12. Протоколы arp и rarp

Основным функциональным достоинством IP-адресации является логическая независимость IP-адресов от физических адресов. Однако чтобы средства канального уровня могли осуществить доставку данных, необходимо знание физического адреса получателя. Механизм определения по IP-адресу физического адреса узла-получателя обеспечивает протокол ARP (Address Resolution Protocol), протокол разрешения адреса.

Физические адреса компьютеров определяются с помощью широковещательного запроса, в котором сообщается IP-адрес искомого компьютера. Получив такой ARP-запрос, каждый компьютер проверяет соответствие между указанным IP-адресом и своим собственным. В случае их совпадения сообщает отправителю свой физический адрес. После получения ответа компьютер, инициировавший запрос, заносит новые данные в специальную ARP-таблицу.

Наличие на каждом узле ARP-таблицы позволяет снизить объем широковещательной рассылки, поскольку запрос направляется в сеть только в случае, если нужное соответствие не найдено в ARP-таблице.

Протоколы динамической маршрутизации предназначены для автоматизации процесса построения маршрутных таблиц маршрутизаторов. Использование протоколов динамической маршрутизации не отменяет возможность "ручного" внесения данных в таблицы маршрутизаторов. Внесенные таким образом записи называют статическими, а записи, полученные в результате обмена информацией между маршрутизаторами – динамическими. В любой таблице маршрутизации всегда присутствует, по крайней мере, одна статическая запись-маршрут по умолчанию.

Посмотреть соответствие адресов из ARP-таблицы можно, набрав в командной строке arp и указав IP-адрес.

13. Протоколы сетевого уровня

Протокол Ethernet был разработан в начале 1970-х гг. Обмен данными по протоколу Ethernet реализуется программно-аппаратно с помощью сетевого контроллера и драйвера сетевого контроллера.

Формат кадра данных Ethernet состоит из следующих полей.

• Преамбула: 64-битовое поле, содержащее фиксированную последовательность битов, используемую для синхронизации схем приема сигналов на узле-адресате.

• Адрес приемника и адрес источника: 48-битовые поля, содержащие Ethernet-адреса принимающего и передающего кадр узлов сети.

• Тип кадра: 16-битовое поле, содержащее идентификатор протокола более высокого уровня, использующего данный Ethernet-кадр. Примером значений данного поля является 0x0800 – протокол IP.

• Тело кадра: содержит данные, передаваемые в кадре протоколом вышележащего уровня, например это IP-сегмент. Максимальная длина тела кадра протокола сетевого уровня для Ethernet составляет 1500 байт. Минимальная длина Ethernet-кадра составляет 64 байт (512 бит).

• Контрольная сумма: 32-битовое поле, содержащее контрольную сумму, подсчитанную для всего кадра.

Протокол SLIP (Serial Line Internet Protocol) – это сетевой протокол, позволяющий использовать для прямого выхода в Интернет телефонную линию и модем. Все SLIP-кадры начинаются со служебного символа 0xEB(ESC), заканчиваются служебным символом 0xC0(END). Между этими символами располагаются передаваемые данные.

Протокол PPP (Point-to-Point Protocol) также используется для соединения двух компьютеров по последовательному интерфейсу. В нем ликвидированы некоторые недостатки протокола SLIP: поддерживаются различные протоколы вышележащего уровня (а не только IP), используются контрольные суммы.