Хост тораптарын басқару хаттамасы
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 5
1 IP – ХАТТАМАСЫ ЖӘНЕ IP – МЕКЕНДЕТУ 6
1.1 IP-Internet хаттама 6
1.2 IP-датаграмма бастамасының пішімі 9
1.3 IP - мекендету 11
1.4 Тораптық мекен-жайларды аудармалау (NAT) 21
1.5 ICMP хаттамасы 23
1.6 Бағдарғыланатын және бағдарғыланбайтын хаттамалар 24
2 IP – БАҒДАРҒЫЛАУ 26
2.1 Бағдарғылаудың концептуалды негізі 26
2.2 Бағдарғылаудың ішкі және сыртқы хаттамалары 29
2.3 Метрикалар және бағдарғылау құндылығы 31
2.4 Қашықтық векторы бойынша бағдарғылау 36
2.5 Арна күйі бойынша бағдарғылау 44
3 КӘСІПОРЫН АУМАҒЫНДА ЖӘНЕ INTERNET ТОРАБЫНА ҚОСЫЛУҒА АРНАЛҒАН БАҒДАРҒЫЛАУ
48
3.1 Бағдарғылау тетіктері 48
3.2 Орташа көлемді торапты бағдарғылау 59
4 ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ 64
4.1 ІР–тораптарында бағдарғылауды жобалау және жасау 64
4.2 Бағдарғылауды жасау және енгізуге кететін шығындарды есептеу 64
5 ЕҢБЕК ҚОРҒАУ 68
5.1 Дербес компьютерде жұмыс істегендегі еңбек қорғау ережелері 68
5.2 Есептеулер 79
ҚОРЫТЫНДЫ 89
Әдебиеттер тізімі 90
АҢДАТПА
Қазіргі тораптық технологиялар ақпарат алмасу үрдісін айтарлықтай
жеңілдетуге мүмкіндік берді. Бүгін барлық жүйелер және есептеу машиналар
ресурстарын ортақ қолдану үшін біріктіру қажеттілігі айқын көрінеді. Осы
үрдістің негізгі рөлін ІР-хаттамасы алады десек асырмашылық емес.
Дипломдық жобада ІР-трафигін бағдарғылау мәселелері, бағдарғылау
тетіктері мен негізгі хаттамалары қарастырылады.
Бағдарғылаудың негізгі құралы ретінде Cisco компаниясы өндірген
бағдарғылауыштары алынған. Жобада BSDI және FreeBSD орындамалық жүйелері
қолданылған.
АННОТАЦИЯ
Современные сетевые технологии позволили значительно облегчить процесс
обмена информацией. Сегодня очевидно, что все системы и вычислительные
машины необходимо объединять для совместного использования их ресурсов и
главенствующую роль в этом процессе занимает протокол ІР.
В дипломном проекте рассматривается проблемы маршрутизации ІР-трафика,
основные протоколы и механизмы маршрутизации.
В качестве основного инструмента маршрутизации ІР-трафика
рассматриваются маршрутизаторы компании Cisco. Операционные среды,
используемые в проекте BSDI и FreeBSD.
ANNOTATE
Modern network technology let more lighting the process of information
exchanges. Today its obviously that all systems and computers need to unit
for jointly using of they’re resources. And main role in this process take
protocol IP.
In the degree project considers problem of routing of IP-traffic, main
protocols and mechanisms of routing.
As a main as instrument routing of IP-traffic considering router of
Cisco company, operation systems that using in project is BSDI and FreeBSD.
КІРІСПЕ
Бағдарғылау және бағдарғылау хаттамаларсыз бүкіл әлемдік ақпарат
алмасу мүмкін емес болар еді.
Бағдарғылау хаттамалары түйіні ретінде біз ІР–хаттамасын қарастырып
отырмыз. IP–хаттамасының негізгі міндеті тораптық деңгейде датаграммаларды
қисынды мекендету болып табылады. Бұл деңгейде датаграмма ішінде хост-
жіберуші мен хост-қабылдаушының мекен-жайларын идентификациялау
жүргізіледі. Бағдарғылау хаттамалары, бұл тораптық деңгейдің мекен-жайларын
датаграммаларды жеткізу үшін қолданады. Сонымен, тораптық деңгейдің
хаттамасы негізінде IP–хаттамасы қисынды мекендету, дестелерді үзінділеу
және құрастыру, датаграммаларды байланыс орнатпай тасымалдау міндеттерін
атқады.
Бағдарғылау – тораптық технологияның өзекті және қызықты бөліктерінің
бірі, ал тораптық технологиялар жаңалықтары, келешегі маған өте қызықты.
Әрине, негіздерді білмей жаңа технологияларды меңгеру мүмкін емес. Сол
себепті мен дипломдық жобамда осы мәселені жан–жақты қарастыруға талпындым.
Жобада келтірілген деректер ТАТ компаниясы торабындағы Cisco компаниясы
өндіріп шығарған бағдарғылауыштарында тексерілген.
Дипломдық жоба бес тараудан тұрады: бірінші тарауда IP-хаттамасы, IP-
мекендету, ICMP хаттамасы және хабарлары қысқаша түрде қарастырылған;
екінші тарау IP-бағдарғылау; үшінші тарау кәсіпорын аумағында және Internet
торабына қосылуға арналған бағдарғылау және бағдарғылау тетіктерін
қарастыруға арналған; төртінші тарау – экономикалық бөлім; бесінші тарау –
еңбек қорғау бөлімі.
1 IP – ХАТТАМАСЫ ЖӘНЕ IP – МЕКЕНДЕТУ
1.1 IP-Internet хаттама
Internet Protocol немесе IP, TCPIP хаттамалар жинағының ең танымалы
болып есептеледі. Ол хост-жіберушіден хост-қабылдаушыға дестелердің немесе
датаграммалардың тез, әрі сенімді тасымалдауын қамтамасыз етеді. IP
хаттамасы TCPIP трафигін толық қамтамассыз етіп, мәліметті жеткізудің
мекендетуі мен ішкі құрылысын анықтайды. Өз өзінен бұл хаттама сенімділікті
қамтамасыз етпейді; мәлімет тасымалдаудың бұл бөлігін басқаруды жоғары
деңгей хаттамаларына жүктейді. Internet Protocol - TCPIP жүрегі, басқа
хаттамалар мекендету, дестелерді үзінділеу және құрастыру, датаграммаларды
байланыс орнатпай тасымалдау мәселелерінде IP-ге сүйенеді.
IP хаттамасының негізгі міндеті тораптық деңгейде датаграммаларды
қисынды мекендету болып табылады. Бұл деңгейде датаграмма ішінде хост-
жіберуші мен хост-қабылдаушының мекен-жайларын идентификациялау
жүргізіледі. Бағдарғылау хаттамалары, бұл тораптық деңгейдің мекен-жайларын
датаграммаларды жеткізу үшін қолданады. Сонымен, тораптық деңгейдің
хаттамасы негізінде IP хаттамасы келесідей міндеттер атқады:
- қисынды мекендету
- дестелерді үзінділеу және құрастыру
- датаграммаларды байланыс орнатпай тасымалдау
Қисынды мекендету
Тораптық деңгейдің хаттамалары, IP секілді, физикалық деңгейдің МАС-
мекендетуінен ерекше қисынды мекендетуді жүргізеді. МАС мекен-жайлар
бірегей, олар тораптық тақшаны дайындап шығару кезінде жазылады да, ешқашан
өзгертілмейді. Ал қисынды мекен-жайлар тұрақты емес, олар торап әкімшісімен
қолдан немесе динамикалық режімде өзгертіледі.
Жүйелерге бірегей қисынды мекен-жайлар тағайындалады. Бұл мекен-жайлар
торап аумағында және торап аралық ортада құрылғыны идентификациялау және
оқшалау үшін қолданылады. Қисынды мекен-жайлар хаттама тәуелді болып
табылады және қолданылатын тораптық деңгейдің хаттамасына байланысты
ажыратылады. Мысалы, IP мекен-жайлары ұзындығы 32 биттен (4 байт),
нүктелермен бөлінген ондық саннан тұратын жазба (мысалға 191.16.1.1). Ал
Novell фирмасының IPX(Internetwork Packet Exchange) хаттамасы,
100.000с00112222 тораптық түйін түріндегі мекен-жай жазбасын қолданады.
Қисынды мекен-жайлар қолданылатын хаттаманың типіне қарамастан түрлі
операциялық жүйелер арасындағы байланысты қамтамасыз ету үшін қажет. Жалпы
жағдайда қисынды мекен-жай екі бөліктен тұрады: бірінші бөлігі құрылғы
істеп түрған торапты белгілейді, ал екінші бөлігі құрылғының бірегей мекен-
жайын білдіреді.
Тораптық индустрия таңында, IP хаттамасы туралы тек мамандар ғана
білген кезде, ал Internet торабында тек бірнеше жүз хост болғанда, IP мекен-
жайларды қолмен тағайындау жалғыз тәсіл болатын. Internet-ке қосылған әр
жүйе IP мекен-жайды қолдан тағайындау қажет болатын. Егер де хост өз орнын
аустырғанда мекен-жайы да өзгертілетін. Мекен-жайларды қолдан тағайындау,
екі бөлек құрылғыға бірдей мекен-жай тағайындау мүмкіндігін туғызатын.
Қазіргі таңда TCPIP орындамаларының көбісі жүйелерге қисынды IP мекен-
жайларын тез әрі тиімді тағайындау үшін динамикалық хаттамаларды қолданады.
Динамикалық мекендету режімін қолдану, мекен-жайларды қолдан тағайындауды
минимумге келтірді. Мекен-жайлардың қосарлануы бірден төмендеді, ал жүйе
орын ауыстырған жағдайда, сәйкес мекен-жайы да динамикалық өзгертіледі.
IP мекен-жайларды динамикалық режімде тағайындау RARP(Reverse Address
Resolution Protocol - түйіннің МАС мекен-жайы бойынша тораптық мекен-жайын
анықтау хаттамасы), BootP(Boot Parameter - қатқыл диск жоқ түйіндермен
қатынасты анықтайтын хаттама), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol -
хосттың динамикалық пішінүйлесім хаттамасы) хаттамалары арқылы мүмкін
болды.
Дестелерді байланыс орнатпай жеткізу
Тораптық хаттамалардың екі негізгі түрі бар: қисынды байланыс орнатуға
негізделген және байланыс орнатпай жұмыс істейтін. IP хаттамасы екіншісіне
жатады, сондықтанда ол датаграммалардың тез жеткізілуін қамтамассыз етеді.
IP жоғары деңгейлі хаттамалардан келген ақпаратты, десте немесе датаграмма
деп аталатын, блоктартарға бөледі. Әр датаграмма жіберуші мен қабылдаушының
IP мекен-жайы және де IP бастамасы мен басқарушы ақпараты бар бөлек
тәуелсіз блок ретінде қарастырылады. Басқа хаттамалар ақпараттың тұтастығын
тексерсе, IP хаттамасы датаграммаларды байланыс орнатпай тасымалдағантықтан
олардың тізбектілігі мен тұтастығын тексерумен әуре болмайды. Барлық TCPIP
хаттамалары IP ге қарағанда жоғары деңгейде жұмыс істей отырып, IP
хаттамасының мекендету қызметтерін қолданады. Ал дестелерді жеткізу
қауіпсіздігін жақсарту үшін көліктік деңгейдің хаттамасын қолдануға болады.
Дестелерді құрастыру және үзінділеу
OSI үлгісінің тораптық деңгейінде ақпарат десте немесе датаграмма
түрінде тасымалданады. IP хаттамасы арқылы тасымалданатын әр дестенің
көлемі, бұл тасымалдау ортасының рұқсат етілген көлемінен аспау тиіс.
Мысалы, Ethernet кадрының максималды ұзындығы 1518 байт. Ал егер дестелер
тасымалдау ортасының рұқсат етілген көлемінен асатын болса, олар тасымалдау
алдында ұсақтау үзінділерге бөліну керек.
Іс жүзінде автоматты түрде үзінділеуге бұл тасымалдау ортасының
шектелген ұзындығынан асатын барлық дестелер жатады. Атынан көрініп
тұрғандай үзінділеу деп дестелерді ұзындығы кішірек бөліктерге бөлу үрдісін
айтамыз, ал осыған кері үрдісті құрастыру деп атаймыз.
Үзінділеу міндетін не хост жіберуші не аралық құрылғы атқара алады,
мысалы бағдарғылауыш. Хост қабылдаушы дестелерді қайта құрастырып, жоғары
деңгейлерге әрі қарай өңдеу үшін жібереді. Бағдарғылауыштар үзінділеуді
атқара алатындығына қарамастан, бұл шешім оңтайлы бола алмайды.
Бағдарғылауыштың негізгі қызметі мәліметті бір тораптан, екінші торапқа
неғұрлым тез әрі тиімді бағдарғылау болып табылады. Қосымша есептер, соның
ішінде үзінділеуде, бағдарғылауыштан өтетін трафиктің кідірісіне келіп
соғуы мүмкін. Сондықтан да бағдарғылауышты үзінділеуден толық босатып, бұл
міндетті жіберуші жүйеге жүктеу тиіс. Ең тәуірі десте әртүрлі IP
тораптарынан өткен кезде қайтадан үзіділемеу үшін фрагмент ұзындығын дұрыс
белгілеу керек. Сонда хост қабылдаушыға тек мәліметті қайта құрастыру
қалады.
1.1-суреті - Дестелер ұзындығы MTU санынан аспайтындықтан
бағдарғылауыш оларды тікелей В хостына жібереді
1.1-суретінің мысалында үзінділеу қалай өтетінін қарастырайық.
Ethernet сегментіндегі хост А, Token-Ring сегментіндегі хост В 1Мб мәлімет
жіберейін деп тұр. Ethernet сегментінде кадрдың максималды ұзындығы (MTU –
Maximum Transmission Unit) 1518 байт, ал Token-Ring сегментінде MTU 4096
байтқа тең. Мәлімет аралық құрылғы бағдарғылауыш арқылы тасымалданады.
Барлық хабарлар бір датаграммамен тасымалдана алмайтыны анық көрініп тұр.
Сондықтан мәліметті IP хаттамасы арқылы үзіділеп, әрбір үзідіге жіберуші
мен қабылдаушы жайында мәліметті қыстырып, торап арқылы тасымалдау үшін
кадрларға салу керек. Үзінді ұзындығы хост жіберуші тұрған торап
сегментінің MTU ұзындығынан аспау тиіс. Осы жергілікті торапта (Ethernet)
бұл ұзындық 1518 байт.
Бағдарғылауыш әр датаграмманы қабылданып, жіберуші мен қабылдаушы
мекен-жайларын, қай интерфейс арқылы жіберу керектігін тексереді. Хост
жіберуші бағдарғылауышпен тікелей байланыстағы торап сегментінде
болғандықтан және де датаграмма ұзындығы Token-Ring торабында рұқсат
етілген ұзындықтан аспайтындықтан, бағдарғылауыш мәліметті жәй сол
сегментке жібереді. Хост қабылдаушы оларды қабылдап, арашық жадысында
сақтап қояды. Одан кейін ол жоғары деңгей хаттамаларына жіберу үшін,
датаграммаларды қайта құрастыруды жүзеге асырады.
Бағдарғылауыш MTU ұзындығынан асатын датаграммаларды қабылдаған кезде
екі жағдай орын алуы мүмкін. Егер хост жіберушіден мәліметпен бірге
үзінділеуге болады басқарушы бит келсе, бағдарғылауыш мәліметті керекті
ұзындығына дейін үзінділеп, әрі қарай жіберуі мүмкін. Егер жіберуші
үзінділеуге болмайды басқарушы битін жіберсе, бағдарғылауыш кадрды
лақтырып тастап, кадрдың ұзындығы MTU ұзындығынан асатындығы жайында
жіберушіге ICMP хабар жібереді. ICMP хабарлары IP хаттамасының ажырамас
бөлігі. ICMP хабарлары жүйелерді датаграммалар тасымалдану кезінде пайда
болатын мәселелер жайында хабардар ету үшін қолданады.
1.2 IP-датаграмма бастамасының пішімі
IP-датаграммасы бастама мен ақпараттан тұрады. Датаграмма бастамасы
ұзындығы “Options” өрісіне байланысты, 32-разрядты сөздерден тұрады.
Бастамадан кейін ақпарат қыстырылады.
1.2-суреті - Бастама пішімі
1.2-суретіндегі бастама өрістерінің мәні келесідей:
Ver (4 бит) - IP-хаттамасының версиясы, қазіргі таңда 4-ші версия
қолдануда;
IHL (Internet Header Length) (4 бит) - 32-биттті сөздердегі бастама
ұзындығы; рұқсат етілген мәндер 5-тен 15-ке дейін (яғни максимум 40 байт
опциялар болуы мүмкін);
TOS (Type Of Service) (8 бит) - өрістің мәні датаграмма артықшылығымен
қалаулы бағдарғылау түрін анықтайды. TOS байтының құрылымы:
1.3-суреті - TOS өрісі
1.3-суретіндегі датаграмма артықшылығын үш кіші бит (“Precedence”)
анықтайды:
- 111 - торапты басқару;
- 110 - торапаралық басқару;
- 101 - CRITIC-ECP;
- 100 - лезден тез;
- 011 - лездей;
- 010 - тез;
- 001 - өте тез;
- 000 - қалыпты.
D,T,R,C биттері қалаудағы бағдарғылау түрін анықтайды:
- D (Delay) - күту уақыты ең аз бағдарды таңдау;
- T (Throughput) - өткізгіш қабілеті ең жоғары бағдарды таңдау;
- R (Reliability) - беріктілігі жоғары бағдарды таңдау;
- C (Cost) - бағасы ең төмен бағдарды таңдау.
Датагараммада D,T,R,C биттерінің тек біреуі қолдануы мүмкін. Байттың
үлкен биті қолданылмайды.
TOS байтына байланысты артықшылықтарды беру, қалаулы бағдарды таңдау
мүмкіндігін беру бағдарғылауышпен оның бағдармалық қамтамасына байланысты.
Бағдарғылауыш TOS түрлерінің барлығын қолдауы мүмкін немесе тіпті оған
назар аудармауы да мүмкін.
Total Length (16 бит) – максималды мәні 65535, ал минималді – 21,
бастама мен ақпаратты қосқанда октетпен берілген датаграмманың толық
ұзындығы.
ID (Identification) (16 бит), Flags (3 бит), Fragment Offset (13 бит)
датаграммаларды үзінділеу мен қайта құрастыру үшін қолданады.
TTL (Time To Live) (8 бит) – датаграмма “өмір сүру уақыты”.
Жіберушімен тағайындалады, секундпен өлшенеді. Әр бағдарғылауыш
датаграмманы қабылдаған кезде TTL бірлік азайтып отырады, TTL=0 болған
жағдайда датаграмма жойылады да, жіберушіге датаграмманың “өмір сүру
уақыты” бітті деген ICMP-хабар жіберіледі. TTL бақылауы датаграммалардың
торапта бостан–босқа айналып жүруіне жол бермейді.
Protocol (8 бит) – датаграмманы әрі қарай өңдеу үшін жоғары деңгейлі
хаттамалардың қайсысына берілуін анықтайды. Кейбір хаттамалардың кодалары
1.4 кестеде келтірілген.
1.4-кестесі - IP-хаттамалар кодалары
Кода Хаттама Баяндалуы
1 ICMP Бақылау хабарлар хаттамасы
2 IGMP Хост тораптарын басқару хаттамасы
3 IP IP үстінен IP (инкапсуляция)
4 TCP TCP
5 EGP Сырттай бағдарғылау хаттамасы
6 IGP Іштей бағдарғылау хаттамасы
7 UDP UDP
8 RSVP Мультикастинг кезінде ресурс резервтеу хаттамасы
9 IGRP Сisco фирмасының іштей бағдарғылау хаттамасы
10 OSPF Іштей бағдарғылау хаттамасы
Header Checksum (16 бит) – бастаманың бақылау қосындысы, 16 биттен
тұрады, бастаманың 16-биттік сөздерінің толықтауы. “Header Checksum”
өрісінің бақылау қосындысын есептеу алдында нөлденуі тиіс.
Source Address (32 бит) – жіберуші IP мекен-жайы.
Destination Address (32 бит) – қабылдаушы IP мекен-жайы.
Options - опциялар, ауыспалы ұзындығы бар өріс. Опция біреу, бірнеше
немесе мүлдем болмауы мүмкін. Опциялар IP модулінің қосымша қызметтерін
анықтайды.
Padding - 32-битті сөз шекарасы бойынша түзету. Егер опциялар саны
толық сан болмаса “Padding” өрісі нөлдермен толықтырылады.
1.3 IP - мекендету
Тораптық деңгей жіберуші мен қабылдаушы қисынды мекендетуін, және де
датаграмманың бағдарғылауын басқарады. IP-десте бастамасында болатын хост-
қабылдаушының 32-биттік (4 октет) IP мекен-жайы бағдарғылау үрдісінде
пайдаланады. Бұл 32-бит иерархиялық құрылымға 2-деңгейлі мағына береді,
жергілікті торапты анықтайтын бір деңгей, ал келесі – сол торапқа жататын
хост.
Иерархия ұстанымы IP–мекен-жайды минимум екі бөлікке қисынды бөлу үшін
қабылданған болатын. Бірінші бөлігі тораптыі, ал екіншісі – құрылғыны,
мысалы бағдарғылауышты білдіреді. Ішторапты сипаттау үшін үшінші бөлімнің
қосылуы мүмкін.
Иерархиялық ұстаным торап мекен-жайларын, ішторап пен бөлек түйіндер
мекен-жайларын ажыратады. Түйіннің мекен-жайы берілген торапта немесе
ішторапта жекеше жабдықты бірегейлі теңестіреді; кез келген компаниямен
тағайындалатын тораптың мекен-жайы осы торапты Internet-ке теңестіреді.
Қисынды мекен-жайдың пішімі келесілерді өзіне жатқызады: торап мекен-
жайы, белгілі торапқа жататын ішторап мекен-жайы және түйін мекен-жайы.
- Торап мекен-жайы – бұл қисынды мекен-жайдың бірінші бөлімі, бас мекен-
жай әкімшілік қызметтерге сәйкесті тағайындалады да Internet – те бірегей
болып келеді.
- Ішторап мекен-жайы. Әр мекеменің торабы бір немесе одан да көп
іштораптан тұрады. Егер мекеме үлкен болмаса, ол тек бір ғана торап
сегментін пайдалана алады және осы жағдайда оған іштораптардың мекен-
жайлары керек емес. Егерде мекеме торабында бірнеше сегменттер болса, бөлек
ішторап жататын біріктірілген бағдарғылар (ретқақпа), әр бөлектенген мекен-
жай сегментін мақсаттылы пайдаланады. Осымен қатар әрбір ішторапқа өз жеке
қисынды мекен-жайы иеленеді. Бір сегментке жататын барлық хосттар
іштораптың бір ғана мекен-жайын ұстайды.
- Түйіннің мекен-жайы. Тораптық деңгейдің қисынды мекен-жайы хосттың
бірегейлі теңестіруіне арнап қолданылады. Бағдарғылауыштар және бағдарғылау
хаттамалары IP-хаттамасының қызмет көрсетуін пайдаланады. Бағдарғылауыштар
датаграммаларды тораптар арасында және тораптар ішінде жіберіп отырады,
тораптық деңгейді тағайындайтын қисынды мекен-жайларды санай келе және
тағайындалған жерге ең тез жолды есептей келе торабтың ішінде
бағдарғылауыштар деректерді жеткізуді хост-қабылдаушылардың мекен-жайлары
бойынша іріктеу қамтамасыз етеді, және де жіберушінің мекен-жайына назар
аудармайды. Соңғысы тек мына жағдайда керек: егерде деректерді қабылдаушыға
жеткізумен байланысты мәселелер пайда болса. IP-хаттамасы поштаны
жеткізудің жүз пайыз кепілдікті бере алмайды, себебі ол біріктіруді
орнатусыз жұмыс істейді.
Мекендердің сыныптары
Internet қоғамдыстығы IP-мекендердің иерархиялық құрылымын жетілдіріп
жатқанда, мекендердің 32 биттік (4-байттық) сұлбасы, олардың болжамдап
пайдалануын есепке ала отырып сыныптарға бөлінген болатын. Қисынды
мекендердің 5 негізгі сыныптары бар болып келеді. (А, В, С, D және Е),
олардан үшеуі А, В, және С – Internet ортақ пайдаланатын тораптарға
қолданылады. D сыныбы хост топтарына ақпараттың көп каналды түрде жіберуін
қолдап тұрады. Е сыныбы болашаққа сақталып қойылған. Бұқаралық Internet-
мекендерді ARIN (American Registry for Internet Numbers) ұйымы арқылы алуға
болады. ARIN, тораптық көлемдерін және белгілі бір сыныпқа жататынын
нұсқауға ала отырып, мекендерді бөлек бір компаниялардың және Internet-
провайдерлердің тораптарына иелендіреді. Мекендердің сыныптары ересек
биттердің сонымен және мағыналардың белгілі бір ауқымдарына олардың
жататындығынан анықталады. 1.5-кестесінде А, В және С сыныптардың
сипатталуы келтірілген.
1.5-кесте - Ортақ қоланудағы тораптар мекен–жайларының сыныптары
Атрибуттар А сыныбы В сыныбы С сыныбы
8 16 24
Өлшем Хост саны үлкен, Торап саны да, Үлкен мекен–жайлар
ал торап саны аз хост да көп ауқымын қамтиды
жүйеде қолдануға жүйелер
негізделген
Биттердің Бірінші бит – 0 Бірінші екі бит – Бірінші үш бит –
мақсаттылығы 1,0 1,1,0
Мәндер ауқымы 1-126 128-191 192-223
Мекен–жай тораптық1 байт 2 байт 3 байт
бөлігінің ұзындығы
Үнсіз келісім 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0
бойынша мекен–жай
қалқасы
Торап ішінде 3 байт 2 байт 1 байт
хосттарды
мекендету үшін
арналған байттар
Қол жетерлік 126 16384 2097152
тораптар саны
Хосттар саны 16777214 65534 254
Торап мекен-жайының бірінші байттағы биттері торап сыныбын немесе
NetlD анықтау үшін қолданылады. А сыныбының тораптық мекен-жайы әрқашан
бірінші октетте нөлдік бірінші биттен басталады қалған биттер 1 ден 127-ге
дейінгі аралықты түзеді. 127 мәні бұл октетте тестілеу үшін қолданылатын
ішкі Loopback мекен-жайына дайындайды. А сыныбының мекен-жай аралықты 1-126
құрады. ARIN бірінші байтта (Октетте) А сыныбының мекен-жайының 7 бит
ұзындығын білдіреді. Қалған 24 бит (3 байт) ішкі ішторапта хосттарды
теңестіру және ішторап мекен-жайын (егер ондай бар болса) анықтау үшін
мекемелерге көрсетіліп жіберіледі. Егер торап іштораптарға бөлінбесе,
барлық үш байт хосттар мекен-жай үшін қолданылуы мүмкін. В сыныбы бірінші
байтта 1 және 0 екі биттен басталады және бірінші, екінші байтта қалған 14
бит торап мекен-жайы (NetlD) үшін қолданылады. Қалған екі байтты ішкі
торапта қосымша ішторапты мекендету үшін қолдануға болады, егер ондайлар
хосттарда бар болса. Осындай ұстаныммен С сыныбының мекен-жайы үш биттік
110 мәнінен басталады. Қалған 21 бит ARIN–де белгіленген тораптар мекен-
жайы үшін қолданылады. Соңғы байт ішторап пен хосттарды теңестіру үшін
бөлінген. 1.6 кестеде А, В және С сыныбтарының мекен-жайларының құрылымын
көрсеткен.
1.6-кесте - Ортақ қолдануға арналған тораптарды идентификациялау үшін
А, В, С сыныбының мекен-жайлары қолданылады
А сыныбы 100.0.0.0 255.0.0.0
В сыныбы 131.10.0.0 255.255.0.0
С сыныбы 192.2.1.0 255.255.255.0
Әрбір сынып берілген сыныптардың тораптар мөлшерін нақты анықтайды.
Егер пошталық мекен-жайды салыстырсақ, онда әрбір жеке торап қала болып,
көшелерге (ішторап) бөлініп, көптеген қисынсыз үйлер (хосттар) болып
елестетеді. Сондықтан хосттарды мекендетуге арналған бит үшін қолдануға
болады. Ішторап пен хосттардың мекен-жайы ARIN-мен берілмейді.
Резервтелген мекен-жайлар
Бірнеше диапозонды резервтелген мекен-жайлар бар. Олардың бәрі әртүрлі
мақсатпен қолданылады:
- ІР мекен-жайында белгіленген 255.255.255.255- барлық бірліктер, барлық
түйіндер мен тораптарға кең таралатын хабарларды білдіреді;
- 0.0.0.0 – барлық нөлдер ІР-мекенінде белгісіз торап немесе хостты
білдіреді және соңғы рет кездескен, ретқақпаның үнсіз қолданылуы үшін
пайдаланады.
127.0.01-ТСРІР стекті тестілеу үшін және мәліметті торап ішінде
алмасуына қолданылатын А сыныбының арнайы мекен-жайы. Бұл мекен-жай
loopback деп аталатын интерфейсіне жатады және торап арқылы ақпараттарды
беру үшін қолданылмайды.
255.255.255.255 ІР мекен-жайы кең таралатын ақпарат жіберуге
арналғанына қарамастан, бағдарғылауыш осы түрдегі дердестерді басқа торапқа
бермейді, жіберілген торап ішінде барлық хосттарға кең таралуын жеделхат
жеткізу үшін, торап ішінде хосттардың мекен-жайын бағыттайтын, барлық
бірліктерді битке құрастыру керек. Мысалы, тораптағы В сыныбындағы барлық
хосттарға кең таралатын ақпаратты жіберу үшін, мекен-жайы 131.117.0.0
болса, ал ішторап қалқасы 255.255.0.0 болғанда, міндетті түрде
қабылдаушының 131.107.255 мекен-жайын көрсету керек.
Жекеменшік мекен-жайлар
RFC 1918-бен регламентталған жекеменшік мекен-жайлар, Internet-ке
тікелей қосылмаған жекеше тораптар ішінде қолданылуы мүмкін. Жекеменшік
мекен-жайлар диапозондары:
А сыныбы – 10.0.0.0 – 10.255.255.255;
В сыныбы – 172.16.0.0 – 172.31.255.255;
С сыныбы – 192.168.0.0 – 192.168.255.255.
Берілген диапозондардағы мекен-жайларды Internet қолдануға болмайды
(дәлірек, мүмкін емес), себебі жеке меншік торабына жататын дестелерді
бағдарғылауыш тораптан сыртқа шығармай лақтырып тастайды. 10.х.х.х
жекеменшік мекен-жайы, мекен-жайларды иілгіш басқару мүмкіндігін
бергендіктен, көптеген компанияларда қолданылады. Берілген ішторап пен
хосттарды теңестіру үшін үш байт жеткілікті мөлшерде ІР-мекен-жайларды
әрбір мекеме үшін қамтамассыз етеді. Қазіргі уақытта тіркелген ІР мекен-
жайдың көбісі сызылып кеткен, бірақ әр түрлі масштабтағы мекеменің ішкі
жергілікті тораппен Internet шығу үшін ІР-мекен-жайымен тіркелген бір-екі
интерфейс қолданады. Ішкі торапта орналасқан машинаның сұранысы Internet-ке
бағдарғылауына, мекен-жайларды тораптық аудармалау (NAT) қолданылыды. Мекен-
жайлардың жинақталуына (жекеше тіркелінген және керісінше) компания торабын
Internet қосатын ретқақпа жауап береді (бағдарғылауыш немесе брандмауэр).
Торап қалқасы мен іштораптар
Торап қалқасы мен ішторап ІР-мекендетуінің иерархиялық сұлбасының
бөлігі болып табылады. Қалқа хост мекен-жайын тораптан немесе хост мекен-
жайының іштораптан бөлінуіне қызмет көрсетеді. Біз бұрынырақ атағандай, сол
бір торап сегментіне кіретін құрал, торапта (немесе ішторап) жалпы мекен-
жай бола алады. Сондықтан егер екі құралдың ІР-мекен-жайында торап мекен-
жайы әр түрлі болса, онда олардың әр түрлі сегментте орналасқанын батыл
айтуға болады.
Бір торапта орналасқан екі хост, егер олар деректермен алмасқысы
келсе, бағдарғылауышты (ретқақпадан) қажет етпейді. Бірақ егер олар әр
түрлі торапта орналасса онда дестелер бағдарғылауыш немесе басқа белсенді
құрал арқылы арқылы жүреді. ІР хосттар қабылдаушы қай сегментте екенін сезе
алмайды. Бірақ олар деректі жібермей тұрып, оны анықтауы керек және осы
жерде көмекке қалқа келеді.
Ішторап қалқалары жіберуші-хосттармен және бағдарғылауыштармен
қабылдаушыға датаграмманы хост-қабылдаушыдан (shout) MAC – мекен-жайын
сұрау немесе траффик бағдарғылауын (rоute) жіберу үшін шешім қабылдау үшін
қолданылады. Shouting және routing терминдері нені білдіреді? Түпкілікті
үңілмей-ақ оларды былай түсіндіруге болады. Егер хост-жіберуші
қабылдаушымен бір сегментте орналасқанын білсе, онда ол ІР-мекен-жайы торап
деңгейінің қисынды мекен-жайы арқылы, хост-қабылдаушының физикалық МАС
–мекен-жайын анықтау үшін жергілікті кең таралатын ARP (Address Resolution
Protocol) сұрауын жібереді. Одан кейін хост-жіберуші датаграмманы хост-
қабылдаушыға жібереді. Егер де хост-жіберуші қабылдаушы басқа торапта екені
анықталса, онда ол кадрларды жергілікті ретқақпаға (бағдарғылауыш) жіберуі
тиіс. Дегенмен хост-қабылдаушының қай жерде тұрғанын хост-жіберуші өзінің
ішторап қалқасын анықтау үшін қолданады.
Тораптың әрбір үш сыныбының өзіне сәйкес қалқасы болады. Жоғарыда
аталғандай, А сыныбы тораптардың мекен-жайы үшін 8-биттік 255.0.0.0
қалқасын немесе 18 қолданады. В сыныбы жасырын түрде 16 биттік 255.255.0.0
қалқасын немесе 16 қолданады. Бұл жағдайда бірінші 16 бит барлық қалқаның
бірінші екінші байт бірліктерімен қолданатынына көңіл аудару қажет. Қалған
16 бит тораптарды теңестіру үшін қолданылмайды, сондықтан олар (соңғы екі
байттың барлық биттері) қалқада нөльдермен түсіндірілуі (белгіленуі) және
ішторап пен хосттарды мекендету үшін қолайлы болып қалады.
С сыныбы жасырын түрде 24-биттік қалқаны 255.255.255.0, немесе 24
қолданады. Алғашқы үш байт торап мекен-жайын анықтайды, қалған сегіз бит
қолданбайды; оларға қалқада нөль сәйкестелінеді. Бұл биттер ішторап пен
хостты мекендету үшін қолданылады. Мысал қарастырайық: 166.3.22.1 хосты
(бұл мекен-жай С сыныбына жататынына көңіл аударыңыз) жоғалған Telnet-
серверімен 151.10.5.2 (бұл да С сыныбының мекен-жайы) байланыс құрғысы
келеді десек. Мұнда хост-жіберуші хост-қобылдаушы қайда, қай жерде екенін
білмейтінін ескеру қажет. Оған тек хост-қабылдаушының ІР-мекен-жайы ғана
белгілі, және жіберуші бұл хостты қалай табу керек екенін біле алмайды.
Мүмкін, ол сол жергілікті сегментте орналасқан шығар. Хост-жіберушімен хост-
қабылдаушы бір сегментте орналасқандарын анықтау үшін, хост-жіберуші өзінің
жергілікті қалқасын хост-қабылдаушының ІР-мекен-жайымен салыстырады. Егер
жіберуші қабылдаушының сол жергілікті торапта орналасқанын байқаса, онда ол
физикалық МАС-мекен-жайына қисынды мекен-жайдан рұқсат алу үшін ARP сұрауын
жібереді және датаграмманы тікелей хост-қабылдаушыға жіберуі. Хост-
жіберушінің ішторап қалқасы мен ІР-мекен-жайын салыстыру үшін міндетті
түрде биттік қисынды көбейту (bitwise ANDing) немесе биттік және үрдісін
жүзеге асыру керек. Қисынды көбейту операциясы жүзеге асқанша, хост-
жіберуші хост-қабылдаушы жергілікті немесе алыстатылғанын біле алмайды.
Егер жіберуші жергілікті торапта қабылдаушының жоқ екенін байқаса, онда ол
хостқа жергілікті ARP-сұрауы жетіспейтіндіктен, ол датаграмманы
бағдарғылауышқа (ретқақпа) жіберу шешімін қабылдайды. Ретрансляция үшін
датаграмманы бағдарғылауышқа жіберу үшін, хост оның МАС – мекен-жайын білуі
қажет. Локалды ретқақпа ІР-мекен-жайлары жүйенің соңына пішім
үйлесімделенеді және ереже бойынша, соңғы жүйелер физикалық МАС-мекен-
жайының ретқақпалардың ІР мекен-жайының рұқсат алу үрдісін жүзеге асыра
бастаған және ARP-клиенттің бүркем арашығына сақтап қойған. Егер бұл олай
болмаса, онда хост-жіберуші датаграмманы бағдарғылауышқа (ретқақпа)
жіберушіден бұрын, физикалық МАС-мекен-жайына ретқақпа ІР-мекен-жайының
рұқсаты үшін жергілікті ARP – сұрауын жіберуі тиіс (1.7 сурет).
1.7-сурет - Хост-жіберуші ретқақпаның IP мекен-жайын MAC физикалық
мекен-жайына келістіру үшін ARP сұрату жібереді
IP-торапты іштораптарға бөлу
IP-мекендетуді жасаушылар тораптарды іштораптарға бөлетін иерархиялық
жүйені ұсынды. Бұнда хосттар іштораптарға біріктірілгендіктен, торап
ішіндегі трафикті реттеуге жол ашады. Үлкен тораптар іштораптарға бөлуіне
орай, бір сегмент ішіндегі хосттардың өзара ақпарат алмасуы басқа
сегменттердегі хосттарға әсер етпейді. Ал егер әртүрлі ішторап ішіндегі
хосттарды байланыстыру керек болса, ол міндетті бағдарғылауыш атқарады.
IP мекен-жайдың әрқайсысына сәйкес ішторап қалқасы тағайындалады.
Мекен-жайдың бір, екі немесе үш байты мекен-жай сыныбын анықтауға
жұмсалады, және де бұл бөлік осы тораптағы барлық хосттар мен іштораптар
үшін өзгермейді. Ал қалған бөлігі қалауыңызша: хосттарды немесе
іштораптарды мекендетуге қолдануға болады.
Айталық торап үнсіз келісім бойынша 255.255.0.0 қалқасына сәйкес
130.57.0.0 мекен-жайына ие. Оған 65 000 астам хост кіруі мүмкін. Бірақ
бізге 65 000 хост мекен-жай керек болмайтын шығар. Бұл жағдайда торапты
бірнеше бағдарғылауышпен қосылған, басқаруға жеңіл іштораптарға бөлу жөн.
Бірақ бөлу алдында біз алдымызға бірнеше сұрақ қоюымыз керек:
- Қазіргі уақытта мекемеге қанша ішторап қажет?
- Жақын уақытта қанша қосымша ішторап керек болуы мүмкін?
- Ең үлкен ішторапта қанша хост болуы керек?
Торап ішінде ішторапты бөліп шығару үшін, хост мекен-жайларына
арналған биттерді қолдануға тура келеді. Мысалы бізге В сыныбының торабында
254 ішторап жасау керек. Бізде алдын ала тағайындалған, 16 битін
қалауымызша қолдануға болатын, 130.57.0.0 мекен-жай бар. Торапты 254
ішторапқа бөлу үшін хосттарды мекендетуге арналған биттердің үшінші
октетінен 8 бит аламыз: 130.57.Х.0 (х ішторапты мекендетуге керек 8 бит).
Бұл жағдайда біз 255.255.0.0 торап қалқасынан 255.255.255.0 ішторап
қалқасын аламыз. Қалқаны осылай ішторап мекен-жайларын қосу үшін өзгерту
VLSM (Variable Length Subnet Masking — ауыспалы ұзындықты ішторап қалқасы)
деп аталады.
1.8-суретте жоғарыда айтылып өткен торап. Енді бізге әр ішторапқа
мекен-жай тағайындауымызға болады, мысалы 130.57.1.0. бір тораптың орнына
бізде енді басқаруға жеңіл 254 ішторап бар.
1.8-сурет - Іштораптарға бөлінген В сыныбының торабы
Егер іштораптарды мекендетуге бір байт жетпесе және көбірек ішторап
керек болса, іштораптар санын хосттарды мекендетуге арналған биттерді алу
арқылы кеңейтуге болады.
Тағы бір мысал қарастырайық. Бізге 192.3.1.0 мекен-жайымен С сыныбының
торабын 13 іштораптқа бөлу керек дейік. Бұл торап үшін ішторап қалқасы
255.255.255.0. Қосымша 13 ішторап мекендету үшін бізге төрт бит керек
екенін анықтағанан кейін, біз ішторап қалқасын кеңейтуіміз керек. Ол үшін
іштораптарды мекендетуге алған биттерді қосамыз 1.9 сурет:
128 64 32
130.100.18.0 255.255.00
0 0 Echo Reply (Жаңғырық-жауап)
3 Destination Unreachable (тағайындалған
мекен-жай (әртүрлі жағдайларға байланысты)
қол жеткізерлік емес)
0 Net Unreachable (торап қол жеткізерлік емес)
1 Host Unreachable (хост қол жеткізерлік емес)
2 Protocol Unreachable (хаттама қол жеткізерлік
емес)
3 Port Unreachable (порт қол жеткізерлік емес)
4 DF=1 (үзінділеу керек, бірақ оған тыйым
салынған)
1.12-кесте - ICMP хабар түрлері (жалғасы)
5 Source Route failed (Source Route опциясын
орындауға мүмкіндік жоқ)
4 0 Source Quench (қайнар көздің байаулануы)
5 Redirect (датаграмманы жіберу үшін басқа
бағдарғылауышты таңдау)
0 Осы торапқа
1 Осы хостқа
2 Осы TOS-пен, осы торапқа
3 Осы TOS-пен, осы хостқа
8 0 Echo Request (Жаңғырық сұрату)
9 0 Router Advertisement (Бағдарғылауышты
жариялау)
10 0 Router Solicitation (Бағдарғылауышты
жариялауға сұрату)
11 Time Exceeded (Датаграмма өмір сүру уақытының
шектен шығуы)
0 Тасымалдау кезінде
1 Үзінділеу кезінде
12 Parameter problem (Параметр қатесі)
0 Қате IP-бастамада
1 Керекті опцияның болмауы
13 0 Timestamp (Уақыт белгісі жайындағы сұрату)
14 0 Timestamp Reply (Уақыт белгісі жайындағы
жауап)
17 0 Address Mask Request (Ішторап қалқасы
жайындағы сұрату)
18 0 Address Mask Reply (Ішторап қалқасы жайындағы
жауап)
1.6 Бағдарғыланатын және бағдарғыланбайтын хаттамалар
Хаттамалар бағдарғыланатын және бағдарғыланбайтын болып бөлінеді.
Соңғылары тораптық деңгейде мекен-жайлық дерегі болмайды; ондай хаттамаға,
мысалы, LAT(Local Area Tronsport – терминальды сервер үшін көліктік
хаттама) хаттамасы DEC компаниясынан және NETBEUI хаттамасы (Network Basic
Input Output System) жатады. Тораптық деңгейінің мекен-жайы туралы
деректердің болмауы, бағдарғылауышты қандай торапқа немесе қандай хостқа
дестені жіберу мүмкіндігінен айырады. Сондықтан бағдарғылайтын хаттама
физикалық МАС-мекен-жайының 2 деңгейлі дерегін қолданатын көпір немесе
коммутатордың бар болуын талап етеді. Ереже бойынша, бағдарғылайтын хаттама
кең тарататын бағдарғылауыштан, өткізу жолағын және торапта трафик
кеңеюінің қолданылуын тиімсіздікке әкеледі. Сол себептен кең таралатын
трафиктің басқа тораптарға таралуын алдын алу үшін міндетті түрде
бағдарғылауышты қолданады. Бірақ-та кең таралатын трафикті тораптың басқа
сегментіне бағыттау жиі кезде қажет болды. Ондайда бағдарғылауышты 2
деңгейлі құрылғы көпір немесе коммутатормен алмастыру керек, әйтпесе нақты
бағыты көрсетілмеген бағдарғыламайтын трафик ретрансляциясы үшін
бағдарғылауыш пішім үйлесімдейді.
Бағдарғылайтын хаттамалар – 3 деңгейдегі қисынды мекендетуді қолдайтын
хаттаманы айтады. ІР, ІРХ және AppleTolk хаттамалары, тораптық деңгейдің
мекендетуін қошеметтейтін бағдарғылайтын болып табылады. Оған қоса, әрбір
хаттамалар – бағдарғылайтын хаттамалардың үстінен функционалдайтын және
бағдарғылайтын қолданбалы деңгейдің қызметтік ион бағдарғылауыштар трафикті
хост-қабылдаушыға олардың тораптық деңгейінің қисынды мекен-жайларын
басқара отырып, қайта жібереді, әйтпесе бағдарғылау мүмкін емес болатын
еді.
2 IP – БАҒДАРҒЫЛАУ
2.1 Бағдарғылаудың концептуалды негізі
Бағдарғылау әр жерде орналасқан тораптарға датаграмманың жіберілуін
қамтамасыз етеді. Бағдарғылауыштар мен бағдарғылайтын хаттамаларсыз хосттар
арасындағы қатынасты деректер алмасуы тек жүйелер арасында ғана шектелер
еді.
Бағдарғылауыштар тораптар арасында физикалық қосылуын қамтиды. Оларда
әр түрлі жергілікті торапты сегментте орналасқан, хосттар арасындағы
байланысты қамтамасыз ететін бағдарғылаудың белгілі механизмде (алгоритм)
пішінүйлесім болуы керек.
2.1-сурет - Бағдарғылауыш ішторап 1 және 2 хосттары арасындағы ақпарат
алмасуын қамтамасыз етеді
Бағдарғылау алгоритмі статикалық немесе динамикалық болуы мүмкін.
Статикалық бағдарғылау кезінде пішінүйлесім қолмен орындалады. Динамикалық
бағдарғылау кезінде ақпарат алмасуын бағдарғылау хаттамасы басқарады.
Олардың көмегімен бағдарғылауыштар тораптық сызба-құрылымын тексеріп және
бағытын көрсете алады. Статикалық және динамикалық пішінүйлесімділігі
(немесе олардың араласуы) бір мақсатты қолдайды – алыстатылған хосттар
арасында ақпарат алмасуын жеңілдету. Әртүрлі тораптарда орналасқан
хосттардың араларында байланыс орнату үшін, олардың дайындығында міндетті
түрде аз дегенде бір жергілікті бағдарғылауыштың ІР мекен-жайын көрсету
керек. (Үнсіз келісім бойынша бағдарғылау default router, немесе үнсіз
ретқақпа (default gateway деп аталатын). Хосттар статикалық пішінүйлесімді
болуы керек немесе олар жергілікті бағдарғылауыштың ІР мекен-жайын
динамикалық таба білуі керек.
2.2-сурет - А хосты үнсіз келісім бойынша өзінің IP мекен-жайын білетін
қылып пішінүйлесімдірілген
2.2-суреттегі жергілікті бағдарғылауыш (131.107.1.1) сыртқы әлеммен
берілген сегментті қосу шығыскіріс нүктелерін көрсетеді. Егер А хосты
басқа хостпен немесе хосттармен байланысқысы келсе, басқа сегментте
орналасқан, онда ол датаграмманы тасымалдау (салу) жергілікті
бағдарғылауышына жіберуі тиіс. Біз сыртқы әлем дегенде міндетті түрде
Internet-ті көз алдымызға елестетеміз. Есіңізде болғандай, хосттар
бағдарғылауышсыз бір сегментте ғана байланыс жасай алады. Бағдарғылауыш
қоса алады, мысалы, екі жергілікті торапты ғана; онда оның біреуі басқа
біреуіне сыртқы әлем барады. Сыртқы әлем ақырында Internet-ке қосылған,
бірнеше бағдарғылауышты жергілікті тораптар сериясы болуы мүмкін. Ақырында,
хост өзінен басқа жергілікті сегмент жүйесімен байланысу және датаграмманы
жергілікті бағдарғылауышқа жіберу үшін керек.
Бағдарғылау кестесі
Барлық бағдарғылауштарда бағдарғылау кестесі (routetable) болуы керек.
Бағдар кестелерін кейде forwаrding database – ақпарат тасымалдау дерекқоры
деп атайды. Бағдарғылау технологиясының бірнеше түрі бар (тікелей қосылу,
статикалық бағдарғылау, үнсіз келісім бойынша бағдарғылау, динамикалық
бағдарғылау). Олардың бәрі бағдарғылау кестесін қолдайтын және құрайтын
торап және ішторап ақпараттар көзі негізінде болады. Олар өз кезегінде,
ақпарат жіберу кезінде бару пунктына жіберу көзінің ыңғайлы жолын анықтау
үшін бағдарғылауышпен қолданылады. Бағдар кестесінде бағдарғылауыш білетін
және де бір тасымалдау (hop) қашықтығында орналасқан, IP мекен–жай
бағдарлауыштардың, барлық торап пен ішторап тізімдері болады.
Бағдарғылау кестесі ақпараттық әртүрлі кірісі: тікелей қосылу,
статикалық бағдар, динамикалық және үнсіз бағдар негіздерінде құрылады.
Ақпарат көзінен бағдарғылауыш тәуелсіз белгілі сызба-құрылым торабы және
ішторап негізінде кесте тұрғызады.
Бағдарғылауыш датаграмманы алған кезде, ол нақты бағдар немесе
тағайындау орнынана ыңғайлы жол табылмайынша, кестеде бар бару мекен-
жайымен және оны әрбір бағдармен салыстырып анықтайды. Бағдар кестесінде
нақты бағдар табылған мезетте, бағдарғылауыш өзінің МАС – мекен-жайын
жіберуші мекен-жайы ретінде және келесі бағдарғылауышты қабылдаушының мекен-
жайы сияқты бір рет тасымалдау қашықтығы ретінде қолдана отырып,
датаграмманы қайта мекендейді. Бағдарғылауыш датаграмма ішінде тораптық
деңгейдің қисынды мекен-жайын өзгерте алмайды. Ол датаграмманы келесі жақын
бағдарлауыш арнасына қосылған жергілікті интерфейсінен жібереді. Егер
бағдарғылауыштар өзінің бағдар кестесінде сәйкес келетін бағдарын таппаса,
онда олар үнсіз бағдар немесе датаграманы жіберу де және ICMP-хабарына қате
бар туралы хабар жіберуі мүмкін. Тағайындау орнынана көптеген жолдар болуы
мүмкін және олардың бәрі бағдар кестесінде көрінеді. Егер бару пунктіне
бірден көп жолдар болса, бағдарғылау хаттамасы ыңғайлы ретінде бір жол
таңдауы керек және оны бағдарғылау кестесіне еңгізіп таңдауы керек.
Трафикті қабылдаушыға бағыттау үшін бағдарғылауыш бірінші кезекте активті
бағдарды қолдануы тиіс.
Бірақта көптеген бағдарғылау хаттамалары арналардың жүктемелерін (load
balancing) басқаруын қолдайды, трафикті екі жолға жіберуімен бірге. Екі
бағдар берілген хост-қабылдаушыға активті болады және бағдар кестесіне
енгізіледі. Одан кейін бағдарғылауыштар екі бағдарды бір уақытта қолданып,
екеуіне де бірдей жүктеме бөле алады.
Бағдарғылауыш кесте құрғаннан кейін оның торап сызба-құрылымын нақты
сәйкесінше қолдауы тиіс. Бағдарғылау кестесі қолдауы торап әкімшісінің
қолымен немесе бағдарғылау динамикалық, хаттама көмегімен жүзеге асады.
Бағдар қолмен пішін-үлесімделеді ме немесе бағдарғылау хаттамасының
көмегімен пішінүйлесімделеме ол тәуелсіз болады, бағдар көрініс нақтылығы
бағдарғылауыш етуі нақты факторы болып табылады. Бағдар кестесінің мазмұны
толығымен еңгізілген ақпаратқа байланысты. Трафик тасымалдауден қателік
дұрыс емес шешімге әкеледі. Кестедегі нақты ақпарат, әрине, бағдардың
ыңғайлы таңдауына сәйкес болады.
Датаграмманы тасымалдау
Хост IP-мекен-жайымен басқа жүйемен байланысу шешімін шешкенде, ол
датаграмманы жібереді. Егер қабылдаушы мен жіберуші әртүрлі сегментте
орналасса, онда деректің жіберу инфрақұрылымын бағдарғылауыш пен
бағдарғылау хаттамасы қамтамасыз етеді. Датаграмманы басқа хостқа жібермей
тұрып, жіберуші хост-қабылдаушыға жергілікті торапта немесе алыстатылған
торапта орналасқанын белгілеуі тиіс. Ол үшін ол бір немесе әр түрлі
ішторапта орналасқанын анықтап, өзінің ішторап жергілікті қалқасын хост-
қабылдаушы ІР мекен-жайымен салыстырады. Егер екі хост бір ішторапта
орналасса, онда бағдарғылауыш оларға керек болмайды. Ал қарсы жағдайда хост-
қабылдаушы датаграмманы бағдарғылауы тиіс, оны келесі жіберілуге
жергілікті бағдарғылауышқа салуы тиіс. Датаграмма мекендетуі хост-
жіберушімен хост-қабылдаушының тораптық деңгейінің ІР мекен-жайын
көрсетеді. Бірақ та арналық деңгейде датаграмманы жіберу үшін хост-
жіберушінің физикалық МАС-мекен-жайы мен жергілікті бағдарғылауыш
қолданылады.
Енді бағдарғылауыштың өзінің интерфейсінде кадр алған кезіндегі
әрекетін қарастырамыз:
1) ол трейлер мен арна деңгейінің бастамасын бөледі де датаграмманы
бағдарғылау үрдісінің жоғарғы деңгейіне бағыттайды;
2) одан кейін бағдарғылауыш, бару торап мекен-жайын анықтау үшін,
өзінің жергілікті қалқасымен және биттік операциясының көмегімен
қабылдаушының қисынды мекен-жайын салыстыра отырып тексереді;
3) бағдарғылауыш ішторап немесе хостты торапқа нақты бағдарын анықтау
үшін бүркем-жадында сақталған өзінің бағдар кестесін тексереді, және де
деректерді жіберуге арналған жергілікті интерфейсін таңдайды:
- егер торап бару мекен-жайы торап немесе ішторап бағдарғылауышына
қосылған сәйкестігі болса, онда бағдарғылауыш хосттың ІР мекен-жайының
көмегімен іштораптың мекенінің қай жерде тұрғанын анықтау үшін жергілікті
интерфейсін қоданады;
- егер бағдарғылауышты бару торабы жергілікті емес екенін белгілесе,
онда ол алуышға жіберілетін деректер үшін қолданылатын жақын бағдарғылауыш
ІР мекен-жайын және жергілікті интерфейсін анықтайды;
- егер бағдар кестесінде бару торабына бағдар болмаса, бағдарғылауыш
үнсіз бағдар берілгендіктен анықтайды. Үнсіз бағдар деректер соңғы амал
болып табылады, егер кестеде тағайындау орнынана басқа бағдар көрсетілмесе;
- егер кестеде үнсіз бағдар болмаса, бағдарғылауыш хост-көзіне мекен
жеткіліксіз екені туралы айтылатын қателік туралы ІСМР-хабар жібереді.
4) егер бағдарғылауыш көрші бағдарғылауын немесе хост-қабылдаушының ІР
мекен-жайларын теңестірген болса, онда ол МАС-мекен-жайына ІР мекен-жайының
рұқсат етілуін және деректің жіберілуін қамтамассыз етеді:
- ол үшін бағдарғылауыш өзінің жергілікті ARP – бүркемінен ІР мекен-
жайына сәйкес МАС-мекен-жай іздейді. (ARP – бұл физикалық МАС-мекен-жайында
қисынды ІР мекен-жайларының рұқсатына қолданылатын кең таралатын хаттама).
Егер бүркем-жадында мұндай жазба бар болса, онда үрдісті жүзеге асырылады
деп есептеуге болады;
- егер жергілікті ARP – бүркемінде ІР мекен-жай болмаса, онда
тораптың қисынды мекен-жайына рұқсат үшін кең таралатын физикалық мекен-жай
бағдарғылауыш ARP-сұранымын жібереді.
5) рұқсаттан кейін бағдарғылауыш ARP- мекен-жайы бұл ақпаратты арна
деңгейінде датаграмма үзіндісінде қайталау инкапсуляциясын қолданады.
Қайталау инкапсулация хост-жіберушімен хост-қабылдаушының жергілікті мекен-
жайларын өзгертпейді. Бірақ бағдарғылауыш өзінің физикалық МАС-мекен-жайы
(шығыс интерфейсінің мекен-жайыны) мен хост-қабылдаушының физикалық мекен-
жайы немесе көрші бағдарғылауыштарын арна деңгейінің бастамасына қосады.
Одан басқа, бағдарғылауыш жаңа CRC кода мәнін есептеп, оны датаграмманың
соңына трейлер ретінде қосады;
6) қайталау инкопсуляциядан кейін бағдарғылауыш өзінің шығыс
интерфейсінен үзінді жібереді немесе хост-қабылдаушыға жібереді, немесе
тасымалдау үшін келесі бағдарғылауыш атқарады;
7) келесі бағдарғылауыш аналогиялық әрекеттерді атқарады. Бұл хост-
қабылдаушы орналасқан бару торабына датаграмма жеткенше жүзеге асырылады.
2.2 Бағдарғылаудың ішкі және сыртқы хаттамалары
Бағдарғылау хаттамалары екі категорияға бөлінеді: ішкі (Interior) және
сыртқы (Exterior). Ішкі хаттамалардың жалпы аты IGР (Interior Gateway
Protocol, ішкі ретқақпа хаттамалары) деп аталады. Оларға автономды жүйенің
(Intra-AS) тек ішінде қолданылатын бағдардың кез-келген хаттамасы жатады.
Әрбір IGP - хаттамасы AS ішінде бағдарғылаудың бір доменін көрсетеді.
Автономды жүйе ішінде IGР көп түрі болуы мүкін. ЕGP сыртқы ретқақпа
хаттамасы – бұл әртүрлі автономды жүйелердің арасында бағдарғылауды
қамтамасыз ететін бағдарғылау хаттамалары.
IGP - ішкі ретқақпа хаттамасы
IGP (Interior Gateway Protocol) термині AS ішінде бағдарғылаудың бөлек
домені ретінде функционалданатын бағдарғылаудың кез-келген хаттамасын
баяндау үшін қолданылады. IGP хаттамсы автономды жүйенің ішкі торабында
бағдарлармен жұмыс жасайды, осыдан ішкі деген атау шыққан. Корпоративті
торап ішінде автономды жүйе шегіндегі торап астына бағдар қадағылайтын IGP-
ң бірнеше хаттамаларын біруақытта функционалдай алады. Бірдей IGP
хаттамларын ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ 5
1 IP – ХАТТАМАСЫ ЖӘНЕ IP – МЕКЕНДЕТУ 6
1.1 IP-Internet хаттама 6
1.2 IP-датаграмма бастамасының пішімі 9
1.3 IP - мекендету 11
1.4 Тораптық мекен-жайларды аудармалау (NAT) 21
1.5 ICMP хаттамасы 23
1.6 Бағдарғыланатын және бағдарғыланбайтын хаттамалар 24
2 IP – БАҒДАРҒЫЛАУ 26
2.1 Бағдарғылаудың концептуалды негізі 26
2.2 Бағдарғылаудың ішкі және сыртқы хаттамалары 29
2.3 Метрикалар және бағдарғылау құндылығы 31
2.4 Қашықтық векторы бойынша бағдарғылау 36
2.5 Арна күйі бойынша бағдарғылау 44
3 КӘСІПОРЫН АУМАҒЫНДА ЖӘНЕ INTERNET ТОРАБЫНА ҚОСЫЛУҒА АРНАЛҒАН БАҒДАРҒЫЛАУ
48
3.1 Бағдарғылау тетіктері 48
3.2 Орташа көлемді торапты бағдарғылау 59
4 ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ 64
4.1 ІР–тораптарында бағдарғылауды жобалау және жасау 64
4.2 Бағдарғылауды жасау және енгізуге кететін шығындарды есептеу 64
5 ЕҢБЕК ҚОРҒАУ 68
5.1 Дербес компьютерде жұмыс істегендегі еңбек қорғау ережелері 68
5.2 Есептеулер 79
ҚОРЫТЫНДЫ 89
Әдебиеттер тізімі 90
АҢДАТПА
Қазіргі тораптық технологиялар ақпарат алмасу үрдісін айтарлықтай
жеңілдетуге мүмкіндік берді. Бүгін барлық жүйелер және есептеу машиналар
ресурстарын ортақ қолдану үшін біріктіру қажеттілігі айқын көрінеді. Осы
үрдістің негізгі рөлін ІР-хаттамасы алады десек асырмашылық емес.
Дипломдық жобада ІР-трафигін бағдарғылау мәселелері, бағдарғылау
тетіктері мен негізгі хаттамалары қарастырылады.
Бағдарғылаудың негізгі құралы ретінде Cisco компаниясы өндірген
бағдарғылауыштары алынған. Жобада BSDI және FreeBSD орындамалық жүйелері
қолданылған.
АННОТАЦИЯ
Современные сетевые технологии позволили значительно облегчить процесс
обмена информацией. Сегодня очевидно, что все системы и вычислительные
машины необходимо объединять для совместного использования их ресурсов и
главенствующую роль в этом процессе занимает протокол ІР.
В дипломном проекте рассматривается проблемы маршрутизации ІР-трафика,
основные протоколы и механизмы маршрутизации.
В качестве основного инструмента маршрутизации ІР-трафика
рассматриваются маршрутизаторы компании Cisco. Операционные среды,
используемые в проекте BSDI и FreeBSD.
ANNOTATE
Modern network technology let more lighting the process of information
exchanges. Today its obviously that all systems and computers need to unit
for jointly using of they’re resources. And main role in this process take
protocol IP.
In the degree project considers problem of routing of IP-traffic, main
protocols and mechanisms of routing.
As a main as instrument routing of IP-traffic considering router of
Cisco company, operation systems that using in project is BSDI and FreeBSD.
КІРІСПЕ
Бағдарғылау және бағдарғылау хаттамаларсыз бүкіл әлемдік ақпарат
алмасу мүмкін емес болар еді.
Бағдарғылау хаттамалары түйіні ретінде біз ІР–хаттамасын қарастырып
отырмыз. IP–хаттамасының негізгі міндеті тораптық деңгейде датаграммаларды
қисынды мекендету болып табылады. Бұл деңгейде датаграмма ішінде хост-
жіберуші мен хост-қабылдаушының мекен-жайларын идентификациялау
жүргізіледі. Бағдарғылау хаттамалары, бұл тораптық деңгейдің мекен-жайларын
датаграммаларды жеткізу үшін қолданады. Сонымен, тораптық деңгейдің
хаттамасы негізінде IP–хаттамасы қисынды мекендету, дестелерді үзінділеу
және құрастыру, датаграммаларды байланыс орнатпай тасымалдау міндеттерін
атқады.
Бағдарғылау – тораптық технологияның өзекті және қызықты бөліктерінің
бірі, ал тораптық технологиялар жаңалықтары, келешегі маған өте қызықты.
Әрине, негіздерді білмей жаңа технологияларды меңгеру мүмкін емес. Сол
себепті мен дипломдық жобамда осы мәселені жан–жақты қарастыруға талпындым.
Жобада келтірілген деректер ТАТ компаниясы торабындағы Cisco компаниясы
өндіріп шығарған бағдарғылауыштарында тексерілген.
Дипломдық жоба бес тараудан тұрады: бірінші тарауда IP-хаттамасы, IP-
мекендету, ICMP хаттамасы және хабарлары қысқаша түрде қарастырылған;
екінші тарау IP-бағдарғылау; үшінші тарау кәсіпорын аумағында және Internet
торабына қосылуға арналған бағдарғылау және бағдарғылау тетіктерін
қарастыруға арналған; төртінші тарау – экономикалық бөлім; бесінші тарау –
еңбек қорғау бөлімі.
1 IP – ХАТТАМАСЫ ЖӘНЕ IP – МЕКЕНДЕТУ
1.1 IP-Internet хаттама
Internet Protocol немесе IP, TCPIP хаттамалар жинағының ең танымалы
болып есептеледі. Ол хост-жіберушіден хост-қабылдаушыға дестелердің немесе
датаграммалардың тез, әрі сенімді тасымалдауын қамтамасыз етеді. IP
хаттамасы TCPIP трафигін толық қамтамассыз етіп, мәліметті жеткізудің
мекендетуі мен ішкі құрылысын анықтайды. Өз өзінен бұл хаттама сенімділікті
қамтамасыз етпейді; мәлімет тасымалдаудың бұл бөлігін басқаруды жоғары
деңгей хаттамаларына жүктейді. Internet Protocol - TCPIP жүрегі, басқа
хаттамалар мекендету, дестелерді үзінділеу және құрастыру, датаграммаларды
байланыс орнатпай тасымалдау мәселелерінде IP-ге сүйенеді.
IP хаттамасының негізгі міндеті тораптық деңгейде датаграммаларды
қисынды мекендету болып табылады. Бұл деңгейде датаграмма ішінде хост-
жіберуші мен хост-қабылдаушының мекен-жайларын идентификациялау
жүргізіледі. Бағдарғылау хаттамалары, бұл тораптық деңгейдің мекен-жайларын
датаграммаларды жеткізу үшін қолданады. Сонымен, тораптық деңгейдің
хаттамасы негізінде IP хаттамасы келесідей міндеттер атқады:
- қисынды мекендету
- дестелерді үзінділеу және құрастыру
- датаграммаларды байланыс орнатпай тасымалдау
Қисынды мекендету
Тораптық деңгейдің хаттамалары, IP секілді, физикалық деңгейдің МАС-
мекендетуінен ерекше қисынды мекендетуді жүргізеді. МАС мекен-жайлар
бірегей, олар тораптық тақшаны дайындап шығару кезінде жазылады да, ешқашан
өзгертілмейді. Ал қисынды мекен-жайлар тұрақты емес, олар торап әкімшісімен
қолдан немесе динамикалық режімде өзгертіледі.
Жүйелерге бірегей қисынды мекен-жайлар тағайындалады. Бұл мекен-жайлар
торап аумағында және торап аралық ортада құрылғыны идентификациялау және
оқшалау үшін қолданылады. Қисынды мекен-жайлар хаттама тәуелді болып
табылады және қолданылатын тораптық деңгейдің хаттамасына байланысты
ажыратылады. Мысалы, IP мекен-жайлары ұзындығы 32 биттен (4 байт),
нүктелермен бөлінген ондық саннан тұратын жазба (мысалға 191.16.1.1). Ал
Novell фирмасының IPX(Internetwork Packet Exchange) хаттамасы,
100.000с00112222 тораптық түйін түріндегі мекен-жай жазбасын қолданады.
Қисынды мекен-жайлар қолданылатын хаттаманың типіне қарамастан түрлі
операциялық жүйелер арасындағы байланысты қамтамасыз ету үшін қажет. Жалпы
жағдайда қисынды мекен-жай екі бөліктен тұрады: бірінші бөлігі құрылғы
істеп түрған торапты белгілейді, ал екінші бөлігі құрылғының бірегей мекен-
жайын білдіреді.
Тораптық индустрия таңында, IP хаттамасы туралы тек мамандар ғана
білген кезде, ал Internet торабында тек бірнеше жүз хост болғанда, IP мекен-
жайларды қолмен тағайындау жалғыз тәсіл болатын. Internet-ке қосылған әр
жүйе IP мекен-жайды қолдан тағайындау қажет болатын. Егер де хост өз орнын
аустырғанда мекен-жайы да өзгертілетін. Мекен-жайларды қолдан тағайындау,
екі бөлек құрылғыға бірдей мекен-жай тағайындау мүмкіндігін туғызатын.
Қазіргі таңда TCPIP орындамаларының көбісі жүйелерге қисынды IP мекен-
жайларын тез әрі тиімді тағайындау үшін динамикалық хаттамаларды қолданады.
Динамикалық мекендету режімін қолдану, мекен-жайларды қолдан тағайындауды
минимумге келтірді. Мекен-жайлардың қосарлануы бірден төмендеді, ал жүйе
орын ауыстырған жағдайда, сәйкес мекен-жайы да динамикалық өзгертіледі.
IP мекен-жайларды динамикалық режімде тағайындау RARP(Reverse Address
Resolution Protocol - түйіннің МАС мекен-жайы бойынша тораптық мекен-жайын
анықтау хаттамасы), BootP(Boot Parameter - қатқыл диск жоқ түйіндермен
қатынасты анықтайтын хаттама), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol -
хосттың динамикалық пішінүйлесім хаттамасы) хаттамалары арқылы мүмкін
болды.
Дестелерді байланыс орнатпай жеткізу
Тораптық хаттамалардың екі негізгі түрі бар: қисынды байланыс орнатуға
негізделген және байланыс орнатпай жұмыс істейтін. IP хаттамасы екіншісіне
жатады, сондықтанда ол датаграммалардың тез жеткізілуін қамтамассыз етеді.
IP жоғары деңгейлі хаттамалардан келген ақпаратты, десте немесе датаграмма
деп аталатын, блоктартарға бөледі. Әр датаграмма жіберуші мен қабылдаушының
IP мекен-жайы және де IP бастамасы мен басқарушы ақпараты бар бөлек
тәуелсіз блок ретінде қарастырылады. Басқа хаттамалар ақпараттың тұтастығын
тексерсе, IP хаттамасы датаграммаларды байланыс орнатпай тасымалдағантықтан
олардың тізбектілігі мен тұтастығын тексерумен әуре болмайды. Барлық TCPIP
хаттамалары IP ге қарағанда жоғары деңгейде жұмыс істей отырып, IP
хаттамасының мекендету қызметтерін қолданады. Ал дестелерді жеткізу
қауіпсіздігін жақсарту үшін көліктік деңгейдің хаттамасын қолдануға болады.
Дестелерді құрастыру және үзінділеу
OSI үлгісінің тораптық деңгейінде ақпарат десте немесе датаграмма
түрінде тасымалданады. IP хаттамасы арқылы тасымалданатын әр дестенің
көлемі, бұл тасымалдау ортасының рұқсат етілген көлемінен аспау тиіс.
Мысалы, Ethernet кадрының максималды ұзындығы 1518 байт. Ал егер дестелер
тасымалдау ортасының рұқсат етілген көлемінен асатын болса, олар тасымалдау
алдында ұсақтау үзінділерге бөліну керек.
Іс жүзінде автоматты түрде үзінділеуге бұл тасымалдау ортасының
шектелген ұзындығынан асатын барлық дестелер жатады. Атынан көрініп
тұрғандай үзінділеу деп дестелерді ұзындығы кішірек бөліктерге бөлу үрдісін
айтамыз, ал осыған кері үрдісті құрастыру деп атаймыз.
Үзінділеу міндетін не хост жіберуші не аралық құрылғы атқара алады,
мысалы бағдарғылауыш. Хост қабылдаушы дестелерді қайта құрастырып, жоғары
деңгейлерге әрі қарай өңдеу үшін жібереді. Бағдарғылауыштар үзінділеуді
атқара алатындығына қарамастан, бұл шешім оңтайлы бола алмайды.
Бағдарғылауыштың негізгі қызметі мәліметті бір тораптан, екінші торапқа
неғұрлым тез әрі тиімді бағдарғылау болып табылады. Қосымша есептер, соның
ішінде үзінділеуде, бағдарғылауыштан өтетін трафиктің кідірісіне келіп
соғуы мүмкін. Сондықтан да бағдарғылауышты үзінділеуден толық босатып, бұл
міндетті жіберуші жүйеге жүктеу тиіс. Ең тәуірі десте әртүрлі IP
тораптарынан өткен кезде қайтадан үзіділемеу үшін фрагмент ұзындығын дұрыс
белгілеу керек. Сонда хост қабылдаушыға тек мәліметті қайта құрастыру
қалады.
1.1-суреті - Дестелер ұзындығы MTU санынан аспайтындықтан
бағдарғылауыш оларды тікелей В хостына жібереді
1.1-суретінің мысалында үзінділеу қалай өтетінін қарастырайық.
Ethernet сегментіндегі хост А, Token-Ring сегментіндегі хост В 1Мб мәлімет
жіберейін деп тұр. Ethernet сегментінде кадрдың максималды ұзындығы (MTU –
Maximum Transmission Unit) 1518 байт, ал Token-Ring сегментінде MTU 4096
байтқа тең. Мәлімет аралық құрылғы бағдарғылауыш арқылы тасымалданады.
Барлық хабарлар бір датаграммамен тасымалдана алмайтыны анық көрініп тұр.
Сондықтан мәліметті IP хаттамасы арқылы үзіділеп, әрбір үзідіге жіберуші
мен қабылдаушы жайында мәліметті қыстырып, торап арқылы тасымалдау үшін
кадрларға салу керек. Үзінді ұзындығы хост жіберуші тұрған торап
сегментінің MTU ұзындығынан аспау тиіс. Осы жергілікті торапта (Ethernet)
бұл ұзындық 1518 байт.
Бағдарғылауыш әр датаграмманы қабылданып, жіберуші мен қабылдаушы
мекен-жайларын, қай интерфейс арқылы жіберу керектігін тексереді. Хост
жіберуші бағдарғылауышпен тікелей байланыстағы торап сегментінде
болғандықтан және де датаграмма ұзындығы Token-Ring торабында рұқсат
етілген ұзындықтан аспайтындықтан, бағдарғылауыш мәліметті жәй сол
сегментке жібереді. Хост қабылдаушы оларды қабылдап, арашық жадысында
сақтап қояды. Одан кейін ол жоғары деңгей хаттамаларына жіберу үшін,
датаграммаларды қайта құрастыруды жүзеге асырады.
Бағдарғылауыш MTU ұзындығынан асатын датаграммаларды қабылдаған кезде
екі жағдай орын алуы мүмкін. Егер хост жіберушіден мәліметпен бірге
үзінділеуге болады басқарушы бит келсе, бағдарғылауыш мәліметті керекті
ұзындығына дейін үзінділеп, әрі қарай жіберуі мүмкін. Егер жіберуші
үзінділеуге болмайды басқарушы битін жіберсе, бағдарғылауыш кадрды
лақтырып тастап, кадрдың ұзындығы MTU ұзындығынан асатындығы жайында
жіберушіге ICMP хабар жібереді. ICMP хабарлары IP хаттамасының ажырамас
бөлігі. ICMP хабарлары жүйелерді датаграммалар тасымалдану кезінде пайда
болатын мәселелер жайында хабардар ету үшін қолданады.
1.2 IP-датаграмма бастамасының пішімі
IP-датаграммасы бастама мен ақпараттан тұрады. Датаграмма бастамасы
ұзындығы “Options” өрісіне байланысты, 32-разрядты сөздерден тұрады.
Бастамадан кейін ақпарат қыстырылады.
1.2-суреті - Бастама пішімі
1.2-суретіндегі бастама өрістерінің мәні келесідей:
Ver (4 бит) - IP-хаттамасының версиясы, қазіргі таңда 4-ші версия
қолдануда;
IHL (Internet Header Length) (4 бит) - 32-биттті сөздердегі бастама
ұзындығы; рұқсат етілген мәндер 5-тен 15-ке дейін (яғни максимум 40 байт
опциялар болуы мүмкін);
TOS (Type Of Service) (8 бит) - өрістің мәні датаграмма артықшылығымен
қалаулы бағдарғылау түрін анықтайды. TOS байтының құрылымы:
1.3-суреті - TOS өрісі
1.3-суретіндегі датаграмма артықшылығын үш кіші бит (“Precedence”)
анықтайды:
- 111 - торапты басқару;
- 110 - торапаралық басқару;
- 101 - CRITIC-ECP;
- 100 - лезден тез;
- 011 - лездей;
- 010 - тез;
- 001 - өте тез;
- 000 - қалыпты.
D,T,R,C биттері қалаудағы бағдарғылау түрін анықтайды:
- D (Delay) - күту уақыты ең аз бағдарды таңдау;
- T (Throughput) - өткізгіш қабілеті ең жоғары бағдарды таңдау;
- R (Reliability) - беріктілігі жоғары бағдарды таңдау;
- C (Cost) - бағасы ең төмен бағдарды таңдау.
Датагараммада D,T,R,C биттерінің тек біреуі қолдануы мүмкін. Байттың
үлкен биті қолданылмайды.
TOS байтына байланысты артықшылықтарды беру, қалаулы бағдарды таңдау
мүмкіндігін беру бағдарғылауышпен оның бағдармалық қамтамасына байланысты.
Бағдарғылауыш TOS түрлерінің барлығын қолдауы мүмкін немесе тіпті оған
назар аудармауы да мүмкін.
Total Length (16 бит) – максималды мәні 65535, ал минималді – 21,
бастама мен ақпаратты қосқанда октетпен берілген датаграмманың толық
ұзындығы.
ID (Identification) (16 бит), Flags (3 бит), Fragment Offset (13 бит)
датаграммаларды үзінділеу мен қайта құрастыру үшін қолданады.
TTL (Time To Live) (8 бит) – датаграмма “өмір сүру уақыты”.
Жіберушімен тағайындалады, секундпен өлшенеді. Әр бағдарғылауыш
датаграмманы қабылдаған кезде TTL бірлік азайтып отырады, TTL=0 болған
жағдайда датаграмма жойылады да, жіберушіге датаграмманың “өмір сүру
уақыты” бітті деген ICMP-хабар жіберіледі. TTL бақылауы датаграммалардың
торапта бостан–босқа айналып жүруіне жол бермейді.
Protocol (8 бит) – датаграмманы әрі қарай өңдеу үшін жоғары деңгейлі
хаттамалардың қайсысына берілуін анықтайды. Кейбір хаттамалардың кодалары
1.4 кестеде келтірілген.
1.4-кестесі - IP-хаттамалар кодалары
Кода Хаттама Баяндалуы
1 ICMP Бақылау хабарлар хаттамасы
2 IGMP Хост тораптарын басқару хаттамасы
3 IP IP үстінен IP (инкапсуляция)
4 TCP TCP
5 EGP Сырттай бағдарғылау хаттамасы
6 IGP Іштей бағдарғылау хаттамасы
7 UDP UDP
8 RSVP Мультикастинг кезінде ресурс резервтеу хаттамасы
9 IGRP Сisco фирмасының іштей бағдарғылау хаттамасы
10 OSPF Іштей бағдарғылау хаттамасы
Header Checksum (16 бит) – бастаманың бақылау қосындысы, 16 биттен
тұрады, бастаманың 16-биттік сөздерінің толықтауы. “Header Checksum”
өрісінің бақылау қосындысын есептеу алдында нөлденуі тиіс.
Source Address (32 бит) – жіберуші IP мекен-жайы.
Destination Address (32 бит) – қабылдаушы IP мекен-жайы.
Options - опциялар, ауыспалы ұзындығы бар өріс. Опция біреу, бірнеше
немесе мүлдем болмауы мүмкін. Опциялар IP модулінің қосымша қызметтерін
анықтайды.
Padding - 32-битті сөз шекарасы бойынша түзету. Егер опциялар саны
толық сан болмаса “Padding” өрісі нөлдермен толықтырылады.
1.3 IP - мекендету
Тораптық деңгей жіберуші мен қабылдаушы қисынды мекендетуін, және де
датаграмманың бағдарғылауын басқарады. IP-десте бастамасында болатын хост-
қабылдаушының 32-биттік (4 октет) IP мекен-жайы бағдарғылау үрдісінде
пайдаланады. Бұл 32-бит иерархиялық құрылымға 2-деңгейлі мағына береді,
жергілікті торапты анықтайтын бір деңгей, ал келесі – сол торапқа жататын
хост.
Иерархия ұстанымы IP–мекен-жайды минимум екі бөлікке қисынды бөлу үшін
қабылданған болатын. Бірінші бөлігі тораптыі, ал екіншісі – құрылғыны,
мысалы бағдарғылауышты білдіреді. Ішторапты сипаттау үшін үшінші бөлімнің
қосылуы мүмкін.
Иерархиялық ұстаным торап мекен-жайларын, ішторап пен бөлек түйіндер
мекен-жайларын ажыратады. Түйіннің мекен-жайы берілген торапта немесе
ішторапта жекеше жабдықты бірегейлі теңестіреді; кез келген компаниямен
тағайындалатын тораптың мекен-жайы осы торапты Internet-ке теңестіреді.
Қисынды мекен-жайдың пішімі келесілерді өзіне жатқызады: торап мекен-
жайы, белгілі торапқа жататын ішторап мекен-жайы және түйін мекен-жайы.
- Торап мекен-жайы – бұл қисынды мекен-жайдың бірінші бөлімі, бас мекен-
жай әкімшілік қызметтерге сәйкесті тағайындалады да Internet – те бірегей
болып келеді.
- Ішторап мекен-жайы. Әр мекеменің торабы бір немесе одан да көп
іштораптан тұрады. Егер мекеме үлкен болмаса, ол тек бір ғана торап
сегментін пайдалана алады және осы жағдайда оған іштораптардың мекен-
жайлары керек емес. Егерде мекеме торабында бірнеше сегменттер болса, бөлек
ішторап жататын біріктірілген бағдарғылар (ретқақпа), әр бөлектенген мекен-
жай сегментін мақсаттылы пайдаланады. Осымен қатар әрбір ішторапқа өз жеке
қисынды мекен-жайы иеленеді. Бір сегментке жататын барлық хосттар
іштораптың бір ғана мекен-жайын ұстайды.
- Түйіннің мекен-жайы. Тораптық деңгейдің қисынды мекен-жайы хосттың
бірегейлі теңестіруіне арнап қолданылады. Бағдарғылауыштар және бағдарғылау
хаттамалары IP-хаттамасының қызмет көрсетуін пайдаланады. Бағдарғылауыштар
датаграммаларды тораптар арасында және тораптар ішінде жіберіп отырады,
тораптық деңгейді тағайындайтын қисынды мекен-жайларды санай келе және
тағайындалған жерге ең тез жолды есептей келе торабтың ішінде
бағдарғылауыштар деректерді жеткізуді хост-қабылдаушылардың мекен-жайлары
бойынша іріктеу қамтамасыз етеді, және де жіберушінің мекен-жайына назар
аудармайды. Соңғысы тек мына жағдайда керек: егерде деректерді қабылдаушыға
жеткізумен байланысты мәселелер пайда болса. IP-хаттамасы поштаны
жеткізудің жүз пайыз кепілдікті бере алмайды, себебі ол біріктіруді
орнатусыз жұмыс істейді.
Мекендердің сыныптары
Internet қоғамдыстығы IP-мекендердің иерархиялық құрылымын жетілдіріп
жатқанда, мекендердің 32 биттік (4-байттық) сұлбасы, олардың болжамдап
пайдалануын есепке ала отырып сыныптарға бөлінген болатын. Қисынды
мекендердің 5 негізгі сыныптары бар болып келеді. (А, В, С, D және Е),
олардан үшеуі А, В, және С – Internet ортақ пайдаланатын тораптарға
қолданылады. D сыныбы хост топтарына ақпараттың көп каналды түрде жіберуін
қолдап тұрады. Е сыныбы болашаққа сақталып қойылған. Бұқаралық Internet-
мекендерді ARIN (American Registry for Internet Numbers) ұйымы арқылы алуға
болады. ARIN, тораптық көлемдерін және белгілі бір сыныпқа жататынын
нұсқауға ала отырып, мекендерді бөлек бір компаниялардың және Internet-
провайдерлердің тораптарына иелендіреді. Мекендердің сыныптары ересек
биттердің сонымен және мағыналардың белгілі бір ауқымдарына олардың
жататындығынан анықталады. 1.5-кестесінде А, В және С сыныптардың
сипатталуы келтірілген.
1.5-кесте - Ортақ қоланудағы тораптар мекен–жайларының сыныптары
Атрибуттар А сыныбы В сыныбы С сыныбы
8 16 24
Өлшем Хост саны үлкен, Торап саны да, Үлкен мекен–жайлар
ал торап саны аз хост да көп ауқымын қамтиды
жүйеде қолдануға жүйелер
негізделген
Биттердің Бірінші бит – 0 Бірінші екі бит – Бірінші үш бит –
мақсаттылығы 1,0 1,1,0
Мәндер ауқымы 1-126 128-191 192-223
Мекен–жай тораптық1 байт 2 байт 3 байт
бөлігінің ұзындығы
Үнсіз келісім 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0
бойынша мекен–жай
қалқасы
Торап ішінде 3 байт 2 байт 1 байт
хосттарды
мекендету үшін
арналған байттар
Қол жетерлік 126 16384 2097152
тораптар саны
Хосттар саны 16777214 65534 254
Торап мекен-жайының бірінші байттағы биттері торап сыныбын немесе
NetlD анықтау үшін қолданылады. А сыныбының тораптық мекен-жайы әрқашан
бірінші октетте нөлдік бірінші биттен басталады қалған биттер 1 ден 127-ге
дейінгі аралықты түзеді. 127 мәні бұл октетте тестілеу үшін қолданылатын
ішкі Loopback мекен-жайына дайындайды. А сыныбының мекен-жай аралықты 1-126
құрады. ARIN бірінші байтта (Октетте) А сыныбының мекен-жайының 7 бит
ұзындығын білдіреді. Қалған 24 бит (3 байт) ішкі ішторапта хосттарды
теңестіру және ішторап мекен-жайын (егер ондай бар болса) анықтау үшін
мекемелерге көрсетіліп жіберіледі. Егер торап іштораптарға бөлінбесе,
барлық үш байт хосттар мекен-жай үшін қолданылуы мүмкін. В сыныбы бірінші
байтта 1 және 0 екі биттен басталады және бірінші, екінші байтта қалған 14
бит торап мекен-жайы (NetlD) үшін қолданылады. Қалған екі байтты ішкі
торапта қосымша ішторапты мекендету үшін қолдануға болады, егер ондайлар
хосттарда бар болса. Осындай ұстаныммен С сыныбының мекен-жайы үш биттік
110 мәнінен басталады. Қалған 21 бит ARIN–де белгіленген тораптар мекен-
жайы үшін қолданылады. Соңғы байт ішторап пен хосттарды теңестіру үшін
бөлінген. 1.6 кестеде А, В және С сыныбтарының мекен-жайларының құрылымын
көрсеткен.
1.6-кесте - Ортақ қолдануға арналған тораптарды идентификациялау үшін
А, В, С сыныбының мекен-жайлары қолданылады
А сыныбы 100.0.0.0 255.0.0.0
В сыныбы 131.10.0.0 255.255.0.0
С сыныбы 192.2.1.0 255.255.255.0
Әрбір сынып берілген сыныптардың тораптар мөлшерін нақты анықтайды.
Егер пошталық мекен-жайды салыстырсақ, онда әрбір жеке торап қала болып,
көшелерге (ішторап) бөлініп, көптеген қисынсыз үйлер (хосттар) болып
елестетеді. Сондықтан хосттарды мекендетуге арналған бит үшін қолдануға
болады. Ішторап пен хосттардың мекен-жайы ARIN-мен берілмейді.
Резервтелген мекен-жайлар
Бірнеше диапозонды резервтелген мекен-жайлар бар. Олардың бәрі әртүрлі
мақсатпен қолданылады:
- ІР мекен-жайында белгіленген 255.255.255.255- барлық бірліктер, барлық
түйіндер мен тораптарға кең таралатын хабарларды білдіреді;
- 0.0.0.0 – барлық нөлдер ІР-мекенінде белгісіз торап немесе хостты
білдіреді және соңғы рет кездескен, ретқақпаның үнсіз қолданылуы үшін
пайдаланады.
127.0.01-ТСРІР стекті тестілеу үшін және мәліметті торап ішінде
алмасуына қолданылатын А сыныбының арнайы мекен-жайы. Бұл мекен-жай
loopback деп аталатын интерфейсіне жатады және торап арқылы ақпараттарды
беру үшін қолданылмайды.
255.255.255.255 ІР мекен-жайы кең таралатын ақпарат жіберуге
арналғанына қарамастан, бағдарғылауыш осы түрдегі дердестерді басқа торапқа
бермейді, жіберілген торап ішінде барлық хосттарға кең таралуын жеделхат
жеткізу үшін, торап ішінде хосттардың мекен-жайын бағыттайтын, барлық
бірліктерді битке құрастыру керек. Мысалы, тораптағы В сыныбындағы барлық
хосттарға кең таралатын ақпаратты жіберу үшін, мекен-жайы 131.117.0.0
болса, ал ішторап қалқасы 255.255.0.0 болғанда, міндетті түрде
қабылдаушының 131.107.255 мекен-жайын көрсету керек.
Жекеменшік мекен-жайлар
RFC 1918-бен регламентталған жекеменшік мекен-жайлар, Internet-ке
тікелей қосылмаған жекеше тораптар ішінде қолданылуы мүмкін. Жекеменшік
мекен-жайлар диапозондары:
А сыныбы – 10.0.0.0 – 10.255.255.255;
В сыныбы – 172.16.0.0 – 172.31.255.255;
С сыныбы – 192.168.0.0 – 192.168.255.255.
Берілген диапозондардағы мекен-жайларды Internet қолдануға болмайды
(дәлірек, мүмкін емес), себебі жеке меншік торабына жататын дестелерді
бағдарғылауыш тораптан сыртқа шығармай лақтырып тастайды. 10.х.х.х
жекеменшік мекен-жайы, мекен-жайларды иілгіш басқару мүмкіндігін
бергендіктен, көптеген компанияларда қолданылады. Берілген ішторап пен
хосттарды теңестіру үшін үш байт жеткілікті мөлшерде ІР-мекен-жайларды
әрбір мекеме үшін қамтамассыз етеді. Қазіргі уақытта тіркелген ІР мекен-
жайдың көбісі сызылып кеткен, бірақ әр түрлі масштабтағы мекеменің ішкі
жергілікті тораппен Internet шығу үшін ІР-мекен-жайымен тіркелген бір-екі
интерфейс қолданады. Ішкі торапта орналасқан машинаның сұранысы Internet-ке
бағдарғылауына, мекен-жайларды тораптық аудармалау (NAT) қолданылыды. Мекен-
жайлардың жинақталуына (жекеше тіркелінген және керісінше) компания торабын
Internet қосатын ретқақпа жауап береді (бағдарғылауыш немесе брандмауэр).
Торап қалқасы мен іштораптар
Торап қалқасы мен ішторап ІР-мекендетуінің иерархиялық сұлбасының
бөлігі болып табылады. Қалқа хост мекен-жайын тораптан немесе хост мекен-
жайының іштораптан бөлінуіне қызмет көрсетеді. Біз бұрынырақ атағандай, сол
бір торап сегментіне кіретін құрал, торапта (немесе ішторап) жалпы мекен-
жай бола алады. Сондықтан егер екі құралдың ІР-мекен-жайында торап мекен-
жайы әр түрлі болса, онда олардың әр түрлі сегментте орналасқанын батыл
айтуға болады.
Бір торапта орналасқан екі хост, егер олар деректермен алмасқысы
келсе, бағдарғылауышты (ретқақпадан) қажет етпейді. Бірақ егер олар әр
түрлі торапта орналасса онда дестелер бағдарғылауыш немесе басқа белсенді
құрал арқылы арқылы жүреді. ІР хосттар қабылдаушы қай сегментте екенін сезе
алмайды. Бірақ олар деректі жібермей тұрып, оны анықтауы керек және осы
жерде көмекке қалқа келеді.
Ішторап қалқалары жіберуші-хосттармен және бағдарғылауыштармен
қабылдаушыға датаграмманы хост-қабылдаушыдан (shout) MAC – мекен-жайын
сұрау немесе траффик бағдарғылауын (rоute) жіберу үшін шешім қабылдау үшін
қолданылады. Shouting және routing терминдері нені білдіреді? Түпкілікті
үңілмей-ақ оларды былай түсіндіруге болады. Егер хост-жіберуші
қабылдаушымен бір сегментте орналасқанын білсе, онда ол ІР-мекен-жайы торап
деңгейінің қисынды мекен-жайы арқылы, хост-қабылдаушының физикалық МАС
–мекен-жайын анықтау үшін жергілікті кең таралатын ARP (Address Resolution
Protocol) сұрауын жібереді. Одан кейін хост-жіберуші датаграмманы хост-
қабылдаушыға жібереді. Егер де хост-жіберуші қабылдаушы басқа торапта екені
анықталса, онда ол кадрларды жергілікті ретқақпаға (бағдарғылауыш) жіберуі
тиіс. Дегенмен хост-қабылдаушының қай жерде тұрғанын хост-жіберуші өзінің
ішторап қалқасын анықтау үшін қолданады.
Тораптың әрбір үш сыныбының өзіне сәйкес қалқасы болады. Жоғарыда
аталғандай, А сыныбы тораптардың мекен-жайы үшін 8-биттік 255.0.0.0
қалқасын немесе 18 қолданады. В сыныбы жасырын түрде 16 биттік 255.255.0.0
қалқасын немесе 16 қолданады. Бұл жағдайда бірінші 16 бит барлық қалқаның
бірінші екінші байт бірліктерімен қолданатынына көңіл аудару қажет. Қалған
16 бит тораптарды теңестіру үшін қолданылмайды, сондықтан олар (соңғы екі
байттың барлық биттері) қалқада нөльдермен түсіндірілуі (белгіленуі) және
ішторап пен хосттарды мекендету үшін қолайлы болып қалады.
С сыныбы жасырын түрде 24-биттік қалқаны 255.255.255.0, немесе 24
қолданады. Алғашқы үш байт торап мекен-жайын анықтайды, қалған сегіз бит
қолданбайды; оларға қалқада нөль сәйкестелінеді. Бұл биттер ішторап пен
хостты мекендету үшін қолданылады. Мысал қарастырайық: 166.3.22.1 хосты
(бұл мекен-жай С сыныбына жататынына көңіл аударыңыз) жоғалған Telnet-
серверімен 151.10.5.2 (бұл да С сыныбының мекен-жайы) байланыс құрғысы
келеді десек. Мұнда хост-жіберуші хост-қобылдаушы қайда, қай жерде екенін
білмейтінін ескеру қажет. Оған тек хост-қабылдаушының ІР-мекен-жайы ғана
белгілі, және жіберуші бұл хостты қалай табу керек екенін біле алмайды.
Мүмкін, ол сол жергілікті сегментте орналасқан шығар. Хост-жіберушімен хост-
қабылдаушы бір сегментте орналасқандарын анықтау үшін, хост-жіберуші өзінің
жергілікті қалқасын хост-қабылдаушының ІР-мекен-жайымен салыстырады. Егер
жіберуші қабылдаушының сол жергілікті торапта орналасқанын байқаса, онда ол
физикалық МАС-мекен-жайына қисынды мекен-жайдан рұқсат алу үшін ARP сұрауын
жібереді және датаграмманы тікелей хост-қабылдаушыға жіберуі. Хост-
жіберушінің ішторап қалқасы мен ІР-мекен-жайын салыстыру үшін міндетті
түрде биттік қисынды көбейту (bitwise ANDing) немесе биттік және үрдісін
жүзеге асыру керек. Қисынды көбейту операциясы жүзеге асқанша, хост-
жіберуші хост-қабылдаушы жергілікті немесе алыстатылғанын біле алмайды.
Егер жіберуші жергілікті торапта қабылдаушының жоқ екенін байқаса, онда ол
хостқа жергілікті ARP-сұрауы жетіспейтіндіктен, ол датаграмманы
бағдарғылауышқа (ретқақпа) жіберу шешімін қабылдайды. Ретрансляция үшін
датаграмманы бағдарғылауышқа жіберу үшін, хост оның МАС – мекен-жайын білуі
қажет. Локалды ретқақпа ІР-мекен-жайлары жүйенің соңына пішім
үйлесімделенеді және ереже бойынша, соңғы жүйелер физикалық МАС-мекен-
жайының ретқақпалардың ІР мекен-жайының рұқсат алу үрдісін жүзеге асыра
бастаған және ARP-клиенттің бүркем арашығына сақтап қойған. Егер бұл олай
болмаса, онда хост-жіберуші датаграмманы бағдарғылауышқа (ретқақпа)
жіберушіден бұрын, физикалық МАС-мекен-жайына ретқақпа ІР-мекен-жайының
рұқсаты үшін жергілікті ARP – сұрауын жіберуі тиіс (1.7 сурет).
1.7-сурет - Хост-жіберуші ретқақпаның IP мекен-жайын MAC физикалық
мекен-жайына келістіру үшін ARP сұрату жібереді
IP-торапты іштораптарға бөлу
IP-мекендетуді жасаушылар тораптарды іштораптарға бөлетін иерархиялық
жүйені ұсынды. Бұнда хосттар іштораптарға біріктірілгендіктен, торап
ішіндегі трафикті реттеуге жол ашады. Үлкен тораптар іштораптарға бөлуіне
орай, бір сегмент ішіндегі хосттардың өзара ақпарат алмасуы басқа
сегменттердегі хосттарға әсер етпейді. Ал егер әртүрлі ішторап ішіндегі
хосттарды байланыстыру керек болса, ол міндетті бағдарғылауыш атқарады.
IP мекен-жайдың әрқайсысына сәйкес ішторап қалқасы тағайындалады.
Мекен-жайдың бір, екі немесе үш байты мекен-жай сыныбын анықтауға
жұмсалады, және де бұл бөлік осы тораптағы барлық хосттар мен іштораптар
үшін өзгермейді. Ал қалған бөлігі қалауыңызша: хосттарды немесе
іштораптарды мекендетуге қолдануға болады.
Айталық торап үнсіз келісім бойынша 255.255.0.0 қалқасына сәйкес
130.57.0.0 мекен-жайына ие. Оған 65 000 астам хост кіруі мүмкін. Бірақ
бізге 65 000 хост мекен-жай керек болмайтын шығар. Бұл жағдайда торапты
бірнеше бағдарғылауышпен қосылған, басқаруға жеңіл іштораптарға бөлу жөн.
Бірақ бөлу алдында біз алдымызға бірнеше сұрақ қоюымыз керек:
- Қазіргі уақытта мекемеге қанша ішторап қажет?
- Жақын уақытта қанша қосымша ішторап керек болуы мүмкін?
- Ең үлкен ішторапта қанша хост болуы керек?
Торап ішінде ішторапты бөліп шығару үшін, хост мекен-жайларына
арналған биттерді қолдануға тура келеді. Мысалы бізге В сыныбының торабында
254 ішторап жасау керек. Бізде алдын ала тағайындалған, 16 битін
қалауымызша қолдануға болатын, 130.57.0.0 мекен-жай бар. Торапты 254
ішторапқа бөлу үшін хосттарды мекендетуге арналған биттердің үшінші
октетінен 8 бит аламыз: 130.57.Х.0 (х ішторапты мекендетуге керек 8 бит).
Бұл жағдайда біз 255.255.0.0 торап қалқасынан 255.255.255.0 ішторап
қалқасын аламыз. Қалқаны осылай ішторап мекен-жайларын қосу үшін өзгерту
VLSM (Variable Length Subnet Masking — ауыспалы ұзындықты ішторап қалқасы)
деп аталады.
1.8-суретте жоғарыда айтылып өткен торап. Енді бізге әр ішторапқа
мекен-жай тағайындауымызға болады, мысалы 130.57.1.0. бір тораптың орнына
бізде енді басқаруға жеңіл 254 ішторап бар.
1.8-сурет - Іштораптарға бөлінген В сыныбының торабы
Егер іштораптарды мекендетуге бір байт жетпесе және көбірек ішторап
керек болса, іштораптар санын хосттарды мекендетуге арналған биттерді алу
арқылы кеңейтуге болады.
Тағы бір мысал қарастырайық. Бізге 192.3.1.0 мекен-жайымен С сыныбының
торабын 13 іштораптқа бөлу керек дейік. Бұл торап үшін ішторап қалқасы
255.255.255.0. Қосымша 13 ішторап мекендету үшін бізге төрт бит керек
екенін анықтағанан кейін, біз ішторап қалқасын кеңейтуіміз керек. Ол үшін
іштораптарды мекендетуге алған биттерді қосамыз 1.9 сурет:
128 64 32
130.100.18.0 255.255.00
0 0 Echo Reply (Жаңғырық-жауап)
3 Destination Unreachable (тағайындалған
мекен-жай (әртүрлі жағдайларға байланысты)
қол жеткізерлік емес)
0 Net Unreachable (торап қол жеткізерлік емес)
1 Host Unreachable (хост қол жеткізерлік емес)
2 Protocol Unreachable (хаттама қол жеткізерлік
емес)
3 Port Unreachable (порт қол жеткізерлік емес)
4 DF=1 (үзінділеу керек, бірақ оған тыйым
салынған)
1.12-кесте - ICMP хабар түрлері (жалғасы)
5 Source Route failed (Source Route опциясын
орындауға мүмкіндік жоқ)
4 0 Source Quench (қайнар көздің байаулануы)
5 Redirect (датаграмманы жіберу үшін басқа
бағдарғылауышты таңдау)
0 Осы торапқа
1 Осы хостқа
2 Осы TOS-пен, осы торапқа
3 Осы TOS-пен, осы хостқа
8 0 Echo Request (Жаңғырық сұрату)
9 0 Router Advertisement (Бағдарғылауышты
жариялау)
10 0 Router Solicitation (Бағдарғылауышты
жариялауға сұрату)
11 Time Exceeded (Датаграмма өмір сүру уақытының
шектен шығуы)
0 Тасымалдау кезінде
1 Үзінділеу кезінде
12 Parameter problem (Параметр қатесі)
0 Қате IP-бастамада
1 Керекті опцияның болмауы
13 0 Timestamp (Уақыт белгісі жайындағы сұрату)
14 0 Timestamp Reply (Уақыт белгісі жайындағы
жауап)
17 0 Address Mask Request (Ішторап қалқасы
жайындағы сұрату)
18 0 Address Mask Reply (Ішторап қалқасы жайындағы
жауап)
1.6 Бағдарғыланатын және бағдарғыланбайтын хаттамалар
Хаттамалар бағдарғыланатын және бағдарғыланбайтын болып бөлінеді.
Соңғылары тораптық деңгейде мекен-жайлық дерегі болмайды; ондай хаттамаға,
мысалы, LAT(Local Area Tronsport – терминальды сервер үшін көліктік
хаттама) хаттамасы DEC компаниясынан және NETBEUI хаттамасы (Network Basic
Input Output System) жатады. Тораптық деңгейінің мекен-жайы туралы
деректердің болмауы, бағдарғылауышты қандай торапқа немесе қандай хостқа
дестені жіберу мүмкіндігінен айырады. Сондықтан бағдарғылайтын хаттама
физикалық МАС-мекен-жайының 2 деңгейлі дерегін қолданатын көпір немесе
коммутатордың бар болуын талап етеді. Ереже бойынша, бағдарғылайтын хаттама
кең тарататын бағдарғылауыштан, өткізу жолағын және торапта трафик
кеңеюінің қолданылуын тиімсіздікке әкеледі. Сол себептен кең таралатын
трафиктің басқа тораптарға таралуын алдын алу үшін міндетті түрде
бағдарғылауышты қолданады. Бірақ-та кең таралатын трафикті тораптың басқа
сегментіне бағыттау жиі кезде қажет болды. Ондайда бағдарғылауышты 2
деңгейлі құрылғы көпір немесе коммутатормен алмастыру керек, әйтпесе нақты
бағыты көрсетілмеген бағдарғыламайтын трафик ретрансляциясы үшін
бағдарғылауыш пішім үйлесімдейді.
Бағдарғылайтын хаттамалар – 3 деңгейдегі қисынды мекендетуді қолдайтын
хаттаманы айтады. ІР, ІРХ және AppleTolk хаттамалары, тораптық деңгейдің
мекендетуін қошеметтейтін бағдарғылайтын болып табылады. Оған қоса, әрбір
хаттамалар – бағдарғылайтын хаттамалардың үстінен функционалдайтын және
бағдарғылайтын қолданбалы деңгейдің қызметтік ион бағдарғылауыштар трафикті
хост-қабылдаушыға олардың тораптық деңгейінің қисынды мекен-жайларын
басқара отырып, қайта жібереді, әйтпесе бағдарғылау мүмкін емес болатын
еді.
2 IP – БАҒДАРҒЫЛАУ
2.1 Бағдарғылаудың концептуалды негізі
Бағдарғылау әр жерде орналасқан тораптарға датаграмманың жіберілуін
қамтамасыз етеді. Бағдарғылауыштар мен бағдарғылайтын хаттамаларсыз хосттар
арасындағы қатынасты деректер алмасуы тек жүйелер арасында ғана шектелер
еді.
Бағдарғылауыштар тораптар арасында физикалық қосылуын қамтиды. Оларда
әр түрлі жергілікті торапты сегментте орналасқан, хосттар арасындағы
байланысты қамтамасыз ететін бағдарғылаудың белгілі механизмде (алгоритм)
пішінүйлесім болуы керек.
2.1-сурет - Бағдарғылауыш ішторап 1 және 2 хосттары арасындағы ақпарат
алмасуын қамтамасыз етеді
Бағдарғылау алгоритмі статикалық немесе динамикалық болуы мүмкін.
Статикалық бағдарғылау кезінде пішінүйлесім қолмен орындалады. Динамикалық
бағдарғылау кезінде ақпарат алмасуын бағдарғылау хаттамасы басқарады.
Олардың көмегімен бағдарғылауыштар тораптық сызба-құрылымын тексеріп және
бағытын көрсете алады. Статикалық және динамикалық пішінүйлесімділігі
(немесе олардың араласуы) бір мақсатты қолдайды – алыстатылған хосттар
арасында ақпарат алмасуын жеңілдету. Әртүрлі тораптарда орналасқан
хосттардың араларында байланыс орнату үшін, олардың дайындығында міндетті
түрде аз дегенде бір жергілікті бағдарғылауыштың ІР мекен-жайын көрсету
керек. (Үнсіз келісім бойынша бағдарғылау default router, немесе үнсіз
ретқақпа (default gateway деп аталатын). Хосттар статикалық пішінүйлесімді
болуы керек немесе олар жергілікті бағдарғылауыштың ІР мекен-жайын
динамикалық таба білуі керек.
2.2-сурет - А хосты үнсіз келісім бойынша өзінің IP мекен-жайын білетін
қылып пішінүйлесімдірілген
2.2-суреттегі жергілікті бағдарғылауыш (131.107.1.1) сыртқы әлеммен
берілген сегментті қосу шығыскіріс нүктелерін көрсетеді. Егер А хосты
басқа хостпен немесе хосттармен байланысқысы келсе, басқа сегментте
орналасқан, онда ол датаграмманы тасымалдау (салу) жергілікті
бағдарғылауышына жіберуі тиіс. Біз сыртқы әлем дегенде міндетті түрде
Internet-ті көз алдымызға елестетеміз. Есіңізде болғандай, хосттар
бағдарғылауышсыз бір сегментте ғана байланыс жасай алады. Бағдарғылауыш
қоса алады, мысалы, екі жергілікті торапты ғана; онда оның біреуі басқа
біреуіне сыртқы әлем барады. Сыртқы әлем ақырында Internet-ке қосылған,
бірнеше бағдарғылауышты жергілікті тораптар сериясы болуы мүмкін. Ақырында,
хост өзінен басқа жергілікті сегмент жүйесімен байланысу және датаграмманы
жергілікті бағдарғылауышқа жіберу үшін керек.
Бағдарғылау кестесі
Барлық бағдарғылауштарда бағдарғылау кестесі (routetable) болуы керек.
Бағдар кестелерін кейде forwаrding database – ақпарат тасымалдау дерекқоры
деп атайды. Бағдарғылау технологиясының бірнеше түрі бар (тікелей қосылу,
статикалық бағдарғылау, үнсіз келісім бойынша бағдарғылау, динамикалық
бағдарғылау). Олардың бәрі бағдарғылау кестесін қолдайтын және құрайтын
торап және ішторап ақпараттар көзі негізінде болады. Олар өз кезегінде,
ақпарат жіберу кезінде бару пунктына жіберу көзінің ыңғайлы жолын анықтау
үшін бағдарғылауышпен қолданылады. Бағдар кестесінде бағдарғылауыш білетін
және де бір тасымалдау (hop) қашықтығында орналасқан, IP мекен–жай
бағдарлауыштардың, барлық торап пен ішторап тізімдері болады.
Бағдарғылау кестесі ақпараттық әртүрлі кірісі: тікелей қосылу,
статикалық бағдар, динамикалық және үнсіз бағдар негіздерінде құрылады.
Ақпарат көзінен бағдарғылауыш тәуелсіз белгілі сызба-құрылым торабы және
ішторап негізінде кесте тұрғызады.
Бағдарғылауыш датаграмманы алған кезде, ол нақты бағдар немесе
тағайындау орнынана ыңғайлы жол табылмайынша, кестеде бар бару мекен-
жайымен және оны әрбір бағдармен салыстырып анықтайды. Бағдар кестесінде
нақты бағдар табылған мезетте, бағдарғылауыш өзінің МАС – мекен-жайын
жіберуші мекен-жайы ретінде және келесі бағдарғылауышты қабылдаушының мекен-
жайы сияқты бір рет тасымалдау қашықтығы ретінде қолдана отырып,
датаграмманы қайта мекендейді. Бағдарғылауыш датаграмма ішінде тораптық
деңгейдің қисынды мекен-жайын өзгерте алмайды. Ол датаграмманы келесі жақын
бағдарлауыш арнасына қосылған жергілікті интерфейсінен жібереді. Егер
бағдарғылауыштар өзінің бағдар кестесінде сәйкес келетін бағдарын таппаса,
онда олар үнсіз бағдар немесе датаграманы жіберу де және ICMP-хабарына қате
бар туралы хабар жіберуі мүмкін. Тағайындау орнынана көптеген жолдар болуы
мүмкін және олардың бәрі бағдар кестесінде көрінеді. Егер бару пунктіне
бірден көп жолдар болса, бағдарғылау хаттамасы ыңғайлы ретінде бір жол
таңдауы керек және оны бағдарғылау кестесіне еңгізіп таңдауы керек.
Трафикті қабылдаушыға бағыттау үшін бағдарғылауыш бірінші кезекте активті
бағдарды қолдануы тиіс.
Бірақта көптеген бағдарғылау хаттамалары арналардың жүктемелерін (load
balancing) басқаруын қолдайды, трафикті екі жолға жіберуімен бірге. Екі
бағдар берілген хост-қабылдаушыға активті болады және бағдар кестесіне
енгізіледі. Одан кейін бағдарғылауыштар екі бағдарды бір уақытта қолданып,
екеуіне де бірдей жүктеме бөле алады.
Бағдарғылауыш кесте құрғаннан кейін оның торап сызба-құрылымын нақты
сәйкесінше қолдауы тиіс. Бағдарғылау кестесі қолдауы торап әкімшісінің
қолымен немесе бағдарғылау динамикалық, хаттама көмегімен жүзеге асады.
Бағдар қолмен пішін-үлесімделеді ме немесе бағдарғылау хаттамасының
көмегімен пішінүйлесімделеме ол тәуелсіз болады, бағдар көрініс нақтылығы
бағдарғылауыш етуі нақты факторы болып табылады. Бағдар кестесінің мазмұны
толығымен еңгізілген ақпаратқа байланысты. Трафик тасымалдауден қателік
дұрыс емес шешімге әкеледі. Кестедегі нақты ақпарат, әрине, бағдардың
ыңғайлы таңдауына сәйкес болады.
Датаграмманы тасымалдау
Хост IP-мекен-жайымен басқа жүйемен байланысу шешімін шешкенде, ол
датаграмманы жібереді. Егер қабылдаушы мен жіберуші әртүрлі сегментте
орналасса, онда деректің жіберу инфрақұрылымын бағдарғылауыш пен
бағдарғылау хаттамасы қамтамасыз етеді. Датаграмманы басқа хостқа жібермей
тұрып, жіберуші хост-қабылдаушыға жергілікті торапта немесе алыстатылған
торапта орналасқанын белгілеуі тиіс. Ол үшін ол бір немесе әр түрлі
ішторапта орналасқанын анықтап, өзінің ішторап жергілікті қалқасын хост-
қабылдаушы ІР мекен-жайымен салыстырады. Егер екі хост бір ішторапта
орналасса, онда бағдарғылауыш оларға керек болмайды. Ал қарсы жағдайда хост-
қабылдаушы датаграмманы бағдарғылауы тиіс, оны келесі жіберілуге
жергілікті бағдарғылауышқа салуы тиіс. Датаграмма мекендетуі хост-
жіберушімен хост-қабылдаушының тораптық деңгейінің ІР мекен-жайын
көрсетеді. Бірақ та арналық деңгейде датаграмманы жіберу үшін хост-
жіберушінің физикалық МАС-мекен-жайы мен жергілікті бағдарғылауыш
қолданылады.
Енді бағдарғылауыштың өзінің интерфейсінде кадр алған кезіндегі
әрекетін қарастырамыз:
1) ол трейлер мен арна деңгейінің бастамасын бөледі де датаграмманы
бағдарғылау үрдісінің жоғарғы деңгейіне бағыттайды;
2) одан кейін бағдарғылауыш, бару торап мекен-жайын анықтау үшін,
өзінің жергілікті қалқасымен және биттік операциясының көмегімен
қабылдаушының қисынды мекен-жайын салыстыра отырып тексереді;
3) бағдарғылауыш ішторап немесе хостты торапқа нақты бағдарын анықтау
үшін бүркем-жадында сақталған өзінің бағдар кестесін тексереді, және де
деректерді жіберуге арналған жергілікті интерфейсін таңдайды:
- егер торап бару мекен-жайы торап немесе ішторап бағдарғылауышына
қосылған сәйкестігі болса, онда бағдарғылауыш хосттың ІР мекен-жайының
көмегімен іштораптың мекенінің қай жерде тұрғанын анықтау үшін жергілікті
интерфейсін қоданады;
- егер бағдарғылауышты бару торабы жергілікті емес екенін белгілесе,
онда ол алуышға жіберілетін деректер үшін қолданылатын жақын бағдарғылауыш
ІР мекен-жайын және жергілікті интерфейсін анықтайды;
- егер бағдар кестесінде бару торабына бағдар болмаса, бағдарғылауыш
үнсіз бағдар берілгендіктен анықтайды. Үнсіз бағдар деректер соңғы амал
болып табылады, егер кестеде тағайындау орнынана басқа бағдар көрсетілмесе;
- егер кестеде үнсіз бағдар болмаса, бағдарғылауыш хост-көзіне мекен
жеткіліксіз екені туралы айтылатын қателік туралы ІСМР-хабар жібереді.
4) егер бағдарғылауыш көрші бағдарғылауын немесе хост-қабылдаушының ІР
мекен-жайларын теңестірген болса, онда ол МАС-мекен-жайына ІР мекен-жайының
рұқсат етілуін және деректің жіберілуін қамтамассыз етеді:
- ол үшін бағдарғылауыш өзінің жергілікті ARP – бүркемінен ІР мекен-
жайына сәйкес МАС-мекен-жай іздейді. (ARP – бұл физикалық МАС-мекен-жайында
қисынды ІР мекен-жайларының рұқсатына қолданылатын кең таралатын хаттама).
Егер бүркем-жадында мұндай жазба бар болса, онда үрдісті жүзеге асырылады
деп есептеуге болады;
- егер жергілікті ARP – бүркемінде ІР мекен-жай болмаса, онда
тораптың қисынды мекен-жайына рұқсат үшін кең таралатын физикалық мекен-жай
бағдарғылауыш ARP-сұранымын жібереді.
5) рұқсаттан кейін бағдарғылауыш ARP- мекен-жайы бұл ақпаратты арна
деңгейінде датаграмма үзіндісінде қайталау инкапсуляциясын қолданады.
Қайталау инкапсулация хост-жіберушімен хост-қабылдаушының жергілікті мекен-
жайларын өзгертпейді. Бірақ бағдарғылауыш өзінің физикалық МАС-мекен-жайы
(шығыс интерфейсінің мекен-жайыны) мен хост-қабылдаушының физикалық мекен-
жайы немесе көрші бағдарғылауыштарын арна деңгейінің бастамасына қосады.
Одан басқа, бағдарғылауыш жаңа CRC кода мәнін есептеп, оны датаграмманың
соңына трейлер ретінде қосады;
6) қайталау инкопсуляциядан кейін бағдарғылауыш өзінің шығыс
интерфейсінен үзінді жібереді немесе хост-қабылдаушыға жібереді, немесе
тасымалдау үшін келесі бағдарғылауыш атқарады;
7) келесі бағдарғылауыш аналогиялық әрекеттерді атқарады. Бұл хост-
қабылдаушы орналасқан бару торабына датаграмма жеткенше жүзеге асырылады.
2.2 Бағдарғылаудың ішкі және сыртқы хаттамалары
Бағдарғылау хаттамалары екі категорияға бөлінеді: ішкі (Interior) және
сыртқы (Exterior). Ішкі хаттамалардың жалпы аты IGР (Interior Gateway
Protocol, ішкі ретқақпа хаттамалары) деп аталады. Оларға автономды жүйенің
(Intra-AS) тек ішінде қолданылатын бағдардың кез-келген хаттамасы жатады.
Әрбір IGP - хаттамасы AS ішінде бағдарғылаудың бір доменін көрсетеді.
Автономды жүйе ішінде IGР көп түрі болуы мүкін. ЕGP сыртқы ретқақпа
хаттамасы – бұл әртүрлі автономды жүйелердің арасында бағдарғылауды
қамтамасыз ететін бағдарғылау хаттамалары.
IGP - ішкі ретқақпа хаттамасы
IGP (Interior Gateway Protocol) термині AS ішінде бағдарғылаудың бөлек
домені ретінде функционалданатын бағдарғылаудың кез-келген хаттамасын
баяндау үшін қолданылады. IGP хаттамсы автономды жүйенің ішкі торабында
бағдарлармен жұмыс жасайды, осыдан ішкі деген атау шыққан. Корпоративті
торап ішінде автономды жүйе шегіндегі торап астына бағдар қадағылайтын IGP-
ң бірнеше хаттамаларын біруақытта функционалдай алады. Бірдей IGP
хаттамларын ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz