Введение в Интернет

Флаг копия, равный 1, говорит о том, что опция должна быть скопирована во все фрагменты дейтаграммы. При равенстве этого флага 0 опция копируется только в первый фрагмент. Ниже приведены значения разрядов 2-битового поля класс опции (таблица 1.2.1.).

В таблице, которую вы найдете ниже, приведены значения классов и номеров опций (таблица 1.2.2.).

Наибольший интерес представляют собой опции временные метки и маршрутизация. Опция записать маршрут (RR) создает дейтаграмму, где зарезервировано место, куда каждый маршрутизатор по дороге должен записать свой IP-адрес (например, в случае утилиты traceroute). Формат опции записать маршрут в дейтаграмме представлен ниже на рис. 1.8 (предусмотрено место для записи 9 IP-адресов; к сожалению, реализация RR не является обязательной, да и девяти шагов часто недостаточно):

Поле код содержит номер опции (7 в данном случае). Поле длина определяет размер записи для опций, включая первые 3 октета. Указатель отмечает первую свободную позицию в списке IP-адресов (куда можно произвести запись очередного адреса). Интересную возможность предоставляет опция маршрут отправителя — посылать дейтаграммы по заданному отправителем маршруту. Это позволяет исследовать различные маршруты, в том числе те, которые недоступны через узловые маршрутизаторы. Существует две формы такой маршрутизации: Свободная маршрутизация и Жесткая маршрутизация (маршрутизация отправителя). Форматы для этих опций показаны ниже:

Рис. 1.8. Формат опций записать маршрут

Рис. 1.8a. Формат опций маршрутизации

Жесткая маршрутизация означает, что адреса определяют точный маршрут дейтаграммы. Проход от одного адреса к другому может включать только одну сеть. Свободная маршрутизация отличается от предшествующей возможностью прохода между двумя адресами списка более чем через одну сеть. Поле длина задает размер списка адресов, а указатель отмечает адрес очередного маршрутизатора на пути дейтаграммы.

IP-слой имеет маршрутные таблицы, которые просматриваются каждый раз, когда IP-модуль получает дейтаграмму для отправки. Когда дейтаграмма получается от сетевого интерфейса, IP первым делом проверяет, принадлежит ли IP-адрес места назначения к списку локальных адресов или является широковещательным адресом. Если верен один из этих вариантов, дейтаграмма передается программному модулю в соответствии с кодом в поле протокола. IP-процессор может быть сконфигурирован как маршрутизатор, в этом случае дейтаграмма может быть переадресована в другой узел сети. Маршрутизация на IP-уровне носит пошаговый характер. IP не знает всего пути, он владеет лишь информацией, какому маршрутизатору послать дейтаграмму с конкретным адресом места назначения. Просмотр маршрутной таблицы происходит в три этапа:

1. отыскивается полное соответствие адресу места назначения. В случае успеха пакет посылается соответствующему маршрутизатору или непосредственно интерфейсу адресата. Связи точка-точка выявляются именно на этом этапе;
2. отыскивается соответствие адресу сети места назначения. В случае успеха система действует так же, как и в предшествующем пункте. Одна запись в таблице маршрутизации соответствует всем ЭВМ, входящим в данную сеть;
3. осуществляется поиск маршрута по умолчанию и, если он найден, дейтаграмма посылается в соответствующий маршрутизатор.

Чтобы посмотреть, как выглядит простая маршрутная таблица, воспользуемся командой netstat -rn (ЭВМ Sun. Флаг -r выводит на экран маршрутную таблицу, а -n отображает IP-адреса в цифровой форме. С целью экономии места таблица в несколько раз сокращена) (таблица 1.2.3.).

Колонка destination — место назначения, Default — отмечает маршрут по умолчанию; Gateway — IP-адреса портов подключения (маршрутизаторов); REFCNT (reference count) — число активных пользователей маршрута; USE — число пакетов, посланных по этому маршруту; interface — условные имена сетевых интерфейсов. Расшифровка поля FLAGS приведена ниже (таблица 1.2.4.).

Опция временные метки работает так же, как и опция запись маршрута. Каждый маршрутизатор на пути дейтаграммы делает запись в одном из полей дейтаграммы (два слова по 32 разряда). Формат этой опции отображен на рисунке 1.9.

Рис. 1.9. Формат опции "временные метки"

Смысл полей длина и указатель идентичен тому, что сказано о предыдущих опциях. 4-битовое поле переполнение содержит число маршрутизаторов, которые не смогли записать временные метки из-за ограничений выделенного места в дейтаграмме. Значения поля флаги задают порядок записи временных меток маршрутизаторами (таблица 1.3.).

Временные метки должны содержать время в миллисекундах, отсчитанное от начала суток. Если маршрутизатору некуда положить свою временную метку (число меток превысило 9), он инкрементирует счетчик переполнение.

Взаимодействие других протоколов с IP можно представить из схемы на рис. 1.10. В основании лежат протоколы, обеспечивающие обмен информацией на физическом уровне, далее следуют протоколы IP, ICMP, ARP, RARP, UDP, TCP, IGMP и протоколы маршрутизаторов. Чем выше расположен протокол, тем более высокому уровню он соответствует. Протоколы, имена которых записаны в одной и той же строке, соответствуют одному и тому же уровню. Но все разложить аккуратно по слоям невозможно: некоторые протоколы занимают промежуточное положение, что и отражено на схеме, (области таких протоколов захватывают два уровня). Здесь протоколы IP, ICMP и IGMP помещены на один уровень, для чего имеется немало причин. Но иногда последние два протокола помещают над IP, так как их пакеты вкладываются в IP-дейтаграммы. Так что деление протоколов по уровням довольно условно. На самом верху пирамиды находятся прикладные программы, хотя пользователю доступны и более низкие уровни (например, ICMP), что также отражено на приведенном рисунке 1.10.

Рис. 1.10. Распределение протоколов Интернет по уровням

Интернет — это инструмент общения, средство доступа к информации и как всякий инструмент требует практики. Из вашего собственного опыта вы знаете, что можно прочесть ворох инструкций о том, как забивать гвозди, но научиться этому можно лишь на практике. Поэтому рекомендую с самого начала, читая данные тексты, чаще садитесь за терминал.