5. Основные свойства протокола ip. Формат ip заголовка. Фрагментация ip пакетов.

Это протокол, предназнач-ый д/доставки данных в сетях с коммутацией пакетов, имеющ-х сложную структуру. Основ-ые ф-ции протокола: адресация; фрагментация. Протокол не гарантирует доставку д-х и не обеспеч-т сохран-е порядка следования пакета. IP пакет состоит из заголовка и блока д-х. Заголовок имеет длину кратную 32 битам. Min-ая длина заголовка – 20 бит. Формат заголовка след-щий:

Ver		IHL	TOS					Length
D	Flags			Fragment offset
TTL		Protocol				Header Checksum
Source Address
Destination Address
Options										Pad

Ver – поле версии – 4 бита. IHL – длина заголовка содержит длину заголовка в 32-х битных словах – 4 бита. TOS – тип сервиса состоит из нескольких полей. Первые 3 бита – приоритет пакета, он может меняться от 000 (обычный) до 111 (max). Затем 3 бита – флаги: задержка, пропускная способность и надёжность, последние 2 бита не используются. Length – поле длины содержит общую длину пакета в байтах – 16 бит. ID – идентификатор – 16 бит. Flags– флаги – 3 бита. TTL – время жизни пакета. Каждый шлюз, через который проходит IP пакет, уменьшает значение этого поля на 1 – 8 бит.

Protocol – содержит номер протокола, пакет которого содержится в IP пакете – 8 бит. Header Checksum – поле контрольной суммы содержит контрольную сумму заголовка – 16 бит. Source Address – адрес отправителя – 32 бита. Destination Address – адрес получателя – 32 бита. Options – поле дополнит-х параметров переменной длины. Pad – поле заполнения, содержащие 0.

Фрагментация IP пакетов.Поле Flags состоит из 3-х битов: 1-й – флаг MF (больше фрагментов расшифров-ся), 2 – DF (запрет фрагментации), 3-й бит всегда = 0. Если шлюз получает пакет, размер которого превышает MTU (max передаваемый пакет) канала, через который этот пакет должен быть передан, то он действует следующим образом: извлекает из пакета данные и разбивает их так, чтобы можно было сформировать пакеты небольшой длины. После этого генерируется 16-ти битный идентификатор так, чтобы он был уникальным на данном шлюзе для данных отправителя и получателя. После этого формируются IP пакеты, заголовки, которые идентичны заголовку исходного пакета. Если шлюз получает пакет с установленным флагом MF, то он создаёт в памяти буфер и помещает в него данные, содержащиеся в полученном пакете, учитывая при этом смещение фрагмента.

После получения последнего пакета, шлюз собирает исходный пакет и передаёт его дальше. Значение счётчика, связанного с буфером, периодически уменьшается. Если к тому моменту, как значение счётчика достигнет 0, будут получены не все фрагменты, то пакет уничтожается, а отправителю высылается ICMP сообщение о превышении времени жизни. Сборка фрагментов осущ-ся даже в том случае, если следующий канал имеет MTU недостаточным для передачи пакетов целиком. Если размер пакета превышает MTU канала, через который его следует передавать, и при этом в пакете установлен флаг DF, то шлюз уничтожает пакет и высылает отправителю ICMP сообщение о невозможности доставки пакета.

6. Протокол ICMP. Типы сообщений.

Предназначен д/обработки ошибок, возникающих в процессе пересылки IP – датограмм и д/простейшего тестирования сети. Протокол ICMP явл-ся необход-м д/работы протокола IP и обязат-н д/реализации на всех хостах. Относится к сетевому уровню. Д/доставки ICMP пакетов испол-ся протокол IP. Формат ICMP сообщ-й различается в зависим-ти от их типа.

Общими д/всех ICMP сообщ-й явл-ся 1-ые 3-и поля: это поле тип(определ-щие поле типа ICMP) – 8 бит; код (содерж-щие код ошибки) – 8 бит;

поле контрольной длины – 16 бит. Основ-ые типы сообщ-й:

1. получ-ль не достижим – высылается в том случае, если IP- датограмма не может быть достав-на получ-лю. Поле кода в этом случае содержит причину, по к-рой пакет не может быть доставлен.Основ-е причины: хост не достижим; сеть не достижима; необходима фрагментация, но установ-н флаг DF.

2. сообщ-е переадресации – высылается в случае, когда отправ-ль пытается передать пакет получ-лю не ч/з тот шлюз. В этом случае шлюз возвращает отправ-лю ICMP сообщ-е, указыв-щее какой шлюз следует использ-ть д/данного получ-ля.

3. сообщ-е о превышении времени жизни – в зависим-ти от кода, может означать либо то, что в процессе доставки зн-ние поля TTL в IP заголовке достигло 0 или пакет был уничтожен, либо то, что пакет фрагментирован и шлюз, к-рый должен был его собрать, не получил все фрагменты пакета в течение предельного времени сборки фрагментов.

4. сообщ-е типов эхо-запрос, эхо-ответ – использ-ся д/опред-я доступности получ-ля и д/опред-я задержки при передачи д-х получ-лю. Сообщ-е содержит № последов-ти, № пакета д-ой последов-ти и нек-рое кол-во случ-ых д-х. Отправ-ль высылает ч/з определ-ые промежутки времени последов-ть сообщ-й типа эхо-запрос, получ-ль, приняв каждое такое сообщ-е, меняет его тип на эхо-ответ и отправляет обратно. Данный тип сообщ-й испол-ся командой ping.

При опред-ии пути до получ-ля может использ-ся программаtraceroute.

Работает след-щим образом: Хосту, до к-рого требуется опред-ть маршрут, высылается IP пакет со зн-нием поля TTL, установ-ым в 1-цу. Этот пакет доходит до 1-го шлюза на пути к получ-лю, там з-ние поля TTL ↓ на 1-цу →=0, пакет уничт-тся, а отправ-лю выс-ется ICMP сообщ-е о превышении жизни. По обратному адресу в этом сообщ-и отправ-ль может опред-ть 1-ый шлюз на пути к отправ-лю, затем отправ-ль высылает IP пакет со зн-ем поля TTL=2, пакет дойдет до 2-го шлюза, там будет уничтожен, и отправ-ль получит сообщ-е об этом → узнает адрес 2-го шлюза на пути до получ-ля — отправ-ль может узнать всю последов-ть шлюзов на пути к получ-лю.