17. Межсетевые протоколы. Протокол ip, icmp.

Протокол IP является основным в иерархии протоколов TCP/IP и используется для управления рассылкой ТСР/IР-паке-тов по сети Internet. Среди различных функций, возложенных на IP, обычно выделяют следующие:

• определение пакета, который является базовым понятием и единицей передачи данных в сети Internet. Многие зарубежные авторы называют такой IP-пакет датаграммой;

• определение адресной схемы, которая используется в сетиInternet;

• передача данных между канальным уровнем (уровнем доступа к сети) и транспортным уровнем (другими словами, преобразование транспортных датаграмм во фреймы канального уровня);

• маршрутизация пакетов по сети, т. е. передача пакетов от одного шлюза к другому с целью передачи пакета машине-получателю;

• фрагментация и дефрагментация пакетов транспортного уровня.

Главной особенностью протокола IP является отсутствие ориентации на физическое или виртуальное соединение. Это значит, что, прежде чем послать пакет в сеть, модуль операцион­ной системы, реализующий IP, не проверяет возможность установки соединения, т. е. никакой управляющей информации, кроме той, что содержится в самом IP-пакете, по сети не переда­стся. Кроме того, IP не заботится о проверке целостности информации в поле данных пакета, что заставляет отнести его к протоколам ненадежной доставки. Целостность данных проверяется протоколами транспортного уровня (TCP) или протоколами приложений.

Таким образом, вся информация о пути, по которому должен пройти пакет, определяется по состоянию сети в момент прохождения пакета. Эта процедура называется маршрутизацией в отличие от коммутации, используемой для предварительного установления маршрута следования отправляемых данных.

Принцип маршрутизации является одним из тех факторов, которые определяют гибкость сети Internet и ее преимущества по отношению к другими сетевым технологиям. Маршрутизация представляет собой ресурсоемкую процедуру, так как предполагает анализ каждого пакета, который проходит через шлюз или маршрутизатор, в то время как при коммутации анализируется только управляющая информация, устанавливается канал (физический или виртуальный), и все пакеты пересылаются по этому каналу без анализа маршрутной информации. Однако при неустойчивой работе сети пакеты могут пересылаться по различным маршрутам и затем собираться в единое сообщение. При коммутации путь придется устанавливать заново для каждого пакета, и при этом потребуется больше накладных затрат, чем при маршрутизации

Существует несколько версий протокола IP. В настоящее время используется версия Ipv4 (RFC791

ICMP (Internet Control Message Protocol)

ICMP наряду с IP и ARP относится к межсетевому уровню. Протокол используется для рассылки информационных и управляющих сообщений. При этом используются следующие виды сообщений.

Flow control — если принимающая машина (шлюз или рeальный получатель информации) не успевает перерабатывать информацию, то данное сообщение приостанавливает отправку пакетов по сети.

Detecting unreachable destination — если пакет не мо­жет достичь места назначения, то шлюз, который не может до­ставить пакет, сообщает об этом отправителю пакета.

Redirect routing — это сообщение посылается в том слу­чае, если шлюз не может доставить пакет, но у него есть на этот счет некоторые соображения, а именно адрес другого шлюза.

Checking remote host — в этом случае используется так называемое ICMP Echo Message. Если необходимо проверить наличие стека TCP/IP на удаленной машине, то на нее посыла­ется сообщение данного типа. Как только система получит это сообщение, она немедленно высылает подтверждение.

ICMP используется также для получения сообщения об исте­чении «срока жизни» пакета на шлюзе. При этом используется «время жизни» пакета, определяющее число шлюзов, через кото­рые пакет может пройти. Программа, использующая эту инфор­мацию (сообщение Time execeed протокола ICMP), называется traceroute.

При посылке пакета через Internet traceroute устанавливает значение ttl (Time To Live) последовательно от 1 до 30 (значе­ние по умолчанию), ttl определяет число шлюзов, через которые может пройти IP-пакет. Если это число превышено, то шлюз, на котором происходит обнуление ttl, высылает ICMP-пакет. Если же пакет достиг получателя, то в этом случае возвращается сообщение другого типа — Detecting unreachable destination, так как IP-пакет передается на транспортный уровень.