IP transport protokoli taqdim etadi. Marshrutlash protokoli (IP) nima qiladi? . IP protokoli - marshrutlash protokoli

/ Protokollar / Ulanish

TCP/IP nomi ushbu turkumga kiruvchi ikkita asosiy protokoldan olingan - TCP (Transmission Control Protocol) va IP (Internet Protocol). Ular kompyuterlar o'rtasida ishonchli ma'lumotlarni uzatish uchun javobgardir. IP protokoli IP-manzil tushunchasi bilan chambarchas bog'liq - tarmoqdagi kompyuterning yagona manzili.

TCP - transport protokoli

Ushbu protokolga ko'ra, har qanday xabar taxminan bir xil o'lcham va formatdagi paketlarga (IP-paketlarga) kesiladi, bu paketlar raqamlanadi va bir-biridan mustaqil ravishda uzatiladi va belgilangan joyda asl xabar qabul qilingan paketlardan yig'iladi. Agar bitta paket yo'qolsa, uni qayta yuborish uchun so'rov yuborishingiz mumkin (yoki barcha paketlarni takrorlashni so'rashingiz mumkin). Ba'zi hollarda, masalan, real vaqtda audio va videoni uzatishda qayta uzatish mantiqiy emas.

IP protokoli - marshrutlash protokoli

Ushbu protokolga ko'ra, har bir paket, unga kiritilgan ma'lumotlardan tashqari, atigi 20 bayt uzunlikdagi sarlavhaga ega. Unda jo'natuvchining kompyuter manzili (IP manzili) va qabul qiluvchining manzili hamda paketlarni belgilangan manzilda to'g'ri yig'ish uchun zarur bo'lgan boshqa ma'lumotlar mavjud.
Mahalliy tarmoqlarda paketning uzatiladigan yo'li tarmoqning geometrik tuzilishi va tugunlarni ulashning mumkin bo'lgan usullari bilan belgilanadi. Buni bilib, siz mahalliy tarmoqdagi bir kompyuterdan boshqasiga xabarni uzatishda ma'lumotlar qanday yo'lni aniq ko'rsatishingiz mumkin.
Global tarmoqlarda va Internetda har bir paketning marshruti uzatish vaqtida dinamik ravishda aniqlanadi. Bu tugunlarning optimal yuklanishini va tizimning alohida hududlarga zarar etkazilishiga chidamliligini kafolatlaydi. Maxsus qurilmalar - marshrutizatorlar - paketning yo'lini tanlang va uni keyingi tarmoq tuguniga yo'naltiring. Dinamik marshrutni aniqlash printsipi moslashuvchan marshrutlash deb ataladi.

Paketli kommutatsiya va moslashuvchan marshrutlash tamoyillari birinchi marta 1969 yilda ARPANET tarmog'ini rivojlantirish jarayonida AQShda qo'llanilgan. Shuning uchun ARPANET Internetning prototipi hisoblanadi, TCP/IP Internetning asosi hisoblanadi.
Foydalanuvchi ko'pincha dastur protokollari bilan shug'ullanadi.
Masalan, HTTP protokoli WWW hujjatlari bilan shug'ullanadi - Web sahifalar, foydalanuvchilar HTTP protokoli yordamida ishlaydi.
FTP protokoli tarmoq orqali ma'lumotlarni fayllar ko'rinishida uzatish imkonini beradi.
Pochta POP va SMTP protokollari pochta serverlariga ulanishni ta'minlash, xatlarni jo'natish va yetkazib berish.
NNTP protokoli yangiliklar xizmati bilan ishlash imkonini beradi.

Jadvalda tarmoq maskalari aniq ko'rsatilgan.

Birinchi ikkita yozuv marshrutizatorning o'zi tegishli IP-interfeyslari orqali u to'g'ridan-to'g'ri ulangan tarmoqqa yo'naltirilgan datagrammalarni yuborishini ko'rsatadi. Boshqa barcha datagrammalar G2 (194.84.0.118) ga uzatiladi. Se0 interfeysi ketma-ket kanalni - ajratilgan chiziqni bildiradi.

2.3.5. Statik marshrutlarni yaratish

Marshrut jadvali turli yo'llar bilan to'ldirilishi mumkin. Statik marshrutlash qo'llaniladigan marshrutlar vaqt o'tishi bilan o'zgarmasa, masalan, yuqorida muhokama qilingan xost va yo'riqnoma, muqobil yo'nalishlar mavjud bo'lmaganda qo'llaniladi. Statik marshrutlar tarmoq yoki xost administratori tomonidan sozlanadi.

Yuqorida muhokama qilingan misoldagi oddiy xost uchun faqat shlyuzning manzilini (standart marshrutdagi keyingi router) ko'rsatish kifoya, jadvaldagi qolgan yozuvlar aniq va xost o'z IP-ni biladi. manzil va tarmoq maskasi, ularni mustaqil ravishda kiritishi mumkin. Shlyuz manzili qo'lda ko'rsatilishi yoki DHCP serveri orqali TCP/IP stekini sozlashda avtomatik ravishda olinishi mumkin ("Internet texnologiyalari" kursidagi "IP manzillarini dinamik belgilash" laboratoriya ishiga qarang).

2.3.6. Dinamik marshrutlash

Tarmoqlarni murakkab topologiya bilan birlashtirganda, bir tugundan boshqasiga bir nechta marshrut variantlari mavjud bo'lganda va (yoki) tarmoqlarning holati (topologiyasi, aloqa kanallarining sifati) vaqt o'tishi bilan o'zgarganda, marshrut jadvallari dinamik ravishda tuziladi. turli marshrutlash protokollari. Biz marshrutlash protokollari aslida datagrammalarni yo'naltirmasligini ta'kidlaymiz - bu har qanday holatda IP moduli tomonidan yuqorida muhokama qilinganidek, marshrut jadvalidagi yozuvlarga muvofiq amalga oshiriladi. Ma'lum algoritmlarga asoslangan marshrutlash protokollari marshrut jadvalini dinamik ravishda tahrir qiladi, ya'ni ular yozuvlarni qo'shadi va o'chiradi, ba'zi yozuvlar esa administrator tomonidan statik ravishda kiritilishi mumkin.

Operatsion algoritmiga qarab, mavjud masofa vektori masofaviy vektor protokollari va protokollari ulanish holatlari(holat protokollarini bog'lash).

Qo'llash sohasiga ko'ra, protokollarga bo'linish mavjud tashqi(tashqi) va ichki(ichki) marshrutlash.

Masofaviy vektor protokollari Bellman-Ford algoritmini amalga oshirish. Ularning ishlashning umumiy sxemasi quyidagicha: har bir marshrutizator vaqti-vaqti bilan o'zidan unga ma'lum bo'lgan barcha tarmoqlarga masofa haqida ma'lumot uzatadi ( "masofa vektori"). Vaqtning dastlabki daqiqalarida, albatta, ma'lumotlar faqat yo'riqnoma to'g'ridan-to'g'ri ulangan tarmoqlar haqida yuboriladi.

Shuningdek, har bir marshrutizator kimdandir masofa vektorini olgan holda, olingan ma'lumotlarga muvofiq, o'zida mavjud bo'lgan tarmoqlarga kirish imkoniyati to'g'risidagi ma'lumotlarni to'g'irlaydi yoki vektor qabul qilingan marshrutizatorni ko'rsatib, yangilarini qo'shadi. keyingi router ma'lumotlar tarmog'iga yo'lda. Biroz vaqt o'tgach, algoritm birlashadi va barcha marshrutizatorlar barcha tarmoqlarga yo'nalishlar haqida ma'lumotga ega bo'ladilar.

Masofaviy vektor protokollari faqat kichik tarmoqlarda yaxshi ishlaydi. Ularning ishlash algoritmi 4-bobda batafsilroq ko'rib chiqiladi. Masofaviy vektor texnologiyasini ishlab chiqish - BGP protokolida ishlatiladigan "yo'l vektorlari".

Ishlayotganda ulanish holati protokollari Har bir marshrutizator o'zining qo'shnilari bilan ulanish holatini kuzatib boradi va holat o'zgarganda (masalan, ulanish uzilganda) u eshittirish xabarini yuboradi, uni olgandan so'ng boshqa barcha marshrutizatorlar o'zlarining ma'lumotlar bazalarini moslashtiradilar va marshrutlarni qayta hisoblaydilar. Masofaviy vektor protokollaridan farqli o'laroq, ulanish holati protokollari har bir routerda to'liq tarmoq grafigini tavsiflovchi ma'lumotlar bazasini yaratadi va marshrut hisoblarini mahalliy va shuning uchun tez amalga oshirishga imkon beradi.

Ushbu turdagi umumiy protokol OSPF, E.V.Dijkstra tomonidan taklif qilingan grafikdagi eng qisqa yoʻlni topish uchun SPF (Eng qisqa yoʻl) algoritmiga asoslangan.

Bog'lanish holati protokollari masofaviy vektor protokollariga qaraganda ancha murakkab, lekin marshrutlarni tezroq, optimalroq va to'g'ri hisoblashni ta'minlaydi. Bog'lanish holati protokollari 5-bobda misol sifatida OSPF protokolidan foydalangan holda batafsilroq muhokama qilinadi.

Ichki marshrutlash protokollari (masalan, RIP, OSPF; umumiy nomi IGP - Interior Gateway Protocols) ichkarida ishlaydigan marshrutizatorlarda qo'llaniladi. avtonom tizimlar . Avtonom tizim - bu bir xil marshrutlash siyosati va umumiy boshqaruvga ega bo'lgan tarmoqlarning kombinatsiyasi bo'lgan Internetning eng katta bo'linmasi, masalan, Global One kompaniyasi va uning Rossiyadagi mijozlari tarmoqlari to'plami.

Muayyan ichki marshrutlash protokoli doirasi butun avtonom tizimni qamrab olmasligi mumkin, faqat avtonom tizimning bir qismi bo'lgan tarmoqlarning ayrim kombinatsiyasini qamrab oladi. Biz bunday ittifoqni chaqiramiz tarmoq tizimi , yoki oddiygina tizimi, ba'zan ushbu tizimda ishlaydigan marshrutlash protokolini ko'rsatadi, masalan: RIP tizimi, OSPF tizimi.

Marshrutlash orasida avtonom tizimlar tomonidan amalga oshiriladi chegara(chegara) marshrut jadvallari tashqi marshrutlash protokollari (birgalikda EGP - Exterior Gateway Protocols deb ataladi) yordamida tuzilgan marshrutizatorlar. Tashqi marshrutlash protokollarining o'ziga xos xususiyati shundaki, ular marshrutlarni hisoblashda nafaqat tarmoq grafigining topologiyasini, balki avtonom tizimlar ma'muriyati tomonidan o'z tarmoqlari orqali boshqa avtonom tizimlar trafigini marshrutlashda qo'ygan siyosiy cheklovlarni ham hisobga olishlari kerak. Hozirgi vaqtda eng keng tarqalgan tashqi marshrutlash protokoli BGP hisoblanadi.

2.4. IP Datagram sarlavhasi formati

IP-datagramma sarlavha va ma'lumotlardan iborat.

Datagram sarlavhasi 32 bitli so'zlardan iborat bo'lib, "Options" maydonining o'lchamiga qarab o'zgaruvchan uzunlikka ega, lekin har doim 32 bitga ko'paytiriladi. Sarlavhadan so'ng darhol datagrammadagi ma'lumotlar keladi.

Sarlavha formati:

Sarlavha maydoni qiymatlari quyidagicha.

Ver(4 bit) - IP protokoli versiyasi, hozirda 4-versiya qo'llaniladi, yangi ishlanmalar 6-8 versiya raqamlariga ega.

IHL (Internet sarlavhasi uzunligi)(4 bit) - 32 bitli so'zlardagi sarlavha uzunligi; Yaroqli qiymatlar diapazoni 5 dan (minimal sarlavha uzunligi, "Tanlovlar" maydoni yo'q) 15 gacha (ya'ni, maksimal 40 bayt variantlar bo'lishi mumkin).

TOS (xizmat turi)(8 bit) - maydonning qiymati datagrammaning ustuvorligini va kerakli marshrutlash turini belgilaydi. TOS bayt tuzilishi:

Eng kam ahamiyatli uchta bit (“Ustozlik”) datagrammaning ustuvorligini aniqlaydi:

111 - tarmoqni boshqarish

110 - tarmoqni boshqarish

101 - CRITIC-ECP

100 - bir zumda ko'proq

011 - darhol

010 - darhol

001 - shoshilinch

000 - odatda

D, T, R, C bitlari kerakli marshrut turini aniqlaydi:

D (kechikish) - minimal kechikish bilan marshrutni tanlash,

T (o'tkazish qobiliyati) - maksimal o'tkazuvchanlikka ega marshrutni tanlash,

R (ishonchlilik) - maksimal ishonchlilik bilan marshrutni tanlash,

C (Xarajat) - minimal xarajat bilan marshrutni tanlash.

Datagramda D, T, R, C bitlaridan faqat bittasi o'rnatilishi mumkin. Baytning eng muhim biti ishlatilmaydi.

TOS bayt qiymatiga asoslangan ustuvorliklarni hisobga olish va marshrutni tanlash yo'riqnoma va uning dasturiy ta'minoti va sozlamalariga bog'liq. Router barcha TOS turlari uchun marshrut hisoblarini qo'llab-quvvatlashi mumkin, ba'zilari yoki TOSni umuman e'tiborsiz qoldirishi mumkin. Router barcha datagrammalarni qayta ishlashda yoki faqat cheklangan tarmoq tugunlaridan kelib chiqadigan datagrammalarni qayta ishlashda ustuvorlik qiymatini hisobga olishi yoki umuman ustuvorlikni e'tiborsiz qoldirishi mumkin.

Umumiy uzunlik(16 bit) - sarlavha va ma'lumotlarni o'z ichiga olgan oktetlardagi butun datagrammaning uzunligi, maksimal qiymat 65535, minimal - 21 (opsiyasiz sarlavha va ma'lumotlar maydonida bitta oktet).

ID (identifikatsiya)(16 bit), Bayroqlar(3 bit), Fragment ofset(13 bit) datagrammalarni parchalash va qayta yig'ish uchun ishlatiladi va ular quyida 2.4.1 bo'limida batafsilroq muhokama qilinadi.

TTL (Yashash vaqti)(8 bit) - datagramning "hayoti". Yuboruvchi tomonidan o'rnatiladi, soniyalarda o'lchanadi. Datagram o'tadigan har bir marshrutizator TTL qiymatini qayta yozadi, avval undan datagrammani qayta ishlashga sarflangan vaqtni ayiradi. Bugungi kunda marshrutizatorlarni qayta ishlash tezligi juda tez bo'lgani uchun, odatda bitta datagrammani qayta ishlash uchun bir soniyadan kamroq vaqt ketadi, shuning uchun har bir router aslida TTL dan bittasini olib tashlaydi. TTL=0 ga erishilganda, datagram o'chiriladi va jo'natuvchiga tegishli ICMP xabarini yuborish mumkin. TTL boshqaruvi datagramning tarmoqda aylanishini oldini oladi.

Protokol(8 bit) - keyingi ishlov berish uchun datagram ma'lumotlari uzatilishi kerak bo'lgan dasturni (yuqori stek protokoli) belgilaydi. Ba'zi protokol kodlari 2.4.1-jadvalda keltirilgan.

IP protokol kodlari

Sarlavhani tekshirish summasi(16 bit) - sarlavhani tekshirish summasi, 16 bitdan iborat bo'lib, barcha 16 bitli sarlavha so'zlari yig'indisida qo'shimcha bitlardan iborat. Tekshirish summasini hisoblashdan oldin, "Header Checksum" maydonining qiymati nolga qaytariladi. Routerlar datagrammani qayta ishlashda ba'zi sarlavha maydonlarining qiymatlarini o'zgartirganligi sababli (hech bo'lmaganda "TTL" maydoni), nazorat summasi har bir router tomonidan qayta hisoblab chiqiladi. Agar nazorat summasini tekshirishda xatolik aniqlansa, datagram o'chiriladi.

Manba manzili(32 bit) - jo'natuvchining IP manzili.

Belgilangan manzil(32 bit) - qabul qiluvchining IP manzili.

To'ldirish- agar variantlar ro'yxati 32 bitli so'zlarning butun sonini egallasa, 32 bitli so'z chegarasida sarlavhani tekislash. "To'ldirish" maydoni nollar bilan to'ldirilgan.

2.4.1. Ma'lumotlarning parchalanishi

Turli xil uzatish vositalari uzatiladigan ma'lumotlar birligining maksimal hajmiga ega (MTU - Media Transmission Unit), bu raqam muhitning tezlik xususiyatlariga va uzatish paytida xatolik yuzaga kelishi ehtimoliga bog'liq. Masalan, 10 Mbit/s Ethernetda MTU hajmi 1536 oktet, 100 Mbit/s FDDI da 4096 oktet.

Datagramni katta MTU bo'lgan muhitdan kichikroq MTU bo'lgan muhitga uzatishda datagrammani qismlarga ajratish kerak bo'lishi mumkin. Datagrammalarni parchalash va qayta yig'ish IP protokoli moduli tomonidan amalga oshiriladi. Buning uchun datagram sarlavhasining “ID” (Identifikatsiya), “Bayroqlar” va “Fragment ofset” maydonlaridan foydalaniladi.

Bayroqlar-maydon 3 bitdan iborat bo'lib, ularning eng muhimi har doim qayta tiklanadi:

DF (Fragment qilmang) bit qiymatlari:

0 - parchalanishga ruxsat beriladi,

1 - parchalanish o'chirilgan (agar datagram parchalanmasdan uzatilmasa, u yo'q qilinadi).

MF (Ko'proq fragmentlar) bit qiymatlari:

0 - bu fragment oxirgi (yagona),

1 - bu parcha oxirgi emas.

ID (identifikatsiya)- jo'natuvchi tomonidan o'rnatilgan datagram identifikatori; fragmentlar bir xil datagramga tegishli yoki yo'qligini aniqlash uchun fragmentlardan datagramma yig'ish uchun ishlatiladi.

Fragment ofset- fragment ofset, maydon qiymati ushbu fragment asl datagrammaning ma'lumotlar maydonining qaysi pozitsiyasida joylashganligini ko'rsatadi. Ofset 64 bitli qismlarda ko'rib chiqiladi, ya'ni. Fragmentning minimal o'lchami 8 oktet va bu holda keyingi fragment 1 ofsetga ega bo'ladi. Birinchi fragment nolga teng ofsetga ega.

Keling, parchalanish jarayonini misol bilan ko'rib chiqaylik. Faraz qilaylik, 4020 oktetlik datagramma (shu jumladan 20 oktet sarlavha) FDDI muhitidan (MTU=4096) Ethernet muhitiga (MTU=1536) uzatiladi. Ommaviy axborot vositalarining chegarasida datagram parchalanadi. Ushbu datagramdagi va uning barcha qismlaridagi sarlavhalar bir xil uzunlikda - 20 oktet.

Original datagram:
sarlavha: ID=X, Umumiy uzunlik=4020, DF=0, MF=0, FOffset=0
ma’lumotlar (4000 oktet): “A....A” (1472 oktet), “B....B” (1472 oktet), “C....C” (1056 oktet)

1-qism:
sarlavha: ID=X, Umumiy uzunlik=1492, DF=0, MF=1, FOffset=0
ma'lumotlar: "A....A" (1472 oktet)

2-qism:
sarlavha: ID=X, Umumiy uzunlik=1492, DF=0, MF=1, FOffset=184
ma'lumotlar: "B....B" (1472 oktet)

3-qism:
sarlavha: ID=X, Umumiy uzunlik=1076, DF=0, MF=0, FOffset=368
ma'lumotlar: "C....C" (1056 oktet)

Fragmentatsiya rekursiv bo'lishi mumkin, ya'ni, masalan, 1 va 2-qismlar yana parchalanishi mumkin; bu holda ofset (Fragment ofset) dastlabki datagrammaning boshidan hisoblanadi.

2.4.2. Parchalanishni muhokama qilish

Fragmentlarning maksimal soni 2 13 =8192, har bir fragmentning minimal (8 oktet) hajmi. Kattaroq fragment o'lchami bilan fragmentlarning maksimal soni mos ravishda kamayadi.

Parchalanishda ba'zi variantlar fragment sarlavhasiga ko'chiriladi, ba'zilari esa yo'q. Fragment sarlavhasida barcha boshqa datagram sarlavha maydonlari mavjud. Quyidagi sarlavha maydonlari asl datagramma bilan solishtirganda o'z qiymatini o'zgartirishi mumkin: variantlar maydoni, bayroq "MF", "Fragment ofset", "Total Length", "IHL", checksum. Qolgan maydonlar o'zgarishsiz bo'laklarga ko'chiriladi.

Har bir IP moduli 68-oktetli datagrammani parchalanishsiz uzatishi kerak (sarlavhaning maksimal hajmi 60 oktet + minimal fragment 8 oktet).

Fragmentlarni qayta yig'ish faqat datagrammaning belgilangan tugunida sodir bo'ladi, chunki har xil fragmentlar belgilangan joyga turli yo'nalishlarda borishi mumkin.

Agar fragmentlar o'tishda kechiktirilsa yoki yo'qolsa, qayta yig'ish punktida olingan qolgan fragmentlar etishmayotgan bo'laklar kelguniga qadar ularning TTL qiymati soniyada bir marta kamayadi. Agar TTL nolga aylansa, u holda barcha fragmentlar yo'q qilinadi va datagramni qayta yig'ish uchun foydalaniladigan resurslar chiqariladi.

Datagram identifikatorlarining maksimal soni - 65536. Agar barcha identifikatorlar ishlatilsa, xuddi shu identifikatordan qayta foydalanish uchun TTL muddati tugaguncha kutishingiz kerak, chunki TTL soniyalarida “eski” datagramma yetkazib beriladi va qayta yig'iladi yoki yo'q qilinadi.

Datagrammalarni parchalanish bilan uzatish muayyan kamchiliklarga ega. Misol uchun, oldingi paragrafdan kelib chiqqan holda, bunday uzatishning maksimal tezligi soniyada 65536 / TTL datagrams. Tavsiya etilgan TTL qiymati 120 ekanligini hisobga olsak, biz soniyada 546 datagramma maksimal tezlikni olamiz. FDDI muhitida MTU taxminan 4100 oktet bo'lib, undan biz FDDI muhitida 18 Mbit/s dan ortiq bo'lmagan maksimal ma'lumotlarni uzatish tezligini olamiz, bu ushbu muhitning imkoniyatlaridan sezilarli darajada past.

Parchalanishning yana bir kamchiligi uning past samaradorligidir: agar bir fragment yo'qolsa, butun datagramma qayta uzatiladi; Bir vaqtning o'zida bir nechta datagrammalarning orqada qolgan qismlarini kutishda sezilarli darajada resurslar tanqisligi yuzaga keladi va tarmoq tugunining ishlashi sekinlashadi.

Parchalanish jarayonini chetlab o'tish usuli "Path MTU Discovery" algoritmidan foydalanishdir, bu algoritm TCP protokoli tomonidan qo'llab-quvvatlanadi. Algoritmning maqsadi jo'natuvchidan maqsadgacha bo'lgan butun yo'l bo'ylab minimal MTU ni aniqlashdir. Buning uchun datagrammalar DF ​​bit to'plami bilan yuboriladi (“parchalanish taqiqlangan”). Agar ular belgilangan joyga etib bormasa, datagram hajmi kamayadi va bu uzatish muvaffaqiyatli bo'lgunga qadar davom etadi. Foydali yuklarni uzatishda, keyinchalik aniqlangan minimal MTUga mos keladigan o'lchamdagi datagrammalar yaratiladi.

2.4.3. IP parametrlari

Variantlar ma'lumotlarga ishlov berish uchun qo'shimcha IP protokol xizmatlarini belgilaydi. Variant, hech bo'lmaganda, Variant turi oktetidan iborat bo'lib, undan keyin Variant uzunligi okteti va opsiya uchun ma'lumotlar oktetlari kelishi mumkin.

“Variant turi” oktetining tuzilishi:

Bit C qiymatlari:

1 - variant barcha bo'laklarga ko'chiriladi;

0 - variant faqat birinchi fragmentga ko'chiriladi.

Variantlarning ikkita klassi aniqlanadi: 0 - "Boshqarish" va 2 - "O'lchov va disk raskadrovka". Sinf ichida variant raqam bilan aniqlanadi. Quyida IP protokoli standartida tasvirlangan variantlar keltirilgan; “Uzunlik okteti” ustunidagi “-” belgisi variant faqat “Opsiya turi” oktetidan iborat ekanligini bildiradi, ortiqcha belgisi yonidagi raqam variantning belgilangan uzunligiga ega ekanligini bildiradi (uzunlik oktetlarda ko'rsatilgan).

2.4.2-jadval

Ro'yxatda "Variantlar ro'yxatining oxiri" opsiyasi topilganda, sarlavha uzunligi (IHL) hali tugamagan bo'lsa ham, variantlarni tahlil qilish to'xtaydi. No Operation opsiyasi odatda 32 bitli chegaradagi variantlarni tekislash uchun ishlatiladi.

Aksariyat variantlar hozircha ishlatilmaydi. "Oqim identifikatori" va "Xavfsizlik" opsiyalari "Yozuv marshruti" va "Internet vaqt tamg'asi" opsiyalarining funktsiyalari traceroute dasturi tomonidan amalga oshiriladi; Faqat "Bo'sh/qattiq manba marshruti" variantlari biroz qiziqish uyg'otadi, ular keyingi paragrafda muhokama qilinadi.

Datagramlardagi variantlardan foydalanish ularni qayta ishlashni sekinlashtiradi. Ko'pgina datagrammalarda variantlar mavjud emas, ya'ni ular belgilangan sarlavha uzunligiga ega, shuning uchun ularni qayta ishlash ushbu aniq holat uchun maksimal darajada optimallashtirilgan. Variantning paydo bo'lishi ushbu yuqori tezlikdagi jarayonni to'xtatadi va har qanday standart variantlarni qayta ishlashga qodir bo'lgan standart universal IP modulini chaqiradi, lekin ishlashda sezilarli yo'qotish hisobiga.

"Bo'sh/qattiq manba marshrutlash" opsiyalari (sinf 0, mos ravishda 3 va 9 raqamlari) jo'natuvchi tomonidan oldindan belgilangan marshrutni datagrammaga ko'rsatish uchun mo'ljallangan.

Ikkala variant ham bir xil ko'rinadi:

"Ma'lumotlar" maydonida buyurtma bo'yicha kerakli marshrutning IP manzillari ro'yxati mavjud. "Ko'rsatkich" maydoni keyingi marshrut nuqtasini aniqlash uchun ishlatiladi, u "Ma'lumotlar" maydonida ushbu nuqtaning IP-manzilining birinchi oktet raqamini o'z ichiga oladi. Raqamlar variantning boshidan boshlab sanaladi, ko'rsatgichning boshlang'ich qiymati 4 ga teng.

Variantlar quyidagicha ishlaydi.

Aytaylik, A dan B ga yuborilgan datagramma G1 va G2 marshrutizatorlari orqali harakatlanishi kerak. A dan chiqishda datagram sarlavhasining “Manzil manzili” maydonida G1 manzili, opsiya ma’lumotlar maydonida G2 va B manzillari (ko‘rsatkich = 4) mavjud. Datagramma G1 ga kelgandan so'ng, parametr ma'lumotlar maydonidan ko'rsatkich bilan ko'rsatilgan oktetdan boshlab (okteta 4) keyingi manzilning manzili (G2) chiqariladi va "Maqsad manzili" maydoniga joylashtiriladi, qiymat. ko'rsatkich 4 ga oshiriladi va G2 manzili almashtiriladi, parametr ma'lumotlar maydoni G1 router interfeysining manzilini o'z ichiga oladi, bu orqali datagramma yangi manzilga (ya'ni G2 ga) yuboriladi. Datagramma G2 ga yetib kelgach, protsedura takrorlanadi va datagramma B ga yuboriladi. B da datagrammani qayta ishlashda ko‘rsatkich (12) qiymati variant uzunligidan oshib ketishi aniqlanadi, ya’ni marshrutning yakuniy manziliga yetib keldi.

"Bo'sh manbalarni yo'naltirish" va "Qat'iy manba marshrutlash" opsiyalari o'rtasidagi farqlar quyidagicha:

"Bo'sh": kerakli marshrutning keyingi nuqtasiga har qanday qadamda borish mumkin ( hops);

"Qat'iy": kerakli marshrutning keyingi nuqtasiga 1 bosqichda, ya'ni to'g'ridan-to'g'ri etib borish kerak.

Ko'rib chiqilgan variantlar barcha fragmentlarga ko'chiriladi. Har bir datagramda faqat bitta shunday variant bo'lishi mumkin.

“Bo‘sh/qattiq manba marshruti” opsiyalaridan nazorat qiluvchi (filtrlash) tugun orqali ruxsatsiz kirish maqsadida foydalanish mumkin (ruxsat etilgan manzil “Manzil manzili” maydonida o‘rnatiladi, datagramma boshqaruvchi tugun tomonidan uzatiladi, so‘ngra Taqiqlangan manzil opsiya maʼlumotlari maydonidan almashtirilgan va datagramma ushbu manzilga yoʻnaltirilgan boʻlsa, boshqaruvchi tugun yetib bora olmaydi), shuning uchun xavfsizlik nuqtai nazaridan boshqaruv tuguniga quyidagi parametrlar bilan datagrammalarni oʻtkazishni umuman taqiqlash tavsiya etiladi. savol.

"Bo'sh manba marshrutlash" opsiyasidan foydalanishning tezkor alternativi IP-IP inkapsulyatsiyasi: IP-datagrammani IP-datagramma ichiga qo'shish (tashqi datagrammaning "Protokol" maydoni 4 qiymatiga ega, qarang). Masalan, TCP segmentini A dan B ga C orqali yuborishingiz kerak. Bunday datagram A dan C ga yuboriladi:

C da datagrammani qayta ishlashda ma'lum bo'ladiki, datagramma ma'lumotlari qayta ishlash uchun IP protokoliga o'tkazilishi kerak va, albatta, IP-datagramma hamdir. Ushbu ichki datagram olinadi va B ga yuboriladi.

Bunday holda, datagrammani qayta ishlash uchun qo'shimcha vaqt faqat C tugunida talab qilingan (bitta o'rniga ikkita sarlavhani qayta ishlash), lekin marshrutning boshqa barcha tugunlarida variantlardan foydalanishdan farqli o'laroq, qo'shimcha ishlov berish talab qilinmaydi.

IP-to-IP inkapsulyatsiyasidan foydalanish ham yuqorida tavsiflangan xavfsizlik muammolarini keltirib chiqarishi mumkin.

2.5. ICMP protokoli

ICMP protokoli (Internet Control Message Protocol) IP modulining ajralmas qismi hisoblanadi. U o'z datagrammasini yetkazib bo'lmaganda va boshqa hollarda jo'natuvchiga yuborilgan diagnostik xabarlar ko'rinishida fikr-mulohazalarni taqdim etadi. ICMP RFC-792 da standartlashtirilgan, RCF-950.1256 da qo'shimchalar mavjud.

Agar etkazib berish imkoni bo'lmasa, ICMP xabarlari yaratilmaydi:

• ICMP xabarlarini o'z ichiga olgan datagramlar;
• birinchi datagram fragmentlari emas;
• guruh manziliga yuborilgan datagrammalar (eshittirish, multicasting);
• manba manzili null yoki multicast bo'lgan datagramlar.

Barcha ICMP xabarlari IP sarlavhasiga ega, “Protokol” maydonining qiymati 1. ICMP xabari bilan Datagram maʼlumotlari qayta ishlash uchun protokollar stekiga oʻtkazilmaydi, balki IP moduli tomonidan qayta ishlanadi.

IP sarlavhasidan keyin "Type", "Code" va "Checksum" maydonlari bilan 32 bitli so'z mavjud. Tur va kod maydonlari ICMP xabarining mazmunini belgilaydi. Datagramning qolgan qismining formati xabar turiga bog'liq. Tekshirish summasi IP sarlavhasidagi kabi hisoblab chiqiladi, ammo bu holda ICMP xabarining mazmuni, shu jumladan "Tur" va "Kod" maydonlari yig'iladi.

2.5.1-jadval

ICMP xabarlarining turlari

Quyida biz ICMP xabarlarining formatlarini muhokama qilamiz va ba'zi xabarlarga izoh beramiz.

Turlari 3, 4, 11, 12

12-turdagi xabarda "xxxxxxxxxxxxx" maydonida (1 oktet) xato aniqlangan sarlavhali oktet raqami mavjud; 3, 4, 11 turdagi xabarlarda ishlatilmaydi. Barcha foydalanilmagan maydonlar nol bilan to'ldiriladi.

4-turdagi xabarlar (“Sekinlashtirish”) marshrut bo‘ylab belgilangan manzil yoki oraliq tugunning ma’lumotlargrammasini qayta ishlash buferlari to‘lganida (yoki to‘lib ketish xavfi mavjud bo‘lganda) hosil bo‘ladi. Bunday xabarni olayotganda jo'natuvchi tezlikni pasaytirishi yoki ushbu turdagi xabarlarni qabul qilmaguncha datagrammalarni yuborishni to'xtatib turishi kerak.

IP sarlavhasi va asl datagrammaning boshlang'ich so'zlari datagram jo'natuvchisini aniqlash va, ehtimol, nosozlik sababini tahlil qilish uchun taqdim etiladi.

5-turi

5-turdagi xabarlar marshrutizator tomonidan ma'lum bir manzilga ma'lumotlargrammalarni boshqa yo'riqnoma orqali yo'naltirish kerak deb hisoblasa, datagram jo'natuvchiga yuboriladi. Yangi marshrutizatorning manzili xabarning ikkinchi so'zida berilgan.

"Maqsad" tushunchasi "Kod" maydonining qiymati bilan belgilanadi (2.5.1-jadvalga qarang). ICMP xabarlarini yaratgan datagram qayerga yuborilganligi haqidagi ma'lumot uning xabarga biriktirilgan sarlavhasidan olinadi. Tarmoq niqobini uzatishning yo'qligi 5-turdagi xabarlar doirasini cheklaydi.

Turlari 0.8

0 va 8 xabar turlari ikkita tarmoq tugunlari o'rtasidagi IP aloqasini tekshirish uchun ishlatiladi. Sinov tuguni 8-turdagi xabarlarni ("Echo so'rovi") yaratadi, "Identifikator" esa ushbu sinov seansini (yuborilgan xabarlarning tartib raqamini) aniqlaydi, "Sequence Number" maydonida ketma-ketlikdagi ushbu xabarning raqami mavjud. Ma'lumotlar maydoni o'zboshimchalik bilan ma'lumotlarni o'z ichiga oladi, bu maydonning o'lchami IP sarlavhasining "Umumiy uzunlik" maydonida ko'rsatilgan datagrammaning umumiy uzunligi bilan belgilanadi.

Echo so'rovini qabul qiluvchi IP moduli aks-sado javobini yuboradi. Buning uchun u jo'natuvchi va oluvchi manzillarini almashtiradi, ICMP xabar turini 0 ga o'zgartiradi va nazorat summasini qayta hisoblab chiqadi.

Sinov tugunlari aks-sado javoblarini olish faktiga, datagrammaning ishlash vaqtiga, yo'qotishlar foiziga va javoblarning kelishi ketma-ketligiga asoslanib, tekshirilayotgan tugun bilan aloqaning mavjudligi va sifati haqida xulosa chiqarishi mumkin. Ping dasturi echo xabarlarni yuborish va qabul qilish orqali ishlaydi.

9-turi

9-turdagi (marshrutizator reklamasi) xabarlar vaqti-vaqti bilan marshrutizatorlar tomonidan tarmoqdagi xostlarga yuboriladi, shunda xostlar o'zlarining marshrutlash jadvallarini avtomatik ravishda sozlashlari mumkin. Odatda, bunday xabarlar 224.0.0.1 ("barcha xostlar") multicast manziliga yoki translyatsiya manziliga yuboriladi.

Xabarda har bir yo'riqnoma uchun ustuvor qiymatlarga ega bo'lgan bir yoki bir nechta marshrutizatorlarning manzillari mavjud. Ustuvorlik - imzolangan raqam, ikkini to'ldiruvchida yozilgan; raqam qanchalik baland bo'lsa, ustuvorlik shunchalik yuqori bo'ladi.

"NumAddr" maydoni ushbu xabardagi yo'riqnoma manzillari sonini o'z ichiga oladi; "AddrEntrySize" maydonining qiymati ikkiga teng (bitta router haqida ma'lumot uchun ajratilgan maydon hajmi, 32 bitli so'zlar bilan). "Umr bo'yi" ushbu xabardagi ma'lumotlarning amal qilish muddatini soniyalarda belgilaydi.

10-turi

Xabar turi 10 (Router reklama so'rovi) ikkita 32 bitli so'zdan iborat bo'lib, ularning birinchisida Type, Code va Checksum maydonlari mavjud, ikkinchisi esa zaxiralangan (nollar bilan to'ldirilgan).

17 va 18 turlari

17 va 18 turdagi xabarlar (tarmoq niqobi qiymati haqidagi so‘rov va javob) xost o‘zi joylashgan tarmoq niqobini bilmoqchi bo‘lganda foydalaniladi. Buning uchun yo'riqnoma manziliga so'rov yuboriladi (yoki yo'riqnoma manzili noma'lum bo'lsa efirga uzatiladi). Router so'rov kelgan tarmoqning niqob qiymatini o'z ichiga olgan xabar bilan javob beradi. Agar so'rovchi o'z IP manzilini hali bilmasa, javob translyatsiya yuboriladi.

"Identifikator" va "Sequence Number" maydonlari so'rovlar va javoblarning muvofiqligini nazorat qilish uchun ishlatilishi mumkin, lekin aksariyat hollarda ular e'tiborga olinmaydi.

2.6. ARP protokoli

ARP (Address Resolution Protocol) IP manzillarni MAC manzillariga tarjima qilish uchun mo'ljallangan, ko'pincha jismoniy manzillar deb ham ataladi.

MAC qisqartmasi Media Access Control, media access control degan ma'noni anglatadi. MAC manzillari jismoniy havolaga ulangan qurilmalarni aniqlaydi; MAC manziliga Ethernet manzili misol bo'la oladi.

IP-datagrammani jismoniy kanal orqali uzatish uchun (biz Ethernet-ni ko'rib chiqamiz), ushbu datagrammani chekilgan ramkaga inkapsulyatsiya qilish kerak va freym sarlavhasida ushbu datagramma keyinchalik qayta ishlash uchun etkazib beriladigan Ethernet kartasining manzilini ko'rsatish kerak. IP protokoli bo'yicha stekda yuqoriroq. Datagram sarlavhasiga kiritilgan IP-manzil har qanday tarmoq tugunining IP-interfeysiga murojaat qiladi va ushbu interfeys ulangan jismoniy uzatish muhiti haqida hech qanday ko'rsatkichni o'z ichiga olmaydi, shu jumladan qurilmaning jismoniy manzili (agar mavjud bo'lsa), u orqali interfeysi atrof-muhit bilan aloqa qiladi.

Berilgan IP-manzildan foydalangan holda tegishli chekilgan manzilni izlash uzatish muhitiga kirish darajasida ishlaydigan ARP protokoli tomonidan amalga oshiriladi. Protokol qabul qilingan ma'lumotlarni keshlash maqsadida operativ xotirada dinamik arp jadvalini saqlaydi. Protokol quyidagicha ishlaydi.

Jismoniy kanalga (Ethernet) uzatish uchun IP-datagramma Internet tarmog'idan olinadi va boshqa parametrlar qatorida datagramma bilan bir qatorda maqsad xostning IP-manzili uzatiladi. Agar arp jadvalida kerakli IP-manzilga mos keladigan Ethernet manzili uchun yozuv bo'lmasa, arp moduli datagrammani navbatga qo'yadi va translyatsiya so'rovini chiqaradi. So'rov ushbu tarmoqqa ulangan barcha tugunlar tomonidan qabul qilinadi; IP-manzilini tanigan tugun o'zining Ethernet manzili qiymati bilan arp-javob yuboradi. Qabul qilingan ma'lumotlar jadvalga kiritiladi, kutilayotgan datagram navbatdan chiqariladi va keyinchalik jismoniy kanal orqali jo'natish uchun Ethernet ramkasiga inkapsulyatsiya uchun o'tkaziladi.

ARP so'rovi yoki javobi freym sarlavhasidan keyin darhol Ethernet freymiga kiritiladi.

So'rov va javob formatlari bir xil va faqat operatsiya kodida farqlanadi (operatsion kod, mos ravishda 1 va 2).

ARP Ethernet uchun maxsus ishlab chiqilgan bo'lsa-da, protokol har xil turdagi jismoniy vositalarni ("Uskuna turi" maydoni, 1 qiymati Ethernetga mos keladi), shuningdek, qo'llab-quvvatlanadigan turli xil protokollarni ("Protokol turi" maydoni) qo'llab-quvvatlashi mumkin )", qiymati 2048 IP ga mos keladi). H-len va P-len maydonlari mos ravishda oktetlarda jismoniy va "protokol" manzillarining uzunligini o'z ichiga oladi. Ethernet uchun H-len=6, IP uchun P-len=4.

"Manba apparat manzili" va "Manba protokoli manzili" maydonlarida jo'natuvchining jismoniy (Ethernet) va "protokol" (IP) manzillari mavjud. "Maqsadli apparat manzili" va "Maqsadli protokol manzili" maydonlarida qabul qiluvchining tegishli manzillari mavjud. So'rov yuborilganda, "Maqsadli apparat manzili" maydoni nolga tenglashtiriladi va Ethernet ramka sarlavhasining "Maqsad manzili" maydoni translyatsiya manziliga o'rnatiladi.

2.6.1. Boshqa tarmoq uchun mo'ljallangan datagramlar uchun ARP

Tashqi (boshqa) tarmoqqa yo'naltirilgan datagramma routerga uzatilishi kerak. Faraz qilaylik, A xost B xostiga datagrammani G router orqali yuboradi. Garchi A dan yuborilgan datagramma B ning IP manzili Destination sarlavhasida bo'lsa ham, datagrammani o'z ichiga olgan Ethernet ramkasi routerga yetkazilishi kerak. Bunga IP moduli ARP moduliga qo'ng'iroq qilganda unga datagram bilan birga marshrut jadvalidan olingan yo'riqnoma manzilini maqsad hostning IP manzili sifatida uzatadi. Shunday qilib, B manzili bo'lgan datagramma G MAC manzili bo'lgan freymga joylashtirilgan:

Router G dagi Ethernet moduli ushbu freymni tarmoqdan oladi, chunki freym unga yo'naltirilgan bo'lib, kadrdan ma'lumotlarni (ya'ni datagramma) chiqaradi va uni qayta ishlash uchun IP moduliga yuboradi. IP moduli datagramma unga emas, balki B hostiga qaratilganligini aniqlaydi va uni qaerga yuborish kerakligini aniqlash uchun uning marshrut jadvalidan foydalanadi. Keyinchalik, datagramma yana pastki darajaga, mos keladigan jismoniy interfeysga tushiriladi, unga marshrut jadvalidan olingan keyingi router manzili maqsad hostning IP manzili yoki darhol B hostining manzili sifatida uzatiladi, agar router G datagrammani to'g'ridan-to'g'ri unga etkazib bera olsa.

2.6.2. Proksi-server ARP

ARP javobi istalgan tugun tomonidan yuborilishi shart emas, uning o'rniga boshqa tugun yuborishi mumkin; Ushbu mexanizm deyiladi proksi ARP.

Keling, misolni ko'rib chiqaylik (2.6.1-rasm). Masofaviy xost A dial-up liniyasi orqali G kirish serveri orqali 194.84.124.0/24 tarmog'iga ulangan. Tarmoq 194.84.124.0 Ethernet jismoniy qatlamidir. G serveri A xostiga 194.84.124.0 tarmog'iga tegishli bo'lgan 194.84.124.30 IP manzilini beradi. Shuning uchun, ushbu tarmoqdagi har qanday tugun, masalan, Host B, bir xil IP tarmog'ida bo'lganligi sababli, u to'g'ridan-to'g'ri A xostiga datagram yuborishi mumkin deb hisoblaydi.

Guruch. 2.6.1. Proksi-server ARP

B xostining IP moduli A ning fizik manzilini aniqlash uchun ARP modulini chaqiradi. Biroq, A o‘rniga (bu, albatta, Ethernet tarmog‘iga jismonan ulanmagani uchun javob bera olmaydi) server G javob beradi, bu esa o‘z ma’lumotlarini qaytaradi. A jismoniy manzil xosti sifatida Ethernet manzili. Keyin B yuboradi va G A uchun datagrammani o'z ichiga olgan kadrni oladi, uni G kommutatsiyalangan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan manzilga yuboradi.

TCP/IP protokoli (Transmissiyani boshqarish protokoli/Internet protokoli) Internet va boshqa shunga o'xshash tarmoqlar uchun keng tarqalgan bo'lib foydalaniladigan tarmoq protokoli stekidir (masalan, bu protokol LANlarda ham qo'llaniladi). TCP/IP nomi ikkita eng muhim protokollardan kelib chiqqan:

• IP (Internet Protocol) - ma'lumotlar paketini tugundan tugunga uzatish uchun javobgardir. IP har bir paketni to'rt baytli manzil (IP manzil) asosida yo'naltiradi.
• TCP (Transmission Control Protocol) - mijozdan serverga ma'lumotlarning to'g'ri etkazib berilishini tekshirish uchun javobgardir. Oraliq tarmoqda ma'lumotlar yo'qolishi mumkin. TCP xatolarni yoki yo'qolgan ma'lumotlarni aniqlash qobiliyatini va natijada ma'lumotlar to'g'ri va to'liq qabul qilinmaguncha qayta uzatishni so'rash qobiliyatini qo'shdi.

TCP/IP ning asosiy xususiyatlari:

• Mashhur foydalanuvchi xizmatlari uchun ishlatiladigan standartlashtirilgan yuqori darajali protokollar.
• Dasturiy ta'minot va texnik vositalardan qat'i nazar, standartlarni ishlab chiqish va o'zgartirish imkonini beradigan ochiq protokol standartlari qo'llaniladi;
• Noyob manzil tizimi;
• Amaldagi jismoniy aloqa kanalidan mustaqillik;

TCP/IP protokoli stekining ishlash printsipi OSI modelidagi bilan bir xil, yuqori qatlamlardan olingan ma'lumotlar quyi qatlamlardan paketlarga kiritilgan;

Agar paket yuqoridan pastgacha sath bo'ylab harakatlansa, har bir darajadagi xizmat ma'lumotlari paketga sarlavha va ehtimol treyler ko'rinishida qo'shiladi (ma'lumot xabar oxirida joylashtirilgan). Bu jarayon deyiladi. Xizmat ma'lumotlari masofaviy kompyuterda bir xil darajadagi ob'ekt uchun mo'ljallangan. Uning formati va talqini ushbu qatlamning protokollari bilan belgilanadi.

Agar paket qatlam bo'ylab pastdan yuqoriga qarab harakatlansa, u sarlavha va ma'lumotlarga bo'linadi. Paket sarlavhasi tahlil qilinadi, xizmat ma'lumotlari chiqariladi va unga muvofiq ma'lumotlar yuqori darajadagi ob'ektlardan biriga yo'naltiriladi. Yuqori daraja, o'z navbatida, ushbu ma'lumotlarni tahlil qiladi va uni sarlavha va ma'lumotlarga ajratadi, so'ngra sarlavha tahlil qilinadi va yuqori daraja uchun xizmat ma'lumotlari va ma'lumotlari ajratiladi. Barcha xizmat ma'lumotlaridan ozod qilingan foydalanuvchi ma'lumotlari dastur darajasiga yetguncha protsedura yana takrorlanadi.

Paket hech qachon dastur darajasiga etib bormasligi mumkin. Xususan, agar kompyuter jo'natuvchi va qabul qiluvchi o'rtasidagi yo'lda oraliq stantsiya sifatida ishlayotgan bo'lsa, unda tegishli darajadagi ob'ekt xizmat ma'lumotlarini tahlil qilganda, ushbu darajadagi paketning unga yo'naltirilmaganligini aniqlaydi. natijada ob'ekt paketni belgilangan manzilga yo'naltirish uchun zarur choralarni ko'radi yoki xato xabari bilan jo'natuvchiga qaytariladi. Lekin u yoki bu tarzda ma'lumotlarni yuqori darajaga ko'tarmaydi.

Inkapsulyatsiya misolini quyidagicha ko'rsatish mumkin:

Keling, har bir darajadagi funktsiyani ko'rib chiqaylik

Ilova qatlami

TCP/IP stekida ishlaydigan ilovalar OSI modelining taqdimot qatlami va sessiya sathining bir qismi funksiyalarini ham bajarishi mumkin.

Ilovalarning keng tarqalgan misollari quyidagilardir:

• Telnet
• HTTP
• Elektron pochta protokollari (SMTP, POP3)

Ma'lumotlarni boshqa dasturga yuborish uchun dastur transport modulining u yoki bu moduliga kiradi.

Transport qatlami

Transport darajasining protokollari ikkita dastur jarayoni o'rtasida ma'lumotlarni shaffof yetkazib berishni ta'minlaydi. Ma'lumotni qabul qiladigan yoki yuboradigan jarayon transport qatlamida port raqami deb ataladigan raqam bilan aniqlanadi.

Shunday qilib, transport sathida manba va maqsad manzilining roli port raqami orqali amalga oshiriladi. Internet tarmog'i qatlamidan olingan o'z paketining sarlavhasini tahlil qilib, transport moduli qabul qiluvchining port raqami bo'yicha ma'lumotlarni qaysi dasturga ishlov berishini aniqlaydi va ushbu ma'lumotlarni tegishli dastur jarayoniga uzatadi.

Belgilangan manzil va manba port raqamlari ma'lumotlarni jo'natuvchi transport moduli tomonidan sarlavhaga yoziladi. Tashish sathi sarlavhasi boshqa ba'zi bir yuqori ma'lumotlarni ham o'z ichiga oladi va sarlavha formati ishlatiladigan transport protokoliga bog'liq.

Transport qatlami vositalari tarmoq qatlami ustidagi funktsional ustki tuzilma bo'lib, ikkita asosiy muammoni hal qiladi:

• umuman olganda, turli tarmoq tugunlarida ishlaydigan aniq dasturlar o'rtasida ma'lumotlarni yetkazib berishni ta'minlash;
• ixtiyoriy o'lchamdagi ma'lumotlar massivlarini kafolatlangan yetkazib berishni ta'minlash.

Hozirgi vaqtda Internetda ikkita transport protokoli qo'llaniladi - dasturlar o'rtasida ma'lumotlarni kafolatsiz etkazib berishni ta'minlaydigan UDP va virtual ulanishni o'rnatish bilan kafolatlangan etkazib berishni ta'minlaydigan TCP.

Tarmoq (internet) darajasi

Ushbu qatlamdagi asosiy protokol IP protokoli bo'lib, u ma'lumotlar bloklarini (datagrammalarni) bir IP-manzildan boshqasiga etkazib beradi. IP-manzil - bu kompyuterning 32-bitli noyob identifikatori, aniqrog'i uning tarmoq interfeysi. Datagram uchun ma'lumotlar transport qatlami orqali IP moduliga uzatiladi. IP moduli ushbu ma'lumotlarga jo'natuvchi va qabul qiluvchining IP manzilini va boshqa xizmat ma'lumotlarini o'z ichiga olgan sarlavha qo'shadi.

Shunday qilib, yaratilgan datagram ma'lumotlar havolasi orqali yuboriladigan media kirish qatlamiga o'tkaziladi.

Hamma kompyuterlar ham bir-biri bilan bevosita bog‘lana olmaydi, ko‘pincha ma’lum bir marshrut bo‘yicha bir yoki bir nechta oraliq kompyuterlar orqali ma’lumotnomani o‘tkazish kerak bo‘ladi; Har bir datagram uchun marshrutni aniqlash vazifasi IP protokoli tomonidan hal qilinadi.

IP moduli quyi darajadagi datagrammani qabul qilganda, u maqsadli IP manzilini tekshiradi, agar datagramma berilgan kompyuterga yo'naltirilgan bo'lsa, undan olingan ma'lumotlar qayta ishlash uchun yuqori darajali modulga uzatiladi, lekin agar maqsad manzili bo'lsa; Agar datagramma chet el bo'lsa, IP moduli ikkita qaror qabul qilishi mumkin:

• Datagramni yo'q qiladi;
• Marshrutni aniqlab, uni o'z manziliga yuboring, bu oraliq stantsiyalar - marshrutizatorlar bajaradi.

Bundan tashqari, turli xil xususiyatlarga ega bo'lgan tarmoqlarning chekkasida ma'lumotlargrammani bo'laklarga bo'lish va keyin ularni qabul qiluvchining kompyuterida bir butunga yig'ish kerak bo'lishi mumkin. Bu ham IP protokolining vazifasidir.

IP protokoli shuningdek, ICMP protokoli yordamida, masalan, datagram yo'q qilingan taqdirda, xabarnomalarni yuborishi mumkin. Ma'lumotlarning to'g'riligini nazorat qilish, tasdiqlash yoki etkazib berish vositalari yo'q, protokolda bu vazifalar transport qatlamiga tayinlangan.

Mediaga kirish darajasi

Ushbu darajadagi funktsiyalar quyidagilardan iborat:

• IP manzillarini jismoniy tarmoq manzillari bilan taqqoslash. Bu funktsiya ARP protokoli tomonidan amalga oshiriladi;
• Jismoniy havola orqali uzatish uchun IP-datagrammalarini freymlarga inkapsullaydi va hech qanday xatosiz uzatish boshqaruvini talab qilmasdan ma'lumotlar grammalarini freymlardan chiqaradi, chunki TCP/IP stekida bunday boshqaruv transport qatlamiga yoki dasturning o'ziga tayinlangan. Kadr sarlavhasi SAP xizmatiga kirish nuqtasini ko'rsatadi, bu maydon protokol kodini o'z ichiga oladi;
• Etkazish muhitiga kirish usulini aniqlash, ya'ni. kompyuterlarning ma'lumotlarni uzatish huquqini belgilash usuli;
• Ma'lumotlarning jismoniy muhitda ko'rinishini aniqlash;
• Kadrni uzatish va qabul qilish.

Keling, ko'rib chiqaylik inkapsulyatsiya TCP/IP protokolining amaliy darajasida ishlaydigan wireshark sniffer yordamida HTTP protokol paketini tutib olish misolidan foydalanib:

Qabul qilingan HTTP protokolining o'ziga qo'shimcha ravishda, sniffer TCP/IP stekiga asoslangan holda har bir asosiy qatlamni tavsiflaydi. HTTP TCP da, TCP IPv4 da, IPv4 esa Ethernet II da inkapsullangan.

Tarmoqlar tarmog'i bo'lgan va juda ko'p sonli turli xil mahalliy, mintaqaviy va korporativ tarmoqlarni birlashtirgan Internet yagona TCP/IP ma'lumotlar uzatish protokolidan foydalanish orqali ishlaydi va rivojlanadi. TCP/IP atamasi ikkita protokol nomini o'z ichiga oladi:

Transmissiyani boshqarish protokoli (TCP)) - tashish protokoli;

Internet protokoli (IP)- marshrutlash protokoli.

Marshrutlash protokoli. IP protokoli tarmoqdagi kompyuterlar o'rtasida ma'lumot uzatishni ta'minlaydi. Keling, ushbu protokolning ishlashini oddiy pochta orqali ma'lumotlarni uzatishga o'xshash tarzda ko'rib chiqaylik. Xat belgilangan manzilga yetib borishi uchun konvertda qabul qiluvchining manzili (xat kimga) va jo‘natuvchining manzili (xat kimdan kelgan) ko‘rsatiladi.

Xuddi shunday, tarmoq orqali uzatiladigan ma'lumotlar "konvertga o'ralgan" bo'lib, ularda qabul qiluvchi va jo'natuvchi kompyuterlarining IP manzillari "yoziladi", masalan, "Kimga: 198.78.213.185", "Kimdan: 193.124.5.33". Kompyuter tilida konvertning mazmuni deyiladi IP paketi va baytlar to'plamidir.

Muntazam xatlarni jo'natish jarayonida ular avval jo'natuvchiga eng yaqin pochta bo'limiga yetkaziladi, so'ngra pochta bo'limlari zanjiri bo'ylab qabul qiluvchiga eng yaqin bo'lgan pochta bo'limiga o'tkaziladi. Oraliq pochta bo'limlarida xatlar saralanadi, ya'ni qaysi pochta bo'limiga ma'lum bir xat yuborish kerakligi aniqlanadi.

Qabul qiluvchi kompyuterga boradigan IP-paketlar, shuningdek, operatsiya amalga oshiriladigan ko'plab oraliq Internet-serverlar orqali o'tadi. marshrutlash Marshrutlash natijasida IP-paketlar bir Internet-serverdan boshqasiga yuboriladi, asta-sekin qabul qiluvchi kompyuterga yaqinlashadi.

Ma'lumot o'tish yo'lini aniqlash. Internetning "geografiyasi" biz o'rganib qolgan geografiyadan sezilarli darajada farq qiladi. Axborotni olish tezligi Web-serverning masofasiga emas, balki oraliq serverlar soniga va axborot tugundan tugunga uzatiladigan aloqa liniyalarining sifatiga (ularning sig'imiga) bog'liq.

Internetda ma'lumot yo'nalishi bilan juda oddiy tanishishingiz mumkin. Maxsus dastur tracert.exe Windows-ning bir qismi bo'lgan , tanlangan Internet-serverdan kompyuteringizga qaysi serverlar orqali va qanday kechikish bilan ma'lumotlar uzatilishini kuzatish imkonini beradi.

Transport protokoli. Keling, ko'p sahifali qo'lyozmani pochta orqali yuborishimiz kerakligini tasavvur qilaylik, ammo pochta bo'limi posilkalar yoki paketlarni qabul qilmaydi. Fikr oddiy: agar qo'lyozma oddiy pochta konvertiga to'g'ri kelmasa, uni varaqlarga ajratish va bir nechta konvertlarga yuborish kerak. Bunday holda, qo'lyozma varaqlari raqamlangan bo'lishi kerak, shunda oluvchi ushbu varaqlar qanday ketma-ketlikda birlashtirilishini biladi.

Shunga o'xshash holat ko'pincha Internetda kompyuterlar katta hajmdagi fayllarni almashtirganda paydo bo'ladi. Agar siz bunday faylni umuman yuborsangiz, u aloqa kanalini uzoq vaqt davomida "yopib qo'yishi" mumkin, bu esa boshqa xabarlarni yuborish uchun imkonsiz qiladi.

Buning oldini olish uchun jo'natuvchi kompyuterda katta faylni kichik qismlarga bo'lish, ularni raqamlash va ularni alohida IP-paketlarda qabul qiluvchi kompyuterga o'tkazish kerak. Qabul qiluvchi kompyuterda manba faylni alohida qismlardan to'g'ri ketma-ketlikda yig'ish kerak.

Qizig'i shundaki, marshrutlash uchun mas'ul bo'lgan IP protokoli uchun bu paketlar bir-biriga mutlaqo bog'liq emas. Shunday qilib, oxirgi IP-paket yo'lda birinchi IP-paketni bosib o'tishi mumkin. Ma'lum bo'lishicha, hatto ushbu paketlarni etkazib berish yo'llari ham butunlay boshqacha bo'ladi. Biroq, TCP birinchi IP-paketni kutadi va manba faylni to'g'ri ketma-ketlikda yig'adi.

Transmission Control Protocol (TCP), ya'ni transport protokoli fayllarni uzatish vaqtida IP paketlarga bo'linishini va qabul qilish vaqtida fayllar yig'ilishini ta'minlaydi.

Mahalliy kompyuter va Internet-server o'rtasida IP-paketlarni almashish vaqtini yordamchi dastur yordamida aniqlash mumkin ping, Windows operatsion tizimining bir qismidir. "Yordamchi dastur to'rtta IP-paketni belgilangan manzilga yuboradi va har bir paket uchun umumiy uzatish va qabul qilish vaqtini ko'rsatadi.

TCP/IP ma'lumotlar uzatish protokoli

Tarmoqlar tarmog'i bo'lgan va juda ko'p sonli turli xil mahalliy, mintaqaviy va korporativ tarmoqlarni birlashtirgan Internet yagona TCP/IP ma'lumotlar uzatish protokolidan foydalanish orqali ishlaydi va rivojlanadi. TCP/IP atamasi ikkita protokol nomini o'z ichiga oladi:

• Transmission Control Protocol (TCP) – transport protokoli;
• Internet Protocol (IP) - marshrutlash protokoli.

Marshrutlash protokoli. IP protokoli tarmoqdagi kompyuterlar o'rtasida ma'lumot uzatishni ta'minlaydi. Keling, ushbu protokolning ishlashini oddiy pochta orqali ma'lumotlarni uzatishga o'xshash tarzda ko'rib chiqaylik. Xat belgilangan manzilga yetib borishi uchun konvertda qabul qiluvchining manzili (xat kimga) va jo‘natuvchining manzili (xat kimdan kelgan) ko‘rsatiladi.

Xuddi shunday, tarmoq orqali uzatiladigan ma'lumotlar "konvertga o'ralgan" bo'lib, ularda qabul qiluvchi va jo'natuvchining kompyuterlarining IP manzillari "yoziladi", masalan, "Kimga: 198.78.213.185", "Kimdan: 193.124.5.33". Kompyuter tilida konvertning mazmuni deyiladi IP paketi va baytlar to'plamidir.

Muntazam xatlarni jo'natish jarayonida ular avval jo'natuvchiga eng yaqin pochta bo'limiga yetkaziladi, so'ngra pochta bo'limlari zanjiri bo'ylab qabul qiluvchiga eng yaqin bo'lgan pochta bo'limiga uzatiladi. Oraliq pochta bo'limlarida xatlar saralanadi, ya'ni qaysi pochta bo'limiga ma'lum bir xat yuborish kerakligi aniqlanadi.

Qabul qiluvchi kompyuterga boradigan IP-paketlar, shuningdek, operatsiya amalga oshiriladigan ko'plab oraliq Internet-serverlar orqali o'tadi. marshrutlash. Marshrutlash natijasida IP-paketlar bir Internet-serverdan boshqasiga yuboriladi, asta-sekin qabul qiluvchi kompyuterga yaqinlashadi.

Internet protokoli (IP) IP-paketlarni marshrutlashni, ya'ni ma'lumotni jo'natuvchi kompyuterdan qabul qiluvchi kompyuterga yetkazishni ta'minlaydi.

Ma'lumot o'tish yo'lini aniqlash. Internetning "geografiyasi" biz o'rganib qolgan geografiyadan sezilarli darajada farq qiladi. Axborotni olish tezligi Web-serverning masofasiga emas, balki oraliq serverlar soniga va axborot tugundan tugunga uzatiladigan aloqa liniyalarining sifatiga (ularning sig'imiga) bog'liq.

Internetda ma'lumot yo'nalishi bilan juda oddiy tanishishingiz mumkin. Windows-ga kiritilgan tracert.exe maxsus dasturi tanlangan Internet-serverdan kompyuteringizga qaysi serverlar orqali va qanday kechikish bilan ma'lumotlar uzatilishini kuzatish imkonini beradi.

Keling, Internetning "Moskva" qismida ma'lumotlarga kirish qanday amalga oshirilayotganini ko'rib chiqaylik www.rambler.ru Rossiya Internetidagi eng mashhur qidiruv serverlaridan biriga.

Axborotning o'tish yo'lini aniqlash

2. Oynada MS-DOS seansi buyruqni kiritish uchun tizim taklifiga javoban.

3. Bir muncha vaqt o'tgach, axborot uzatish izi paydo bo'ladi, ya'ni kompyuteringizga ma'lumot uzatiladigan tugunlar ro'yxati va tugunlar orasidagi uzatish vaqti.

Axborotni uzatish marshrutini kuzatish shuni ko'rsatadiki, www.rambler.ru serveri bizdan 7 ta o'tish masofasida joylashgan, ya'ni ma'lumotlar oltita oraliq Internet-serverlar orqali (Moskva provayderlari MTU-Inform va Demos serverlari orqali) uzatiladi. ). Tugunlar o'rtasida ma'lumot uzatish tezligi juda yuqori; bitta "o'tish" 126 dan 138 ms gacha.

Transport protokoli. Keling, ko'p sahifali qo'lyozmani pochta orqali yuborishimiz kerakligini tasavvur qilaylik, ammo pochta bo'limi posilkalar yoki posilkalarni qabul qilmaydi. Fikr oddiy: agar qo'lyozma oddiy pochta konvertiga to'g'ri kelmasa, uni varaqlarga ajratish va bir nechta konvertlarga yuborish kerak. Bunday holda, qo'lyozma varaqlari raqamlangan bo'lishi kerak, shunda oluvchi ushbu varaqlar qanday ketma-ketlikda birlashtirilishini biladi.

Shunga o'xshash holat ko'pincha Internetda kompyuterlar katta hajmdagi fayllarni almashtirganda paydo bo'ladi. Agar siz bunday faylni umuman yuborsangiz, u aloqa kanalini uzoq vaqt davomida "yopib qo'yishi" mumkin, bu esa boshqa xabarlarni yuborish uchun imkonsiz qiladi.

Buning oldini olish uchun jo'natuvchi kompyuterda katta faylni kichik qismlarga bo'lish, ularni raqamlash va ularni alohida IP-paketlarda qabul qiluvchi kompyuterga o'tkazish kerak. Qabul qiluvchi kompyuterda manba faylni alohida qismlardan to'g'ri ketma-ketlikda yig'ish kerak.

Transmissiyani boshqarish protokoli (TCP), ya'ni transport protokoli fayllarni uzatish paytida IP paketlarga bo'linishini va qabul qilish vaqtida fayllarni yig'ishini ta'minlaydi.

Qizig'i shundaki, marshrutlash uchun mas'ul bo'lgan IP protokoli uchun bu paketlar bir-biriga mutlaqo bog'liq emas. Shunday qilib, oxirgi IP-paket yo'lda birinchi IP-paketni bosib o'tishi mumkin. Ma'lum bo'lishicha, hatto ushbu paketlarni etkazib berish yo'llari ham butunlay boshqacha bo'ladi. Biroq, TCP birinchi IP-paketni kutadi va manba faylni to'g'ri ketma-ketlikda yig'adi.

IP-paket almashish vaqtini aniqlash. Mahalliy kompyuter va Internet-server o'rtasida IP-paketlarni almashish vaqtini Windows operatsion tizimining bir qismi bo'lgan ping yordam dasturi yordamida aniqlash mumkin. Yordamchi dastur to'rtta IP-paketni belgilangan manzilga yuboradi va har bir paket uchun umumiy uzatish va qabul qilish vaqtini ko'rsatadi.

IP-paket almashish vaqtini aniqlash

1. Internetga ulaning, [Programs-MS-DOS Session] buyrug'ini kiriting.

2. Oynada MS-DOS seansi buyruqni kiritish uchun tizim taklifiga javoban.

3. Oynada MS-DOS seansi Signalni to'rtta urinishda sinab ko'rish natijasi ko'rsatiladi. Javob vaqti serverdan mahalliy kompyutergacha bo'lgan barcha aloqa liniyalari zanjirining tezlik parametrlarini tavsiflaydi.

Ko'rib chiqiladigan savollar

1. Internet global kompyuter tarmog'ining uzviy ishlashini nima ta'minlaydi?

Amaliy topshiriqlar

4.5. Internetning "Amerika" segmentida joylashgan www.yahoo.com eng mashhur Internet qidiruv serverlaridan biri ma'lumotlar yo'nalishini kuzatib boring.

4.6. IP-paketlarni www.yahoo.com serveri bilan almashish vaqtini aniqlang.