TCP протоколен стек

В архитектурата на Интернет отделните мрежи (LAN, регионални и глобални) са свързани помежду си чрез специални устройства - IP пакетни маршрутизатори.

Определение. Мрежовите устройства в Интернет се наричат ​​IP шлюзове, или IP рутери, или Рутери.

стек
Фрагмент от Интернет

LAN - локална мрежа;
МЪЖ - регионална IVS;
WAN - глобална IVS;
WS (Work Station) - LAN работна станция;
FS (File Server) - файлов сървър;
Хост - хост машина (компютър, който е свързан към мрежата като хост);
Рутер - IP рутер.

стек

Маршрут - това е последователност от рутери, които пакетът пътува от източник до дестинация.

Интернет се основава на протоколи TCP/IP.

дейтаграма пакет
Примерна верига за протокол TCP/IP

Данните се прехвърлят в пакети. Пакетите имат заглавка, която съдържа информация за услугата. Данните от по-високите нива се вмъкват в пакети от по-ниски нива.

протоколен
Интернет съобщения, базирани на механизма за капсулиране (капсулиране)

Физически слой и слой за връзка с данни

Интернет слой и IP (Интернет протокол)

Този слой се основава на IP протокола:

  • Първият стандарт IPv4 е дефиниран в RFC-760 (1980).
  • Последната версия на IPv4 е RFC-791 (1981).

Цел на IP

Интернет протокол - IP е ненадежден механизъм, който не изисква установяване на връзка с получателя, механизмът за доставка на съобщения под формата на отделни пакети.
"Ненадеждност на доставката":

  • Доставката на пакети до получателя не е гарантирана;
  • По пътя пакетът може да бъде загубен, дублиран, забавен;
  • Пакетите могат да бъдат доставени извън поръчката.

За да се доставят пакети, не е необходимо първо да се установява връзка (т.е. пътя на пакетите), тъй като всеки пакет се счита за независим от останалите. Следователно пакетите от подател до получател могат да поемат по различни маршрути.

Пакет, предаван през Интернет, се нарича IP дейтаграма или IP пакет.

Структура на пакета: заглавка и блок данни.

IP заглавката на пакета включва набор от правила, осигуряване на доставката на пакета с данни на получателя. Тези правила определят как пакетите се обработват от мрежови възли и рутери, както и условията, при които трябва да се генерира съобщение за грешка и да се премахнат пакетите от мрежата.

протоколен
Формат на IP пакет

За да се премахнат пакетите от мрежата, които са били забавени по някаква причина, заглавката показва „Време за живот“ (TTL - Time To Live), тези. времето, през което пакетът трябва да съществува в мрежата. Стойността на това време намалява, когато пакетът преминава през мрежата, а когато изтече, пакетът се унищожава с известието на подателя. Това предпазва мрежата от циклични маршрути и задръствания.

IP протоколът изпълнява операциите по сглобяване и разглобяване на пакети, свързани с използването на мрежи, в които се използват формати, които са по-къси, отколкото в пакетите, получени от транспортния слой. Форматът на IP пакета съвпада с форматите на пакети на използваните мрежи.

Поле протокол идентифицира протокола от горния слой (TCP, UDP). Протоколите на транспортния слой (TCP или UDP), които използват мрежовия слой за изпращане на пакети, приемат, че максималният размер на полето за данни на IP пакет е 65535 и следователно могат да му изпратят съобщение с тази дължина за транспорт през мрежата. Функциите на IP протокола включват разделяне на съобщение, което е твърде дълго за определен тип мрежов компонент, на по-къси пакети със създаването на подходящи полета за услуги, необходими за последващото сглобяване на фрагменти в оригиналното съобщение.

Повечето видове локални и широкообхватни мрежи дефинират такова понятие като максималния размер на полето за данни на рамка или пакет, в който IP протоколът (MTU) трябва да капсулира своя пакет. Така например, Ethernet мрежите имат MTU от 1500 байта, FDDI мрежите имат 4096 байта, а мрежите X.25 най-често работят с MTU от 128 байта.

Когато се използва динамично маршрутизиране, таблиците за маршрутизиране постоянно се актуализират въз основа на данните, съдържащи се в служебните съобщения, които рутерите обменят помежду си. За определяне на оптималните маршрути се използват два класа протоколи. Първият клас протоколи се основава на преброяване на броя на междинните препредавания в рутери и не отчита действителната честотна лента на каналите за предаване на данни между рутери. В протоколите от втория тип оптимизацията на маршрута се основава на измерване на времето за забавяне на пакета, което осигурява по-добри условия за балансиране на натоварването в мрежата, но води до по-сложно изпълнение.

Тип поле за услуга
стек

Поле Обща дължина определя общата дължина на дейтаграмата в октети (байтове), включително заглавката и полезния товар.

Размер на дейтаграмата, MTU и процес на фрагментация.

MTU (максимална единица за прехвърляне) - максималната единица данни в мрежата.
IP пакет: Lmax = 216 - 1 = 65 535 октета (байта)
Ethernet: MTU = 1500
ПЧИ: MTU = 4500
Xmodem: MTU = 128

Поле "идентификатор на фрагмент" обозначава всички фрагменти от една дейтаграма, която е необходима за нейното успешно сглобяване от приемащата страна.

Поле"флаг" (флаг)

Полето „флаг“ позволява дейтаграмата да бъде фрагментирана и, когато се използва фрагментация, позволява да бъде идентифициран последният фрагмент от дейтаграмата.

Частите, на които е разделена дейтаграма (IP пакет), се наричат ​​фрагменти и самият процес на разделяне - фрагментация.

Поле за отместване на фрагмент определя позицията на фрагмента спрямо оригиналната дейтаграма в единици от 8 октета.

Интернет протокол
Процес за извършване на мрежова фрагментация
стек
Интернет протокол

  • Полето може да липсва.
  • Параметрите на IP дейтаграмата се поставят в заглавката главно за целите на тестване и отстраняване на грешки.
  • Дължината на полето е променлива и зависи от вида на параметрите. За някои параметри дължината на полето е един октет, в който код на опцията