Протокол ARP. Протокол IP действует на сетевом уровне модели OSI, поэтому IP-адреса называются сетевыми

Протокол IP действует на сетевом уровне модели OSI, поэтому IP-адреса называются сетевыми. Они предназначены для передачи сообщений в составных сетях, связывающих подсети, построенные на различных локальных или глобальных сетевых технологиях, например Ethernet или ATM. Однако для непосредственной передачи сообщения в рамках одной подсети вместо IP-адреса нужно использовать локальный (аппаратный) адрес технологии канального уровня, чаще всего МАС-адрес.

При этом к IP-пакету добавляются заголовок и концевик кадра канального уровня, в заголовке указываются МАС-адреса источника и приемника кадра (см. рис).

При формировании кадра канального уровня возникает проблема: каким образом по известному IP-адресу определить соответствующий МАС-адрес? Указанная проблема решается при помощи протокола ARP (Address Resolution Protocol – протокол разрешения(процесс получения по известному IP-адресу МАС-адреса называется разрешением IP-адреса) адресов). Протокол ARP определяет МАС-адреса осуществляя рассылку всем узлам сети специального кадра, который называется ARP-запрос (ARP Request). В этом кадре содержится IP-адрес компьютера, у которого требуется узнать МАС-адрес. Каждый узел сети принимает ARP-запрос и сравнивает IP-адрес из запроса со своим IP-адресом. Если адреса совпадают, узел высылает ARP-ответ (ARP Reply), содержащий требуемый МАС-адрес. Результаты своей работы протокол ARP сохраняет в специальной таблице, хранящейся в оперативной памяти, которая называется ARP-кэш. При необходимости разрешения IP-адреса, протокол ARP сначала ищет IP-адрес в ARP-кэше и только в случае отсутствия нужной записи производит рассылку ARP-запроса. ARP-кэш имеет следующий вид:

Записи в ARP-кэше могут быть двух типов: статические и динамические. Статические записи заносятся в кэш администратором при помощи утилиты arp с ключом /s. Динамические записи помещаются в кэш после полученного ARP-ответа и по истечении двух минут удаляются. Удаление происходит для того, чтобы при перемещении в другую подсеть компьютера с МАС-адресом, занесенным в таблицу, кадры не отправлялись бесполезно в сеть. Иногда требуется по известному МАС-адресу найти IP-адрес (например, при начале работы компьютеров без жесткого диска, у которых есть МАС-адрес сетевого адаптер и им нужно определить свой IP-адрес). В этом случае используется реверсивный протокол RARP (Reverse ARP).

Маршрутизация. Задача маршрутизации

Маршрутизация пакетов включает в себя две основные задачи:

• определение оптимального маршрута пересылки пакета по составной сети;

• собственно пересылка пакета по сети.

Чтобы иметь возможность определить оптимальный маршрут пересылки пакета, маршрутизатор должен иметь информацию обо всех существующих и доступных в данный момент времени маршрутах. Метод, основанный на таком представлении маршрутной информации, называется маршрутизацией по источнику и обычно используется при тестировании работы сети.

Таким образом, процесс маршрутизации состоит в определе­нии следующего узла в пути следования пакета и пересылки паке­та этому узлу. Такой узел называют хопом (от англ, hop — пры­жок, скачок).

Информация, ставящая в соответствие конечному адресу на­значения пакета адрес маршрутизатора, на который нужно даль­ше отправить пакет для достижения адреса назначения, хранится в специальной таблице маршрутов, которая размещается на маршрутизаторе.

Таблица маршрутизации

Таблица маршрутизации, создаваемая по умолчанию на компьютере с Windows Server 2003 (одна сетевая карта, IP-адрес: 192.168.1.1, маска подсети: 255.255.255.0), имеет следующий вид:

В приведенной таблице имеются следующие поля:

• Network Destination (адрес назначения) – адрес хоста или подсети, для которых задан маршрут в таблице;

• Netmask (маска подсети) – маска подсети для адреса назначения;

• Gateway (шлюз – другое название маршрутизатора) – адрес для передачи пакета;

• Interface (интерфейс) – адрес собственного порта маршрутизатора (сетевой карты), на который следует передать пакет. Любой маршрутизатор содержит не менее двух портов. В компьютере в роли маршрутизатора с Windows Server 2003 портами являются сетевые карты;

• Metric (метрика) – число маршрутизаторов (число хопов), которые необходимо пройти для достижения хоста назначения. Для двух маршрутов с одинаковыми адресами назначения выбирается маршрут с наименьшей метрикой. Значение 20 в таблице соответствует 100-мегабитной сети Ethernet.

Кратко опишем записи в таблице по умолчанию.

• 0.0.0.0 – маршрут по умолчанию (default route). Эта запись выбирается в случае отсутствия совпадений с адресом назначения. В приведенной таблице маршруту по умолчанию соответствует шлюз 192.168.1.2 – это адрес порта маршрутизатора, который связывает данную подсеть с другими подсетями;

• 127.0.0.0 – маршрут обратной связи (loopback address), все пакеты с адресом, начинающимся на 127, возвращаются на узел-источник;

• 192.168.1.0 – адрес собственной подсети узла;

• 192.168.1.1 – собственный адрес узла (совпадает с маршрутом обратной связи);

• 192.168.1.255 – адрес широковещательной рассылки (пакет с таким адресом попадает всем узлам данной подсети);

• 224.0.0.0 – маршрут для групповых адресов;

• 255.255.255.255 – адрес ограниченной широковещательной

рассылки.

Дата добавления: 2014-01-20