Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Формат заголовка пакета IPv6



Протокол IPv6 решает потенциальную проблему нехватки IP- адресов посредством использования 128- разрядных адресов вместо 32- разрядных адресов IPv4, благодаря чему адресное пространство расширяется в 296 раз. Формат заголовка приведен на рис.1.

 

Рис. 1.6. Формат заголовка

На рис.1.6 представлены:

Версия –4-битный код версия Интернет-протокола для IPv6 = 6).

Приор.– 8-битный код приоритета.

Метка потока – 24-битный код метки потока (для мультимедиа).

Размер поля данных – 16-битовое число представляет код длины поля данных в октетах, которое следует сразу после заголовка пакета.

Следующий заголовок – 8-битовый разделитель. Идентифицирует тип заголовка, который следует непосредственно за IPv6 заголовком. Использует те же значения, что и протокол IPv4.

Предельное число шагов – 8-битовое целое число. Уменьшается на 1 в каждом узле, через который проходит пакет. При предельном числе шагов, равном нулю, пакет удаляется.

Адрес отправителя – 128-битовый адрес отправителя пакета.

Адрес получателя – 128-битовый адрес получателя пакета

Заголовки расширения IPv6

В IPv6 опционная информация записывается в отдельных заголовках, которые могут быть помещены между IPv6 заголовком и заголовком верхнего уровня пакета. Каждый заголовок задается определенным значением кода поля Следующий заголовок. В настоящее время определены заголовки: маршрутизации, фрагментации, аутентификации, инкапсуляции, опций hop-by-hop, места назначения и отсутствия следующего заголовка. IPv6 пакет может нести нуль, один, или более заголовков расширения, каждый задается предыдущим полем Следующий заголовок. Содержимое и семантика каждого заголовка расширения определяет, следует или нет обрабатывать Следующий заголовок. Единственное исключение из этого правила касается заголовка опций hop-by-hop, несущего в себе информацию, которая должна быть рассмотрена и обработана каждым узлом по пути доставки, включая отправителя и получателя. Заголовок опций hop-by-hop, если присутствует, должен следовать сразу после IPv6-заголовка. Его присутствие отмечается записью нуля в поле Следующий заголовок заголовка IPv6.

Каждый заголовок расширения должен встречаться не более одного раза, исключение представляет собой заголовок опций места назначения, который должен быть представлен дважды (один раз перед заголовком маршрутизации и второй раз перед заголовком верхнего уровня).



Маршрутный заголовок

Заголовок маршрутизации используется отправителем, чтобы заставить пакет посетить один или более промежуточных узлов на пути к месту назначения. Эта функция схожа с опцией принудительной маршрутизации в протоколе IPv4. Заголовок маршрутизации идентифицируется кодом 43 поля Следующий заголовок предыдущего заголовка. Заголовок маршрутизации не рассматривается и не анализируется до тех пор, пока пакет не достигнет места назначения, указанного в поле IPv6 заголовка. Узел, указанный в поле Следующий заголовок заголовка, которому принадлежит модуль заголовка маршрутизации, реализует следующий алгоритм:

Заголовок фрагмента.В отличие от IPv4, фрагментация в IPv6 выполняется только узлами-отправителями, а не маршрутизаторами. Заголовок фрагмента используется отправителем IPv6. Заголовок фрагментации идентифицируется кодом поля, равным 44.

Нефрагментированная часть состоит из IPv6 заголовка плюс любые заголовки расширения, вплоть до заголовка маршрутизации, если таковой присутствует, или до заголовка опций hop-by-hop.

Фрагментируемая часть представляет остальную часть пакета и включает в себя заголовки расширений, которые должны быть обработаны в узле места назначения, заголовок верхнего уровня и данные. Длина фрагментов выбирается такой, чтобы пакеты-фрагменты соответствовали значению MTU для маршрута к месту назначения. В узле места назначения из пакетов-фрагментов восстанавливается оригинальный пакет.

Приоритет.4-битовое поле приоритета в IPv6-заголовке позволяет отправителю идентифицировать приоритет доставки пакетов 0..15. Предполагается, что чем больше код, тем выше приоритет данных. Практически уровни приоритета, выше или равные 8, зарезервированы для передачи данных в реальном масштабе времени.

Контрольные суммы верхнего уровня.Любой транспортный или другой протокол верхнего уровня, который включает адреса IP-заголовка в свою контрольную сумму, должен быть модифицирован, чтобы работать с 128-битовыми IPv6 адресами.



В отличие от IPv4, при формировании UDP-пакета IPv6 узел должен вычислить контрольную UDP-сумму пакета и псевдо-заголовка и, если вычисление дает в качестве результата нуль, он должен быть заменен на FFFF для помещения в UDP-заголовок.

IPv6 версия ICMP-пакетов включает псевдо-заголовок в вычисление контрольной суммы, в отличие от IPv4-версии ICMP, которая не включает псевдо-заголовок в контрольную сумму. Причина изменения связана с попыткой защитить ICMP от некорректной доставки или искажений важных полей в IPv6-заголовке, который в отличие от IPv4 не защищен контрольным суммированием на интернет-уровне. Поле Следующий заголовок в псевдо-заголовке для ICMP содержит код 58, который идентифицирует IPv6-версию ICMP.

Максимальное время жизни пакета.В отличие от IPv4, узлы IPv6 не требуют установки максимального времени жизни пакетов. По этой причине поле IPv4 "time to live" (TTL) переименовано в "hop limit" (предельное число шагов) для IPv6.

Максимальный размер поля данных.При вычислении максимального размера поля данных, доступного для протокола верхнего уровня, необходимо принимать во внимание большой размер заголовка IPv6 относительно IPv4. При использовании TCP поверх IPv6, MSS должно быть вычислено как максимальная длина пакета минус 60 октетов, поскольку минимальная длина заголовка IPv6 равна 40 и на 20 октетов больше, чем для IPv4.

Протокол управляющих сообщений (ICMPv6).IPv6 использует протокол управляющих сообщений (ICMP) с некоторым количеством изменений. Результирующий протокол называется ICMPv6, и имеет код следующего заголовка 58. ICMPv6 используется узлами IPv6 для сообщений об ошибках при обработке пакетов и для выполнения других функций уровня Интернет, таких как диагностика.

Транспортный протокол TCP

Протокол TCP (Transmission Control Protocol) транспортного уровня, обеспечивает надежную передачу данных в сети. Его транспортный адрес в заголовке IP-сегмента равен 6. Обмен данными осуществляется посредством TCP-пакетов. В Табл. 1.4 приведен формат заголовка TCP-пакета.

Таблица 1.4

Формат сегмента TCP
Бит 0 — 3 4 — 9 10 — 15 16 — 31
Порт источника Порт назначения
Номер последовательности
Номер подтверждения
Смещение данных Зарезервировано Флаги Окно
Контрольная сумма Указатель важности
Опции
160/192+ Данные

 

В отличие от протокола UDP, который может сразу же начать передачу пакетов, TCP перед передачей данных осуществляет:

· установка соединения;

· передача данных;

· завершение соединения.

При обмене данными приемник использует номер последовательности, содержащийся в получаемых сегментах, для восстановления их исходного порядка. Приемник уведомляет передающую сторону о номере последовательности, до которой он успешно получил данные, включая его в поле номер подтверждения. Если впоследствии будет принят сегмент, относящийся к ожидаемому номеру последовательности, то порядок данных автоматически восстанавливается исходя из номеров последовательностей в сегментах.

Последний сегмент, содержащий команду, обязан содержать флаг PSH, чтобы приложение на принимающей стороне смогло начать ее выполнение.

Протоколы транспортного уровня, обеспечивающие надежную передачу данных, предполагают подтверждение принимающей стороной правильность полученных данных. Для этого используется принцип скользящего окна (sliding window), который заключается в том, что каждая сторона может отправлять партнерутакое максимальное количество байт, какое партнер указал в поле размер окна заголовка TCP-пакета, подтверждающего получение предыдущих данных. Принцип скользящего окна обеспечивает опережающую посылку данных с отложенным их подтверждением. Если в течение некоторого времени не будет получено отложенное подтверждение отправленного пакета, то отправляющий TCP-модуль будет вынужден повторить посылку всех TCP-пакетов, начиная с неподтвержденного пакета.

Хотя протокол проверяет контрольную сумму по каждому сегменту, используемый алгоритм считается ненадежным.

Протокол дейтаграмм UDP

Протокол дейтаграмм пользователя UDP транспортного уровня базируется на возможностях, предоставляемых межсетевым протоколом IP. Его транспортный адрес в заголовке IP-сегмента равен 17. Заголовок UDP-пакета содержит двухбайтовые поля – порт источника и порт приемника. Поле Длина содержит длину всего UDP-пакета. Основная задача UDP – обеспечение быстрой передачи данных в сети. Основные характеристики протокола UDP: реализует взаимодействие в режиме без установления логического соединения; не имеет средств уведомления источника UDP-пакета о правильности/ошибочности в его приеме адресатом и не гарантирует надежной передачи данных; имеет поле, содержащее контрольную сумму, подсчитанную для заголовка, данных и псевдозаголовка.

IP-маршрутизация. IP-Маршрутизация – процесс выбора маршрута для передачи пакета из одной сети в другую. Под маршрутом понимается последовательность маршрутизаторов, через которые проходит пакет по пути к узлу-назначению. Маршрутизатор должен иметь несколько IP-адресов с номерами сетей, соответствующими номерам объединяемых сетей.

Маршрутизация осуществляется на узле-отправителе в момент отправки IP-пакета, а затем на IP-маршрутизаторах.

Принцип маршрутизации на узле -отправителе выглядит достаточно просто. Когда требуется отправить пакет узлу с определенным IP-адресом, то узел-отправитель выделяет с помощью маски подсети из собственного IP-адреса и IP-адреса получателя номера сетей. Далее номера сетей сравниваются и если они совпадают, то пакет направляется непосредственно получателю, в противном случае – маршрутизатору, чей адрес указан в настройках протокола IP. Выбор пути на маршрутизаторе осуществляется на основе информации, представленной в таблице маршрутизации – специальной таблице, сопоставляющей IP-адреса сетей с адресами следующих маршрутизаторов, на которые следует отправлять пакеты с целью их доставки в эти сети. Обязательной записью в таблице маршрутизации является так называемый маршрут по умолчанию, содержащий информацию о том, как направлять пакеты в сети, адреса которых отсутствуют в таблице, поэтому нет необходимости описывать в таблице маршруты для всех сетей. Таблицы маршрутизации могут строиться "вручную" администратором или динамически, на основе обмена информацией, который осуществляют маршрутизаторы с помощью специальных протоколов – протоколов динамической маршрутизации.

Протоколы ARP и RARP

Основным функциональным достоинством IP-адресации является логическая независимость IP-адресов от физических адресов. Однако чтобы средства канального уровня могли осуществить доставку данных, необходимо знание физического адреса получателя. Механизм определения по IP-адресу физического адреса узла-получателя обеспечивает протокол ARP (Address Resolution Protocol), протокол разрешения адреса.

Физические адреса компьютеров определяются с помощью широковещательного запроса, в котором сообщается IP-адрес искомого компьютера. Получив такой ARP-запрос, каждый компьютер проверяет соответствие между указанным IP-адресом и своим собственным. В случае их совпадения сообщает отправителю свой физический адрес. После получения ответа компьютер, инициировавший запрос, заносит новые данные в специальную ARP-таблицу.

Наличие на каждом узле ARP-таблицы позволяет снизить объем широковещательной рассылки, поскольку запрос направляется в сеть только в случае, если нужное соответствие не найдено в ARP-таблице.

Протоколы динамической маршрутизации предназначены для автоматизации процесса построения маршрутных таблиц маршрутизаторов. Использование протоколов динамической маршрутизации не отменяет возможность "ручного" внесения данных в таблицы маршрутизаторов. Внесенные таким образом записи называют статическими, а записи, полученные в результате обмена информацией между маршрутизаторами – динамическими. В любой таблице маршрутизации всегда присутствует, по крайней мере, одна статическая запись-маршрут по умолчанию.

Посмотреть соответствие адресов из ARP-таблицы можно, набрав в командной строке arp и указав IP-адрес.

Протоколы сетевого уровня

Протокол Ethernetбыл разработан в начале 1970-х гг. Обмен данными по протоколу Ethernet реализуется программно-аппаратно с помощью сетевого контроллера и драйвера сетевого контроллера.

Формат кадра данных Ethernet состоит из следующих полей.

· Преамбула: 64-битовое поле, содержащее фиксированную последовательность битов, используемую для синхронизации схем приема сигналов на узле-адресате.

· Адрес приемника и адрес источника: 48-битовые поля, содержащие Ethernet-адреса принимающего и передающего кадр узлов сети.

· Тип кадра: 16-битовое поле, содержащее идентификатор протокола более высокого уровня, использующего данный Ethernet-кадр. Примером значений данного поля является 0x0800 – протокол IP.

· Тело кадра: содержит данные, передаваемые в кадре протоколом вышележащего уровня, например это IP-сегмент. Максимальная длина тела кадра протокола сетевого уровня для Ethernet составляет 1500 байт. Минимальная длина Ethernet-кадра составляет 64 байт (512 бит).

· Контрольная сумма: 32-битовое поле, содержащее контрольную сумму, подсчитанную для всего кадра.

Протокол SLIP (Serial Line Internet Protocol) – это сетевой протокол, позволяющий использовать для прямого выхода в Интернет телефонную линию и модем. Все SLIP-кадры начинаются со служебного символа 0xEB(ESC), заканчиваются служебным символом 0xC0(END). Между этими символами располагаются передаваемые данные.

Протокол PPP (Point-to-Point Protocol) также используется для соединения двух компьютеров по последовательному интерфейсу. В нем ликвидированы некоторые недостатки протокола SLIP: поддерживаются различные протоколы вышележащего уровня (а не только IP), используются контрольные суммы.

Протоколы электронной почты

Система электронной почты состоит из трех компонентов: пользовательского агента (почтового клиента), позволяющего пользователям читать и составлять сообщения; транспортных агентов для отправки сообщений (МТА-Mail Transfer Agent); транспортных агентов для доставки сообщений (МДА-Mail Delivery Agent). Задача транспортного агента – принимать почту от пользовательского агента и перенаправлять почту на соответствующие компьютеры для последующей доставки. Транспортный агент по доставке отвечает за прием почты и ее доставку получателям.

Протоколы SMTP и POP3

После того как агент передачи почты пошлет сообщение в выходную очередь, за дело принимается агент по доставке - МТА. Он пересылает сообщение другому МТА. Этот процесс продолжается до тех пор, пока сообщение не достигнет компьютера-получателя.

Для передачи сообщений большинство МТА пользуются протоколом SMTP. Кроме текста, SMTP позволяет передавать и двоичную информацию, например присоединенные графические или звуковые файлы.

Сообщение в почтовый ящик пользователя может быть доставлено различными маршрутами. Чтобы направить почту по нужному пути, можно указать промежуточные агенты MTA. В следующем примере Student@good.edu – почтовый ящик, a HOST1, HOST2 и HOST3 – промежуточные агенты:

MAIL FROM:<@HOST1, @HOST2, @HOST3: Student@good.edu >

Аргументом команды MAIL является обратный маршрут, включающий имя источника сообщения и имена всех промежуточных агентов. Обратный маршрут используется SMTP, если нужно передать сообщение о случившейся ошибке или о невозможности доставить сообщение, когда оно уже прошло через промежуточный агент.

Post Office Protocol (POP) – протокол доставки почты пользователю. Сообщения доставляются в почтовые ящики пользователя, расположенные на круглосуточно работающем почтовом сервере. Пользователь может получить доступ к своему почтовому РОР-серверу из любой точки доступа к Интернету. Для этого необходимо запустить почтовый клиент и настроить его для работы со своим почтовым сервером.

В протоколе РОР3, который является более поздней версией POP, оговорены три стадии процесса получения почты: авторизация, транзакция и обновление. На стадии авторизации клиент себя идентифицирует. Если авторизация прошла успешно, сервер открывает почтовый ящик клиента и начинается стадия транзакции почты. На стадии обновления сеанс связи заканчивается.

Протокол IMAP4

Протокол IMAP4 (Internet Message Access Protocol) – позволяет клиентам манипулировать сообщениями электронной почты на сервере: создавать, удалять и переименовывать почтовые ящики, проверять наличие новых сообщений и удалять старые. В любой системе у клиента есть специальный каталог INBOX, куда попадают поступающие сообщения. Протокол IMAP4 работает поверх транспортного протокола, который обеспечивает надежный и достоверный канал передачи данных между клиентом и сервером IMAP4. При работе по TCP, IMAP4 использует 143-й порт. Принцип передачи данных по протоколу IMAP4 такой же, как и у других подобных протоколов. Сначала клиент и сервер обмениваются приветствиями. Затем клиент отправляет на сервер команды и данные. Сервер, соответственно, передает клиенту ответы на обработку команд и данных. После завершения обмена канал закрывается.

Важной особенностью протокола IMAP является то, что взаимодействие клиента с сервером не строится по принципу запрос-ответ. Сервер может обрабатывать несколько команд одновременно и отвечать на каждую из них по ее окончании. IMAP4 – гибкий и многофункциональный протокол с широкими возможностями. Он обслуживает большое число

различных команд клиента по управлению состоянием почты.

Спецификация MIME. Существует стандарт MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions), определяющий включение в почтовые сообщения объектов мультимедиа: текста на языках, для которых используются кодировки, отличные от ASCII, и нетекстовый контент, такой как картинки, музыка, фильмы и программы. MIME является также компонентом коммуникационных протоколов HTTP, которым нужно, чтобы данные передавались в контексте сообщений подобных e-mail, даже если данные реально не являются e-mail.

Протокол FTP

Технология FTP была разработана еще в рамках проекта ARPA и предназначена для обмена большими объемами информации между компьютерами с различной архитектурой. FTP-протокол – один из старейших в Интернет. Первые спецификации FTP относятся к 1971 г. Обмен данными в FTP построен на технологии “клиент – сервер” и происходит по TCP-каналу. Сервер FTP прослушивает порт 21, и находится в состоянии ожидания соединения с клиентом.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!