yönlendiriciler ve uç düğümler, bir paketi hedef düğüme başarılı bir şekilde iletmek için kime ileteceklerine, sözde yönlendirme tablolarına dayanarak karar verirler.

Tablo, şekilde gösterilen ağ için ağ IP adreslerini kullanan tipik bir yönlendirme tablosu örneğidir.

Yönlendirici 2 için yönlendirme tablosu

Tablo, 116.0.0.0 ağa giden iki yol içerdiğinden, çok yollu bir yönlendirme tablosunu göstermektedir. Tek yollu bir yönlendirme tablosunun oluşturulması durumunda, en küçük metrik değere göre 116.0.0.0 ağa yalnızca bir yol belirtmek gerekir.

Gördüğünüz gibi, tablo farklı parametrelerle birkaç rota tanımlıyor. Yönlendirme tablosundaki bu tür girişlerin her birini aşağıdaki gibi okuyun:

Ağ adresi alanından bir adres ve Ağ maskesi alanından bir maske ile bir ağa paket teslim etmek için, Arayüz alanından IP adresi olan arayüzden Ağ Geçidi adres alanından IP adresine bir paket göndermeniz gerekir. , ve bu teslimatın "maliyeti", Metrikler alanındaki sayıya eşit olacaktır.

Bu tabloda, "Hedef ağ adresi" sütunu, bu yönlendiricinin paketleri iletebileceği tüm ağların adreslerini içerir. TCP/IP yığınında, paket iletme yolunu (sonraki atlamalı yönlendirme) optimize etmek için tek atlamalı yaklaşım benimsenir - her yönlendirici ve uç düğüm, yalnızca bir paket iletim adımının seçilmesinde yer alır. Bu nedenle, yönlendirme tablosunun her satırı, paketin geçmesi gereken yönlendiricilerin IP adresleri dizisi olarak tüm yolu göstermez, ancak yalnızca bir IP adresi - paketin iletilmesi gereken sonraki yönlendiricinin adresi. Paketle birlikte, bir sonraki yönlendirme atlamasını seçme sorumluluğu bir sonraki yönlendiriciye aktarılır. Yönlendirmeye tek aşamalı bir yaklaşım, rota seçimi problemine dağıtılmış bir çözüm anlamına gelir. Bu, bir paketin yolundaki maksimum geçiş yönlendiricisi sayısı sınırını kaldırır.

Bir sonraki yönlendiriciye bir paket göndermek için yerel adresini bilmeniz gerekir, ancak TCP / IP yığınında, dahil edilen ağ türünden bağımsız olarak, evrensel biçimlerini korumak için yönlendirme tablolarında yalnızca IP adreslerini kullanmak gelenekseldir. internette. Bilinen bir IP adresinin yerel adresini bulmak için ARP protokolünü kullanmanız gerekir.

Tek sekmeli yönlendirmenin başka bir avantajı vardır - genellikle son satırı kaplayan hedef ağ numarası olarak varsayılan rota - varsayılanı (0.0.0.0) kullanarak uç düğümlerdeki ve yönlendiricilerdeki yönlendirme tablolarının hacmini azaltmanıza olanak tanır yönlendirme tablosunda. Yönlendirme tablosunda böyle bir giriş varsa, yönlendirme tablosunda olmayan ağ numaralarına sahip tüm paketler, varsayılan satırda belirtilen yönlendiriciye iletilir. Bu nedenle, yönlendiriciler genellikle tablolarında İnternet'teki ağlar hakkında sınırlı bilgi depolar ve diğer ağlar için paketleri varsayılan bağlantı noktasına ve yönlendiriciye iletir. Varsayılan yönlendiricinin paketi omurga ağına ileteceği ve omurgaya bağlı yönlendiricilerin İnternet'in bileşimi hakkında eksiksiz bilgiye sahip olduğu varsayılmaktadır.

Varsayılan rotaya ek olarak, yönlendirme tablosunda iki tür özel giriş bulunabilir - ana bilgisayara özel bir rota için bir giriş ve doğrudan yönlendiricinin bağlantı noktalarına bağlı ağların adresleri için bir giriş.

Ana bilgisayara özel bir yol, bir ağ numarası yerine tam bir IP adresi, yani yalnızca ağ numarası alanında değil, aynı zamanda ana bilgisayar numarası alanında da sıfır olmayan bilgiye sahip bir adres içerir. Böyle bir uçbirim düğümü için yolun, ait olduğu ağın diğer tüm düğümlerinden farklı olarak seçilmesi gerektiği varsayılır. Tablonun tüm ağ N ve N,D adresine sahip bireysel düğümü için paketlerin iletilmesi için farklı girişlere sahip olması durumunda, bir paket N,D düğümüne adreslenmiş olarak ulaştığında, yönlendirici girişe öncelik verecektir. N,D için.

Yönlendirme tablosundaki doğrudan yönlendiriciye bağlı ağlarla ilgili girişlerin "Metrik" alanında sıfırları ("bağlı") vardır.

Yönlendirme Algoritmaları

Yönlendirme algoritmaları için temel gereksinimler:

kesinlik;
basitlik;
güvenilirlik;
istikrar;
Adalet;
optimallik.

Tek sekmeli yönlendirme için tablolar oluşturmak için çeşitli algoritmalar vardır. Üç sınıfa ayrılabilirler:

basit yönlendirme algoritmaları;
sabit yönlendirme algoritmaları;
Uyarlanabilir yönlendirme algoritmaları.

Yönlendirme tablosunu oluşturmak için kullanılan algoritmadan bağımsız olarak, çalışmalarının sonucu tek bir formata sahiptir. Bu nedenle, aynı ağda, farklı düğümler kendi algoritmalarına göre yönlendirme tabloları oluşturabilir ve ardından bu tabloların biçimleri sabit olduğundan, eksik verileri birbirleriyle değiş tokuş edebilir. Bu nedenle, uyarlanabilir bir yönlendirme algoritması kullanan bir yönlendirici, uç düğümün bilmediği bir ağa giden yol bilgisi ile sabit bir yönlendirme algoritması kullanan bir uç düğüm sağlayabilir.

Basit yönlendirme

Bu, veri iletim ağının (DTN) topolojisi ve durumu değiştiğinde değişmeyen bir yönlendirme yöntemidir.

Basit yönlendirme, tipik olarak aşağıdakiler olan çeşitli algoritmalar tarafından sağlanır:

Rastgele yönlendirme, bir düğümden mesajın düğüme ulaştığı yönler dışında rastgele seçilen herhangi bir yönde iletilmesidir.
Flooding, bir düğümden mesajın düğüme ulaştığı yön dışında tüm yönlere iletilmesidir. Bu tür yönlendirme, verim düşüşü pahasına kısa bir paket teslim süresini garanti eder.
Önceki deneyime göre yönlendirme - her paketin geçen düğüm sayısının bir sayacı vardır, her iletişim düğümünde sayaç analiz edilir ve sayacın minimum değerine karşılık gelen yol hatırlanır. Bu algoritma, ağ topolojisindeki değişikliklere uyum sağlamanıza izin verir, ancak uyum süreci yavaş ve verimsizdir.

Genel olarak basit yönlendirme, yönlü paket aktarımı sağlamaz ve düşük verimliliğe sahiptir. Ana avantajı, ağın çeşitli bölümlerinin arızalanması durumunda ağın kararlı çalışmasını sağlamaktır.

Sabit Yönlendirme

Bu algoritma, basit bir bağlantı topolojisine sahip ağlarda kullanılır ve ağ yöneticisi tarafından yönlendirme tablosunun manuel olarak derlenmesine dayanır. Algoritma genellikle büyük ağların omurgaları için de etkili bir şekilde çalışır, çünkü omurganın kendisi, omurgaya bağlı alt ağlara giden paketler için bariz en iyi yollara sahip basit bir yapıya sahip olabilir, aşağıdaki algoritmalar şunları ayırt eder:

Tek yollu sabit yönlendirme, iki abone arasında tek bir yol oluşturulduğunda gerçekleşir. Böyle bir yönlendirmeye sahip bir ağ, arızalara ve tıkanıklığa karşı kararsızdır.
Çok Yollu Sabit Yönlendirme - Birden çok olası yol ayarlanabilir ve bir yol seçim kuralı tanıtılır. Bu tür yönlendirmenin verimliliği, yük arttıkça azalır. Herhangi bir iletişim hattı arızalanırsa, yönlendirme tablosunu değiştirmek gerekir, bunun için her iletişim düğümünde birkaç tablo saklanır.

Uyarlanabilir Yönlendirme

Bu, karmaşık topolojilere sahip modern ağlarda yönlendiriciler tarafından kullanılan ana yönlendirme algoritması türüdür. Uyarlanabilir yönlendirme, yönlendiricilerin İnternet'te bulunan ağlar ve yönlendiriciler arasındaki bağlantılar hakkında periyodik olarak özel topolojik bilgi alışverişi yapmasına dayanır. Genellikle, yalnızca bağlantıların topolojisi değil, aynı zamanda verimleri ve durumları da dikkate alınır.

Uyarlanabilir protokoller, tüm yönlendiricilerin ağdaki bağlantıların topolojisi hakkında bilgi toplamasına ve bağlantıların konfigürasyonundaki tüm değişiklikleri hızla işlemesine olanak tanır. Bu protokoller, ağda topolojik bilgileri toplayacak ve genelleştirecek özel yönlendiriciler olmadığı gerçeğiyle ifade edilen doğada dağıtılır: bu çalışma tüm yönlendiriciler arasında dağıtılır, aşağıdaki algoritmalar ayırt edilir:

Yerel uyarlamalı yönlendirme - her düğüm, iletişim hattının durumu, kuyruk uzunlukları ve bir yönlendirme tablosu hakkında bilgi içerir.
Küresel uyarlamalı yönlendirme - komşu düğümlerden alınan bilgilerin kullanımına dayalıdır. Bunu yapmak için her düğüm, mesajların geçmesi için geçen süreyi gösteren bir yönlendirme tablosu içerir. Komşu düğümlerden alınan bilgilere dayanarak, tablonun değeri, düğümün kendisindeki kuyruğun uzunluğu dikkate alınarak yeniden hesaplanır.
Merkezi uyarlanabilir yönlendirme - ağın durumu hakkında bilgi toplayan bazı merkezi düğümler vardır. Bu merkez, yönlendirme tablolarını içeren kontrol paketleri oluşturur ve bunları iletişim düğümlerine gönderir.
Hibrit uyarlamalı yönlendirme - merkez tarafından periyodik olarak gönderilen bir tablonun kullanımına ve düğümün kendisinden gelen kuyruk uzunluğunun analizine dayanır.

Algoritma göstergeleri (metrikler)

Yönlendirme tabloları, anahtarlama programlarının en iyi rotayı seçmek için kullandığı bilgileri içerir. Yönlendirme tablolarının yapısını karakterize eden nedir? İçerdikleri bilgilerin doğası nedir? Algoritma performansına ilişkin bu bölüm, bir algoritmanın bir yolun diğerlerine göre tercihini nasıl belirlediği sorusunu yanıtlamaya çalışır.

Yönlendirme algoritmaları birçok farklı metrik kullanır. Rota seçimi için karmaşık yönlendirme algoritmaları, birden fazla göstergeye dayalı olabilir ve bunları, sonuç tek bir hibrit gösterge olacak şekilde birleştirebilir. Yönlendirme algoritmalarında kullanılan metrikler şunlardır:

Rota uzunluğu.
Güvenilirlik.
Gecikme.
Bant genişliği.

Rota uzunluğu.

Rota uzunluğu, en yaygın yönlendirme ölçüsüdür. Bazı yönlendirme protokolleri, ağ yöneticilerinin her ağ bağlantısına keyfi fiyatlar atamasına izin verir. Bu durumda yol uzunluğu, geçilen her bağlantıyla ilişkili maliyetlerin toplamıdır. Diğer yönlendirme protokolleri bir "atlama sayısı" (atlama sayısı), yani bir paketin ağ ara bağlantı öğeleri (yönlendiriciler gibi) aracılığıyla kaynaktan hedefe giderken yapması gereken geçiş sayısının bir ölçüsünü belirtir.

Güvenilirlik.

Yönlendirme algoritmaları bağlamında güvenilirlik, bir ağdaki her bir bağlantının güvenilirliğini ifade eder (genellikle bir bit/hata oranı olarak tanımlanır). Bazı ağ bağlantıları diğerlerinden daha sık başarısız olabilir. Bazı ağ kanallarının arızaları, diğer kanalların arızalarına göre daha kolay veya daha hızlı ortadan kaldırılabilir. Güvenilirlik derecelendirmeleri atanırken, herhangi bir güvenilirlik faktörü dikkate alınabilir. Güvenilirlik derecelendirmeleri genellikle yöneticiler tarafından ağ bağlantılarına atanır. Kural olarak, bunlar keyfi dijital değerlerdir.

Gecikme.

Yönlendirme gecikmesi, genellikle bir paketin ağlar arasında kaynaktan hedefe seyahat etmesi için geçen süre olarak anlaşılır. Gecikme, ara ağ bağlantılarının bant genişliği, paketin yolu boyunca her yönlendiricinin bağlantı noktasındaki kuyruklar, ağın tüm ara bağlantılarındaki ağ tıkanıklığı ve paketin taşınması gereken fiziksel mesafe gibi birçok faktöre bağlıdır. . Burada birkaç önemli değişkenin bir araya gelmesi söz konusu olduğundan, gecikme en yaygın ve kullanışlı ölçüttür.

Bant genişliği.

Bant genişliği, herhangi bir kanalın mevcut trafik gücünü ifade eder. 64 Kbps bant genişliğine sahip herhangi bir kiralık hat yerine 10 Mbps Ethernet bağlantısı olan Ceteris paribus tercih edilir. Bant genişliği, bir bağlantının elde edilebilecek maksimum veriminin bir tahmini olmasına rağmen, daha yüksek bant genişliği bağlantılarını geçen rotalar, daha yavaş bağlantılardan geçen rotalardan mutlaka daha iyi olmayacaktır.

TCP/IP iletişim protokolü

Bir ağlar ağı olan ve çok sayıda farklı yerel, bölgesel ve kurumsal ağı birleştiren İnternet, tek bir TCP/IP veri aktarım protokolünün kullanılması sayesinde işler ve gelişir. TCP/IP terimi iki protokolün adlarını içerir:

İletim Kontrol Protokolü (TCP) - taşıma protokolü;
İnternet Protokolü (IP) bir yönlendirme protokolüdür.

Yönlendirme protokolü. IP protokolü, bir ağdaki bilgisayarlar arasında bilgi aktarımı sağlar. Bu protokolün işleyişini, normal posta kullanarak bilgi aktarımına benzeterek ele alalım. Mektubun gideceği yere ulaşması için zarfın üzerinde alıcının (mektubun kime olduğu) adresi ve göndericinin (mektubun kimden geldiği) adresi belirtilir.

Benzer şekilde, ağ üzerinden iletilen bilgiler, alıcının ve göndericinin bilgisayarlarının IP adreslerinin "yazıldığı" "bir zarfa paketlenir", örneğin, "Kime: 198.78.213.185", "Kimden: 193.124.5.33". Zarfın içeriğine bilgisayar dilinde denir. IP paketi ile ve bir bayt kümesidir.

Olağan mektupların iletilmesi sürecinde, önce gönderene en yakın postaneye teslim edilir ve daha sonra postaneler zinciri boyunca alıcıya en yakın postaneye aktarılır. Ara postanelerde mektuplar sıralanır, yani belirli bir mektubun sonraki hangi postaneye gönderilmesi gerektiği belirlenir.

IP paketleri alıcı bilgisayara giderken de işlemin yapıldığı çok sayıda ara internet sunucusundan geçer. yönlendirme. Yönlendirmenin bir sonucu olarak, IP paketleri bir İnternet sunucusundan diğerine gönderilir ve yavaş yavaş alıcı bilgisayara yaklaşır.

İnternet Protokolü (IP) IP paketlerinin yönlendirilmesini, yani bilginin gönderici bilgisayardan alıcı bilgisayara teslim edilmesini sağlar.

Bilgi geçiş yolunun belirlenmesi.İnternetin "coğrafyası", alıştığımız coğrafyadan önemli ölçüde farklıdır. Bilgi edinme hızı, Web sunucusunun uzaklığına değil, ara sunucuların sayısına ve bilginin düğümden düğüme iletildiği iletişim hatlarının (bant bant genişliği) kalitesine bağlıdır.

İnternetteki bilgi yolunu oldukça basit bir şekilde tanıyabilirsiniz. Windows ile birlikte gelen özel tracert.exe programı, seçilen İnternet sunucusundan bilgisayarınıza hangi sunucular aracılığıyla ve hangi gecikmeyle bilgilerin iletildiğini izlemenizi sağlar.

İnternetin "Moskova" bölümünde, Rus İnterneti www.rambler.ru'nun en popüler arama sunucularından birine bilgiye erişimin nasıl gerçekleştirildiğini görelim.

Bilgi akış yolunun belirlenmesi

2. Pencerede MS-DOS oturumu komutu girmek için sistem istemine yanıt olarak.

3. Bir süre sonra, bir bilgi iletimi izi, yani, bilgilerin bilgisayarınıza iletildiği düğümlerin bir listesi ve düğümler arasındaki iletim süresi görünecektir.

Bilgi aktarım yolunun izlenmesi, www.rambler.ru sunucusunun bizden 7 atlama "mesafesinde" olduğunu, yani bilgilerin altı ara İnternet sunucusu aracılığıyla (Moskova sağlayıcıları MTU-Inform ve Demos sunucuları aracılığıyla) iletildiğini gösteriyor. ). Düğümler arasında bilgi aktarım hızı oldukça yüksektir, bir "geçiş" 126'dan 138 ms'ye kadar sürer.

taşıma protokolü.Şimdi, posta yoluyla çok sayfalı bir el yazması göndermemiz gerektiğini, ancak postanenin koli ve koli kabul etmediğini hayal edin. Fikir basit: eğer yazı normal bir posta zarfına sığmıyorsa, sayfalara ayrılmalı ve birkaç zarf içinde gönderilmelidir. Aynı zamanda, alıcının bu kağıtların daha sonra hangi sırayla birleştirileceğini bilmesi için makalenin sayfaları numaralandırılmalıdır.

İnternette, benzer bir durum genellikle bilgisayarlar büyük dosyaları değiş tokuş ettiğinde ortaya çıkar. Böyle bir dosyayı bütünüyle gönderirseniz, iletişim kanalını uzun süre "tıkayabilir" ve diğer mesajların gönderilmesi için erişilemez hale gelebilir.

Bunun olmasını önlemek için gönderici bilgisayarda büyük bir dosyayı küçük parçalara bölmek, numaralandırmak ve ayrı IP paketlerinde alıcı bilgisayara taşımak gerekir. Alıcı bilgisayarda, kaynak dosyayı tek tek parçalardan doğru sırayla birleştirmeniz gerekir.

İletim Kontrol Protokolü (TCP), yani aktarım protokolü, aktarım sırasında dosyaların IP paketlerine bölünmesini ve alınması sırasında dosyaların birleştirilmesini sağlar.

İlginç bir şekilde, yönlendirmeden sorumlu IP protokolü için bu paketler birbiriyle tamamen ilgisizdir. Bu nedenle, son IP paketi yol boyunca ilk IP paketini geçebilir. Bu paketlerin teslimat yolları bile tamamen farklı olabilir. Ancak TCP, ilk IP paketini bekleyecek ve kaynak dosyayı doğru sırada yeniden bir araya getirecektir.

IP paketlerinin değişim zamanının belirlenmesi. Yerel bilgisayar ile İnternet sunucusu arasındaki IP paketi alışverişinin zamanı, Windows işletim sisteminde bulunan ping yardımcı programı kullanılarak belirlenebilir. Yardımcı program belirtilen adrese dört IP paketi gönderir ve her paket için toplam iletim ve alım süresini gösterir.

IP paket değişim zamanının belirlenmesi

1. İnternete bağlanın, [Programlar-MS-DOS Oturumu] komutunu girin.

2. Pencerede MS-DOS oturumu komutu girmek için sistem istemine yanıt olarak.

3. Pencerede MS-DOS oturumu dört denemede sinyalin test geçişinin sonucu görüntülenecektir. Yanıt süresi, sunucudan yerel bilgisayara kadar tüm iletişim hatları zincirinin hız parametrelerini karakterize eder.

Yansıma için sorular

1. Küresel bilgisayar ağı İnternet'in bütünsel işleyişini sağlayan nedir?

pratik görevler

4.5. İnternetin "Amerikan" bölümünde yer alan en popüler İnternet arama sunucularından www.yahoo.com'dan bilgi yolunu izleyin.

4.6. www.yahoo.com sunucusu ile IP paketlerinin değiş tokuş zamanını belirleyin.

IP, İnternet Protokolü (İnternet Protokolü) anlamına gelir ve özellikle bu protokolün 4. versiyonu şu anda en yaygın olanıdır. IPv4, RFC 791 aracılığıyla tanımlanır.

OSI içinde bir ağ (3.) katman protokolüdür. Bu seviye, size hatırlatırım, veri aktarım yolunu belirlemek için tasarlanmıştır.

IPv4, paket anahtarlamayı kullanır. Bu durumda, orijinal iletilen mesaj, ağ üzerinden bağımsız olarak iletilen küçük parçalara (paketlere) bölünür.

Ayrıca, IPv4, paketlerin teslimini veya kopyaların olmadığını garanti etmez. Bu, "en iyi çabayla teslimat" olarak adlandırılır (garantili teslimatın aksine). Buna göre, bu görevler TCP gibi daha üst düzey protokollere aktarılır.

adresleme

IPv4, göndereni ve alıcıyı 32 bitlik bir adres kullanarak tanımlar, bu da olası adreslerin sayısını 4,294,967,296 ile sınırlar.Bu sayının IPv4, özel (~18M) ve çok noktaya yayın (~270M) olarak adlandırılan özel adres aralıklarını ayırır.

Adresler genellikle dört noktalı ondalık sekizli olarak yazılır, örneğin: 198.51.100.25, C6336419 16 sayısına karşılık gelir.

Genel adres alanını kullanırken, mevcut adresler arasında ayrım yapmak gerekir. yerel yönlendirme gerektirmeyen fiziksel ağlar ve fiziksel olarak başka bir ağda bulunan adresler. İkincisi durumunda, paketler, onları iletmesi gereken yönlendiriciye yönlendirilir.

Standardın ilk sürümlerinde, ilk sekizli ağı tanımlamak için, geri kalanı düğümü tanımlamak için kullanıldı. 256 ağın yeterli olmadığı kısa sürede anlaşıldı. Bu nedenle, ağ sınıfları tanıtıldı:

Sınıf	İlk vuruşlar	Ağ adresi uzunluğu	Ana bilgisayar adresi uzunluğu
A	0	8	24
B	10	16	16
C	110	24	8
D	1110	Yok	Yok
E	1111	Yok	Yok

Sınıf	Menzil başlangıcı	Aralık sonu
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

D Sınıfı çok noktaya yayın için ayrılmıştır, E sınıfı sadece "her ihtimale karşı" ayrılmıştır.

Ağ adresinin uzunluğu ve ana bilgisayar adresinin uzunluğu, adresin ilk bitleri tarafından belirlendi. 1985'ten beri bu da terk edildi. Bunun nedeni, birçok kuruluşun sağladığı C sınıfı ağdan daha fazla adres talep etmesi ve B sınıfı bir ağ almasıdır, ancak B sınıfı ağ, kuruluşun gereksinimlerini defalarca aştı.

Ağ sınıfları bir ağ maskesiyle değiştirildi. Bu, adresin hangi bitlerinin ağ, hangilerinin ana bilgisayar olduğunu gösteren bir bit maskesidir. Standart kurala göre, ağ adresinin her zaman yüksek bitlerde olması için maske soldan sağa doldurulmalıdır. Bu, yalnızca belirtmenizi sağlar ağ adresi uzunluğu, tüm ağ maskesi yerine.

Örneğin, 192.0.2.0/24, ilk 24 bitin (üç sekizli) ağ adresi için olduğu ve geri kalanının ana bilgisayar adresi için olduğu anlamına gelir. /24, 255.255.255.0 ağ maskesine eşdeğerdir.

Ağ maskelerinin kullanımı RFC 1517'de açıklanmıştır.

Çok sayıda standart, özel ihtiyaçlar için farklı adres aralıkları da saklı tutar.

Menzil	Açıklama	RFC
0.0.0.0/8	Geçerli ağ (kaynak adres)	6890
10.0.0.0/8	özel ağ	1918
100.64.0.0/10	Paylaşılan adres alanı CGN	6598
127.0.0.0/8	geri döngü	6890
169.254.0.0/16	Otomatik yapılandırma	3927
172.16.0.0/12	özel ağ	1918
192.0.0.0/24	IETF Protokol Atamaları	6890
192.0.2.0/24	Belgeler ve örnekler 1	5737
192.88.99.0/24	ipv6'yı ipv4'e aktar	3068
192.168.0.0/16	özel ağ	1918
198.18.0.0/15	Ağ bant genişliği testi	2544
198.51.100.0/24	Belgeler ve örnekler 2	5737
203.0.113.0/24	Belgeler ve örnekler 3	5737
224.0.0.0/4	çok noktaya yayın	5771
240.0.0.0/4	ayrılmış	1700
255.255.255.255	yayın isteği	919

Ana bilgisayar adresleri de sıfırlardan (tüm ağı gösterir, ayrılmış) ve birlerden (bu ağ için yayın isteği) oluşan ikili gösterimde ayrılmıştır.

Örneğin, 203.0.113.0 (metin içinde) 203.0.113.0/24 ağı anlamına gelir ve 203.0.113.255, o ağa yapılan bir yayın isteği anlamına gelir.

Paket Formatı

Bir paket bir başlık ve veriden oluşur. IP herhangi bir bütünlük kontrolü anlamına gelmez. Temel protokol (örneğin, Ethernet) zaten veri bağlantısı katmanında ve veri katmanında daha yüksek olanı (örneğin, TCP) bütünlük kontrolleri sağlar.

Sürüm, 4 bit İlk başlık alanı. IPv4'te değer 0010 2'dir, yani. 4. Başlık uzunluğu, 4 bit Başlıktaki 32 bitlik kelimelerin sayısı. Minimum değer, 20 baytlık bir başlık uzunluğuna karşılık gelen 5'tir. Maksimum 15, başlığın uzunluğu 60 bayttır. DSCP veya ToS - hizmet türü, 6 bit VoIP için önceliklendirmeyi belirtir. ECN, 2 bit Ağ tıkanıklığının açık göstergesi için bayrak. Her iki taraftan da destek gerektirir (alma ve iletme). Bu bayrak alındığında, baud hızı düşer. Bayrak desteklenmiyorsa, paketler basitçe bırakılır. Toplam uzunluk, 16 bit Başlık ve veri dahil olmak üzere paketin bayt cinsinden toplam uzunluğu. Minimum uzunluk 20, maksimum uzunluk 65535'tir. Tanımlama, 16 bit Verikatarını benzersiz şekilde tanımlamak için kullanılır. Bir paketi farklı ağlar üzerinden iletilirken daha küçük parçalara bölmek gerekebileceğinden, bu alan aynı pakete ait parçaları tanımlamak için kullanılır. Bayraklar, 3 bit

Bit bayrakları:

Ayrılmış, her zaman 0
Parçalamayın. Paketin daha fazla iletilmesi parçalanma gerektiriyorsa, paket atılır.
Daha fazla parça. Parçalanmış paketler için, sonuncusu hariç tümünde bu bayrak 1'e ayarlanmıştır.

Ofset, 13 bit 64 bitlik bloklar halinde ölçülen, datagramın başlangıcına göre parçanın ofseti. İlk parçanın ofset değeri 0'dır. Maksimum kayma, 65515'lik maksimum paket uzunluğunu (eksi 20 baytlık başlık) aşan 65528 bayttır. Yaşam Süresi (TTL), 8 bit Bir paket yönlendiriciden geçtiğinde bu alan 1 azaltılır. Bu alan sıfır ise yönlendirici onu atar. Protokol, 8 bit

1-ICMP
6 - TCP
17-UDP

Başlık sağlama toplamı, 16 bit Sağlama toplamı dışında başlıktaki 16 bitlik kelimelerin toplamı dikkate alınır. Bu toplam aynı zamanda biri kalana kadar 16 bitlik bloklar halinde toplanır. Daha sonra olumsuzlama sonuca bit düzeyinde uygulanır. Göndericinin adresi, 32 bit Burada her şey açık Alıcının adresi, 32 bit Burada da her şey açık. Seçenekler (isteğe bağlı alan)

Nadiren kullanılmış. Başlık-veri bloklarından oluşur. Seçenek başlığı 8-16 bit uzunluğundadır ve aşağıdaki alanlardan oluşur:

Seçenek türü, 8 bit - seçeneğin ne olduğunu belirten bir alan. “0” değeri, seçenekler listesinin sonu anlamına gelir. Toplam 26 kod kayıtlıdır.
Uzunluk, 8 bit - başlık dahil tüm seçeneğin bit cinsinden boyutu. Bazı seçenekler mevcut olmayabilir.

ARP

IP, mantıksal adresleri tanımlar. Ancak, bir Ethernet ağında paket göndermek için hedef ana bilgisayarın (veya yönlendiricinin) fiziksel adresini de bilmeniz gerekir. ARP protokolü, birini diğerine eşlemek için kullanılır.

ARP (Adres Çözümleme Protokolü), aslında katman 2 ve katman 3 etkileşimi sağlamasına rağmen, OSI modelinde resmi olarak bir ağ (3.) katman protokolüdür. ARP, çeşitli katman 2 ve katman 3 protokol çiftleri için uygulanır.

Protokolün kendisi basit bir istek-yanıt şeması üzerine inşa edilmiştir. Belirli bir örneğe bakalım.

Bir ana bilgisayar, örneğin 198.51.100.1 mantıksal adresli A (198.51.100.0/24 ağda) mantıksal adresi 198.51.100.2 olan B ana bilgisayarına bir paket göndermek isterse, bir katman 2 protokolü yayın isteği gönderir (bu durumda Ethernet ) ağ düğümlerine soran kapsüllenmiş bir mesaj ARP ile - mantıksal adresi 198.51.100.2 olan ve düğüm A'nın mantıksal ve fiziksel adreslerini içeren düğümün fiziksel adresi nedir. Düğüm B, istekte kendi mantıksal adresini görmüşse, istekte alınan mantıksal ve fiziksel adreste A düğümüne bir yanıt gönderir. Sorgu sonuçları önbelleğe alınır.

ARP mesajları aşağıdaki yapıya sahiptir:

Fiziksel protokol (HTYPE), 2 bayt Katman 2 protokolü kullanıldı. Ethernet'in tanımlayıcısı 1'dir. Mantıksal protokol (PTYPE), 2 bayt Katman 3 protokolü kullanılır. EtherTypes'a karşılık gelir. IPv4'ün kimliği 0x0800'dir. Fiziksel adres uzunluğu (HLEN), 1 bayt Sekizli olarak fiziksel adres uzunluğu, Ethernet için - 6 Mantıksal adres uzunluğu (PLEN), 1 bayt Sekizli olarak mantıksal adres uzunluğu, IPv4 - 4 Çalışma (OPER), 2 bayt 1 istek için, 2 yanıt için ve protokol uzantıları için diğer birçok seçenek. Gönderenin fiziksel adresi (SHA), HLEN baytları İstekte, istekte bulunanın adresi. Yanıt, istenen ana bilgisayarın adresini içerir. Gönderenin mantıksal adresi (SPA), PLEN baytları
Hedef fiziksel adresi (THA), HLEN baytları İstekte yoksayıldı. Yanıt, istekte bulunanın adresini içerir. Hedef mantıksal adres (TPA), PLEN baytları

Tipik olarak, ağ düğümleri, IP adreslerini değiştirirken veya açıldıklarında ARP mesajları da gönderir. Bu genellikle, TPA=SPA ve THA=0 olduğunda bir APR olarak uygulanır. Diğer bir seçenek, TPA=SPA ve THA=SHA olan bir ARP yanıtıdır.

Ek olarak, mantıksal bir adres çakışmasını (SPA=0 ile) tespit etmek için ARP kullanılabilir.

L2 adresinden L3 adresi alan InARP (Ters ARP) ve istekte bulunan düğümün L3 adresini alan RARP gibi ters işlemleri gerçekleştiren protokol uzantıları vardır.

RARP, L3 adreslerini otomatik olarak yapılandırmak için kullanıldı. Daha sonra BOOTP ve ardından DHCP ile değiştirilir.

IPv4 ağlarında yönlendirme

IPv4 ağlarındaki temel yönlendirme algoritmasına yönlendirme algoritması denir.

Bir hedef adres D ve bir ağ öneki N varsa, o zaman

N, geçerli düğümün ağ önekiyle eşleşirse, verileri yerel bağlantı üzerinden gönderin.
Yönlendirme tablosunda N için bir rota varsa, sonraki atlama yönlendiricisine veri gönderin.
Varsayılan bir rota varsa, sonraki atlama verilerini varsayılan yönlendiriciye gönderin
Aksi takdirde, bu bir hatadır.

Yönlendirme tablosu, bu ağlar için ağ adresleri ve sonraki atlama yönlendirici adresleri arasındaki bir eşleştirme tablosudur. Örneğin, 198.51.100.54/24 adresine sahip bir düğüm aşağıdaki yönlendirme tablosuna sahip olabilir: 203.0.113.0/24

Hedef	geçit	cihaz
198.51.100.0/24	0.0.0.0	et0
203.0.113.0/24	198.51.100.1	et0
0.0.0.0/0	203.0.113.1	et0

Temel olarak rota, verilerin gönderilmesi gereken ağ cihazına da bağlıdır.

Düğüme birden fazla yoldan ulaşılabiliyorsa, daha uzun ağ maskesine sahip yol (yani daha spesifik olanı) seçilir. Yalnızca bir varsayılan rota olabilir.

Örneğin, ana bilgisayar 198.51.100.54/24 bir yönlendirme tablosuna sahiptir:

Hedef	geçit	cihaz
198.51.100.0/24	0.0.0.0	et0
203.0.113.0/24	198.51.100.1	et0
203.0.113.224/27	198.51.100.5	et0