Протокол ICMP. Протокол обмена управляющими сообщениями ICMP (Internet Control Message Protocol) является вспомогательным в стеке TCP/IP

Протокол обмена управляющими сообщениями ICMP (Internet Control Message Protocol) является вспомогательным в стеке TCP/IP.

Этот протокол позволяет маршрутизатору сообщать станции-источнику об ошибках и нештатных ситуациях, с которыми он столкнулся при передаче IP-дейтаграммы от этой станции.

Протокол включается в каждую реализацию протокола IP и может рассматриваться и как его неотъемлемая часть.

Сообщения ICMP передаются по сети в поле данных IP-дейтаграммы. Протокол посылает два вида сообщений:

§ управляющие сообщения;

§ сообщения об ошибках.

Эти сообщения могут быть посланы как на другие маршрутизаторы, так и на конечные станции.

Протокол сообщает об ошибках, но не предпринимает мер по их исправлению. Если маршрутизатор обнаруживает ошибку, он уничтожает дейтаграмму, но одновременно с помощью ICMP отсылает сообщение об ошибке отправителю для принятия мер по ее устранению.Доставка сообщений ICMP производится с помощью IP-дейтаграмм. Поэтому эти сообщения могут быть аналогично другим дейтаграммам утеряны или удалены. Сообщения ICMP требуют двух уровней инкапсуляции (см. рис.6.24.).

Рис.6.24.

Все сообщения ICMP начинаются с трех одинаковых полей (см. рис.6.25.).

Рис.6.25.

Поле «тип» определяет смысл сообщения и его формат. Это поле может иметь, например, следующие значения:

¨ 8 — запрос эха;

¨ 3 — получатель недостижим;

¨ 11 — время жизни дейтаграммы истекло;

¨ 12 — ошибка параметра;

¨ 17 — запрос маски адреса и т. д.

Сообщения «Запрос эха» и «Ответ на эхо» часто используются при отладке сети. Они позволяют убедиться в достижимости получателя IP-дейтаграммы и его способности отвечать на запросы. Во многих системах программа с такими функциями называется «Ping».

Сообщение «Получатель недостижим» посылается маршрутизатором, если он не может доставить IP-дейтаграмму по назначению. Поле «код» в таком сообщении указывает на причину недоставки, например:

¨ 1 — устройство недостижимо;

¨ 3 — порт недостижим;

¨ 4 — требуется фрагментация;

¨ 6 — сеть назначения неизвестна и т.д.

В это сообщение включается IP-заголовок отвергнутой IP-дейтаграммы и ее первые 64 бита.

Сообщение «Подавление источника» требует от узла-источника уменьшения скорости передачи дейтаграмм. Такое сообщение посылается тогда, когда на маршрутизаторе скапливается большая очередь и происходит переполнение буфера. Тогда на каждую из не поставленных в очередь IP-дейтаграмм посылается такое сообщение.

Сообщение «Изменение маршрута» используется для указания источнику на то, что в данной сети существует более оптимальный путь доставки отправленной дейтаграммы. В сообщении указывается адрес рекомендуемого маршрутизатора.

Сообщение «Время жизни дейтаграммы истекло» посылается при обнулении счетчика времени жизни дейтаграммы или при превышении времени ожидания формирования фрагментов дейтаграммы.

Сообщение «Ошибка параметра» посылается маршрутизатором при обнаружении неправильного параметра в заголовке. Тогда дейтаграмма уничтожается. Неверный байт передается в специальном поле «указатель».

Сообщения «Запрос временной метки» и «Передача временной метки» используются для синхронизации часов в распределенной системе.

Сообщения «Запрос маски адреса» и «Передача маски адреса» необходимы для уточнения того, какие биты адреса относятся к адресу сети.

7.Маршрутизация

Реализуется на сетевом уровне сети. За нее отвечает протокол маршрутизации. При выборе стратегии маршрутизации могут быть поставлены разные цели, например:

q Минимизация времени доставки пакетов;

q Минимизации стоимости доставки пакетов;

q Обеспечение максимальной пропускной способности сети и т.д.

Задача маршрутизации решается маршрутизатором, который определяется как устройство сетевого уровня, использующее одну или несколько метрик для определения оптимального пути передачи сетевого трафика на основании информации сетевого уровня.

Под метрикой понимаются некоторые количественные характеристики пути, например, длина, время прохождения, пропускная способность и т. д.

Алгоритмы маршрутизации могут быть:

q статическими или динамическими;

q одномаршрутными или многомаршрутными;

q одноуровневыми или иерархическими;

q внутридоменными или междоменными;

q одноадресными или групповыми.

Статические (неадаптивные) алгоритмы предполагают предварительный выбор маршрутов и их занесение вручную в таблицу маршрутизации. Таким образом там должна уже быть заранее записана информация о том, на какой порт отправить пакет с соответствующим адресом. Примеры: протокол LAT фирмы DEC, протокол NetBIOS.

В динамических протоколах таблица маршрутизации обновляется автоматически при изменении топологии сети или трафика в ней.

Одномаршрутные протоколы предлагают только один маршрут для передачи пакета (который не всегда является оптимальным).

Многомаршрутные алгоритмы предлагают несколько маршрутов. Это позволяет передавать информацию получателю по нескольким маршрутам одновременно.

Сети могут иметь одноуровневую или иерархическую архитектуру. Соответственно различают и протоколы маршрутизации. В иерархических сетях маршрутизаторы верхнего уровня образуют особый уровень магистральной сети.

Некоторые алгоритмы маршрутизации действуют только в пределах своих доменов, т.е. используется внутридоменная маршрутизация. Другие алгоритмы могут работать и со смежными доменами – это определяется как междоменная маршрутизация.

Одноадресные протоколы предназначены для передачи информации (по одному или нескольким маршрутам) только одному получателю. Многоадресные — способны передавать данные сразу многим абонентам.

Выделяют три основные группы протоколов маршрутизации в зависимости от используемого типа алгоритма определения оптимального маршрута:

q Протоколы вектора расстояния;

q Протоколы состояния канала;

q Протоколы политики маршрутизации.

Протоколы вектора расстояния – самые простые и распространенные. Это, например, RIP, RTMP, IGRP.

Такие протоколы с определенной периодичностью передают (рассылают) соседям данные из своей таблицы маршрутизации (адреса и метрики). Соседи, получив эти данные, вносят необходимые изменения в свои таблицы. Недостаток эти протоколы хорошо работают только в небольших сетях. При увеличении размера возрастает служебный трафик в сети, увеличивается задержка обновления таблиц маршрутизации.

Протоколы состояния канала были впервые предложены в 1970 году Эдсгером Дейкстрой. Здесь вместо рассылки содержимого таблиц маршрутизации, каждый маршрутизатор производит широковещательную рассылку списка маршрутизаторов, с которыми он имеет непосредственную связь и списка напрямую подключенных к нему локальных сетей. Такая рассылка может производиться либо при изменении состояния каналов, либо периодически. Примеры протоколов: OSPF, IS-IS, Novell NLSP.

Протоколы политики (правил) маршрутизации наиболее часто используются в сети Интернет. Они опираются на алгоритмы вектора расстояния. Информация о маршрутизации получается от соседних операторов на основании специальных критериев. На основе такого обмена вырабатывается список разрешенных маршрутов. Примеры: протоколы BGP и EGP.