- •Лекция №1 (5 сентября 2008) Преподаватель: Еленев Дмитрий Валерьевич
- •Классификация информационно-вычислительных сетей
- •Сети данных общего пользования способы коммутации
- •Эталонная модель взаимодействия открытых систем (эмвос, osi)
- •Лекция №2 (9 сентября 2008)
- •Топология локальных сетей
- •Топология «Шина»
- •Лекция №3 (11 сентября 2008) Топология «Звезда»
- •Топология «Кольцо»
- •Объединение и разделение каналов по времени и частоте
- •Аналоговые каналы передачи данных
- •Спутниковые каналы передачи данных
- •Сотовые системы связи
- •Лекция №5 (25 сентября 2008)
- •Транковая связь
- •Кодирование информации в локальных сетях
- •Лекция №6 (3 октября 2008) Методы доступа
- •Метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (csma/cd)
- •Метод множественного доступа с передачей полномочий (tpma)
- •Метод множественного доступа с разделением во времени (tdma)
- •Лекция №7 (7 октября 2008) Множественный доступ с разделением частоты (fdma)
- •Среды передачи информации
- •Кабели на основе витых пар проводов
- •Коаксиальный кабель
- •Лекция №8 (9 октября 2008) Оптоволоконный кабель
- •Методы контроля правильности передачи информации
- •Лекция № 9 (17 октября 2008) Протокол tcp/ip
- •Функции протокола tcp
- •Лекция №10 (21 октября 2008) Протокол udp
- •Функции протокола ip
- •Система ip адресов
- •Лекция №11 (31 октября 2008)
- •Маршрутизация
- •Лекция №12 (6 ноября 2008)
- •Внутри шлюзовые протоколы маршрутизации
- •Внешние протоколы маршрутизации
- •Лекция №13 (14 ноября 2008) Технологии локальных вычислительных систем Сети Ethernet
- •Сети Fast Ethernet
- •Сети Token Ring
- •Лекция № 14 (18 ноября 2008) Сети fddi
- •Сети 100vg–AnyLan
- •Сети Gigabit Ethernet
- •Лекция № 15 (28 ноября 2008)
Функции протокола ip
Функции протокола IP заключаются в обеспечении передачи блока данных, называемых datagram-ой от отправителя к получателю. Отправитель и получатель – компьютеры идентифицируемые, адресами фиксируемой длины.
Протокол IP обеспечивает также, при необходимости, фрагментацию и сборку datagram для передачи данных через сети с малым размером пакета. Эти функции протокола IP определены в стандарте на протокол под номером 791.
Протокол IP не подтверждает доставку данных, не контролирует их целостность и не производит операции обмена служебными сообщениями, подтверждающими установление соединения с узлом назначения и его готовность к приему данных.
Протокол IP обрабатывает каждую datagram-у как не имеющую связи с другими datagram-ми. После отправки datagram-мы, она никак не контролируется на уровне протокола IP ее отправителя. В случае, если datagram-а не была доставлена она уничтожается, а узел, уничтоживший datagram-у может отправить специальное ICMP сообщение, содержащее информацию о причине сбоя. Гарантию правильной передачи данных предоставляют протоколы вышестоящих уровней.
Протокол IP осуществляется маршрутизация datagram, т.е. определение пути следования datagram-мы от одного узла сети к другому на основании адреса получателя.
Система ip адресов
IP адрес является числом, состоящим из 32-х двоичных разрядов, т.е. 4 байта. Каждый байт адресной последовательности принято записывать в виде десятичного числа. Каждое из этих чисел содержит определенную адресную информацию, а именно номер сети (адрес сети) и номер хоста в этой сети. Существует 5 классов IP адресов, которые описываются количеством разрядов в номере сети и номере хоста. Класс адреса определяется значением его первого байта.
Сети класса А предназначены для использования в больших сетях содержащих более, чем 216 хостов. Адреса класса B – сети среднего размера, содержащие от 255 до 65534 хостов. Класс C – сравнительно небольшие локальные сети. Класс D предназначен для обращения к группам хостов, а адреса класса E являются зарезервированными. Согласно принятому правилу хосту не присваивается номер 0 и адрес 255, который соответствует широковещательной передаче. Кроме того IP адрес первый байт которого равен 127 используются для взаимодействия процессов в рамках одного хоста, поэтому эти адреса также не могут быть присвоены хосту. Существует также ряд адресов, которые используются для организации так называемых частных сетей, т.е. локальных сетей осуществляющих обмен данными с использованием протокола TCPIP. Применение таких адресов позволяет легко подключить подобную локальную сеть к сети интернет при помощи только одного реального IP адреса, выделенного маршрутизатору этой сети. Все пакеты хостов такой локальной сети, проходящие через маршрутизатор, получают в качестве адреса отправителя его IP адрес и поэтому могут быть корректно обработаны другими маршрутизаторами. При этом маршрутизатор, осуществляющий преобразование адресов ведет специальную таблицу, в которой записывается ряд сведений об отправленном пакете, в том числе с какого адреса внутренней сети на какой внешний адрес был отправлен запрос. При получении ответа маршрутизатор сверяется с этой таблицей и в случае, если находит адрес, запросивший пакет, перенаправляет его получателю. В противном случае пакет уничтожается, а его отправителю направляется специальное ICMP сообщение. Стандартом для частных сетей зарезервированы диапазоны:
-
10.0.0.0 – 10.255.255.255;
-
172.16.0.0 – 172.31.255.255;
-
192.168.0.0. – 192.168.255.255;
В международной организации, занимающейся распределением адресного пространства, отказались от использования классовой модели, т.к. слишком много адресного пространства по ее использовании расходуется понапрасну.
Пусть необходимо подключить к сети Интернет сеть из 2000-х тысяч компьютеров. Для получения адресного пространства требуется одна сеть класса B или восемь сетей класса C. Использование сети класса B нерационально из-за существенного перерасхода адресного пространства. Если же для описания адресного пространства используется восемь сетей класса C, то для описания каждой из этих сетей требуется отдельная запись в таблице маршрутов на маршрутизаторе, т.к. с точки зрения маршрутизатора разные сети никак не связаны между собой, хотя они и находятся в одной локальной сети и маршруты к ним одинаковые. Соответственно, за счет экономии адресного пространства многократно увеличивается служебный трафик и затраты на поддержку и обработку маршрутных таблиц. В тоже время, если провести границу между номером сети и номером хоста не по границе байта, а выбрать длину номера хоста равной 11-ти битам, то получится адресное пространство, содержащее 2046 адресов, что максимально точно соответствует условию задачи.
В результате получится одна сеть, определяемая своим уникальным номером, длиной 11 бит, для обслуживания которой в таблице маршрутов потребуется только одна запись. Такая модель адресации называется бесклассовой CIDR – Classless Internet Direct Routing.
Маска подсети получается следующим образом, на позиции соответствующие номеру сети ставятся единицы, а на позиции соответствующие номеру хоста – нули. Маска подсети записывается в такой же форме как и IP адрес.
Класс |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
17 18 19 20 21 22 23 |
24 25 26 27 28 29 30 31 |
Диапазон 1-го байта |
Количество сетей |
Количество хостов |
A |
0 |
номер сети (7) |
номер хоста |
1-126 |
126 |
224-2 |
||||||||
B |
1 |
0 |
номер сети (14) |
номер хоста |
128-191 |
16382 |
216-2 |
|||||||
С |
1 |
1 |
0 |
номер сети (21) |
Номер хоста |
192-223 |
2091750 |
254 |
||||||
D |
1 |
1 |
1 |
0 |
групповой адрес (28) |
224-239 |
- |
- |
||||||
E |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Резерв |
- |
- |
- |