Операционная система UNIX
Шрифт:
Рис. 6.8. Подсети
Если хост или шлюз "не знает", какую маску использовать, он формирует сообщение ADDRESS MASK REQUEST (запрос маски адреса) протокола ICMP и направляет его в сеть, ожидая сообщения ICMP ADDRESS MASK REPLY от соседнего шлюза.
Ряд IP-адресов имеют специальное значение и не могут присваиваться сетевым элементам (хостам, шлюзам и т.д.). Эти значения приведены в табл. 6.3.
Таблица 6.3. Специальные IP-адреса
| Адрес | Пример | Интерпретация |
|---|---|---|
| Адрес: 192.85.160.46 Маска: 255.255.255.240 | Адрес сети: 192.85.160.0 Адрес подсети: 2 Адрес хоста: 14 | |
| Сеть:0, Хост:0 | 0.0.0.0 | Данный
|
| Сеть:0, Хост:H | 0.0.0.5 | Определенный хост в данной сети (только для адреса источника) |
| Сеть:1111...1 Подсеть:1111...1 Хост:1111...1 | 255.255.255.255 | Групповой адрес всех хостов данной подсети |
| Сеть:N Подсеть:1111...1 Хост:1111...1 | 192.85.160.255 | Групповой адрес всех хостов всех подсетей сети N |
| Сеть:N Подсеть:S Хост:1111...1 | 192.85.160.47 | Групповой адрес всех хостов подсети S сети N |
| Сеть: 127 Хост: 1 | 127.0.0.1 | Адрес внутреннего логического хоста |
Протоколы транспортного уровня
В соответствии с моделью DARPA, рассмотренной нами ранее, протоколы транспортного уровня работают исключительно на хостах, являющихся точками обмена информацией — источниках или получателях датаграмм. Поскольку основная функция шлюзов заключается в выборе пути и последующей передаче датаграммы, которые непосредственно шлюзу не адресованы, протоколы этого уровня обычно не задействованы в шлюзах.
Два протокола этого уровня — TCP и UDP обеспечивают транспорт данных с заданными характеристиками между источником и получателем. Поскольку на каждом хосте как правило существует несколько процессов- получателей данных, протоколы этого уровня должны располагать необходимой информацией для доставки данных требуемому протоколу уровня приложений.
Как было показано, каждый уровень протоколов DARPA имеет собственную систему адресации. Например, для уровня сетевого интерфейса (соответствующего физическому уровню и уровню канала данных модели OSI) в локальных сетях используется физический адрес интерфейса. Он представляет собой 48-битный адрес, как правило, записанный в память платы. Для отображения физического адреса в адрес протокола верхнего уровня (Internet) используется специальный протокол трансляции адреса Address Resolution Protocol (ARP).
Уровень Internet (или сетевой уровень модели OSI) в качестве адресов использует уже рассмотренные нами IP-адреса. Для адресации протокола верхнего уровня используется поле
Протоколы транспортного уровня замыкают систему адресации DARPA. Адреса, которые используются протоколами этого уровня и называются номерами портов (port number), служат для определения процесса (приложения), выполняющегося на данном хосте, которому адресованы данные. Другими словами, для передачи сообщения от источника к получателю требуется шесть адресов — по три с каждой стороны (физический адрес адаптера, IP-адрес и номер порта) — для однозначного определения пути. Номер порта адресует конкретный процесс (приложение) и содержится в заголовке TCP- или UDP-пакета. IP-адрес определяет сеть и хост, на котором выполняется процесс, и содержится в заголовке IP-датаграммы. Адрес сетевого адаптера определяет расположение хоста в физической сети.
Номера портов занимают 16 бит и стандартизированы в соответствии с их назначением. Полный список стандартных номеров портов приведен в RFC 1700 "Assigned Numbers". Часть из них в качестве примера приведена в табл. 6.4.
Таблица 6.4. Некоторые стандартные номера портов
| Номер порта | Название | Назначение (протокол уровня приложений) |
|---|---|---|
| 7 | echo | Echo |
| 20 | ftp-data | Передача данных по протоколу FTP |
| 21 | ftp | Управляющие команды протокола FTP |
| 23 | telnet | Удаленный доступ (Telnet) |
| 25 | smtp | Электронная почта (Simple Mail Transfer Protocol) |
| 53 | domain | Сервер доменных имен (Domain Name Server) |
| 67 | bootps | Сервер загрузки Bootstrap Protocol |
| 68 | bootpc | Клиент загрузки Bootstrap Protocol |
| 69 | tftp | Передача файлов (Trivial File Transfer Protocol) |
| 70 | gopher | Информационная система Gopher |
| 80 | www-http | World Wide Web (HyperText Transfer Protocol) |
| 110 | pop3 | Электронная почта (POP версии 3) |
| 119 | nntp | Телеконференции (Network News Transfer Protocol) |
| 123 | ntp | Синхронизация системных часов (Network Time Protocol) |
| 161 | snmp | Менеджмент/статистика (Simple Network Management Protocol) |
| 179 | bgp | Маршрутизационная информация (Border Gateway Protocol) |
User Datagram Protocol (UDP)
UDP является протоколом транспортного уровня и, как следует из названия, обеспечивает логический коммуникационный канал между источником и получателем данных без предварительного установления связи. Другими словами, сообщения, обрабатываемые протоколом не имеют друг к другу никакого отношения с точки зрения UDP. Для передачи датаграмм использует протокол IP и так же, как и последний, не обеспечивает надежности передачи. Поэтому приложения, использующие этот транспортный протокол, должны при необходимости самостоятельно обеспечить надежность доставки, например, путем обмена подтверждениями и повторной передачей недоставленных сообщений.
Однако благодаря минимальной функциональности протокола UDP, передача данных с его использованием вносит гораздо меньшие накладные расходы по сравнению, скажем, с парным ему транспортным протоколом TCP. Размер заголовка UDP, показанного на рис. 6.9, составляет всего 8 октетов.
Рис. 6.9. Заголовок UDP
Первые два поля, каждое из которых занимает по 2 октета, адресуют соответственно порты источника и получателя. Указание порта источника является необязательным и это поле может быть заполнено нулями. Поле
Рис. 6.10. Псевдозаголовок UDP
В качестве примеров протоколов уровня приложений, которые используют в качестве транспортного протокол UDP, можно привести:
Протокол взаимодействия с сервером доменных имен DNS, порт 53.
Протокол синхронизации времени Network Time Protocol, порт 123.
Протокол удаленной загрузки BOOTP, порты 67 и 68 для клиента и сервера соответственно.
Протокол удаленного копирования Trivial FTP (TFTP), порт 69.
Удаленный вызов процедур RPC, порт 111.
Для всех перечисленных протоколов и соответствующих им приложений предполагается, что в случае недоставки сообщения необходимые действия предпримет протокол верхнего уровня (приложение). Как правило, приложения, использующие протокол UDP в качестве транспорта, обмениваются данными, имеющими статистический повторяющийся характер, когда потеря одного сообщения не влияет на работу приложения в целом. Приложения, требующие гарантированной надежной доставки данных, используют более сложный протокол транспортного уровня, в значительной степени дополняющего функциональность протокола IP, — протокол TCP.
Transmission Control Protocol (TCP)
TCP является протоколом транспортного уровня, поддерживающим надежную передачу потока данных с предварительным установлением связи между источником информации и ее получателем. На базе протокола TCP реализованы такие протоколы уровня приложений, как Telnet, FTP или HTTP.
Протокол TCP характеризуется следующими возможностями, делающими его привлекательным для приложений:
Перед фактической передачей данных необходимо установление связи, т.е. запрос на начало сеанса передачи данных источником и подтверждение получателем. После обмена данными сеанс передачи должен быть явно завершен.