Теоретическая часть

Изучение функционирования служб разрешения адресов и продвижения IP пакета в гетерогенной сети

Наиболее известной службой разрешения адресов является система доменных имен (DNS)

DNS -это распределенная база данных, поддерживающая иерархическую систему имен для идентификации узлов в сети Internet. Служба DNS предназначена для автоматического поиска IP адреса по известному символьному имени узла. DNS требует статической конфигурации своих таблиц, отображающих имена компьютеров в IP адресах. Протокол DNS является служебным протоколом прикладного уровня. Этот протокол несимметричен – в нем определенны DNS серверы и DNS клиенты. DNS серверы хранят часть распределенной базы данных о соответствии символьных имен и IP адресов. Эта база данных распределена по административным доменам сети Internet. Клиенты сервера DNS знают IP адрес сервера DNS своего административного домена и по протоколу IP передают запрос, в котором сообщают символьное имя и просят вернуть соответствующий ему IP адрес.

Если данные о запрошенном соответствии хранятся в базе данного DNS сервера, то он сразу посылает ответ клиенты, если же нет – то он посылает запрос DNS серверу другого домена, который может сам обработать запрос либо передать его другому DNS серверу. Все DNS серверы соединены иерархически, в соответствии с иерархией доменов сети Internet. Клиент опрашивает указанные серверы имен, пока не найдет нужные отображения. Этот процесс ускоряется из-за того, что серверы имен постоянно кэшируют информацию, предоставляемую по запросам. Клиентские компьютеры могут использовать в своей работе IP адреса нескольких DNS серверов, для повышения надежности своей работы. База данных DNS имеет структуру дерева, называемого доменным пространством имен, в котором каждый домен имеет имя и может содержать поддомены. Имя домена идентифицирует его положение в этой базе данных по отношению к родительскому домену, причем точки в имени отделяют части, соответствующие узлам домена.

Корень базы данных DNS управляется центром Internet Network Information Center. Домены верхнего уровня назначаются для каждой страны, а также на организованной основе. Имена этих доменов должны следовать международному стандарту ISO 3166. Для обозначения стран используются трехбуквенные и двухбуквенные аббревиатуры, а для различных типов организаций используются следующие аббревиатуры: com – коммерческие организации, edu – образовательные, gov – правительственные, org – некоммерческие организации, net – организации, поддерживающие сети. Каждый домен DNS администрируется отдельной организацией, которая обычно разбивает свой домен на поддомены и передает функции администрирования этих поддоменов другим организациям.

Протоколы разрешения адресов

Одной из главных задач, которая ставилась при создании протокола IP, являлось обеспечение совместной согласованной работы в сети, состоящей из подсетей, в общем случае использующих разные сетевые технологии.

Взаимодействие технологии TCP/IP с частными технологиями подсетей происходит многократно при перемещении пакета IP по составной сети. На каждом маршрутизаторе протокол IP определяет, в какую следующую подсеть и какому пограничному узлу в этой подсети надо направить пакет. Очевидно, что для того, чтобы частная технология подсети смогла доставить пакет на следующий маршрутизатор, необходимо:

- во-первых, упаковать пакет в кадр соответствующего для данной подсети формата

- во-вторых, снабдить кадр адресом, формат которого был бы понятен локальной технологии подсети.

Решением этих задач, как уже было сказано, занимается уровень сетевых интерфейсов стека TCP/IP.

Для определения локального адреса по IP адресу используется протокол разрешения адресов

Протокол разрешения адресов реализуется различным образом в зависимости от того, какой протокол канального уровня работает в данной сети – протокол локальной сети, или же какой-либо из протоколов глобальной сети.

В результате конфигурирования сети каждый интерфейс знает свои IP адрес и MAC адрес. Кроме того, на каждом интерфейсе поддерживается отдельная ARP-таблица, определяющая соответствие между IP адресами и MAC адресами других узлов данной подсети. Первоначально, при включении компьютера или маршрутизатора в сеть все его ARP таблицы пусты.

Пусть в некоторый момент модуль IP передает пакет на уровень сетевых интерфейсов, и ему требуется найти на основе известного IP адреса MAC адрес узла назначения. Для этого протокол IP обращается к протоколу ARP. Работа ARP начинается с просмотра ARP таблицы соответствующего интерфейса. Обращение к ARP произошло в начале работы, и таблица оказалась пуста. Те же самые действия последовали бы, если бы таблица содержала некоторые записи, но нужный IP адрес в ARP таблице отсутствовал. В обоих этих случаях исходящий IP пакет, для которого оказалось невозможным определить локальный адрес из ARP таблицы, запоминается в буфере, а протокол ARP формирует запрос, вкладывает его в кадр протокола канального уровня и рассылает широковещательно.

Все интерфейсы подсети получают ARP запрос и сравнивают указанный там IP адрес с собственным. Интерфейс, который констатировал совпадение, формирует ARP ответ, указывая в нем свой IP адрес и свой локальный адрес, а затем отправляет его направлено, т.к. в ARP запросе имеется локальный адрес отправителя. ARP запросы и ответы используют один и тот же формат пакета. В табл.1 приведены значения полей примера ARP запроса для передачи по сети Ethernet.

Пример ARP запроса Табл.1

Поле	Значение
Тип сети
(0х1)	Тип протокола
2048(0х800)	Длина локального адреса
6(0х6)	Длина сетевого адреса
4(0х4)	Опция
1(0х1)	Локальный адрес отправителя
008048ЕВ7Е60	Сетевой адрес отправителя
194.85.135.75	Локальный (искомый) адрес получателя
	Сетевой адрес получателя 194.85.135.65

В поле «Тип сети» для сетей Ethernet указывается значение 1.

Поле «Тип протокола» позволяет использовать протокол ARP не только для протокола IP, но и для других сетевых протоколов. Для IP значение этого поля равно 0х0800.

Длина локального адреса для протокола Ethernet равна 6 байт, а длина IP адреса – 4 байт. В поле операции для ARP запросов указывает значение 1, если это запрос, и 2, если это ответ.

Из этого запроса видно, что в сети Ethernet узел с IP адресом 194.85.135.75 пытается определить, какой МАС адрес имеет другой узел той же сети, сетевой адрес которого 194.85.135.65. Поле искомого локального адреса заполнено нулями.

Ответ присылает узел, опознавший свой IP адрес. Если в сети нет машины с искомым IP адресом, то ARP ответа не будет. Протокол IP уничтожает IP пакеты, направляемые по этому адресу. В табл.2 помещены значения полей ARP ответа, который мог бы поступить на приведенный выше пример ARP запроса.

Табл.2

Дата добавления: 2017-02-01