Настройка сетей Microsoft дома и в офисе. Учебный курс
Шрифт:
Протокол IPv6 позволил не только резко увеличить общий объем пространства IP-адресов, но и привнес ряд других свойств, благодаря чему он может постепенно вытеснить протокол IPv4.
Основным «родовым признаком» протокола IPv6 является то, что под IP-адрес отводится 128 битов, вместо прежних 32 битов. Адресный потенциал IPv6 себе даже трудно вообразить, особенно, если вспомнить, что IPv4 может поддерживать свыше 4 миллионов IP-адресов.
Преимущества, связанные с применением IPv6, не сводятся только к «раздуванию» пространства IP-адресов. Ниже перечислен целый ряд новых свойств, привнесенных
– упрощение структуры заголовка IP-пакетов, благодаря чему ускоряется их маршрутизация;
– поддержка нового формата IP-заголовка;
– встроена поддержка идентификации и шифрования.
Ранее уже рассматривалась структура заголовка IP-пакета для протокола IPv4, теперь пришло время ознакомиться со структурой заголовка IP-пакета протокола IPv6 (рис 4.3).
Рис. 4.3. Структура заголовка IP-пакета протокола IPv6
– Поле Version (Версия). Это 4-разрядное поле определяет версию протокола IP. Для протокола IPv4 указывалось значение 4. Для версии IPv6 в поле указывается значение 6. Это значение используется маршрутизаторами и другими сетевыми устройствами для определения типа обрабатываемого IP-пакета.
– Поле Traffic Class (Класс трафика). В этом поле задается так называемый «класс трафика».
– Поле Flow Label (Метка потока). Это 20-разрядное поле функционально схоже с полем Quality of Service, которое обрабатывается протоколом IPv4.
– Поле Payload Length (Длина полезной нагрузки). В этом 16-разрядном поле задается длина раздела IP-пакета, в котором передаются данные.
– Поле Next Header (Следующий заголовок). Одно из наиболее полезных свойств протокола IPv6 заключается в том, что, помимо основного заголовка IPv6, в IP-пакет можно включать дополнительные заголовки.
– Поле Hop Limit (Ограничение количества переходов). Назначение данного 8-разрядного поля аналогично назначению поля Time to Live (TTL), присущего протоколу IPv4. После каждого прохождения IP-пакета через маршрутизатор значение в поле уменьшается на единицу. Если значение в поле становится равным нулю, IP-пакет «списывается в утиль».
– Поле Source Address (Адрес компьютера-отправителя). IP-адрес (разрядностью в 128 битов), соответствующий компьютеру-отправителю IP-пакета.
– Поле Destination Address (Адрес компьютера-получателя). IP-адрес (разрядностью в 128 битов), соответствующий компьютеру-получателю IP-пакета.
Как правило, в большинстве пакетов после раздела заголовка следует раздел «полезной нагрузки», в котором содержатся фактические данные пакета. В некоторых случаях предусмотрен специальный завершающий раздел, который обычно используется для выполнения проверки целостности данных, благодаря чему можно удостовериться в том, что пакет был получен без искажений.
Поле Next Header определяет наличие дополнительного заголовка после текущего заголовка, следующего за исходным заголовком IPv6. Если принимающий узел не распознает следующий заголовок, он отвергает IP-пакет и отправляет ICMP-сообщение компьютеру-отправителю. В этом сообщении кратко описывается суть проблемы. Это ICMP-сообщение используется во многих случаях, связанных с обработкой данных протоколом IPv6.
После заголовка пакета IPv6 могут следовать
– Поле Hop-by-Нор (Переход за переходом). При наличии подобного заголовка именно он проверяется маршрутизатором или другим сетевым устройством.
– Поле Destination Options (Параметры компьютера-получателя). Этот заголовок может иметь переменную длину и применяется для передачи некоторых дополнительных данных.
– Поле Routing (Маршрутизация). В этом поле определяются подключенные к сети компьютеры, через которые проходит IP-пакет на пути к пункту назначения. Обычно информация, хранящаяся в этом поле, применяется маршрутизаторами для определения оптимального маршрута следования пакетов в сети. Информация в этом поле носит рекомендательный характер.
– Поле Fragment (Фрагмент). Содержимое этого поля определяет фрагментацию пакетов данных на основе показателя MTU для компьютера-отправителя. Поскольку значения MTU для сетевых компьютеров, находящихся на пути следования пакета, могут отличаться, доставка пакетов по месту назначения не гарантирована. Повторная сборка пакетов компьютером-получателем возможна на основе изучения информации, содержащейся в поле Authentification.
– Поле Authentication (Идентификация). Название этого поля говорит само о себе.
– Поле Encapsulating Security Payload (Инкапсуляция раздела данных, связанного с обеспечением безопасности). Применяется для обеспечения безопасности.
– Поле Upper layer header (Заголовок верхнего уровня). Здесь описываются данные, которые находятся в разделе данных IP-пакета.
Дополнительные заголовки, связанные с протоколом IPv6, приводят к уменьшению полезных данных, «переносимых» IP-пакетом. Эта особенность должна учитываться протоколами верхнего уровня, реализующими управление передачей данных.
Теперь настала очередь протокола TCP, который тоже является одним из базовых сетевых протоколов.
Протокол TCP
Как и протокол IP, протокол TCP отвечает за передачу данных между сетевыми узлами. При использовании этого протокола задействованы дополнительные механизмы, позволяющие назвать его надежным. В отличие от протокола IP, протокол TCP выполняет предварительное согласование параметров канала связи и требует подтверждения доставки сообщения. Здесь уместна аналогия с работой обычной почты. Так, например, протокол IP действует по принципу «бросил письмо в почтовый ящик и забыл». Протокол TCP поступает «хитрее», он требует «уведомления о получении заказного письма». Причем, достаточно одного уведомления в ответ на доставку целой группы IP-пакетов. Данные, передаваемые протоколом TCP, называются сегментами.
Протокол TCP логически располагается на более высоком уровне, чем протокол IP. Он позволяет нескольким приложениям параллельно и независимо обмениваться данными с приложениями, запущенными на других машинах. Так же, как и UDP, протокол TCP демультиплексирует входной трафик между несколькими приложениями. Поэтому по аналогии с протоколом UDP, в протоколе TCP также используется понятие номеров портов, позволяющих идентифицировать конкретный компьютер-получатель информации. Каждому из портов для идентификации присваивается соответствующее целое число.