Принципы уровневого взаимодействия

1) некоторых уровней могут объединяться одним протоколом и наоборот,

2) функции одного уровня могут делиться между различными протоколами;

3) функционирование протокола какого-либо уровня подразумевают использование только определенных протоколов нижележащего уровня.

Поэтому разработка практических методов сетевого взаимодействия, как правило, подразумевает разработку не отдельных протоколов, а целых наборов протоколов. Такие наборы обычно включают в себя протоколы, относящиеся к нескольким смежным уровням эталонной модели OSI, и называются стеками (или семействами, наборами) протоколов(protocolstack, protocolsuite). Наиболее известным стеком протоколов, обеспечивающим взаимодействие в сети Интернет, является стек протоколов TCP/IP.

Поскольку при реализации протоколов допускаются отклонения от эталонной модели, стеки протоколов могут предполагать собственную схему деления на уровни. В частности, стек протоколов TCP/IP разделяет весь процесс сетевого взаимодействия на четыре уровня. На предложенном ниже рисунке показано соответствие уровней модели OSI и уровней стека TCP/IP.

Физический уровень

Физический уровень определяет способ физического соединения компьютеров в сети. Основными функциями средств, относящихся к данному уровню, является побитовое преобразование цифровых данных в сигналы среды передачи, а также собственно передача сигналов по физической среде. Центральным понятием данного уровня является понятие среды передачи.

Среда передачи– это физическая среда, по которой возможно распространение информационных сигналов в виде электрических, световых и т.п. импульсов. В настоящее время выделяют два основных типа физических соединений: соединения с помощью кабеля и беспроводные соединения.

Технические характеристики среды передачи влияют на такие потребительские параметры сетей как максимальное расстояние передачи данных и максимальная скорость передачи данных.

Тип сети и выбранная топология являются основанием для выбора кабельной системы. Нанесенные на кабель маркировки отражают требуемые по стандартам физические характеристики кабеля, которые закладываются при его изготовлении.

В большинстве сетей применяются основные группы кабелей:

1. коаксиальный:

- тонкий коаксиальный кабель 0,5 см (около 0,25 дюймов).

- толстый коаксиальный кабель 1 см (около 0,5 дюймов).

2. витая пара (двух основных типов):

- неэкранированная витая пара (unshielded twisted pair - UTP);

- экранированная витая пара (shielded twisted pair - STP).

3. волоконно-оптический кабель (двух типов):

- многомодовыйкабель (fiberopticcablemultimode);одномодовыйкабель (fiberopticcablesi

- nglemode).

Не так давно коаксиальный кабель был самым распространенным типом кабеля. Это объясняется двумя причинами: во-первых, он был относительно недорогим, легким, гибким и удобным в применении; во-вторых, широкая популярность коаксиального кабеля привела к тому, что он стал безопасным и простым в установке.

На данный момент большая часть сетей проектируются на базе UTP и волоконно-оптических кабелей, коаксиальный кабель практически не испольхется из-за отрицательного влияния на него электромагнитных наводок. Основное применение коаксиального кабеля находится в сфере организации передачи сигналов в кабельном и спутниковом телевидении, также иногда могут применять при создании низкоскоростных стеков и монтажных шкафов.

Рис.3.1. Схематичное строение коаксиального кабеля

По сравнению с витой парой, коаксиальный кабель более помехоустойчив, затухание сигнала (уменьшение величины сигнала при его перемещении по кабелю) в нем меньше.

Таблица 1. Группы кабелей

1. Толстый коаксиальный кабель представляет собой жесткий кабель диаметром около 1 см. Также его называют «стандартный Ethernet». Это связано с тем, что он был первым типом кабеля, используемым в Ethernet. По сравнения с тонким коаксиальным кабелем, меданая жила кабеля этого вида толще.

От толщины жилы зависит расстояние, которое способен преодолеть сигнал. По этой причине толстый коаксиальный кабель способен передавать сигналы дальше, чем тонкий, — до 500 м. Благодаря этому свойству толстый коаксиальный кабель может быть использован как основной кабель, соединяющий несколько небольших сетей, построенных на тонком коаксиальном кабеле.

От толщины кабеля зависит простота работы с ним. Толстый кабель трудно гнуть, и по этой причине его сложнее устанавливать. Это является существенным недостатком, особенно при необходимости проложить кабель по желобам или трубам. Также он дороже тонкого.

2. Витая пара.Самая простая витая пара представляет собой два перевитых вокруг друг друга изолированных медных провода.

Существует два типа тонкого кабеля:

- (unshielded) витая пара (UTP)

-экранированная (shielded) витая пара (STP)..

Количество витых пар в одной защитной оболочке может быть разным. Завивка проводов дает возможность избавиться от электрических помех, создаваемых соседними парами и прочими источниками, такими как реле, трансформаторы и двигатели.

Неэкранированная витая пара (UTP) широко распространена в проектировании ЛВС. Максимальная длина сегмента составляет 100 м. Она состоит из двух изолированных медных проводов.

В зависимости от назначения кабеля существует несколько спецификаций, регулирующих количество витков на единицу длины.

Неэкранированнаявитаяпараопределенавособомстандарте - Electronic Industries Association and the Telecommunications Industries Association (EIA/TIA) 568 Commercial Building Wiring Standart. EIA/TIA 568 — на основе UTP — устанавливает стандарты для различных случаев. Эти стандарты содержат пять категорий UTP. Данные категории представлены в таблице ниже [11] :

Таблица 2. Категории UTP

В большинстве телефонных систем используется неэкранированная витая пара. Во многих зданиях, при строительстве, UTP прокладывают не только для обеспечения потребностей телефонии на текущий момент, но также предусматривается запас кабеля, исходя из расчета на будущие потребности. Установленные во время строительства провода можно использовать и в компьютерной сети. Но при этом необходимо учитывать его особенности- обычный телефонный провод не имеет витков, его электрические характеристики могут не отвечать требованиям, выполнение которых необходимо для надежной и безопасной передачи данных между компьютерами.

Неэкранированная витая пара испытывает сильное влияние перекрестных помех. По этой причине необходимо использовать экран для их уменьшения.

Кабель экранированной витой пары (STP) имеет медную оплетку, обеспечивающую защиту от перекрестных помех. К тому же пары проводов STP обмотаны фольгой. Благодаря этому экранированная витая пара обладает надежной изоляцией, которая защищает передаваемые данные от внешних помех. Экранированная витая пара меньше подвержена воздействию электрических помех, а также может передавать сигналы с более высокой скоростью и на большие расстояния, чем неэкранированная витая пара.

Оптоволоконный кабель

В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов. Он обеспечивает низкий уровень затухания сигнала при передаче информации на большие расстояния и возможность оперировать с чрезвычайно высокими скоростями передачи, а так же высокую защищённость от несанкционированного доступа, потому что нет возможности вскрыть оптоволоконный кабель и перехватить данные, от чего не застрахован любой кабель, проводящий электрические сигналы.

Конструкция кабеля определяется его назначением и местом прокладки: от самой простой (оболочка, пластиковые трубки с волокнами) до многослойной (например, подводный коммуникационный кабель), содержащей упрочняющие и защитные элементы.

Но большистве случаев кабель имеет следующие элементы:

-Несущий трос, пруток из стеклопластика или металла. Служит для центрирования трубок – модулей и придания жёсткости кабелю.

-Слой из кевларовых нитей или брони. Броня – прямоугольный пруток или круглые проволочки, выполненные из стали или стеклопластика.

-Оплетающая трубки плёнка, стянутая нитками и смоченная гидрофобным гелем.

-Пластиковые трубки, содержащие нити – световоды и заполненные гидрофобным гелем

-Пластиковые трубки, содержащие нити – световоды(оптические волокна) и заполненные гидрофобным гелем.

Схематичное строение оптоволоконного кабеля представлено на рис.1.4.:

Рис.3.2. Схематичное строение оптоволоконного кабеля

Передача данных по физическим каналам подразумевает решение трех задач:

1) кодирование/декодирование данных,

2) передача сигналов,

3) синхронизация.

Рассмотрим их более подробно.

Кодирование/декодирование данных. Как известно, данные, обрабатываемые компьютером, представляются в двоичном виде - как последовательность нулей и единиц. Однако понятия "нуль" и "единица" являются логическими понятиями, обозначающими электрические сигналы, отличающиеся друг от друга физическими параметрами и использующиеся для представления информации в различных устройствах, например, оперативной памяти или центральном процессоре. В силу различных технических причин эти сигналы не всегда могут передаваться по физическим каналам связи. Поэтому они должны быть преобразованы. Процесс преобразования сигналов, "удобных для компьютера", в сигналы, которые могут быть переданы по сети, называется физическим кодированием, а обратное преобразование - декодированием.

Способ физического кодирования определяется техническими характеристиками среды передачи. Наиболее известным и часто используемым способом является модуляция. Суть модуляции состоит в том, что по физическому каналу передается непрерывный синусоидальный сигнал (называемый несущим или опорным), физические параметры которого изменяются в соответствии со значениями информационного сигнала, представляющего данные. Модуляция используется, как правило, при передаче данных по каналам, специально не предназначенным для построения компьютерных сетей (например, телефонным).

Наряду с модуляцией для передачи данных могут использоваться различные виды цифрового кодирования, основанные на изменении уровня напряжения или полярности электрического сигнала. Поскольку сигналы, используемые для такого кодирования данных, достаточно легко искажаются под воздействием помех, то этот метод используется в каналах, специально предназначенных для построения именно компьютерных сетей и обладающих должными техническими характеристиками.

Передача сигналов. Информационные сигналы передаются по физическим линиям связи (кабельные и беспроводные системы) последовательно. В случае, если между передающей и принимающей сторонами параллельно существуют более одной линии, например, проложено несколько кабелей, то оказывается возможным одновременно (параллельно) передавать несколько сигналов. Если эти сигналы представляют различные биты передаваемых данных, то повышается скорость информационного обмена. Если же сигналы представляют один и тот же бит данных - то повышается надежность взаимодействия. Важной проблемой передачи данных является проблема затухания сигналов. Проходя определенное конечное расстояние, сигналы ослабевают до такой степени, что не могут быть правильно восприняты устройствами. В связи с этим для любой физической среды передачи существует ограничение на максимальное расстояние передачи данных. В случае, если необходимо организовать передачу данных на расстояние, превышающее ограничение среды передачи, при построении канала связи применяются специальные промежуточные устройства, позволяющие усиливать и восстанавливать сигналы. Устройства такого рода, использующиеся при прокладке кабельных систем, называются повторителями(repeater). Синхронизация. Для успешного декодирования непрерывный поток сигналов, направляемый передатчиком по физическому каналу, должен быть разделен принимающей стороной на "фрагменты", соответствующие битам данных. Естественно, что такое деление не может быть произвольным, а должно быть синхронизировано с отправителем. Специализированные устройства передачи данных. Для подключения компьютеров к среде передачи используются специализированные устройства. Основными функциями этих устройств является физическое кодирование и декодирование данных, а также синхронизация приема и передачи. Наряду с этим современные устройства могут решать задачи логической организации передачи, относящиеся к канальному уровню модели OSI. Наиболее известными в настоящее время устройствами являются модемы и сетевые адаптеры. Модем(МОдулятор/ДЕМодулятор, Modem) представляет собой устройство, осуществляющее физическое кодирование данных методом модуляции. Существуют различные типы модемов для подключения к сетям по разным физическим каналам, как правило, не предназначенным для построения компьютерных сетей. Так, для подключения по телефонным линиям используются телефонные модемы (или - просто модемы, поскольку исторически под этим термином понималось устройство для подключения по телефонным линиям), для подключения по кабельным каналам - кабельные модемы, для подключения по радиоканалам - радиомодемы. Технические характеристики используемого канала накладывают ограничения на правила формирования сигналов (модуляции). Обычно модемы используются для взаимодействия в сетях типа "точка-точка". В таких сетях не требуется сложной логической организации передачи, поскольку нет необходимости упорядочивать взаимодействие нескольких пар абонентов. К числу дополнительных функций, связанных с организацией передачи, можно отнести сжатие передаваемых данных и обнаружение и исправление ошибок с целью повышения эффективности и надежности передачи по низкокачественным каналам, например, телефонных (подробнее см. раздел "Канальный уровень"). Рис.3.3. Модем Сетевой адаптер(сетевая плата, плата сетевого интерфейса, NetworkInterfaceCard) - это устройство, которое предназначено для подключения компьютера к высококачественным физическим каналам компьютерных сетей. Поэтому для физического кодирования передаваемых данных используются различные типы цифрового кодирования. Поскольку компьютерные сети могут иметь сложные топологии и в них одновременно могут осуществлять взаимодействие несколько пар абонентов, то требуется решать достаточно сложные задачи по упорядочиванию этого взаимодействия. Поэтому сетевые адаптеры реализуют также определенное число логических функций организации взаимодействия, например, адресации абонентов и упорядочивания одновременного доступа нескольких к общей физической линии и т.д. (подробнее см. раздел ""). Рис.3.4. Сетевой адаптер 3.3. Канальный уровень Назначение. Канальный уровень отвечает за организацию передачи данных между абонентами через физический уровень, поэтому на данном уровне предусмотрены средства адресации, позволяющие однозначно идентифицировать отправителя и получателя во всем множестве абонентов, подключенных к общему физическому каналу. В функции данного уровня также входит упорядочивание передачи с целью обеспечения возможности параллельного использования одного физического канала несколькими парами абонентов. Кроме того, средства канального уровня обеспечивают проверку ошибок, которые могут возникать при передаче данных физическим уровнем. Большинство функций канального уровня выполняются устройствами передачи данных (например, сетевым адаптером). Одной из центральных проблем организации передачи данных по физическим каналам является проблема параллельного использования одного и того же канала несколькими парами абонентов. Методы, лежащие в основе ее решения получили название методов коммутации. В настоящее время существует два основных метода коммутации: коммутация каналов и коммутация пакетов. Коммутация каналов предполагает, что перед началом передачи данных должна быть выполнена процедура установления соединения, в результате которой образуется составной канал. По окончании сеанса связи соединение разрывается, и канал освобождается. Классическим примером реализации коммутации каналов является телефонная связь, которая подразумевает, что абонент перед началом разговора набирает номер второго абонента, в результате чего последовательное переключение промежуточных коммутаторов позволяет образовать непрерывный канал связи между абонентами. Коммутация каналов удобна для организации линий связи, в которых подразумевается передача потоков данных "постоянной интенсивности", например, таких, как телефонный разговор, в силу чего этот метод оказывается недостаточно гибким при построении компьютерных сетей. Коммутация пакетовоснован на разбиении передаваемых по сети данных на небольшие "порции". Каждая такая "порция" передается по сети как единое целое и называется пакетом. Такой метод является очень удобным для параллельного использования физического канала несколькими парами абонентов: канал является занятым только во время прохождения пакета. Временные промежутки между передачей пакетов одним абонентам могут быть использованы другими для отправки собственных пакетов. Пакет обычно состоит из двух частей – заголовка, содержащего служебные данные, необходимые для управления доставкой пакета, и собственно данных, подлежащих передаче. Порядок обмена пакетами, а также конкретный состав заголовка пакетов определяется сетевым протоколом. Для именования пакетов различных уровней модели OSI, используются специальные термины. Для канального уровня используется термин "кадр", для сетевого –"пакет", для транспортного – "сегмент", "дейтаграмма", для сессионного и более высоких уровней –"сообщение". Протоколы канального уровня. Протоколы канального уровня определяют удобный для сетевого обмена способ представления информации, а также необходимый набор правил, позволяющий упорядочивать взаимодействие абонентов. На канальном уровне данные рассматриваются как последовательный поток битов. Перед передачей по физическим каналам этот поток, в соответствии с принципом пакетной коммутации, разделяется на "порции", каждая из которых снабжается заголовком, содержащим некоторую служебную информацию, т.е. формируется пакет. На канальном уровне пакет называется кадром(frame). Структура заголовка кадра зависит от набора задач, которые решает протокол. Сложность канальных протоколов во многом определяется сложностью топологии сети. Очевидно, что организовать общение всего двух абонентов существенно проще, чем упорядочивать информационный обмен в сетях, где возможно параллельное взаимодействие нескольких пар абонентов. Поэтому канальные протоколы удобно разделять на две группы: протоколы для соединений типа "точка-точка"; протоколы для сетей сложных топологий. Структура кадра данных. Состав заголовка кадра зависит от многих факторов, определяемых набором функций, которые выполняет протокол. Тем не менее, можно выделить ряд информационных полей, которые обычно присутствуют в заголовке кадра. К таким полям относятся: 1. Специальные поля, предназначенные для определения границ кадров. Поскольку в физической среде могут постоянно проходить какие-либо сигналы, то сетевые адаптеры должны уметь разбираться в том, когда начинается передача кадра и когда она заканчивается. 2. Поле, предназначенное для определения протокола сетевого уровня, которому необходимо передать данные. Так как на одном компьютере могут функционировать программные модули различных протоколов сетевого уровня, то протоколы канального уровня должны уметь распределять данные по этим протоколам. 3. Контрольная сумма (или специальный код) содержимого кадра, которая позволяет принимающей стороне определить наличие ошибок в принятых данных. Принцип ее использования состоит в следующем. Сетевой адаптер отправляющего компьютера после формирования кадра вычисляет значение его контрольной суммы на основе содержимого и помещает это значение в заголовок кадра. Принимающая сторона также вычисляет контрольную сумму полученного кадра и сравнивает его со значением, помещенным в заголовке. Если они не совпадают, то это означает, что во время передачи кадра произошла ошибка. 4. Поля, предназначенные для адресации абонентов в сложных сетях (определены для протоколов, применяемых в сетях, базирующихся на сложных топологиях). На практике поля, относящиеся к заголовку кадра, не всегда располагаются перед данными. Достаточно часто поле контрольной суммы располагается после данных. Это обеспечивает высокую эффективность проверки кадра при приеме, так как к моменту получения битов, соответствующих этому полю, весь кадр уже получен, и контрольная сумма может быть вычислена. Очевидно также, что поле, предназначенное для определения конца кадра, должно быть последним полем кадра. Для большинства протоколов канального уровня существует ограничение на максимально допустимый объем данных, передаваемых в одном кадре, вызванное различными техническими условиями. Характеристику, устанавливающую это пороговое значение, выраженное в байтах, обозначают английской аббревиатурой MTU (MaximumTransferUnit, максимальная единица передачи данных). Протоколыдля соединений типа "точка-точка". Существенным отличием протоколов для соединений типа "точка-точка" является отсутствие средств адресации абонентов. Это объясняется тем, что одновременно к сети может быть подключено всего два устройства, например, два компьютера. Поэтому заголовки кадров данных протоколов этой группы не содержат адресных полей Простейшим примером протоколов данной группы является протокол SLIP (SerialLineInternetProtocol). Единственными служебными полями кадра протокола SLIP являются поля, позволяющие определить начало и конец кадра. Данный протокол может совместно работать только с одним протоколом сетевого уровня – протоколом IP, поскольку в заголовке кадра не предусмотрено поля идентификации протокола сетевого уровня. Кроме того, протокол не располагает средствами обнаружения ошибок, возникающих при передаче данных, что делает его малоэффективным при построении сетей на основе каналов низкого качества, например, телефонных линий. Рис.3.5. Структура кадра SLIP В связи с этим протокол SLIP в настоящее время почти не используется при построении реальных сетей. Для подключения к Интернет по обычным телефонным линиям конечных пользователей в основном применяется более совершенный протокол канального уровня PPP (Point-to-PointProtocol). В отличие от SLIP протокол PPP обладает большей функциональностью и обеспечивает: 1)возможность использования нескольких протоколов сетевого уровня; 2)механизм согласования параметров устройств передачи данных; 3)механизм сжатия передаваемой информации с целью повышения эффективности и надежности передачи; 4)механизм обнаружения и исправления ошибок; 5)механизмы защиты, предотвращающие несанкционированные подключения.   3.4.Сетевой уровень Функции сетевого уровня. Сети, входящие в состав объединенной сети, могут строиться на основе различных сетевых технологий. Каждая сетевая технология вполне достаточна для организации обмена информацией в рамках одной подсети, но не позволяет осуществлять взаимодействие компьютеров данной подсети с компьютерами подсетей, основанных на других технологиях. Это объясняется возможной несовместимостью протоколов и способов адресации, определенных различными технологиями. Поэтому для обеспечения функционирования объединенных сетей требуются средства, представляющие собой "надстройку" над канальным уровнем, позволяющую абстрагироваться от конкретных решений, заложенных в сетевых технологиях. В качестве такой надстройки выступают средства сетевого уровня модели OSI. Очевидно, что устройства этого уровня, предназначенные для объединения сетей, должны быть устроены гораздо сложнее, чем устройства канального уровня. Во-вторых, эти устройства должны обеспечивать целенаправленную передачу данных между абонентами через подсети составной сети (то есть определять путь прохождения данных), чтобы не вызывать перегрузку составной сети. Процесс определения пути прохождения данных через подсети составной сети называется маршрутизацией, а устройства, объединяющие сети и решающие перечисленные задачи, получили название маршрутизаторов. Для успешного информационного обмена в объединенных сетях средства сетевого уровня должны решать следующие задачи: 1) обеспечивать единую систему адресации, не зависящую от сетевой технологии, позволяющую адресовать отдельные сети и узлы; 2) определять путь (последовательность сетей), по которому должны пройти данные, чтобы достичь получателя; 3) обеспечивать сквозную передачу данных через сети с разной технологией. В настоящее время существуют различные протоколы сетевого уровня. Основным протоколом, использующимся в Интернет, является протокол IP. Протокол IP (InternetProtocol) входит в состав стека протоколов TCP/IP и является основным протоколом сетевого уровня, использующимся в Интернет и обеспечивающим единую схему логической адресации устройств в сети и маршрутизацию данных. Существует несколько версий протокола IP, отражающих изменение требований к функциям с развитием сети Интернет. В настоящее время в качестве стандарта используется версия 4, хотя постепенно внедряется версия 6. Рассмотрим технологические решения стандартной версии 4.   Функционирование IP. Для выполнения своих функций протокол определяет свой собственный формат пакета. Основными информационными полями заголовка пакета являются: IP-адреса отправителя и получателя – предназначены для идентификации отправителя и получателя; Время жизни пакета (TimeToLive, TTL) - определяет время, которое IP-пакет может находиться в сети, и предназначено для предотвращения "захламления" сети "заблудившимися пакетами"; поля, предназначенные для фрагментации пакетов; поля, предназначенные для управления обработкой пакета (длина пакета и заголовка, контрольная сумма заголовка, тип обслуживания и т.д.). С точки зрения протокола IP, сеть рассматривается как логическая совокупность взаимосвязанных объектов, каждый из которых представлен уникальным IP-адресом, называемых узлами (IP-узлами) или хостами(host). Ключевым здесь является слово "логическая", поскольку одно и тоже физическое устройство (компьютер, маршрутизатор и др.) может иметь несколько IP-адресов, т.е. соответствовать нескольким узлам логической сети. Обычно такая ситуация возникает, если физическое устройство имеет несколько устройств передачи данных (сетевых адаптеров или модемов), поскольку для каждого из них должен быть настроен как минимум один уникальный IP-адрес. Хотя нередко компьютеру (или другому устройству), имеющему один сетевой адаптер или модем, может быть присвоено несколько IP-адресов. Если физическое устройство имеет несколько IP-адресов, то говорят, что оно имеет несколько интерфейсов, т.е. несколько "логических подключений" к сети. IP-адрес – это уникальный числовой адрес, однозначно идентифицирующий узел, группу узлов или сеть. IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел (так называемых «октетов»), разделенных точками – W.X.Y.Z , каждое из которых может принимать значения в диапазоне от 0 до 255. Для того, чтобы компьютер мог участвовать в сетевом взаимодействии с помощью протокола IP, ему должен быть обязательно присвоен уникальный IP-адрес.Существует 5 классов IP-адресов – A, B, C, D, E. Следующая таблица отображает основные характеристики IP-адресов классов A,B и C. Характеристика Класс A B C Номер сети W W.X W.X.Y Номер узла X.Y.Z Y.Z Z Возможное количество сетей 126 16 384 2 097 151 Возможное количество узлов 16 777 214 65 534 254   Особые адреса Запись адреса сети в целом W.0.0.0 W.X.0.0 W.X.Y.0 Широковещательный адрес в сети W.255.255.255 W.X.255.255 W.X.Y.255 Например, IP-адрес 213.128.193.154 является адресом класса C, и принадлежит узлу с номером 154, расположенному в сети 213.128.193.0. Схема адресации, определяемая классами A, B, и C, позволяет пересылать данные либо отдельному узлу, либо всем компьютерам отдельной сети (широковещательная рассылка). Однако существует сетевое программное обеспечение, которому требуется рассылать данные определенной группе узлов, необязательно входящих в одну сеть. Для того чтобы программы такого рода могли успешно функционировать, система адресации должна предусматривать так называемые групповые адреса. Для этих целей используются IP-адреса класса D. Диапазон адресов класса E зарезервирован и в настоящее время не используется. Особые адреса. Протокол IP предполагает наличие адресов, которые трактуются особым образом. К ним относятся следующие: 1. Адреса, значение первого октета которых равно 127. Пакеты, направленные по такому адресу, реально не передаются в сеть, а обрабатываются программным обеспечением узла-отправителя. Таким образом, узел может направить данные самому себе. Этот подход очень удобен для тестирования сетевого программного обеспечения в условиях, когда нет возможности подключиться к сети. 2. Адрес 255.255.255.255. Пакет, в назначении которого стоит адрес 255.255.255.255, должен рассылаться всем узлам сети, в которой находится источник. Такой вид рассылки называется ограниченным широковещанием. В двоичной форме этот адрес имеет вид 11111111 11111111 11111111 11111111. 3. Адрес 0.0.0.0. Он используется в служебных целях и трактуется как адрес того узла, который сгенерировал пакет. Двоичное представление этого адреса 00000000 00000000 00000000 00000000 Дополнительно особым образом интерпретируются адреса: содержащие 0 во всех двоичных разрядах поля номера узла; такие IP-адреса используются для записи адресов сетей в целом; содержащие 1 во всех двоичных разрядах поля номера узла; такие IP-адреса являются широковещательными адресами для сетей, номера которых определяются этими адресами. Использование в паре с IP -адресом маски подсети позволяет отказаться от применения классов адресов и сделать более гибкой всю систему IP-адресации. Так, например, маска 255.255.255.240 (11111111 11111111 11111111 11110000) позволяет разбить диапазон в 254 IP-адреса, относящихся к одной сети класса C, на 14 диапазонов, которые могут выделяться разным сетям. Для стандартного деления IP-адресов на номер сети и номер узла, определенного классами A, B и C маски подсети имеют вид: Класс Двоичная форма Десятичная форма A 11111111 00000000 00000000 00000000 255.0.0.0 В 11111111 11111111 00000000 00000000 255.255.0.0 С 11111111 11111111 11111111 00000000 255.255.255.0

Мы поможем в написании ваших работ!