16 . Перечислите и поясните уровни (стратегии) управления потоками, реализуемые протоколами сетевого уровня.

Одна из функций сетевого уровней – это управление потоками данных в сетях, включающая управление нагрузками и борьбу с блокировками. Различают три стратегии управления.

1. Межузловое управление связано с распределением буферной памяти в промежуточных узлах (т.е. выделение каждому направлению передачи (порту маршрутизатора) определенного числа буферов). Эта мера приводит к ограничению длин канальных очередей.

2. Управление “вход–выход” направлено на предотвращение блокировок. Эта функция реализуется указанием в первом пакете сообщения его длины, что позволяет приемному узлу прогнозировать заполнение памяти и запрещать прием дейтаграмм некоторых сообщений, если прогнозируется блокировка памяти.

3. Управление внешними потоками реализуется

 путем предоставления приоритета в передаче внутренним потокам (т.е. внутри домена сети) перед внешним (т.е. в другие домены сети);

 ограничением числа пакетов в сети (пакет принимается маршрутизатором, если у узла-отправителя есть соответствующее разрешение на доступ в другой сегмент сети);

 посылкой предупредительных пакетов-заглушек в адрес источника, от которого идут пакеты в перегруженную линию связи.

17 Поясните, что представляет собой протокол ip, назовите его основные функции. В чем заключаются основные отличия протоколов iPv4 и iPv6?

Протокол IP – это дейтаграммный сетевой протокол без установления соединения. Функциями протокола IP являются:

а) фрагментация и сборка пакетов при прохождении через промежуточные сети, имеющие другие протоколы;

б) маршрутизация;

в) проверка контрольной суммы заголовка пакета (правильность передачи всего пакета проверяется на транспортном уровне, т.е. с помощью протокола ТСР);

г) управление потоком, т.е. сброс дейтаграмм при превышении заданного времени жизни пакета.

Усовершенствование протокола IPv6 по сравнению с IPv4 состоит в том, что:

1) используется 128-разрядная, кластерная схема адресации вместо простой 32-разрядной. Кластерная адресация означает то, что кластерные адреса идентифицируют группу узлов с общим адресным префиксом, хотя пакет предназначен конкретному узлу группы;

2) размер заголовка дейтаграммы уменьшен почти в 2 раза и упрощен его формат;

3) используется автоматическое назначение адресов, т.е. сам протокол запрашивает DNS-сервер и не используется протокол ARP;

4) простой переход между IPv4 и IPv6-адресами, который достигается за счет использования адреса специального вида, где выделяют 96-разрядный префикс в старших разрядах и 32-разрядный IPv4-адрес в младших разрядах.

18 Зарисуйте формат дейтаграммы, формируемой протоколом iPv4. Поясните назначение и принцип заполнения каждого поля.

Формат дейтаграммы протокола IPv4

Д

Номер версии (4 бита)	Длина заголовка (4 бита)			Тип сервиса (8 бит)		Общая длина (16 бит)
Идентификатор (16 бит)		Флаги (3 бита)			Смещение фрагмента (13 бит)
Время жизни (8 бит)		Протокол (8 бит)			Контрольная сумма заголовка (16 бит)
Адрес отправителя (32 бита)
Адрес получателя (32 бита}
Опции (поле переменной длины)			выравнивание до 32-битной границы

Рис. 8.1. Формат заголовка дейтаграммы протокола IРv4

ейтаграмма состоит из заголовка и поля данных, которое следует сразу за заголовком. Длина поля данных определяется полем «Общая длина» в заголов­ке. На рис. 8.1 показан формат заголовка IР-дейтаграммы.

Поле «Номер версии» указывает на версию используемого протокола IP.

Поле «Длина заголовка», определяет длину заголовка в 32-битовых словах. Заголовок может иметь минимальный размер 5 слов. При увеличении объема служебной информации эта длина может быть увеличена за счет поля «Опции».

Поле «Тип сервиса» определяет способ обслуживания дейтаграммы. Первые три бита (0-2) этого поля задают приоритет дейтаграммы. Возможные значения приоритета: от 0 (обычная дейтаграмма) до 7 (управляющая дейтаграмма). Устройства в сети учитывают приоритет дей­таграммы и обрабатывают в первую очередь более важные. Информация в остальных битах поля используется протоколами маршрутизации OSPF и BGP. Протоколы маршрутизации отвечают за вычисление наилучшего маршрута к получателю, основываясь на понятии «стоимость пути». Ею может быть скорость, надежность и т. д.

Третий бит (бит 2 — отсчет начинается с нулевого бита) определяет вид за­держки: 0 — нормальная задержка, 1 — малая задержка. Этот бит учитывается различными алгоритмами управления перегрузкой сети. Четвертый бит (3) оп­ределяет пропускную способность (нормальная или высокая). Пятый бит (4) определяет надежность доставки. Шестой и седьмой биты зарезервированы. Программное обеспечение большинства рабочих станций и маршру­тизаторов игнорирует тип сервиса.

.

Поле «Время жизни». При определенных условиях IP-дейтаграммы могут попасть в замкнутый логический контур, образованный некоторой группой маршрутизаторов. Чтобы избавить сеть от дейтаграмм, циркулирующих в таких логических конту­рах слишком долго, протоколом IP устанавливается предельный срок пребы­вания дейтаграммы в сети. Он задается в поле «Время жизни» — TTL. (Time To Live),

Поле «Идентификатор» используется для распознавания дейтаграмм, образованных в результате фрагментации. Все фрагменты фрагментированного пакета должны иметь одинаковое значение этого поля.

Поле «Общая длина» указывает общую длину дейтаграммы (заголовок и поле данных. Максимальный размер дейтаграммы может составлять 65535 байт. )

Поле «Флаги» используется при фрагментации. Нулевой первый бит разре­шает фрагментацию, единичный — запрещает. Единичный второй бит указывает на последний фрагмент дейтаграммы.

Поле «Смещение фрагмента» используется для указания смещения данных во фрагменте относительно начала исходной дейтаграммы.

Поле «Протокол» показывает, какому протоколу верхнего уровня принадлежит дейтаграмма.

Поле «Контрольная сумма» рассчитывается по всему заголовку. Так как не­которые поля заголовка меняют свое значение, например время жизни, при прохождении дейтаграммы через маршрутизаторы контрольная сумма проверяется и повторно рассчитывается при каждой модификации заголовка.

Поля «Адрес отправителя» и «Адрес получателя» имеют одинаковые длину и структуру. Поля содержат 32-битные IP-адреса отправителя и получателя дейтаграммы.

Поле «Опции» необязательно и обычно используется при настройке сети. В этом поле могут быть указаны точный маршрут прохождения дейтаграммы в распределенной сети, данные о безопасности, различные временные отметки и т. д. Поле не имеет фиксированной длины, поэтому для выравнивания заголовка до 32-битной границе предусмотрено следующее поле — поле «Выравнивание». Выравнивание осуществляется нулями.