МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ, НАУКИ, МОЛОДІ І СПОРТУ УКРАЇНИ
Національний університет «Львівська політехніка»
Кафедра автоматизованих систем управління
Лабораторна робота №5
з дисципліни:
“ Комп’ютерні мережі ”
на тему: “Класи ip-адрес ”
Львів 2011
Мета:
Ознайомитись з класами ір-адрес.
Теоретичні відомості:
Протокольний стек TCP/IP – загальна характеристика
Протокольний стек - визначення
У попередніх роздiлах ми розглянули функції та призначення протоколів усіх рівнів згідно з еталонною моделлю взаємодії відкритих систем. У реальних мережах часто реалізують цілі набори протоколів, які підтримують усі рівні взаємодії.
Конкретну реалізацію набору протоколів називають протокольним стеком.
Comment:
Сфера застосування стеку TCP/IP
Найбільшого поширення сьогодні набув протокольний стек ТСР/ІР, який використовують в мережах OC UNIX та Internet.
Comment:
Стек TCP/IP- основа Internet – стандарти
Набір протоколів TCP/IPI застосовують у мережах на базі ОС UNIX, а також у популярній глобальній мережі Internet. Розробку та супровід цих протоколів виконує IAB (Internet Activities Board) з двома підкомітетами: дослідницьким (Internet Research Task Force (IRTF) та інженерним (Internet Engineering Task Force (IETF). Інженерний підкомітет також розробляє стандарти мережі TCP/IP - RFC (Request For Comments). Крім того, Internet має структуру, що відповідає за розподіл адрес - ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). Ця організація координує роботу регіональних організацій з аналогічними функціями – ARIN - Америка, RIPE - Європа, APNIC – Азія. Детальніше про стандартизацію internet див. Д.1.2.
Comment:
Структура мережі протоколу TCP/IP
Структура мережі TCP/IP це об’єднання локальних мереж1 (звідси назва Internet, що дослівно означає міжмережеву мережу) (рис.1). Окремі локальні мережі сполучені через маршрутизатори. Кожна мережа має унікальну адресу. Комп’ютери в локальній мережі називають гостами (host). Вони також мають унікальні адреси.
Поняття локальної мережi тут вiдображає ступiнь зв’язностi станцiй мережi, їхню функцiйну єднiсть.
Рис. 1. Структура мережi протоколу TCP/IP.
Локальна мережа – це мережа комутована, або ж єдиний домен колізій.
Термінологія – internet, intranet, extranet.
Оскільки мережа протоколу TCP/IP об’єднує кілька локальних мереж, то в англійській термінології її називають internet. (На відміну від всесвітньовідомої глобальної мережі Internet, яка теж використовує протоколи TCP/IP і є сукупністю інформаціних ресурсів). Велику корпоративну мережу, побудовану за принципами та на програмному забезпеченні internet, називають intranet, а таку ж корпоративну мережу, однак з великим ступенем взаємодiї з зовнiшніми мережами, - extranet.
Comment:
Адреси
Адресація в мережах протоколу TCP/IP
У кожній мережі на кожному рівні протоколу є свій механізм адресації. Наприклад, у мережі Ethernet на канальному рівні адресу задають унікальним шестибайтовим числовим значенням (наприклад 08-00014-57-69-69). IP-адреса (тобто адреса IP-протоколу мережевого рiвня) вузла також є унікальною логічною адресою і не залежить від апаратури та конфігурації мережі, її довжина становить 4 байти. Для зручності та наочності цю адресу розбивають на чотири частини, розділені крапками, наприклад, 102.54.94.97. Адресою транспортного рівня є номер порту, що відповідає застосуванню, якому адресовано IP-пакет. Номер порту задається цілим числом. (Див. Д.10.11). Інколи IP- адресу поєднують з номером порту. Таку адресу, наприклад, 102.54.94.97:8080 називають сокетом (socket).
Структура IP – адреси, класи мереж.
Кожна IP-адреса складається з двох компонентів: адреси локальної мережі та адреси хоста. Межа між адресами локальної мережі та хоста рухома. Адреса мережі може займати 3, 6, 9 розрядів. Решта - це адреса хоста в мережі.
Отже, адреси всіх хостів в одній локальній мережі відрізняються тільки в частині ‘адреса хоста’.
Comment:
Класи адрес
Для зручності адресації мереж різних розмірів їх розділено на класи (табл.10.1, рис.10.2).
Таблиця 10.1. Класи мереж internet
Структура протокольного стека TCP/IP
На канальному рівні використовують протоколи вiдомих мережевих архiтектур (Ethernet, FDDI, ATM, Token Ring, та ін.). Особливе мiсце посідають протоколи SLIP (Serial Line IP) та PPP (Point To Point Protocol). Їх застосовують для передавання даних низькочастотними послiдовними каналами, найчастiше через послiдовний порт комп’ютера та модем призначеною або комутованою телефонною лiнiєю (див. Д.10.6).
IP (Internet Protocol) - це міжмережевий данограмний протокол мережевого рівня, що забезпечує сервіс передавання пакетів між вузлами мережі. Він не підтримує функції послідовного передавання пакетів та не гарантує надійності їхнього передавання. IP є головним протоколом мережевого рiвня стека TCP/IP. Його використовують усi iншi протоколи.
ICMP (Internet Control Message Protocol) - це основний діагностичний протокол для передавання інформації між вузлами мережі про помилки та збої, а також для діагностування мережі. Крім того, протоколи вищих рівнів використовують його для адміністрування та діагностування мережі.
ARP (Adress Resolution Protocol, ) трансформує IP-адресу в MAC адресу станції (див. Д.10.8), а протокол RARP (Reverse Adress Resolution Protocol) виконує зворотну функцію - за MAC адресами визначає логічні IP-адреси.
TCP (Tramsmission Control Protocol) є протоколом транспортного рівня з попереднім налагодженням з’єднання. Він гарантує надійне передавання пакетів та забезпечує їхню правильну послідовність, під час передавання використовує сервіс протоколу IP.
UDP (User Datagram Protocol) - данограмний протокол транспортного рівня, який використовують замість протоколу TCP, якщо немає потреби в додаткових заходах з забезпечення надійного передавання. Протокол не гарантує передавання пакета, а також послідовності передавання.
Серед протоколів прикладного рівня та рівня відображення можна виділити Telnet - протокол емуляції термінала, FTP (File Transfer Protocol) - протокол передавання файлів, SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - протокол електронної пошти (див. розд. ), SNMP (Simple Network Management Protocol) - протокол керування мережею (див. ч.2, розд ), HTTP – (HyperText Transport Protocol) - протокол для передавання гіпертекстової інформації в internet.
Формат IP-пакета
IP-пакет складається з заголовка, який переносить службову інформацію, та блока даних.
Comment:
Формат заголовка IP-пакета
Формат заголовка IP-пакета.
Заголовок складається з окремих полів. Розшифруємо їхнє призначення детальніше.
VERS - номер версії протоколу IP. Його використовують для вирішення конфліктів у випадках, якщо станції працюють з різними версіями протоколу IP. Це єдине незмiнне поле у форматi пакета.
HLEN - довжина заголовка.
SERVICE TYPE - байт, який визначає параметри обслуговування пакета. Біти 0–2 у ньому задають пріоритет пакета, біти 3–6 - бажаний тип якостi транспортування (Delay, Throughput, Relability, Cost). Значення прiоритету змiнюються вiд 0 (найнижчий, звичайнi повiдомлення) до 7 (найвищий, мережеве керування). Тип якостi транспортування враховують багато маршрутизаторів. У цьому випадку вони намагаються мiнiмiзувати (максимiзувати) вiдповiдний параметр. Одночасно можна задати тiльки один з бiтiв якості. Значення за замовчуванням - усi нулi. Кожна з програм рiвня застосувань може ставити свої вимоги до якостi передавання. Наприклад, для програми емулятора термiнала telnet важливим є час вiдповiдi, а для протоколу мережевого керування SNMP - надiйнiсть доставляння.
TOTAL LENGTH - загальна довжина пакета в байтах. Максимальне значення - 65535 байт.
IDENTIFICATION - ідентифікатор ‘великого’ пакета, один для всіх його фрагментів. Окремий фрагмент визначають унікально за адресами відправника та отримувача, протоколом вищого рівня та ідентифікатором.
Формат заголовка IP-пакета продовження
FLAGS - ознака того, що пакет фрагментовано.
FRAGMENT OFFSET - зміщення від початку фрагментованого пакета.
TIME TO LIVE - час перебування пакета в мережі. Введення такого параметра дає змогу уникнути необмеженого в часі перебування пакета в мережі. Для цього під час формування пакета йому присвоюють конкретний час. Пізніше під час кожного опрацювання пакету в маршрутизаторi час зменшується. Коли значення поля досягне 0, пакет буде знищено. На практиці замість часу перебування часто використовують ціле число - максимальну кількість транзитних маршрутизаторів і в разі кожного опрацювання пакета зменшують його на 1.
PROTOCOL - протокол транспортного рівня, до якого спрямований пакет (TCP, UDP, ICMP, IGMP).
HEADER CHECKSUM - контрольна сума, яка захищає заголовок пакета. Оскільки деякі поля змінює кожен маршрутизатор, то КС доводиться щораз перераховувати. Це, та ще заповнення поля опцій є суттєвим джерелом затримки.
SOURCE IP ADRESS - адреса джерела інформації.
DESTINATION IP ADRESS - адреса призначення.
ID OPTIONS - необов’язкові параметри, пов’язані з режимами безпеки та маршрутизацією (детальніше див. Д.10.14).
PADDING - заповнення пропусками до цілого числа 32-бітових слів.
Висновок :
На цій лабораторній роботі ознайомились класами ір-адрес.