Управляющие протоколы сетевого уровня интернета
Протокол предусматривает передачу более 10 типов сообщений. Любое ICMP-сообщение включается в текстовую часть IP-пакета. Протокол работает на сетевом уровне. Основные сообщения следующие:
1) Адресат недоступен: подсеть или маршрутизатор не могут обнаружить пункт назначения, или пакет с битом DF не может быть доставлен. Одна из причин – путь ему преграждает сеть с меньшим размером пакетов.
2) Время истекло. Посылается, когда пакет игнорируется, так как его счетчик уменьшается до 0. Событие является признаком того, что пакет двигался по замкнутым контурам. Перегрузка или установлено слишком низкое значение таймера.
3) Проблема параметра: неверное значение в поле заголовка является признаком наличия ошибки.
4) Гашение источника. Хост, получивший такое сообщение, должен снизить временно частоту посылки исходных пакетов.
5) Переадресовать. Посылается хосту, отправившему пакет при ошибке адреса.
6) Отклик/запр. отклик. Должна проверяться доступность адресата.
ARP (Address Resolution Protocol) (RFC 826).
Сетевые карты А-ст. ЛВС отправляют и принимают кадры в соответствии с 48-разрядными кадрами. Адрес сетевой карты уникален и устанавливается пр-лем. О 32-разрядных адресах ничего не известно. Необходимо соответствие между 32-разрядным IP-адресом и 48-разрядным Eth-адресом. Одно из решений – хранить некоторую конфигурацию файла, в котором перечислены соответствующие IP и Eth адреса.
Недостаток: может потребоваться обновление файла при подключении новых станций. При их большом количестве возникают большие системные расходы.
Другое решение – рассылать широковещательные пакеты с вопросом «у кого есть адрес …». Вопрос получают все станции, а ответ дает одна.
ARP-протокол работает на любой станции. IP-адрес выдает администратор сети.
Механизм возникновения следующий:
Предположим, хост 1 хочет создать соединение с хостом 2. Для этого eth-кадр помещается в поле полезной нагрузки IP-пакета, адресованного хосту 2. Сетевая карта хоста 2 обнаруживает кадр, замечает, что он адресован ей, считывает его и вызывает прерывание. Eth-драйвер извлекает IP-пакет из поля полезной нагрузки и передает его IP программе сетевого уровня, которая проверяет, что IP-пакет адресован правильно, и обрабатывает его. Если хост 1 хочет соединиться с хостом 4, то в пакет также помещается eth-кадр, но для маршрутизатора МЗ. Маршрутизатор извлекает пакет и ищет этот IP-адрес в своих таблицах. Он обнаруживает, что пакет предназначен для хоста 4 и должен быть передан на маршрутизатор М4. Для этого, чтобы узнать IP-адрес Е4, он передает широковещательный запрос, на который М4 отвечает соответствующим адресом. М3 использует этот адрес и посылает IP-пакет маршрутизатору. Маршрутизатор М4, получив IP-пакет, делает широковещательный запрос подключенным станциям сети на предмет того, как станции соответствует IP-адрес. Одна станция отвечает, и пакет пересылается на нее. Подробнее – RFC 826.
RARP (reverse ARP). Решает обратную задачу: по заданному Eth-адресу определяет IP-адрес. Подробнее RFC 903. Протокол позволяет только что подключенной станции разослать свой Eth-адрес. Протокол предполагает наличие RARP-средств.
У протокола RARP имеется еще один недостаток: запрет пересылки в другую сеть, поэтому этот протокол используется для устранения этого недостатка. Для этого используются UDP-сообщения, пересылаемые маршрутизатором ЛС в другие сети. Протокол требует поддержки таблицы конфигураций: IP-адрес – Eth-адрес.
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) (RFC 2131, 2132).
Позволяет настраивать таблицы адресов автоматически.
Используется DHCP-сервер, который присваивает IP-адреса хостам, которые их запрашивают. Если сеть состоит из подсетей, то в любой подсети имеется так называемый агент ретрансляции, который может обращаться к DHCP-серверу. Для отыскания своего IP-адреса станция посылает широковещательный запрос (так называемый пакет discover протокола DHCP). Агент ретрансляции перехватывает его и преобразует в запрос к DHCP-серверу, который может находиться в другой подсети. DHCP-сервер запрашивает выдачу IP-адреса на время А-ы станции (технология называется мезингом). При окончании А-ы станция освобождает IP-адрес.