Обобщённая структура сети Интернет

В архитектуре Internet отдельные сети (ЛВС, региональные и глобальные) соединяются друг с другом специальными устройствами – маршрутизаторами IP-пакетов. Устройства объединения сетей в рамках Internet называются IP-шлюзами или IP-маршрутизаторами, или Router.

 

Рисунок Пример фрагмента сети Интернет

 

LAN – локальная вычислительная сеть;

MAN – региональная ИВС;

WAN – глобальная ИВС;

WS (Work Station) – рабочая станция ЛВС;

FS (File Server) – файл-сервер;

Host – узловая машина (компьютер, который подключен к сети в качестве узла);

Router – IP-маршрутизатор.

Шлюз подключается к двум или более сетям, каждая из которых воспринимает этот шлюз как хост-ЭВМ. Поэтому шлюз имеет физический интерфейс и специальный IP-адрес в каждой из подключаемых сетей. Передача пакетов требует от шлюза определение IP-адреса следующего шлюза или, на последнем участке, IP-адреса хост-машины, которой направляется IP-пакет. Функция шлюза, которая обычно называется маршрутизацией, основана на анализе специальных маршрутных таблиц (матриц маршрутов), которые находятся в специальной базе данных. База данных в каждом из шлюзов должна постоянно обновляться, чтобы отражать текущую топологию сети Internet.

Маршрут – это последовательность маршрутизаторов, которые проходит пакет от отправителя до пункта назначения.

В основе функционирования сети Интернет заложены протоколы TCP/IP. Основные протоколы семейства TCP/IP приведены на рисунке, согласно которого одни протоколы верхнего уровня (например, Telnet и FTP) зависят от ТСР, а другие (например, TFTP и RPS) — от UDP. Большинство из них используют только один из этих транспортных протоколов, но некоторые (например, DNS) — оба.

Физический и канальный уровень

Стек TCP/IP не подразумевает использования каких-либо определенных протоколов уровня доступа к среде передачи и физических сред передачи данных. От уровня доступа к среде передачи требуется наличие интерфейса с модулем IP, обеспечивающего передачу IP-пакетов. Также требуется обеспечить преобразование IP-адреса узла сети, на который передается IP-пакет, в MAC-адрес. Часто в качестве уровня доступа к среде передачи могут выступать целые протокольные стеки, тогда говорят об IP поверх ATM, IP поверх IPX, IP поверх X.25 и т.п.

 

 

Протоколы ИНТЕРНЕТ. Протокол межсетевого взаимодействия (IP)

Основу межсетевого уровня составляет IP-протокол. Пакет, передаваемый по сети Internet, называют IP-дейтаграммой или IP-пакетом.

Межсетевой протокол IP является дейтаграммным протоколом без установления соединения, не обеспечивающим надежную доставку пакетов. Основными функциям протокола IP являются:

перенос между сетями различных типов адресной информации в унифицированной форме;

сборка и разборка пакетов при передаче их между сетями с различным максимальным значением длины пакета.

Основными характеристиками протокола IP являются:

формат IP пакета;

способ обработки конфликтных ситуаций;

способ маршрутизации.

"Ненадежность доставки":

не гарантируется доставка пакетов получателю;

по пути следования пакет может быть утерян, продублирован, задержан;

пакеты могут быть доставлены с нарушением порядка следования.

Для доставки пакетов не требуется предварительного установления соединения (т.е. пути следования пакетов), так как каждый пакет считается независимым от остальных. Поэтому пакеты от отправителя до получателя могут проходить по разным маршрутам.

В протоколе IP применяют четыре основных механизма для обеспечения межсетевых услуг: вид обслуживания, время жизни, контрольная сумма заголовка, дополнительные возможности (опции).

Рассмотрим межсетевые услуги более подробно.

Вид обслуживания используется для указания требуемого качества обслуживания межсетевой дейтаграммы (МД) при её передаче через межсетевую систему.

Время жизни является указателем верхней границы времени существования некоторой межсетевой дейтаграммы в сети. Этот указатель задаётся отправителем и уменьшается по мере движения МД по точкам маршрута (по шлюзам), если время МД становится нулевым до того, как она достигнет получателя, то эта дейтаграмма уничтожается.

Контрольная сумма заголовка обеспечивает защиту данных в нём, если модуль обнаруживает ошибку в заголовке, то эта МД уничтожается модулем, который её обнаружит.

Дополнительные возможности обеспечивают выполнение некоторых дополнительных услуг, например, по защите данных, специальной маршрутизации.