Снижение нагрузки на маршрутизаторы

Для того чтобы повысить производительность маршрутизаторов Интернета в части выполнения их основной функции — продвижения пакетов, в версии IPv6 пред­принят ряд мер по освобождению маршрутизаторов от некоторых вспомогатель­ных задач.

□ Перенесение функций фрагментации с маршрутизаторов на конечные узлы. Конечные узлы в версии IPv6 обязаны найти минимальное значение MTU вдоль всего пути, соединяющего исходный узел с узлом назначения (эта тех­ника под названием Path MTU Discovery уже используется в IPv4). Мар­шрутизаторы IPv6 не выполняют фрагментацию, а только посылают ICMP- сообщение «Слишком длинный пакет» конечному узлу, который должен уменьшить размер пакета.

□ Агрегирование адресов, ведущее к уменьшению размера адресных таблиц мар­шрутизаторов, а значит, — к сокращению времени просмотра и обновления таблиц. При этом также сокращается служебный трафик, создаваемый прото­колами маршрутизации.

□ Широкое использование маршрутизации от источника, при которой узел-ис- точник задает полный маршрут прохождения пакета через сети. Такая техни­ка освобождает маршрутизаторы от необходимости просмотра адресных таб­лиц при выборе следующего маршрутизатора.

□ Отказ от обработки не обязательных параметров заголовка.

□ Использование в качестве номера узла его МАС-адреса, что избавляет маршру­тизаторы от необходимости применять протокол ARP.

Новая версия протокола IP, являющаяся составной частью проекта IPv6, пред­лагает встроенные средства защиты данных. Размещение средств защиты на се­тевом уровне делает их прозрачными для приложений, так как между уровнем IP и приложением всегда будет работать протокол транспортного уровня. Приложе­ния переписывать при этом не придется. Новая версия протокола IP со встроен­ными средствами обеспечения безопасности называется IPSec (Security Internet Protocol — защищенный протокол IP). Возможности этого протокола подробно рассматриваются в главе 24.

Переход от версии IPv4 к версии IPv6 только начинается. Сегодня уже сущест­вуют фрагменты Интернета, в которых маршрутизаторы поддерживают обе вер­сии протокола. Эти фрагменты объединены между собой через Интернет, обра­зуя так называемую магистраль бВопе.

Выводы

Протокол IP решает задачу доставки сообщений между узлами составной сети. Поскольку он является дейтаграммным, то не дает никаких гарантий надежной доставки сообщений.

Важной особенностью протокола IP, отличающей его от других сетевых протоколов, например от сетевого протокола IPX, является его способность выполнять динамическую фрагментацию пакетов при передаче их между сетями с различными, максимально допустимыми значениями длины поля данных кадров (MTU).

Максимальная длина IP-пакета составляет 65 535 байт. Заголовок обычно имеет длину 20 байт и содержит информацию о сетевых адресах отправителя и получателя, параметры фрагмента­ции, время жизни пакета, контрольную сумму и некоторые другие параметры.

Вид таблицы IP-маршрутизации зависит от конкретной реализации маршрутизатора. Несмот­ря на значительные внешние различия выводимых на экран таблиц, все они включают два обя­зательных поля, без которых невозможно выполнять маршрутизацию, — это поля адресов на­значения и следующего маршрутизатора.

Записи в таблицу маршрутизации могут поступать из разных источников. Во-первых, в резуль­тате конфигурирования программное обеспечение стека TCP/IP заносит в таблицу записи о непосредственно подключенных сетях и маршрутизаторах по умолчанию, а также записи об особых адресах. Во-вторых, администратор вручную заносит записи о специфических мар­шрутах и о маршруте по умолчанию. В-третьих, протоколы маршрутизации автоматически за­носят в таблицу динамические записи об имеющихся маршрутах.

Эффективным средством структуризации IP-сетей являются маски. Маски позволяют разделить одну сеть на несколько подсетей или объединить несколько сетей в одну более крупную сеть.

Значительная роль в будущем IP-сетей отводится технологии бесклассовой междоменной маршрутизации (CIDR), которая решает две основные задачи. Первая состоит в более эконом­ном расходование адресного пространства, вторая — в уменьшении числа записей в таблицах (одна запись может представлять множество сетей, объединенных общим префиксом).

В начале 90-х годов стек протоколов TCP/IP столкнулся с серьезными проблемами, которые нельзя было решить без изменения формата IP-пакета и логики обработки полей заголовка IP- пакетов. В результате сообщество Интернета решило создать новую версию протокола IP (IPv6), выбрав в качестве основных целей модернизации создание масштабируемой схемы ад­ресации; повышение пропускной способности сети за счет сокращения работ, выполняемых маршрутизаторами; предоставление гарантий качества транспортных услуг; обеспечение за­щиты данных, передаваемых по сети.