Сетевой уровень как средство построения больших сетей

Теоретические сведения, необходимые для отработки этого занятия, имеются в материалах лекций №№17 - 20 - «Принципы объединения сетей на основе протоколов сетевого уровня», «Адресация в IP-сетях, «Протокол IP» и «Протоколы маршрутизации в IP-сетях», а также в [2] с.345-431, в [5] с.4-37 и [6] с.150-169.

1. Каким образом (в чем) проявляется ненадежность протокола IP? Выберите, пожалуйста, наиболее полный и правильный с Вашей точки зрения вариант ответа.

1. в низкой избыточности используемых способов кодирования данных;

2. в высоком уровне искажения данных в линиях связи из-за их большой их протяженности (как правило);

3. протокол IP не гарантирует доставку пакета;

4. протокол IP гарантирует обнаружение искаженных пакетов, но не их восстановление;

5. протокол IP гарантирует обнаружение искаженных пакетов, но не их восстановление, так как способ кодирования обладает невысокой избыточностью;

6. пакет по пути к узлу назначения может потеряться.

Решение. Протокол IP является протоколом межсетевого взаимодействия и, следовательно, низкая избыточность используемых методов кодирования данных (вариант ответа №1) и высокий уровень искажения данных в линии (вариант ответа №2) отношения к протоколу IP не имеют. Протокол IP реализует концепцию передачи пакетов через составную сеть в режиме без установления соединений, используя тот маршрут, который в данный момент являет­ся наиболее рациональным, т.е. дейтаграммным способом. Обнаружение искаженных пакетов (варианты ответов №№4 и 5) в функции протокола IP не входит. Пакет по пути к узлу назначения действительно может потеряться (вариант ответа №6), но это частный случай того, что может произойти при дейтаграммном способе,а в общем случае можно утверждать, что протокол IP, как использующий дейтаграммный способ, не гарантирует доставку пакета (вариант ответа №3).

2. Какое соответствие имеется между IP-адресом и локальным адресом узла? Выберите, пожалуйста, наиболее полный и правильный с Вашей точки зрения вариант ответа.

1. детерминированное однозначное;

2. неоднозначное;

3. статистическое;

4. детерминированное однозначное иерархическое – локальный адрес является младшей частью IP-адреса;

5. детерминированное однозначное - локальный адрес определяется по IP-адресу с помощью таблицы соответствия.

Решение. Соответствие между IP-адресом и локальным адресом узла должно быть, безусловно детерминированным однозначным (варианты ответов №№1, 4 и 5). Одноко, соответствие не может быть к тому же иерархическим (вариант ответа №4), так как локальный адрес не является не является младшей частью IP-адреса. Действительно, соответствие между IP-адресом и локальным адресом детерминированное однозначное и устанавливается с помощью таблиц соответствия (вариант ответа №5).

3. Какой из приведенных ниже адресов может быть использован для адресации узла в IP-сетях?

1. 12.16.01.12.5.13;

2. 111.255.255.255;

3. 255.0.0.0;

4. 154.0.255.255;

5. 200.255.255.0;

6. 200.255.255.111;

7. 200.0.0.255;

8. такого адреса здесь нет.

Решение. Для адресации в IP-сетях должен использоваться IP-адрес, который имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, пред­ставляющих значения каждого байта в десятичной форме и разделенных точками. Адрес 12.16.01.12.5.13 (вариант ответа №1) не является IP-адресом, так как не соответствует по формату. Адреса 111.255.255.255 (вариант ответа №2), 154.0.255.255 (вариант ответа №4) и 200.0.0.255 (вариант ответа №7) не могут быть использованы для адресации узла IP-сети, так как номер узла не может состоять из одних двоичных единиц. Адрес 255.0.0.0 (вариант ответа №3) не может быть использован для адресации узла IP-сети, так как не относится ни к одному из определенных классов IP-адресов. Адрес 200.255.255.0 (вариант ответа №5) не может быть использован для адресации узла IP-сети, так как номер узла не может состоять из одних двоичных нулей. Адрес 200.255.255.111 (вариант ответа №6) является IP-адресом класса C и может быть использован для адресации узла IP-сети.

4. Во сколько раз (приблизительно) увеличивается диапазон возможных значений номеров сетей при использовании маски 255.255.255.0 по сравнению с классическим способом формирования IP-адресов класса C?

1. не изменится;

2. 2;

3. 4;

4. 6;

5. 8;

6. 12;

7. 16.

Решение. При использовании маски номера сетей могут быть от 0.0.1 до 255.255.255, т.е. приблизительно 2²⁴, в то время как для IP-адресов класса C минимальный адрес сети 192.0.1, а максимальный 223.255.255, т.е. возможное количество сетей приблизительно 2²¹. Таким образом при использовании маски диапазон возможных значений номера сети увеличивается приблизительно в 2³ раз.

5. В каком из перечисленных ниже случаев возникает необходимость в отображении IP-адресов в локальные (аппаратные) адреса? Выберите, пожалуйста, наиболее полный и правильный с Вашей точки зрения вариант ответа.

1. при работе протокола ARP;

2. при работе протокола IP;

3. при работе протокола RIP;

4. при работе протокола CIDR;

5. при работе протокола IP в момент передачи пакета на канальный уровень и его инкапсуляции в кадр соответствующей технологии сети;

6. при работе протокола TCP;

7. при работе протокола UDP;

8. при работе протокола WWW;

9. при работе протокола ICMP.

Решение. В терминологии TCP/IP под локальным адресом понимается такой тип адреса, который используется средствами базовой технологии для доставки данных в пределах подсети, являющейся элементом составной интерсети. То есть локальные адреса используются протоколами канального уровня. Из перечисленных выше протоколов, единственным протоколом, непосредственно взаимодействующим с протоколами канального уровня является IP-протокол (варианты ответов №№2 и 5). Вариант ответа 5 является более полдным и правильным, так как более конкретно описывает ситуацию.

6. В локальной сети одной из станций был передан пакет протокола ARP, значения полей которого показаны в таблице 3.

Таблица 3 – Структура ARP-пакета

Тип сети	0x1
Тип протокола	0x800
Длина локального адреса	0x6
Длина сетевого адреса	0x4
Опция	0x1
Локальный адрес отправителя	00 24 C2 A8 19 0C
Сетевой адрес получателя	194.168.32.08
Локальный адрес получателя	00 00 00 00 00 00
Сетевой адрес получателя	194.168.32.22

Что послужило причиной отправки данного пакета протокола ARP?

1. получение станцией с IP-адресом 194.168.32.08 ARP-запроса;

2. получение станцией с IP-адресом 194.168.32.22 ARP-запроса;

3. получение станцией с адресом 00 24 C2 A8 19 0C ARP-запроса;

4. отсутствие записи для станции с адресом 194.168.32.22 в ARP-таблице станции с IP-адресом 194.168.32.08 ;

5. отсутствие записи в ARP-таблице станции с IP-адресом 194.168.32.22 для станции с адресом 194.168.32.08.

Решение. ARP-пакет является запросом, который отправляется станцией в случае отсутствия в ее ARP-таблице записи с адресом станции назначения (получателя). Таким образом, причиной отправки данного пакета не может являться получение какой-либо из станций ARP-запроса (варианты ответа №№1-3). Причиной отправки данного пакета не может быть отсутствие записи в ARP-таблице станции с IP-адресом 194.168.32.22 для станции с адресом 194.168.32.08 (вариант ответа №5), так как эти адреса не соответствуют адресам отправителя и получателя приведенного в примере ARP-пакета. Причиной отправки данного пакета является отсутствие записи для станции с адресом 194.168.32.22 в ARP-таблице станции с IP-адресом 194.168.32.08 (вариант ответа №4), что полностью соответствут исходным данным приведенным в таблице 3.

7. Определите длину заголовка IP-пакета (в байтах) в 16-тиричной системе счисления?

0100 0101 11101000 00000001 00100000

0001 1100 01110001 01000001 00100000

0000 1000 00000000 01010010 01100111

0000 0001 00001000 00111100 10000000

0000 0001 00001000 00111100 10000010

Решение. Поле длины заголовка IP-пакета – вторые 4 бита первого байта 0101 и указывает значение длдины заголовка в 32-битовых словах. Длина поля заголовка в байтах составит 5х4=20 байт, или в шест

8. На примере таблицы маршрутизации штатного программного маршрутизатора MPR операционной системы Microsoft Windows NT определите адрес сети назначения класса C.

1. 127.0.0.0;

2. 129.13.0.0;

3. 128.21.17.0;

4. 56.0.0.0.

Решение. Адреса сетей класса C могут иметь значения в диапазоне от 192.0.1.0 до 223.255.255.0 Этому критерию отвечают адреса сетей в строках 6 (адрес сети 198.21.17.0, маска 255.255.255.0), 7 (адрес сети 224.0.0.0, маска 224.0.0.0), 8 (адрес сети 198.21.17.255, маска 255.255.255.255), и 9 (адрес сети 213.34.12.255, маска 255.255.255.255). Однако, адрес сети 224.0.0.0, маска 224.0.0.0 (строка 7) не относится к классу С, так как маска отводит для адреса сети только второй и третий биты первого байта IP-адреса. Адреса сети, приведенные в строках 8 и 0 таблицы маршрутизации также не являются номерами сетей класса С, так как маска 255.255.255.255 отводит для адресов сетей все 4 байта IP-адреса. Таким образом единственным адресом сети назначения класса С является адрес 198.21.17.0, с маской 255.255.255.0 (строка 6 таблицы маршрутизации).