Коммутация пакетов. Передача с установлением виртуального канала (Л 3/25-27).
Следующий способ продвижения данных основан на частном случае логического соединения, в число параметров которого входит жестко определенный для всех пакетов маршрут.
Виртуальные каналы прокладываются для устойчивых информационных потоков. С целью выделения потока данных из общего трафика каждый пакет этого потока помечается специальным видом признака — меткой.
Так же как в сетях с установлением логических соединений, прокладка виртуального канала начинается с отправки из узла-источника специального пакета — запроса на установление соединения. В запросе указываются адрес назначения и метка потока, для которого прокладывается этот виртуальный канал. Запрос, проходя по сети, формирует новую запись в каждом из коммутаторов, расположенных на пути от отправителя до получателя. Запись говорит о том, каким образом коммутатор должен обслуживать пакет, имеющий заданную метку. Образованный виртуальный канал идентифицируется той же меткой.
После прокладки виртуального канала сеть может передавать по нему соответствующий поток данных. Во всех пакетах, которые переносят пользовательские данные, адрес назначения уже не указывается, его роль играет метка виртуального канала. При поступлении пакета на входной интерфейс коммутатор читает значение метки из заголовка пришедшего пакета и просматривает свою таблицу коммутации, по которой определяет, на какой выходной порт передать пришедший пакет.
Иллюстрация принципа работы виртуального канала
Комментарий к рисунку. На рис. показана сеть, в которой проложены два виртуальных канала (Virtual Channel, VC), идентифицируемых метками VC1 и VC2. Первый проходит от конечного узла с адресом N1 до конечного узла с адресом N2 через промежуточные коммутаторы S1 и S2. Второй виртуальный канал VC2 обеспечивает продвижение данных по пути N1-Sl-S3-S5-N3. В общем случае, между двумя конечными узлами может быть проложено несколько виртуальных каналов, например еще один виртуальный канал между узлами N1 и N2 мог бы проходить через промежуточный коммутатор S3. На рисунке показаны два пакета, несущие в своих заголовках метки потоков VC1 и VC2, которые играют роль адресов назначения.
Таблица коммутации в сетях, использующих виртуальные каналы, отличается от таблицы коммутации в дейтаграммных сетях. Она содержит записи только о проходящих через коммутатор виртуальных каналах, а не обо всех возможных адресах назначения, как это имеет место в сетях с дейтаграммным алгоритмом продвижения. Обычно в крупной сети количество проложенных через узел виртуальных каналов существенно меньше общего количества узлов, поэтому и таблицы коммутации в этом случае намного короче, а следовательно, анализ такой таблицы занимает у коммутатора меньше времени.
Вопрос от Ганчарика: Почему виртуальная передача не является коммутацией каналов?
Использование в сетях техники виртуальных каналов не делает их сетями с коммутацией каналов. Хотя в подобных сетях применяется процедура предварительного установления канала, этот канал является виртуальным, то есть по нему передаются отдельные пакеты, а не потоки информации с постоянной скоростью, как в сетях с коммутацией каналов.
Вопрос от Ганчарика: Назовите примеры разных способов передачи.
Дейтаграммный протокол IR используется для передачи данных между отдельными сетями, составляющими Интернет.
Логические соединения без фиксации маршрута - протокол TCP.
Виртуальных каналы - Интернет, так как в состав Интернета входит немало сетей ATM и Frame Relay, поддерживающих виртуальные каналы.
2. Сетевой уровень. Протокол ARP. Протокол DHCP (Л 7/1-13).
Для отображения IP-адресов в Ethernet адреса используется протокол ARP (Address Resolution Protocol - адресный протокол).
Преобразование адресов выполняется путем поиска в таблице. Эта таблица, называемая ARP-таблицей, хранится в памяти и содержит строки для каждого узла сети. В двух столбцах содержатся IP- и Ethernet-адреса. Если требуется преобразовать IP-адрес в Ethernet-адрес, то ищется запись с соответствующим IP-адресом.
Принято все байты 4-байтного IP-адреса записывать десятичными числами, разделенными точками. При записи 6-байтного Ethernet-адреса каждый байт указывается в 16-ричной системе и отделяется двоеточием.
| IP-адрес | Ethernet-адрес |
| 223.1.2.1 223.1.2.3 223.1.2.4 | 08:00:39:00:2F:C3 08:00:5A:21:A7:22 08:00:10:99:AC:54 |
ARP-таблица заполняется автоматически модулем ARP, по мере необходимости. Когда с помощью существующей ARP-таблицы не удается преобразовать IP-адрес, то происходит следующее:
Каждый сетевой адаптер принимает широковещательные передачи. Все драйверы Ethernet проверяют поле типа в принятом Ethernet-кадре и передают ARP-пакеты модулю ARP. ARP-запрос можно интерпретировать так: "Если ваш IP-адрес совпадает с указанным, то сообщите мне ваш Ethernet-адрес". Пакет ARP-запроса выглядит примерно так:
Каждый модуль ARP проверяет поле искомого IP-адреса в полученном ARP-пакете и, если адрес совпадает с его собственным IP-адресом, то посылает ответ прямо по Ethernet-адресу отправителя запроса.(ARP-ответ). Этот ответ получает машина, сделавшая ARP-запрос. Драйвер этой машины проверяет поле типа в Ethernet-кадре и передает ARP-пакет модулю ARP. Модуль ARP анализирует ARP-пакет и добавляет запись в свою ARP-таблицу.
Если в сети нет машины с искомым IP-адресом, то ARP-ответа не будет и не будет записи в ARP-таблице. Протокол IP будет уничтожать IP-пакеты, направляемые по этому адресу. Протоколы верхнего уровня не могут отличить случай повреждения сети Ethernet от случая отсутствия машины с искомым IP-адресом.
Proxy ARP — техника, применяющаяся в маршрутизаторах для трансляции ARP-ответов из одного сегмента сети в другой. Эта техника используется некоторыми сетевыми устройствами, чтобы позволить определять с помощью протокола ARP MAC-адрес устройства, находящиеся в другом канальном сегменте
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) - это протокол динамической настройки узла.
Предназначен для настройки хоста через удаленный сервер. DCHP поддерживается по умолчанию большинством современных операционных систем.
Этот сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP. Данный протокол работает по модели «клиент-сервер». Для автоматической конфигурации компьютер-клиент на этапе конфигурации сетевого устройства обращается к серверу DHCP, и получает от него нужные параметры.
Сетевой администратор может задать диапазон адресов, распределяемых сервером среди компьютеров. Это позволяет избежать ручной настройки компьютеров сети и уменьшает количество ошибок. Протокол DHCP используется в большинстве сетей TCP/IP.
Протокол DHCP предоставляет три способа распределения IP-адресов:
1) Ручное распределение. При этом способе сетевой администратор сопоставляет аппаратному адресу каждого клиентского компьютера определённый IP-адрес
2) Автоматическое распределение. При данном способе каждому компьютеру на постоянное использование выделяется произвольный свободный IP-адрес из определённого администратором диапазона.
3) Динамическое распределение. Этот способ аналогичен автоматическому распределению, за исключением того, что адрес выдаётся компьютеру не на постоянное пользование, а на определённый срок. Это называется арендой адреса. По истечении срока аренды IP-адрес вновь считается свободным, и клиент обязан запросить новый (он, впрочем, может оказаться тем же самым).
Опции DHCP:
Кроме IP-адреса, DHCP может сообщать клиенту дополнительные параметры, необходимые для нормальной работы в сети.
Некоторые из наиболее часто используемых опций:
· IP-адрес маршрутизатора по умолчанию;
· маска подсети;
· адреса серверов DNS;
· имя домена DNS.
Некоторые поставщики программного обеспечения могут определять собственные, дополнительные опции DHCP.
Принцип работы протокола:
ü Когда клиент (компьютер или устройство) загружается или подключается к сети, серверу отправляется сообщение DHCPDISCOVER, при этом в качестве IP-адреса источника указывается 0.0.0.0 (компьютер ещё не имеет собственного IP-адреса), в качестве маски — 255.255.255.255. Если сервер DHCP находится в локальной подсети, то она напрямую получает сообщение, если он находится в другой подсети, то используется агент ретрансляции для передачи запроса к серверу DCHP.
ü Клиент заполняет несколько полей сообщения начальными значениями:
o В поле chaddr помещается аппаратный адрес (MAC-адрес) клиента.
o В поле опций указывается последний известный клиенту IP-адрес.
ü В тот момент как сервер получил запрос DHCPDISCOVER, то он отправляет в ответ сообщение DHCPOFFER. Как говорилось ранее, в этом сообщении содержатся все необходимые параметры конфигурации, запрашиваемые клиентом.
ü Клиент формирует сообщение DHCPREQUEST, которое служит ответом на DHCPOFFER от сервера, указав, что он принимает параметры конфигурации, отправленные ему. Если бы было несколько серверов DCHP, то клиент бы получил также несколько сообщений DHCPOFFER, но клиент отвечает только одному серверу, заполняя параметры конфигурации для настройки. Таким образом, он проходит авторизацию с получением IP-адреса от одного конкретного сервера DCHP. Все сообщение от других серверов блокируются. Сообщение DHCPREQUEST по-прежнему будет содержать адрес источника 0.0.0.0, если клиенту все еще нельзя использовать IP-адреса, полученные в сообщении DHCPOFFER. В течение этого этапа клиент получает ответы на свои запросы.
ü Как только сервер получает DHCPREQUEST от клиента, он посылает DHCPACK сообщение о том, что теперь клиент может использовать IP-адрес, назначенный к нему.
ü После этого клиент должен настроить свой сетевой интерфейс, используя предоставленные опции
ARP не требует выделения дополнительной техники, DHCP требует выделения отдалённого сервера (DHCP, DNS).
Дата добавления: 2015-08-09; просмотров: 98 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Сброс нагрузки | | | Билет 23. |