Розмір МТУ

Пакет IP складається з заголовка та поля даних. Заголовок пакета має такі поля:

Поле Номер версії (VERS) вказує версію протоколу IP.
Поле Довжина заголовка (HLEN) пакета IP займає 4 біти та вказує значення довжини заголовка, виміряне у 32-бітових словах. Зазвичай заголовок має довжину 20 байт (п'ять 32-бітових слів), але при збільшенні обсягу службової інформації ця довжина може бути збільшена за рахунок використання додаткових байт у поле Резерв.
Поле Тип сервісу займає 1 байт і задає пріоритетність пакета та вигляд критерію вибору маршруту. Перші три біти цього поля утворюють підполі пріоритету пакета. Пріоритет може мати значення від 0 (нормальний пакет) до 7 (пакет інформації, що управляє). Маршрутизатори та комп'ютери можуть брати до уваги пріоритет пакету та обробляти найважливіші пакети в першу чергу. Поле Тип сервісу містить також три біти, що визначають критерій вибору маршруту. Встановлений біт D (delay) говорить про те, що маршрут повинен вибиратися для мінімізації затримки доставки даного пакета, біт T – для максимізації пропускної спроможності, а біт R – для максимізації надійності доставки.
Поле Повна довжина займає 2 байти і вказує загальну довжину пакета з урахуванням заголовка та поля даних.
Поле Ідентифікатор пакета займає 2 байти і використовується для розпізнавання пакетів, утворених шляхом фрагментації вихідного пакета. Усі фрагменти мають однакове значення цього поля.
Поле Прапори (FLAGS) займає 3 біти, воно вказує на можливість фрагментації пакета (встановлений біт Do not Fragment - DF - забороняє маршрутизатору фрагментувати даний пакет), а також те, чи є даний пакет проміжним або останнімфрагментом вихідного пакета
Поле Покажчик фрагмента займає 13 біт, воно використовується для вказівки в байтах усунення поля даних цього пакета від початку загального поля даних вихідного пакета, підданого фрагментації. Використовується при складанні/розбиранні фрагментів пакетів при передачах їх між мережами з різними величинами максимальної довжини пакета.
Час життя займає 1 байт і вказує граничний термін, протягом якого пакет може переміщатися по мережі. Час життя пакета вимірюється в секундах і задається джерелом передачі засобами протоколу IP. На шлюзах та інших вузлах мережі після закінчення кожної секунди з поточного часу життя віднімається одиниця; одиниця віднімається також при кожній транзитній передачі (навіть якщо не минула секунда). При закінченні життя пакет анулюється.
Ідентифікатор протоколу верхнього рівня (PROTOCOL) займає 1 байт і вказує, якому протоколу верхнього рівня належить пакет.
Контрольна сума займає 2 байти, вона розраховується по всьому заголовку.
Поля Адреса джерела та Адреса призначення мають однакову довжину - 32 біти, і однакову структуру.
Поле Опції є необов'язковим і зазвичай використовується тільки при налагодженні мережі. Це поле складається з кількох підполів, кожне з яких може бути одного з восьми визначених типів.

Фрагментація передбачає розбиття блоку даних (пакету) на рівні частини. Відповідно після фрагментації наступним етапом слід складання фрагментів. Протокол IP дозволяє виконувати фрагментацію лише тих пакетів, які надходять на вхідні порти маршрутизаторів. Слід розрізняти фрагментацію повідомлень у вузлі-відправнику та динамічну фрагментацію повідомлень у маршрутизаторах.

У комп'ютерних мережахтермінMaximumTransmissionUnit ( MTU) використовується для визначення максимального розміру блоку (в байтах), який може бути переданий на канальному рівні мережевої моделі OSI.

Значення MTU залежить від комунікаційного інтерфейсу (мережева плата, послідовний порт, тощо. буд.). Значення MTU може бути визначено стандартом або може вибиратися в момент встановлення з'єднання. Чим вище значення MTU, тим менше заголовків передається по мережі — отже, вища пропускна здатність. Однак повільні інтерфейси можуть передавати великий пакет значний час, збільшуючи час очікування інших пакетів. Наприклад, пакет розміром 1500 байт, максимально допустимий для Ethernet, може «підвісити» 14.4k модем приблизно одну секунду.

Протокол IP дозволяє виконувати фрагментацію пакетів, що надходять на вхідні порти маршрутизаторів.

Слід розрізняти фрагментацію повідомлень у вузлі-відправнику та динамічну фрагментацію повідомлень у транзитних вузлах мережі – маршрутизаторах. Практично у всіх стеках протоколів є протоколи, які відповідають за фрагментацію повідомлень прикладного рівня на такі частини, що вкладаються у кадри канального рівня.

При необхідності передати пакет до наступної мережі, для якої розмір пакета є занадто великим, IP-фрагментація стає необхідною. У функції рівня IP входить розбиття надто довгого для конкретного типу складової мережі повідомлення більш короткі пакети зі створенням відповідних службових полів, необхідні подальшого складання фрагментів у вихідне повідомлення.

Протокол IP допускає можливість використання межах окремої підмережі її власних засобів фрагментування, невидимих для протоколу IP. Процедури фрагментації та складання протоколу IP розраховані на те,щоб пакет міг бути розбитий практично на будь-яку кількість частин, які згодом могли б бути знову зібрані. Одержувач фрагмента використовує поле ідентифікації, щоб не переплутати фрагменти різних пакетів. Модуль IP, що відправляє пакет, встановлює в полі ідентифікації значення, яке має бути унікальним для цієї пари відправник - одержувач, а також час, протягом якого пакет може бути активним у мережі.

Поле усунення фрагмента повідомляє одержувачу положення фрагмента у вихідному пакеті. Зміщення фрагмента та довжина визначають частину вихідного пакета, принесену цим фрагментом. Прапор "more fragments" показує появу останнього фрагмента. Модуль протоколу IP, що відправляє нерозбитий на фрагменти пакет, встановлює прапор «more fragments» в нуль і зміщення у фрагменті.

Ці поля дають достатню кількість інформації для збирання пакета.

49. Маршрутизатор. Класична маршрутизація. Маршрутна таблиця. Алгоритм маршрутизації. Протоколи маршрутизації.

Маршрутизатор (рутер, раутер або роутер) - спеціалізований мережевий комп'ютер, що має мін. 2 мережеві інтерфейси і пересилає пакети даних (дейтаграмами) між різними сегментами мережі.

Маршрутизатори допомагають зменшити завантаження мережі завдяки її поділу на домени колізій або широкомовні домени, а також завдяки фільтрації пакетів.

Маршрутизатор працює на вищому «мережевому» рівні 3 мережевої моделі OSI, ніж комутатор (або мережевий міст) та концентратор (хаб), які працюють відповідно на рівні 2 та рівні 1 моделі OSI

Мал.1 мережева модель OSI

Таблиця маршрутизації може складатися двома способами:

статична маршрутизація - коли записи втаблиці вводяться та змінюються вручну.
динамічна маршрутизація — коли записи в таблиці оновлюються автоматично за допомогою одного або кількох протоколів маршрутизації

Прикласичної маршрутизації кожен пакет обробляється маршрутизатором індивідуально.

Протоколи маршрутизації визначають топологію мережі та зберігають інформацію про неї в таблиці маршрутизації.

Алгоритми маршрутизації застосовуються визначення кращого шляху пакетів від джерела до приймача і є основою будь-якого протоколу маршрутизації. Мережа сприймається як граф. Маршрутизатори є вузлами, а фізичні лінії між маршрутизаторами ребрами відповідного графа. Кожній грані графа присвоюється певне число - вартість, що залежить від фізичної довжини лінії, швидкості передачі даних по лінії або фінансової вартості лінії.