4.4.2.Система dns

Другая распространенная задача разрешения адресов это определение IP адреса узла назначения по известному доменному имени этого узла. Эта задача возникает всякий раз, когда пользователь обращается к другому компьютеру с использованием его символьного имени (ведь именно для этого эти имена и были созданы). Однако использовать в этом случае широковещательный принцип определения адреса (как в ARP) невозможно. При разрешении доменных имен используется специальная централизованная служба: система доменных имен – DNS (Domain Name System).

Работа DNS основана на использовании специальных DNS- серверов – узлов, которые хранят специальные таблицы соответствия IP- адресов и доменных имен. DNS серверы распределены по доменам и каждый из них контролирует домен своего уровня. Таблицы соответствия пополняются при регистрации в домене новых узлов или поддоменов. Кроме того, каждый DNS сервер содержит адреса DNS серверов всех своих поддоменов, а также кэш, содержащий результаты запросов к нему.

Процедура разрешения доменного имени следующая:

• На каждом компьютере работает DNS клиент. При необходимости разрешения доменного имени, этот клиент отправляет запрос к локальному DNS серверу (обслуживающему его домен).

• Если DNS сервер знает ответ (запрашиваемый адрес относится к этому домену или необходимая информация есть в кэше сервера), то он отправляет ответ запросившему его узлу.

• В противном случае DNS сервер запрашивает корневой DNS сервер, указывая ему полное доменное имя.

• Корневой DNS сервер возвращает адрес следующего DNS сервера, обслуживающего домен первого уровня, указанный в запросе.

• Локальный DNS сервер запрашивает сервер первого уровня. Если тот не может разрешить запрос, то возвращает адрес DNS сервера второго уровня и т.п.

• В конце концов, локальный DNS сервер получает ответ от одного из DNS серверов (либо искомый IP адрес, либо указание на отсутствие узла с запрошенным именем), отправляет его клиенту и сохраняет в своем кэше.

4.5.Протокол ip

Протокол IP (Internet Protocol) является основным средством передачи информации между узлами в сложных интерсетях, состоящих из множества подсетей. Единицей передачи протокола IP является пакет. Каждый пакет передается независимо от других пакетов на которые разбивается исходное сообщение и собирается только в узле назначения. IP протокол не гарантирует доставки пакетов, поэтому пакеты называются еще дейтаграммами.

IP пакет состоит из заголовка (20 байт) и поля данных, в котором содержится сегмент, переданный транспортным протоколом (TCP или UDP). Формат IP пакета показан в таблице.

Таблица 8.

1 2 3 4 5 6 7 8		1 2 3 4 5 6 7 8	1 2 3 4 5 6 7 8		1 2 3 4 5 6 7 8
Версия	Длина заг.	Тип сервиса	Общая длина пакета
Идентификатор пакета			флаги	Смещение фрагмента
Время жизни		Протокол	Контрольная сумма заголовка
IP адрес источника
IP адрес назначения
Опции
данные

Функции полей заголовка следующие:

Версия (4 бита) – определяет версию протокола IP. Сейчас – 4.

Длина заголовка (4 бита) - задает длину IP заголовка в 32 разрядных словах. Стандартный заголовок содержит 20 байт (значение 5).

Тип сервиса (1 байт) – 3 первых бита: приоритет пакета (0 – самый низкий, 7-самый высокий). Биты со 2 по 7 определяют критерий выбора маршрута:

0000 – по умолчанию;

0001 – минимальная стоимость;

0010 – максимальная надежность;

0100 – максимальная пропускная способность;

1000 – минимальная задержка;

1111 – максимальная защита.

Общая длина (2 байта) – содержит общую длину пакета, включая заголовок и данные.

Идентификатор (2 байта) – содержит уникальный номер пакета, необходимый при сборке пакета после фрагментации.

Флаги (3 бита) – содержит биты управления процессом фрагментации. Имеют следующие значения:

бит 1 – не используется,

бит 2 –запрет фрагментации,

бит 3 – дальнейшие фрагменты (не последний фрагмент дейтаграммы)

Смещение фрагмента (13 бит) - определяет позицию (в октетах байтов) текущего фрагмента относительно начала оригинального пакета.

Время жизни (1 байт) – задает число маршрутизаторов, которое может быть пройдено пакетом до места назначения.

Протокол (1 байт) – идентификатор протокола верхнего уровня (например: 6 – ТСР, 17 – UDP).

Контрольная сумма заголовка (2 байта) – содержит значение контрольной суммы для заголовка (без учета поля данных).

IP адрес источника (4 байта) – идентифицирует узел, отправивший пакет.

IP адрес назначения (4 байта) – идентифицирует узел, которому направляется пакет.

Опции (переменной длины) – может содержать до 16 дополнительных элементов со служебной информацией, например для записи маршрута при маршрутизации от источника, для временных отметок и т.п. В случае использования этого поля размер заголовка будет более 20 байт и соответственно изменится значение в поле длина заголовка.

Из структуры заголовка IP пакета увидеть некоторые особенности протокола IP. Во-первых, видно, что этот протокол защищает с помощью контрольной суммы только «свою» информацию, т.е. заголовок пакета (но не его содержимое). Целостность заголовка проверяется на каждом маршрутизаторе и если определяется, что заголовок сбойный, то пакет уничтожается и дальше не передается. Содержимое же пакета проверяется на конечном узле протоколом транспортного уровня.

В заголовке существует параметр время жизни пакета. Максимальное значение – 255. Это число устанавливается при создании пакета. Каждый маршрутизатор вычитает из него по единице. Если на очередном маршрутизаторе после этого преобразования время жизни будет равно 0, этот пакет будет отброшен. Таким образом, в сети избавляются от потерянных и зациклившихся пакетов.

Еще одной важной особенностью протокола IP является способность к фрагментации пакетов, о чем будет изложено следующем разделе.