Разбиение на подсети. Бесклассовая адресация.

Сегмент – участок ЛВС, в которой все станции прослушивают одну и ту же несущую или управляются одним маркером.

С увеличением числа пользователей сети ее производительность падает (больше конкуренции на 1 несущей => больше время ожидания => меньше скорость). Выхода 2:

Замена оборудования на более мощное (дорого, надо доказывать).

Разделение на сегменты (например по коммутатору на отдел). На границе сегментов организуется отдельный сегмент серверов. Все это снижает нагрузку на сеть, увеличивает пассивную безопасность, делает возможности аппаратного обновления сети более гибкими.

К сегментообразующему оборудованию относятся мосты и коммутаторы.

Чтобы получить адрес сети, зная IP-адрес и маску подсети, необходимо применить к ним операцию поразрядной конъюнкции (логическое И). Например, в случае более сложной маски (битовые операции в IPv6 выглядят идентично):

IP-адрес: 11000000 10101000 00000001 00000010 (192.168.1.2)

Маска подсети: 11111111 11111111 11111111 00000000 (255.255.255.0)

Адрес сети: 11000000 10101000 00000001 00000000 (192.168.1.0)

Разбиение одной большой сети на несколько маленьких подсетей позволяет упростить маршрутизацию. Например, пусть таблица маршрутизации некоторого маршрутизатора содержит следующую запись:

Сеть назначения	Маска	Адрес шлюза
192.168.1.0	255.255.255.0	192.168.1.1

Пусть теперь маршрутизатор получает пакет данных с адресом назначения 192.168.1.2. Обрабатывая построчно таблицу маршрутизации, он обнаруживает, что при наложении маски 255.255.255.0 на адрес 192.168.1.2 получается адрес сети 192.168.1.0. В таблице маршрутизации этой сети соответствует шлюз 192.168.1.1, которому и отправляется пакет.

Существуют ситуации, когда стандартной классификации адресов не хватает для организации каналов связи между всеми сегментами сети. Наиболее часто данная ситуация возникает при большой территориальной распределенности сегментов сети предприятия с малым количеством узлов. Если сумма узлов нескольких сегментов меньше максимальной емкости классической сети получить отдельный диапазон адресов для каждого из сегментов не представляется возможным. Выходом из данной ситуации является отступление от классификации адресного пространства и разделение классических диапазонов на несколько отдельных независимых участков. В этом случае получаемый диапазон адресов называется подсетью. При бесклассовой адресации адрес будет состоять из 3-х частей:

NetID+SubNetID+HostID, где

NetID – идентификатор сети,

SubNetID – идентификатор подсети,

HostID – идентификатор узла.

При этом указатель подсети выбирается из части классического адреса, отнесенный к идентификатору узла. Для того, чтобы определить, какая часть адреса относится к номеру подсети, а какая является номером узла, используют дополнительный 32-битный идентификатор, называемый маска подсети со структурой, сходной с IP -адресом. При сопоставлении маски и адреса к номеру подсети в адресе будут относиться те биты, соответствующие которым биты маски имеют значение 1. Соответственно, к номеру узла будет относиться та часть, соответствующие биты маски которой равны 0.

С помощью такой системы любую классическую сеть можно разделить на количество подсетей, кратных числу 2.

14. Протоколы ARP/RARP. ARP с представителем.

Для передачи данных от хоста к хосту достаточно знать IP-адрес получателя. Но данные, передаваемые с сетевого на канальный уровень, не несут в себе никакой информации о MAC-адресе получателя. Для того, чтобы пакет сетевого уровня был встроен во фрейм канального уровня с выполнением MAC-адресации, то есть для установления соответствия адресов канального и сетевого уровней, существуют протоколы семейства ARP (протоколы разрешения адресов).

Узел, имеющий данные для передачи хосту с определенным IP-адресом, выясняет его MAC-адрес с использованием протокола ARP: он рассылает широковещательные ARP-запросы с указанием искомого IP-адреса. Запрос будет подписан обратными MAC и IP адресами запросившего узла. Широковещательные запросы принимают все узлы. Тот из них, который имеет искомый IP-адрес, ответит запросившему, сообщив свой MAC-адрес. Таким образом, с помощью ARP-запросов каждый из узлов выстраивает собственную таблицу соответствия MAC-IP (ARP-таблицу).

Протокол RARP применяется в случае использования бездисковых рабочих станций, которые не знают собственного IP-адреса, а имеют только MAC. В этом случае узел обращается с ARP-запросом, в котором поле его IP-адреса является пустым. RARP-сервер, получив такой запрос сообщит узлу его IP-адрес из таблицы соответствия MAC-IP, которую хранит у себя сервер.

Протокол ARP с представителем является альтернативным методом, позволяющим шлюзам принимать все необходимые решения о маршрутизации. Он применяется в сетях с широковещательной передачей, где для отображения IP-адресов в сетевые адреса используется протокол ARP или ему подобный. Реализуемый протоколом ARP с представителем, аналогичен использованию маршрутов по умолчанию и сообщений перенаправления. Но протокол ARP с представителем не затрагивает таблиц маршрутов, все делается на уровне адресов Ethernet. Протокол ARP с представителем может использоваться либо для маршрутизации IP-пакетов ко всем сетям, либо только в локальной сети, либо в какой-то комбинации подсетей.

15. Транспортный уровень. Сокеты. Протоколы TCP/UDP.

Протоколы транспортного уровня могут решать проблему негарантированной доставки сообщений, а также гарантировать правильную последовательность прихода данных. В стеке TCP / IP транспортные протоколы определяют для какого именно приложения предназначены эти данные.

TCP - транспортный механизм с предварительным установлением соединения, предоставляющий приложению надёжный поток данных, дающий уверенность в безошибочности получаемых данных, перезапрашивающий данные в случае потери и устраняющий дублирование данных. TCP позволяет регулировать нагрузку на сеть, а также уменьшать время ожидания данных при передаче на большие расстояния. Более того, гарантирует, что полученные данные были отправлены точно в такой же последовательности, в этом его главное отличие от UDP.

UDP - протокол передачи датаграмм без установления соединения. Не имеет возможности удостовериться в доставке сообщения адресату, а также возможного перемешивания пакетов.

В приложениях, требующих гарантированной передачи данных, используется протокол TCP.

UDP обычно используется в таких приложениях, как потоковое видео, где допускается потеря пакетов, а повторный запрос затруднён или не оправдан, либо в приложениях вида запрос-ответ (например, запросы к DNS), где создание соединения занимает больше ресурсов, чем повторная отправка.

И TCP, и UDP используют для определения протокола верхнего уровня число, называемое портом. Существует список стандартных портов TCP и UDP.

Со́кеты — название программного интерфейса для обеспечения обмена данными между процессами. Процессы при таком обмене могут исполняться как на одной ЭВМ, так и на различных ЭВМ, связанных между собой сетью. Номер порта, задаваемый транспортным уровнем, в совокупности с номером сети и номером компьютера, задаваемыми сетевым уровнем, однозначно определяют прикладной процесс в сети и называется сокетом.

Сокет – это канал, проложенный между сервером, на котором запускается программа, и сервером, с которым мы хотим установить соединение.

Дата добавления: 2015-08-17