Протокол Интернет версии 4

Краткие итоги

• IP-протокол передачи дейтаграмм, не обеспечивающий надежность и не ориентированный на соединение, – обслуживает с наилучшими намерениями, но без гарантий. Термин с наилучшими из возможных показателей означает, что IP не гарантирует никаких показателей, не делает проверку или отслеживание ошибок.
• Пакеты на уровне IP называются дейтаграммами. Дейтаграмма — пакет переменной длины, содержит две части: заголовок и данные. Заголовок имеет от 20 до 60 бит длины и содержит существенную информацию для маршрутизации и доставки. Заголовок пакета IP содержит следующие поля: версия (VER), длина заголовка(HLEN), различные услуги, время жизни (Time to live), протокол, контрольная сумма, IP-адрес источника, IP-адрес конечного пункта.
• Максимальная длина IP-дейтаграммы равна максимальной длине блока передачи (MTU), например, 65 535 байт.
• Формат и размер посланного кадра зависят от протокола, используемого физической сетью, через которую кадр собирается проходить. Поэтому для прохождения через такие физические сети необходимо разделить дейтаграмму, чтобы сделать возможным передачу через эту сеть. Это разделение называется фрагментацией.
• Поля, которые связаны с фрагментацией и повторной сборкой IP-дейтаграммы, — это идентификация, флаги, смещение фрагментации.
• Переменная часть IP-дейтаграммы включает опции, которые могут занимать максимально 40 байт. Они используются для испытания сети и отладки. Формат опций содержит следующие поля: поле кода, длина, данные.
• В настоящее время используются шесть опций: нет операций, конец опции, запись маршрута, строгая маршрутизация от источника, маршрут не привязан к источнику, метка времени.
• Метод обнаружения ошибок, используемый в соответствии с большинством протоколов TCP/IP- это контрольная сумма. Контрольная сумма защищает от искажений, которые могут возникнуть в течение передачи пакета, – то есть от избыточной информации, которая может быть добавлена к пакету.
• Блок-схема IP содержит восемь компонентов: модуль, дополняющий заголовок, модуль обработки, модуль маршрутизации, модуль фрагментации, модуль реассемблирования, таблица маршрутизации, таблица MTU, таблица реассемблирования.

Задачи и упражнения

1. Какое поле IP-заголовка меняется от маршрутизатора к маршрутизатору?
2. Вычислите значение HLEN, если общая длина равна 1200 байт, 1176 из которых — данные высокого уровня HLEN.
3. Табл. 4.5 перечисляет размер максимальных модулей передачи (MTU) для различных протоколов. Диапазон MTU от 296 до 65535. Какие преимущества имеет большой MTU? Какие преимущества имеет малый MTU?
4. Дана фрагментированная дейтаграмма со смещением 120. Как можно определить номера первого и последнего байтов?
5. Дейтаграмма IP должна пройти через маршрутизатор 126.46.10.5. Других ограничений на маршрутизатор нет. Представьте опции с их значениями.
6. Какое максимальное число маршрутизаторов, которое может быть записано, если опция метка времени имеет значение 1? Почему?
7. Может ли значение длины заголовка в пакете IP быть меньше, чем 5? Когда оно точно равно 5?
8. Значение HLEN в IP-дейтаграмме равно 7. Сколько байт содержит опция?
9. Размер поля опции IP-дейтаграммы равно 20 байт. Какое значение имеет HLEN? Какое выглядит это значение в двоичном виде?
10. Значение общей длины поля IP-дейтаграммы равно 36, а значение длины заголовка равно 5. Сколько бит данных переносит такой пакет?
11. Дейтаграмма переносит 1024 байта данных. Если опция не имеет информации, какое значение имеет заголовок? Какое значение поля общей длины?
12. Хост передает 100 дейтаграмм к другому хосту. Если идентификационный номер первой дейтаграммы равен 1024 , каков идентификационный номер последней?
13. IP-дейтаграмма прибывает со значением смещения 0, и M-бит (старший бит фрагментации) равен 0. Существует ли этот фрагмент?
14. IP-дейтаграмма прибывает со значением смещения 100. Сколько байт данных послано первоначально от источника перед этим фрагментом?
15. IP-дейтаграмма прибыла со следующей информацией в заголовке (16-ричное представление):

    45 00 00 54 00 03 00 00 20 06 00 00 7C 4E 03 02 B4 0E 0F 02

    • Какие опции имеются в этой дейтаграмме?
    • Фрагментирован ли пакет?
    • Каков объем данных?
    • Используется ли контрольная сумма?
    • Сколько маршрутизаторов прошел пакет?
    • Каков идентификационный номер пакета?
    • Каков тип обслуживания?
16. В дейтаграмме бит M равен нулю, значение HLEN равно 5 , значение общей длины 200. Каковы номера первого и последнего байта в этой дейтаграмме? Этот фрагмент последний, первый или промежуточный в этой дейтаграмме?

Дополнительный материал для прохождения тестирования к лекции, Вы можете скачать здесь.