Протокол IP. Адресація в IP-мережах

IP-протокол - протокол обеспечивает дейтаграмные обмены инф-ии, при передаче формируются пакеты, которые включают в себя заголовок и информ. часть.

Структура заголовка:

4 бит 4 бит 8 бит 16 бит

Тип сервиса:

3 байт 1 бит 1бит 1бит 2бит

D=1 – маршрут по минимальной задержке

T=1 – максимальная пропускная способность

R=1 – максимальная надежность

Обычно заголовок имеет длину 20 байт

Флаг:

D=1 – фрагмент запрещ.

M=1 – последний пакет

Если на приемной стороне контр. Сумма не соотв. указан. в заголовке – пакет стирается, других способов борьбы с ошибками не предусмотрено.

Адресация в IP-сетях

Поле адреса указывает номер сети и узла. Узел может входить в несколько различных сетей для каждого узла свой номер. Адрес указыв. 4-я десятичными цифрами, они разделяются точками.

Каждое число не может быть больше 255. Сети подразделяются на 5 классов.

К классу А относится адрес, в котором старший бит имеет значение 0. В адре­сах класса А под идентификатор сети отводится 1 байт, а остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети, все IP-адреса которых имеют значение первого байта в диапазоне от 1 (00000001) до 126 (01111110), назы­ваются сетями класса А. Значение 0 (00000000) первого байта не использует­ся, а значение 127 (01111111) зарезервировано для специальных целей, о чем будет рассказано далее. Сетей класса А сравнительно немного, зато количест-во узлов в них может достигать 2 , то есть 16 777 216 узлов.

К классу В относятся все адреса, старшие два бита которых имеют значе­ние 10. В адресах класса В под номер сети и под номер узла отводится по два байта. Сети, значения первых двух байтов адресов которых находятся в диа­пазоне от 128.0. (10000000 00000000) до 191.255 (10111111 11111111), назы­ваются сетями класса В. Ясно, что сетей класса В больше, чем сетей класса А, а размеры их меньше. Максимальное количество узлов в сетях класса В со­ставляет 2'⁶ (65 536).

К классу С относятся все адреса, старшие три бита которых имеют значе­ние 110. В адресах класса С под номер сети отводится 3 байта, а под номер узла — 1 байт. Сети, старшие три байта которых находятся в диапазоне от 192.0.0 (11000000 00000000 00000000) до 223.255 (11011111 111 111 11 11111111), на­зываются сетями класса С. Сети класса С наиболее распространены и имеют наименьшее максимальное число узлов — 2⁸ (256).

Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес (multicast address). В то вре­мя как адреса классов А, В и С используются для идентификации отдельных сетевых интерфейсов, то есть являются индивидуальными адресами (unicast address), групповой адрес идентифицирует группу сетевых интерфейсов, ко­торые в общем случае могут принадлежать разным сетям. Интерфейс, входя­щий в группу, получает наряду с обычным индивидуальным IP-адресом еще один групповой адрес. Если при отправке пакета в качестве адреса назначе­ния указан адрес класса D, то такой пакет должен быть доставлен всем узлам, которые входят в группу.

Если адрес начинается с последовательности 11110, то это значит, что данный адрес относится к классу Е. Адреса этого класса зарезервированы для буду­щих применений.

Протокол TCP.

Transmission Control Protocol (TCP) (протокол управления передачей) — один из основных протоколов передачи данных Интернета, предназначенный для управления передачей данных в сетях и подсетях TCP/IP. Выполняет функции протокола транспортного уровня модели OSI.

TCP — это транспортный механизм, предоставляющий поток данных, с предварительной установкой соединения, за счёт этого дающий уверенность в достоверности получаемых данных, осуществляет повторный запрос данных в случае потери данных и устраняет дублирование при получении двух копий одного пакета. В отличие от UDP гарантирует целостность передаваемых данных и уведомление отправителя о результатах передачи.

Порт источника - идентифицирует приложение клиента, с которого отправлены пакеты. По возвращении данные передаются клиенту на основании номера порта источника.

Порт назначения - идентифицирует порт, на который отправлен пакет.

Номер последовательности выполняет две задачи:

- Если установлен флаг SYN, то это начальное значение номера последовательности — ISN (Initial Sequence Number), и первый байт данных, которые будут переданы в следующем пакете, будет иметь номер последовательности, равный ISN + 1.

- В противном случае, если SYN не установлен, первый байт данных, передаваемый в данном пакете, имеет этот номер последовательности.

Номер подтверждения

Если установлен флаг ACK, то это поле содержит номер последовательности, ожидаемый получателем в следующий раз. Помечает этот сегмент как подтверждение получения.

Смещение данных

Это поле определяет размер заголовка пакета TCP в 4-байтных (4-октетных) словах. Минимальный размер составляет 5 слов, а максимальный — 15, что составляет 20 и 60 байт соответственно. Смещение считается от начала заголовка TCP.

Зарезервировано (6 бит) для будущего использования и должно устанавливаться в ноль. Из них два (5-й и 6-й) уже определены:

- CWR— флаг установлен отправителем, чтоб указать, что получен пакет с установленным флагом ECE.

- ECE — указывает, что данный узел способен на ECN (явное уведомление перегрузки) и для указания отправителю о перегрузках в сети

Флаги (управляющие биты) - это поле содержит 6 битовых флагов URG, ACK, SYN, FIN.

Окно - содержится число, определяющее в байтах размер данных, которые отправитель готов принять.

Псевдозаголовок - не включается в TCP-сегмент. Он используется для расчета контрольной суммы перед отправлением сообщения и при его получении.

Поле контрольной суммы — это 16-битное дополнение к сумме всех 16-битных слов заголовка (включая псевдозаголовок) и данных. При расчёте контрольной суммы значение самого поля контрольной суммы принимается равным 0.

Указатель важности - 16-битовое значение положительного смещения от порядкового номера в данном сегменте. Это поле указывает порядковый номер октета, которым заканчиваются важные данные.

Опции - могут применяться в некоторых случаях для расширения протокола. Иногда используются для тестирования.

В отличие от традиционной альтернативы — UDP, который может сразу же начать передачу пакетов, TCP устанавливает соединения, которые должны быть созданы перед передачей данных. TCP соединение можно разделить на 3 стадии:

- Установка соединения

- Передача данных

Завершение соединения