(от 0 - обычный, до 7 - чрезвычайно важный). Хотя существующие реализации
IP не используют данное поле, учет приоритетов позволяет обеспечить контроль
за перегрузками на сети.
-------------------------------------------------------------
| Приоритет | D | T | R | Не используется |
| (precedence) | | | | |
-------------------------------------------------------------
Рис. 23-1. Тип услуги
Следующие три бита позволяют запросить специальное обслуживание пакета. При
установленном бите D в единичное значение обеспечивается минимальная задержка
пакета. Такой пакет, например, может входить в состав речевого трафика, и его
передача осуществляется с помощью соответствующей линии с малыми задержками.
Следующий бит (Т-бит), установленный в 1, запрашивает большую полосу
пропускания для данного пакета. Такие пакеты могут составлять трафик,
связанный с передачей файлов. Бит R используется для запроса повышенной
надежности передачи пакета. В указанном режиме могут передаваться пакеты,
относящиеся к приложениям, обрабатывающим разного рода транзакции
(например, банковские системы). Последние два бита поля не используются.
[5]Длина (length)
[5]В поле Длина (16 бит) указывается размер в байтах всего IP-пакета,
включая область данных и заголовок пакета.
[КС 23-6]
[5]Идентификатор (Identification)
[5]Поле содержит некоторое число, которое идентифицирует данную дейтаграмму.
Совместно с адресом источника содержимое поля уникально идентифицирует
дейтаграмму. Фрагменты, имеющие одинаковые адрес источника и идентификатор,
обьединяются вместе с учетом значения параметра "индекс фрагмента". Операция
"сборки" выполняется в маршрутизаторах или в оконечных узлах.
[5]Флаги (Flags)
[5]Два младших бита трехбитового поля применяются в процессе фрагментации.
Первый бит DF (Don't Fragment) указывает, является ли дейтаграмма фрагментом,
второй бит MF (More Fragment) указывает, является ли данный фрагмент
последним.
[5]Индекс (смещение) фрагмента (Fragment Offset)
[5]В 13-ти битовом поле указывается индекс фрагмента в дейтаграмме.
Реализация протокола IP в узле назначения (т.е. IP-обьект) использует
содержимое этого поля для сборки фрагментов в исходный блок TPDU. Причем,
если какой-либо фрагмент теряется, то все другие фрагменты дейтаграммы
уничтожаются.
[5]Время жизни (TTL - Time-to-Live)
[5]В однобайтовом поле TTL содержится счетчик, ограничивающий время
существования пакета в сети. Каждый раз при прохождении транзитного
маршрутизатора содержимое TTL уменьшается на 1. Когда значение TTL принимает
значение 0, пакет уничтожается. Этот механизм позволяет решать проблему
бесконечно зацикленных пакетов.
[5]Протокол (Protocol)
[5]Поле Протокол (8 бит) идентифицирует транспортный протокол (например, TCP),
для которого предназначается данная дейтаграмма. Большинство транспортных
протоколов зарегистрированы под определенными номерами в соответствующих
центрах интерсети.
[5]Контрольная сумма (КС) заголовка пакета (Header Checksum)
[5]Поле длиной 16 бит применяется для обеспечения контроля целостности IP-
заголовка. Если вычисленная контрольная сумма заголовка не совпадает со
значением из поля КС принятого пакета, то пакет уничтожается. Поскольку
поле TTL модифицируется в каждом маршрутизаторе, то каждый раз приходится
пересчитывать значение поля КС заголовка.
[КС 23-7]
[5]Адрес Источника и Адрес Назначения (Source and Destination Addresses)
[5]С помощью этих полей, содержащих IP-адреса, идентифицируются источник и
получатель пакета. IP-адрес специфицирует положение ЭВМ в терминах
сеть-машина. IP-адрес - это 32-х битовое число, для удобства чтения
представляемое в десятично-точечной нотации: четыре десятичных числа,
разделенных точками (например, 192.32.45.1).
----------------------------------
[ Класс А ] | 0 | [сеть] | [ машина ] |
----------------------------------
[ 7 бит ] [ 24 бита ]
-----------------------------------
[ Класс В ] | 1 | 0 | [сеть] | [ машина ] |
-----------------------------------
[ 14 бит ] [ 16 бит ]
-----------------------------------
[ Класс C ] | 1 | 1 | 0 | [сеть] | [ машина ]|
-----------------------------------
[ 21 бит ] [ 8 бит ]
[5] Рис.23-2. Форматы IP-адреса
[5]В настоящее время используются три класса IP-сетей:
* Класс А. IP-адрес в первом байте специфицирует сеть (первый бит
характеризует класс сети). Следующие 3 байта (24 бита) задают адрес ЭВМ (host)
в данной сети. Этот класс сетей применим в случае сетей с большим количеством
host'ов. Пример - ARPANET;
* Класс В. IP - адрес в первых двух байтах специфицирует сеть (два первых
бита характеризуют класс сети). Следующие 2 байта (16 бит) задают адрес ЭВМ.
Данный класс сетей применяется в случае, когда отдельные сети в интерсети
обьединяют среднее число ЭВМ (университеты, коммерческие организвции);
* Класс С. IP - адрес в первых трех байтах специфицирует сеть (три первых
бита характеризуют класс сети). Последний байт (8 бит) определяет ЭВМ в
сети. Этот класс является полезным в случае, когда существует небольшое число
ЭВМ, образующих логически связанное объединение.
[КС 23-8]
[5]Для всех случаев начальные биты адреса сети идентифицируют класс сети.
Данная схема адресации обеспечивает достаточную гибкость при описании любых
типов сетей. При разработке интерсети назначаются (распределяются) только
номера конкретных сетей. Причем номера сетей выбираются среди свободных на
основе определенных характеристик (например, число машин, объединяемых
сетью).
IP-адресация предполагает ряд специальных соглащений. Адрес, состоящий из
одних единичных битов (255.255.255.255) используется в качестве
широковещательного. Адрес "текущей" сети образуется из адреса ЭВМ путем
заполнения нулевыми битами той части адреса, которая описывает адрес Host'а.
Например, к сети класса В с номером 145.32 можно обратиться по адресу
145.32.0.0. Конкретная ЭВМ в рамках конкретной сети адресуется аналогичным
способом. Например, ЭВМ в некоторой сети класса В имеет номер 2.3, тогда ее
адрес - 0.0.2.3.
Несколько лет тому назад в рамках организации RFC 950 было предложено в IP-
адресацию ввести понятие подсети. Подсеть - это третий иерархический уровень
IP-адресации. В этом случае IP-адрес становится похожим на телефонный
номер, применяемый в пределах США. Телефонная система адресации США также
имеет три уровня иерархии: первые три цифры - код области, следующие три
цифры - код подобласти в рамках области, последние четыре цифры - номер
абонента в подобласти. С учетом адреса подсети IP-адрес представляет:
адрес сети, адрес подсети данной сети, адрес ЭВМ в пределах подсети.
Для представления адреса подсети применяются битовые поля из области адреса
ЭВМ в IP-адресах источника и цели. Причем размер поля, отводимого для
представления подсети, определяется административными службами конкретных
сетей. Введение подсетей позволяет выполнять группирование ЭВМ в изолированные
объединения. Причем для представления адресов ЭВМ в рамках подсети отводится
не менее 2-х бит. На рис. 23 - 3 показан пример введения поля адреса подсети
для сети класса В.
-----------------------------------
[ Без ] | | | [сеть] | [ машина ] |
[ подсетей ] -----------------------------------
|
|
---------------V------------------------
[ Введение] | | | [сеть] | [подсеть] | [ машина ]|
[ подсетей] ----------------------------------------
[5] Рис.23-3. Пример адресации подсетей
[КС 23-9]
[5]Введение адресов подсетей является полезным в ряде случаев. Рассмотрим
пример. Вообразим большую компанию, имеющую несколько сетевых сегментов.
Каждый сегмент располагается в отдельном здании и обслуживает различные
отделы, департаменты и т.п. Возникает потребность в обеспечении интерсетевых
соединений. Сети компании присваивается адрес Класса В 134.123. Однако
имеется необходимость обеспечить "скоростную" изоляцию отдельных сетевых
сегментов в условиях единственности адреса сети. Для решения этой проблемы
вводится 8-ми битовый адрес подсети. В результате получается более 250
номеров подсетей, которые могут быть назначены различным сегментам сети
компании. Каждая подсеть в данной ситуации может иметь более 250 адресуемых
устройств. Для данного примера адрес 134.123.15.2 трактуется следующим
образом: 134.123 - адрес сети, 15 - адрес подсети, 2 - адрес ЭВМ.
[5]Опции
[5]Поле опций имеет переменный размер, что позволяет связать с
IP-дейтаграммой различные необязательные услуги. Примерами таких услуг
являются: прослеживание маршрута (получение трассы следования дейтаграммы
в интерсети); простановка временных отметок (с целью изучения временных
характеристик процесса доставки дейтаграммы); защита информации. Чаще других
это поле используется разработчиками потокола для введения разного рода
новаций в ранние редакции реализаций протокола IP. Опция защиты информации
была введена для обеспечения безопасной передачи данных в рамках окружений
с ограниченным доступом.
[КС 23-10]
[ Формат пакета TCP ]
[ 32 бита ]
[ к рис. на стр. 23-11 (в поле рисунка)]
[1]Протокол управления передачей данных - TCP
[5]Протокол управления передачей данных TCP (Transmission Control Protocol)
является основным транспортным пртоколом интерсети. TCP обеспечивает прием
сообщений любого размера от высокоуровневых протоколов (ULP - Upper-Layer
Protocols) и их полнодуплексную, подтверждаемую передачу, ориентированную
на соединение с управлением потоком данных. Указанным образом передача
сообщений выполняется между двумя обьектами, локализованными в двух различных
станциях, подключенных к интерсети, и реализующих протокол TCP.
В соответствии с протоколом TCP данные передаются в виде
неструктурированного байтового потока. Каждый байт идентифицируется
последовательным номером. В целях экономии времени и оптимального
использования полосы пропускания TCP поддерживает определенное число
одновременных ULP-взаимодействий.
В следующих подразделах описывается формат пакета TCP, более подробно