Настройка сетей Microsoft дома и в офисе. Учебный курс

– Протокол ARP называют протоколом разрешения адресов (Address Resolution Protocol). Он используется для определения МАС-адреса компьютера на основе исходного IP-адреса. Обычно этот протокол применяется маршрутизаторами, принимающими пакеты данных из внешних сетей.

– Протокол RARP часто называют протоколом определения сетевого адреса по местоположению узла (Reverse Address Resolution Protocol). В противовес ARP, протокол RARP применяется для вычисления IP-адреса на базе исходного МАС-адреса. На практике эти функции реализованы протоколами ВООТР и DHCP, область применения которых постоянно сужается.

– Система DNS (Domain Name System, система имен доменов). На практике она является иерархической системой именования узлов сети, которая применяется в Интернете, а также во многих локальных сетях. Так, если пользователь в строке веб-браузера вводит запроссервер DNS пытается найти численный IP-адрес, связанный с данной ссылкой.

– Протокол ВООТР (Bootstrap Protocol, протокол начальной загрузки) ранее широко использовался для загрузки бездисковых рабочих станций, подключенных к сети. При разработке этого протокола основным требованием являлась компактность исходного кода. Это обуславливалось тем, что протокол жестко кодировался в ПЗУ сетевого адаптера.

– Протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol, протокол динамической конфигурации узла) регламентирует процедуру присваивания IP-адресов и другой соответствующей конфигурационной информации сервером клиентским системам.

– Протокол RMON (Remote Monitoring, удаленный мониторинг) предназначается для расширения возможностей администраторов по дистанционному управлению компьютерами и сетевыми устройствами.

– Протокол SNMP (Simple Network Management Protocol, простой протокол управления сетью) изначально разрабатывался для облегчения централизованного управления сетевыми устройствами и компьютерами.

– Протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol, простой протокол электронной почты) предназначается для управления почтовыми сообщениями, передаваемыми в Интернете.

В следующих разделах главы протоколы IP и TCP описываются подробнее. Но, прежде всего нужно рассмотреть один из базовых протоколов Интернета – протокол IP.

Становой хребет Интернета

Трудно было не заметить, что в аббревиатуре TCP/IP основной протокол Интернета следует вторым. На самом деле причина этого заключается не в том, что этот протокол второстепенный, а в том, чтобы было удобнее запомнить название. Согласитесь, что «IP/TCP» произносится не столь просто. В следующем списке приведены основные свойства протокола IP.

– Протокол IP не ориентирован на установку соединений. Каждый IP-пакет представляет собой отдельный объект, который не зависит от других пакетов, передающихся в сети.

– Протокол IP функционирует без передачи подтверждений о доставке данных, включенных в состав дейтаграммы или пакета.

– Этот протокол считается ненадежным, что следует из первых двух пунктов списка.

– В рамках этого протокола формируется пространство иерархических уникальных IP-адресов.

Стандартная модель функционирования протокола IP достаточно проста. Протокол принимает данные с сетевого уровня модели OSI, а затем разбивает их на меньшие пакеты данных. Затем протокол IP, выполняющийся на рабочей станции, которая является получателем пакетов, производит воссоздание данных в исходном виде. В целях гарантированной доставки каждого IP-пакета в их заголовки помещаются адреса отправителя и получателя, а также вычисляется значение контрольной суммы.

На рис. 4.1 показана структура заголовка IP-пакета. Описание соответствующих полей приводится в следующем за рисунком перечне.

Рис. 4.1. Структура заголовка IP-пакета

– Поле Version (версия) позволяет указывать версию применяемого протокола IP (IPv4 или IPv6).

– Поле IHL (Internet Header Length, длина заголовка IP-пакета) содержит информацию о длине заголовка пакета, передаваемого протоколом Интернета.

– Поле Type of Service (тип обслуживания) позволяет задавать уровень приоритета для данного IP-пакета. Это поле используется версиями Gigabit Ethernet и 10 Gigabit Ethernet, а также версией протокола IPv6.

– Поле Datagram Length (длина дейтаграммы) содержит длину IP-пакета в целом. Длина раздела данных пакета вычисляется при помощи вычитания значения, хранящегося в поле IHL, из данного значения.

– Поле Identification (идентификация). Протокол IP часто разбивает сообщение, полученное протоколом высокого уровня, на меньшие по размеру пакеты в зависимости от максимального размера фрейма, поддерживаемого базовой сетевой технологией. После получения пакетов необходимо выполнить их повторную сборку. Компьютер-отправитель помещает в данное поле уникальный номер, соответствующий каждому фрагменту сообщения. В этом случае для каждого пакета в конкретном сообщении в данном 16-битовом поле будет содержаться одно и то же значение. Компьютер-получатель принимает все требуемые фрагменты, затем воссоздает исходное сообщение.

– Поле Flags (флаги) содержит различные флаговые биты. Нулевой бит резервируется и всегда должен содержать нулевое значение. Первый бит определяет флаг DF (Don't Fragment, He фрагментировать). Второй бит определяет флаг MF (More Fragments, Дополнительные фрагменты).

– Поле Fragment Offset (смещение фрагмента). Если бит MF установлен равным единице, данное поле используется для указания позиции фрагмента в исходном сообщении, благодаря чему обеспечивается успешная повторная сборка пакета.

– Поле TTL (Time to Live, время существования). В этом поле определяется время, в течение которого IP-пакет циркулирует в сети. При каждом прохождении пакета через маршрутизатор значение этого поля уменьшается на единицу.

– Поле Protocol (протокол) содержит числовой код применяемого протокола, присвоенный организацией ICANN.

– Поле Header Checksum (контрольная сумма заголовка) содержит контрольную сумму, вычисляемую по всем полям заголовка IP-пакета. Это значение вычисляется повторно при каждом прохождении IP-пакета через маршрутизатор, поскольку при этом изменяется значение поля TTL.

– Поле Source IP Address (IP-адрес компьютера отправителя). Как и следует из названия, в этом поле находится IP-адрес компьютера, которым был отправлен данный пакет.

– Поле Destination IP Address (IP-адрес компьютера-получателя). Как и следует из названия, в этом поле находится IP-адрес компьютера, которому предназначается данный пакет.

– Поле Options (параметры). В этом поле указываются дополнительные параметры, определяющие различные аспекты дальнейшей обработки пакета данных.

– Поле Padding (дополнение). Назначение этого поля – дополнение заголовка пакета таким образом, чтобы его длина была постоянной и составляла 32 бита.

Теперь следует тщательнее рассмотреть, как в процессе работы формируются и распознаются IP-адреса.

IP-адреса

Интернет представляет собой набор сетей, которые объединены с помощью маршрутизаторов. В результате этого формируется «суперсеть». Образование подобной структуры возможно, поскольку протокол IP обеспечивает правильную адресацию каждой сети, подключенной к Интернету, а также идентификацию узлов, имеющих отношение к конкретной сети. В процессе выполнения маршрутизации пакетов IP-адрес применяется для пересылки данных в требуемую локальную сеть. Как только пакет данных достигает маршрутизатора, находящегося в этой сети, в дело вступает MAC-адрес компьютера-получателя данного пакета. При этом используется узловой раздел IP-адреса, а также сведения из таблицы маршрутизации, в которой указано соответствие между МАС-адресами и узловыми разделами IP-адреса в локальной сети. Если соответствие не найдено, в локальной сети используется протокол ARP в целях определения адресов и добавления их в таблицу маршрутизации.