Компютерні мережі 2 (стр. 5 из 5)
Рис. 3.25. Сеть 100VG-AnyLAN
14.Міжмережевий обмін на основі протокольного стеку TCP/IP
Як правило, у стеку протоколів ТСР/ІР, на основі якого зараз працюють більшість мереж, використовуються 3 типи адрес:
· Локальні – такий тип адрес, який використовується засобами базової технології канального рівня для доставки даних у межах логічного сегменту. У локальних мережах це є МАС-адреси.
· Символьні – доменні імена (chnu.cv.ua). Мають ієрархічну структуру і використовуються для зручності запам’ятовування адрес вузлів у великому мережевому комплексі (наприклад, Internet).
· ІР-адреси – тип адрес, на основі яких протоколи мережевого рівня передають пакети між мережами.
При передачі інформації через мережеве середовище відправник повинен знати як логічну адресу отримувача (адресу мережевого рівня), так і фізичну (адресу канального рівня). У мережах Ethernet, які працюють на основі протокольного стеку ТСР/ІР у якості логічної використовується 32-бітна ІР адреса, а у якості фізичної – 48-бітна МАС адреса. Ці адреси між собою ніяк не взаємопов’язані, і не існує механізмів перетворення одних адрес в інші. Тому для встановлення відповідності між МАС та ІР-адресою використовується протокол ARP (Address Resolution Protocol). Така відповідність встановлюється лише для тих ІР-пакетів, які необхідно відправити, оскільки лише у момент відправки формуються заголовки ІР та Ethernet. ARP не використовує для роботи ІР; він є самостійним протоколом на основі кадрів Ethernet.
Основним інструментом роботи протоколу ARP є таблиця відповідності адрес. Пряме перетворення адрес виконується шляхом пошуку підходящого запису у цій таблиці. Ця таблиця, яку ще називають ARP-таблицею, знаходиться у оперативній пам’яті вузла, і містить рядки відповідності для кожного вузла мережі, з яким спілкується даний. У двох стовпчиках таблиці містяться ІР- та МАС-адреси хостів.
ARP-таблиця заповнюється автоматично модулем ARP по мірі необхідності. Коли з допомогою існуючої ARP-таблиці не вдається перетворити ІР-адресу, відбувається наступне:
- по мережі передається широкомовний ARP-запит (на адресу FF-FF-FF-FF-FF-FF);
- вихідний ІР-пакет ставиться на чергу.
Кожен мережевий адаптер приймає широкомовні передачі. Всі драйвери Ethernet перевіряють поле типу у прийнятому Ethernet-кадрі та передають ARP-запити модулю ARP. ARP-запит можна інтерпретувати таким чином: „Якщо ваша ІР-адреса співпадає з вказаною, то повідомте мені вашу МАС-адресу”. Пакет ARP-запиту містить ІР- та МАС-адресу відправника, ІР-адресу хоста, МАС-адресу якого необхідно визначити та поле типу запиту, яке вказує, що необхідно визначити саме МАС-адресу за даною ІР.
Кожен модуль ARP перевіряє поле шуканої ІР-адреси у отриманому ARP-запиті і, якщо адреса співпадає із його власною, посилає відповідь прями за вказаною МАС-адресою відправника. Така ARP-відповідь містить ІР- та МАС-адресу як відправника, так і отримувача – того, хто послав запит. Після цього даний пакет направляється ARP-модулю, який додає новий запис до ARP-таблиці вузла.
Тепер, з використанням оновленої ARP-таблиці можна створити Ethernet-кадр і передати його по мережі відповідній машині.
Формат ARP-пакету:
Type code – поле типу робочого протоколу
Hardware address space – поле типу мережі (для Ethernet -1)
Protocol address space – поле типу досліджуваного протоколу (2048 для ІРv4)
LHA – поле довжини апаратної адреси в байтах (для МАС-6)
LPA – поле довжини логічної адреси в байтах (для IPv4 – 4)
Opcode – поле типу виконуваної дії (1 для запиту, 2 для відповіді)
Апаратна та логічна адреса відправника та отримувача займають відповідно LHA та LPA байт.
Якщо отримувач інформації міститься у іншому логічному сегменті мережі, очевидно, що він не зможе самостійно відповісти на ARP-запит відправника. Це відбувається тому, що широкомовні запити 2-го та 3-го рівня, на які відправляється ARP-запит, не передаються через шлюз, в якості якого найчастіше працює маршрутизатор. У такому випадку говорять про роботу proxy ARP. Цей протокол працює наступним чином: якщо ІР-адреса отримувача знаходиться у іншій мережі або підмережі, маршрутизатор формує відповідь на ARP-запит, де у якості МАС-адреси отримувача вказує МАС-адресу власного порта. Вузол, який відправляє інформацію, формує пакет, де вказана ІР-адреса отримувача та МАС-адреса порта маршрутизатора. При отриманні такого пакету маршрутизатор заміняє власну МАС-адресу у полі апаратної адреси отримувача на дійсну апаратну адресу отримувача та відправляє кадр у відповідний сегмент мережі.
Протокол RARP (Reverse ARP) дозволяє вузлу, який не знає своєї IP-адреси (наприклад, бездисковій робочій станції) визначити її на основі МАС-адреси. Якщо у мережі використовується протокол RARP, необхідна наявність вузла, який буде виконувати роль RARP-сервера.
Формат пакету RARP співпадає із форматом пакету ARP, але поле „operation code" має інші значення (3 - для RARP-запиту і 4 для відповіді).
15.Робота протоколів DHCP, DNS, WINS
DHCP (dynamic host configuration protocol) – протокол динамічного управління вузлами. Протокол працює по клієнт-серверній технології. Під час завантаження системи клієнт надсилає DHCP-серверу запит на отримання IP-адреси. DHCP-сервер у відповідь надсилає повідомлення, яке містить IP-адресу клієнта та інші параметри мережі.
Формат пакету DHCP:
· Op операційний код повідомлення. Може приймати значення 1 (запит) або 2 (відповідь)
· Шуре тип фізичної адреси
· Hlen довжина фізичної адреси
· Hops клієнт встановлює в 0. Це поле використовується сервером для надсилання запиту в іншу мережу.
· Xid ідентифікатор транзакції
· Seconds час, який пройшов з моменту початку узгодження IP-адреси
· Flags лівий біт поля використовується в якості прапора широкомовного повідомлення, решта не
· використовуються і рівні 0.
· Ciadder IP-адреса клієнта Yiadder „ваша" (клієнта) IP-адреса
· Siadder IP-адреса наступного сервера, який використовується у процесі роботи
· Giadder IP-адреса довірчого агента (при використанні завантаження через довірчого агента, протокол SNMP)
· Chadder фізична адреса клієнта
· Server Host Name ім'я сервера, від якого отримано IP-адресу
· Boot File Name ім'я файла завантаження
· Vendor Specific Area містить необов'язкову інформацію, яка може бути надана клієнту.
Протокол DHCP підтримує три способи позначення адреси:
1. динамічний автоматичний розподіл
2. ручний статичний розподіл
3. автоматичний статичний розподіл
DNS (Domain Name System)
Для полегшення роботи з комп’ютерною мережею та покращенням наглядності на ряду з ІР- адресою використовують символьні доменні імена. Для забезпечення такої адресації необхідно підтримувати механізм забезпечення співставлення символьного доменного імені та ІР- адреси.
Символьне доменне ім’я, так само як і МАС- адреса є величиною випадковою. Для вирішення проблеми співставлення використовують протокол DNS.
DNS – це службовий протокол прикладного рівня моделі ТСР. Протокол працює по клієнт-серверній технології та потребує наявності виділеного серверу. DNS – сервер зберігає базу даних у відповідності ІР- адреси.
Порядок роботи протоколу:
1. програмний додаток звертається до DNS- клієнта вузла з метою визначення ІР- адреси
2. DNS- клієнт вузла направляє серверу запит для визначення адреси
3. DNS- сервер переглядає базу даних та надсилає повідомлення в тому випадку, якщо ІР- адреса знайдена. Якщо вона не знайдена, сервер DNS відправляє запит домену верхнього рівня
4. DNS- клієнт, отримавши відповідь, передає адресу додатку, що був ініціатором цього процесу
Система доменних імен є ієрархічною і бере свій початок від кореня. Гілки розгалуження в доменній ієрархії бувають двох видів:
- за країною знаходження вузла
- за специфікацією організації, до якої належить цей вузол
кожен з доменів цієї ієрархії може містити перехресні посилання. Повне доменне ім’я вузла має містити всі верхні домени, починаючи від кореня. Максимальна довжина доменного імені – 63 символи.
WINS (Windows Internet Naming Service)
В перших ОС, розрахованих на роботу з невеликими локальними мережами використовують символьні позначення вузлів. Оскільки мережі були невеликими, а об’єднання мереж не використовувалось, для роботи було достатньо NetBIOS- імен. Для установки відповідності NetBIOS- імені комп’ютери та МАС- адреси в мережах використовували широкомовні запити. Із збільшенням розмірів локальних мереж така технологія стала невиправданою, оскільки великий широкомовний трафік суттєво зменшує пропускну здатність мережі. Тому компанія Microsoft в систему Windows включила фірмовий протокол WINS. Його робота полягає в створенні та підтриманні в базі даних NetBIOS- імен комп’ютерів та ІР- адрес, що відповідають цим іменам. База даних WINS автоматично оновлюється при назначенні ІР- адреси DNS- сервера.