Формат сообщений протокола TCP.

Сообщения данного протокола называют сегментами, состоят они из заголовка и блока данных. Заголовок имеет следующие поля:

1) Порт источника – 2 байта

2) Порт назначения – 2 байта

3) Последовательный номер - 4 байта, определяющий смещение сегмента относительно потока отправляемых данных.

4) Подтвержденный номер – 4 байта, указывает максимальный номер байта в полученном сегменте +1, это значение используется в качестве квитанции.

5) Длина заголовка – 4 бита, указывает длину заголовка, измеренную в 32-х битовых словах.

6) Резервное поле – 6 бит

7) Кодовые биты – 6 бит, в нем записывается служебная информация о типе сегмента.

8) Окно – 2 байта, показывает объявляемое значение размера окна в байтах.

9) Контрольная сумма – считается по всему сегменту и занимает 2 байта.

10) Поле опций – используется для задания, каких либо параметров сегмента.

11) Заполнитель – имеет переменную длину, используется для доведения размера заголовка до целого числа 32-х битовых слов

Протоколы обмена маршрутной информацией стека TCP/IP

Все протоколы обмена маршрутной информацией относятся к классу адаптивных протоколов и делятся на 2 группы:

1) Связана с дистанционно-векторным алгоритмом

2) связана с алгоритмом расстояния связи

В первом случае каждый маршрутизатор периодически и широковещательно рассылает по сети вектор расстояний от себя до всех известных сетей. Расстояние – число маршрутизаторов. Может использоваться любая другая метрика. Получив ответ от соседнего маршрутизатора, маршрутизатор отправитель добавляет к нему информацию об известных ему других сетях, если он связан с ними непосредственно, в другом случае этот же маршрутизатор узнает информацию от других устройств или маршрутизаторов и снова рассылает новое значение вектора по сети. В результате все маршрутизаторы в сети узнает информацию об имеющихся в интерсети сетях и о состоянии связи между ними.

Дистанционно-векторный алгоритм работает в небольших сетях, т.к. в больших сетях они засоряют линии связи интенсивным широковещательным трафиком.

Таким протоколом является протокол RIP.

Алгоритм состояния связи

Обеспечивает любой коммутатор информацией, достаточной для построения точного графа связи сети. Все маршрутизаторы работают на основании одинакового графа, что позволяет сделать процесс маршрутизации более устойчивым к изменению конфигурации.

Широковещательная рассылка используется только при изменении состояния связи. Данная процедура происходит в надежных сетях достаточно редко.

Для оценки состояния линии связи маршрутизатор периодически обменивается короткими пакетами со своими ближайшими соседями. Данный трафик является широковещательным, но циркулирует только между соседями, поэтому не засоряет сеть дополнительными пакетами.

 

Протокол RIP

Является достаточно старым протоколом, используется для обмена маршрутной информацией, в данном протоколе все сети имеют номера, маршрутизаторы имеют идентификаторы. В данном протоколе используется понятие – вектор расстояний, который представляет собой набор пар чисел, являющихся номерами сетей и расстояний до них, которые считаются в хопах.

Вектора расстояний распространяются по сети, в результате через несколько шагов каждый маршрутизатор имеет данные о достижимых до него сетях и расстояние до них. Если связь обрывается, то маршрутизатор отмечает данный факт присвоением элементу вектора соответствующего расстояния этой сети, максимально возможное значение, это значение = 16. Главное преимущество протокола - это его простота, недостаток – увеличение трафика. При рассылке широковещательных пакетов, + возможная не оптимальность маршрута.

 

 

Протокол OSPF.

Данный протокол вычисляет маршруты в сетях, сохраняя при этом другие протоколы обмена маршрутной информации. Данный протокол используется в основном в больших сетях. Работает так:

Непосредственно связанные маршрутизаторы называются соседями. Каждый маршрутизатор хранит информацию о том, в каком состоянии, по его мнению, находится сосед, готов ли он проделать маршрут дальше. Маршрутизатор полагается на соседей и передает им пакеты только в том случае, если он уверен, что сосед полностью работоспособен. Для выяснения состояния связи соседи достаточно часто обмениваются короткими сообщения типа «привет». Для распространения по сети данных о состоянии связей, маршрутизаторы обмениваются сообщениями другого типа. Сообщения называются «объявление о связи». Маршрутизаторы обмениваются между собой не только между соседями, но и чужими объявлениями о связях. Получая в конце концов информацию о состоянии всех связей в сети. Вся эта информация образует граф связей сети, который является единственным для всех маршрутизаторов в сети. Помимо информации о соседях, в своем объявлении маршрутизатор также сообщает о всех IP-подсетях, в результате любой маршрутизатор определяет путь до конкретного маршрутизатора, к которому подключен необходимый компьютер. В такой сети каждый маршрутизатор имеет свой идентификатор отличный от формата IP адреса, в результате чего IP адреса не тратятся на транзитные маршрутизаторы.

Согласно данному алгоритму маршрутизатор вычисляет маршрут, но запоминает только первый маршрутизатор данного маршрута.

В данном протоколе используются подсети, делятся они на 3 категории:

1) Хост-сеть – это подсеть из одного единственного адреса

2) Тупиковая сеть – подсеть подключенная только к одному маршрутизатору.

3) Транзитная сеть – подсеть подключенная более чем к одному маршрутизатору.

Транзитная сеть для протокола OSPF является особым случаем, т.к. в данной сети несколько маршрутизаторов являются взаимно и одновременно достижимыми. В локальных сетях маршрутизатор может послать одно сообщение, которое получат все его соседи, это уменьшает нагрузку на маршрутизатор при определении существования связи. Но в то же время, если каждой маршрутизатор может перечислять всех своих соседей, то это займет большой объем памяти в таблице маршрутизации, а так же может обнаружиться множество избыточных маршрутов и при выборе определенного из них, может потребоваться достаточно длительное время. При включении маршрутизатора в сети происходит процесс синхронизации его базы данных со всеми остальными маршрутизаторами. Для упрощения и оптимизации этого процесса в протоколе OSPF используется выделенный маршрутизатор.

1) Выделенный маршрутизатор, а также его резервный вариант являются единственными, с которыми новый маршрутизатор будет синхронизировать свою базу.

2) Выделенный маршрутизатор делает объявление о сетевых связях, перечисляя своих соседей по подсети, остальные маршрутизаторы сообщают о своих связях с этим маршрутизатором, объем данных значительно сокращается.

Для начала работы маршрутизатор по данному протоколу требуется минимальная информация, к которой относятся IP-адрес и команда на включение. Если используется более 1 подсети, то протокол рассматривает эти подсети, как сети, подключенные к различным физическим портам. В случае если сети достаточно простые, то нахождение маршрута может обходиться без маски сети. В случае сложных сетей каждому сетевому интерфейсу назначается определенное число, которое называется метрика. Эта метрика оказывает влияние на выбор маршрута. Обычно метрика представляет собой, сумму метрик всех проходимых путей связи. Если обнаруживается более чем 1 путь, то при выборе маршрута выбирается путь с наименьшей стоимостью пути. В протоколе используется несколько временных параметров, наиболее важными из которых являются: интервал сообщения “Hello”, интервал отказа маршрутизатора.

Сообщением “Hello” обмениваются соседние непосредственно связанные маршрутизаторы с целью установить состояние линии связи. В этом сообщении передаются рабочие параметры маршрутизатора и сведения о том, кого он рассматривает в качестве своих соседей. Если рабочие параметры не совпадают, то маршрутизатор с неверными параметрами будет игнорироваться в сети. Если интервал отказа истекает без получения “Hello” то считается, что сосед не работоспособен, рассылаются новые сообщения о связи и происходит перерасчет маршрутов. Также если период отказа маршрутизатора истекает маршрутизатор был выделенным, то …….. и наибольшим идентификатором, объявляя себя выделенным, а следующий за ним по приоритету – резервным. Кроме выделенных маршрутизаторов в данном протоколе определяется пограничный маршрутизатор области, который имеет интерфейсы в двух и более подсетях, такие маршрутизаторы передают данные о топологии подсетей в соседние сети в виде вычисленных маршрутов с их весами. Сети разбиты на подсети, маршрутизаторы работают с ……………..