la red de ordenadores: el protocolo de capa de red IP y (2)

En primer lugar, la división en subredes

1. subredes propuesta

El tradicional dirección de dos IP (número de red y número de host) diseño no es razonable, principalmente como sigue:
espacio de direcciones utilización ● IP es baja, un gran número de direcciones no pueden ser utilizados se desperdicia;
● cada red física se le asigna un número de red dará lugar a la tabla de enrutamiento se hace demasiado grande, causando la degradación del rendimiento;
● estructura de dos direcciones no es lo suficientemente flexible, nuevo equipo antes de la aplicación no puede conectarse a la dirección IP de Internet el acceso a Internet del órgano de gobierno.

Para resolver el problema anterior, en 1985, RFC-950 estándar añade una dirección IP tradicional en el campo de número de subred , la dos direcciones IP se cambia a tres direcciones IP .
Este enfoque se denomina subredes ( dirección de subred / selección de la ruta de subred ).

2. La idea básica de la división en subredes

1. Hay múltiples red física red física en la unidad, puede pertenecer a varias subredes ; subredes es una unidad de internos cosas, la red que no sea esta unidad no puede ver la subred de la red, la unidad está todavía fuera del desempeño de una red .
2. método tomado de un número de bits como el número de receptores de direcciones IP en subredes números de subred (subred-ID) , la dirección se convierte en dos de tres direcciones . Notación como:
   las direcciones IP = {<número de red> <subred número> <número de host>}.
3. De todas las otras redes para enviar paquetes de datos al sistema principal de la unidad, sin dejar de mirar a los efectos de enrutador basado en el número de red, el router de esta unidad recibe el datagrama, a continuación, agregar el número de subred para encontrar la subred de destino , los paquetes entregados al host de destino.

3. Máscara de subred

Convencional dirección IP fija de los tipos de red, el primero de ocho router para determinar el tipo de dirección IP, número de red obtiene. Sin embargo, subredes modo, la dirección IP sí sola no puede determinar el número de red y subred número del anfitrión. Con este fin, necesitamos una máscara de subred para ayudar a determinar la máscara de subred es un atributo importante de una red / subred.
La máscara de subred es una longitud de 32 bits del código binario. Máscara correspondiente a la dirección IP de una parte de un número de red y un número de subred , parte 0 corresponde a la dirección IP del número de host . La siguiente es una dirección IP dividido y correspondiente subred Máscara de subred:

después de obtener la máscara de subred, una dirección IP en un código binario, y luego con la máscara de subred para el bit a bit operación AND , puede dar el correspondiente número de red y número de subred.

Aunque no hay requisito obligatorio la máscara de subred 1 debe ser continua (es decir, números de subred debe estar cerca del número de red), pero en general el uso de continua 1, para evitar errores.

En la tabla de enrutamiento, la columna también se corresponde con una nueva máscara de subred almacenada. los estándares de hoy: Todo red deben utilizar la máscara de subred. Para el router, las unidades de cada subred, el router almacena su número de red normal y una máscara de subred del número de subred +; red ordinario (en otras unidades puede ser una subred, pero sólo para identificar el enrutador común número de red), utilice la máscara de subred predeterminada , la longitud de número de red digital de una longitud equivalente a la red. Por ejemplo, una red de clase máscara de subred por defecto es 255.0.0.0.

Debido a subredes necesidad de ocupar el espacio número de host, en comparación con la dirección IP de una red tradicional, flexibilidad de red incremento , pero reduce el número total de hosts que se pueden conectar .

4. subred Reenvío de paquetes

En el caso de la división de subredes, máscara de subred, por la introducción de los cambios de algoritmo enrutador de paquetes de reenvío son como sigue:

1. Del recibido paquete de datos de cabecera para extraer la dirección de destino D
2. A juzgar si o no directamente : El router conectado directamente a la máscara de subred respectiva, y D para el cálculo , la comparación Resultados de los partidos con las direcciones de red coincide con la entrega es completa
3. Determinar si existe una tabla de enrutamiento, la dirección de destino D de una vía de administración en particular , si se envía a la designada dirección de salto siguiente
4. Cada fila de la tabla de enrutamiento máscara de subred y D y el manejo, y determina si o no el número de línea correspondiente a la red de adaptación, y si la línea de juego es enviado a la dirección del siguiente salto
5. La determinación de si la tabla de enrutamiento se da una ruta por defecto , si se envía a la designada dirección por defecto de enrutamiento
6. Informar de un error de reenvío de paquetes

En segundo lugar, la estructura de super-red

1. No hacer frente a la clasificación propuesta

División en subredes todavía se enfrenta a tres problemas deben ser resueltos:
● saldo insuficiente de varios tipos de direcciones, pronto se han distribuido
● fuerte aumento de la red troncal de Internet de enrutamiento de entradas de la tabla
● espacio de direcciones IPv4 con el tiempo se agote de todos

Lo cual, en comparación con la tercera pregunta puede ser suspendido, mientras que las dos primeras preguntas es inminente. Para resolver los dos primeros problemas, el IETF decidió usar sin clases abordar método.
En 1987, RFC-1009 norma propone la utilización de una red de subredes de la longitud variable Máscara de subred VLSM puede mejorar aún más la dirección IP de la utilización de recursos.
Sobre la base de VLSM, desarrolló una preparación no clasificada método, conocido formalmente como el Select CIDR Classless Inter-Domain Routing .

dirección 2.CIDR

Hay dos características principales de CIDR:

1. Eliminar el concepto tradicional de clases a la red ABC y la subred, la dirección IP se divide en prefijo de red y el número de host dos partes, convertido sin clases dirección de dos niveles .
   Además, el uso de CIDR notación con barras , también conocida como la notación CIDR , escrita en la parte posterior de la dirección IP " / ", y el dígito de escritura recurso compartido de red prefijo.
   direcciones IP = {<red prefijo> <número de host>} / red prefijo dígitos
   tal como (la parte subrayada es el sorteo del prefijo de red):
   
2. El mismo prefijo de red constituyen una dirección IP continua bloque de direcciones CIDR , sólo necesita saber una dirección CIDR puede conocer las direcciones mínimo y máximo del bloque de direcciones.
   La dirección de mínimo y máximo por encima de dirección de dirección CIDR es:
   

A fin de facilitar el encaminamiento, CIDR usando un 32-bit de máscara de dirección , la dieta también puede ser denominado como una máscara de subred . número de notación con barras de espalda es el número de 1s de la máscara de dirección.
Aunque no dado subredes dentro de CIDR dirección de 32 bits, cada unidad puede ser utilizado solo, pero algunos sub-divide según se desee.

3. la ruta de agregación

Dado que un bloque de direcciones CIDR tiene un número de dirección, el bloque de dirección de la tabla de enrutamiento CIDR se puede utilizar para encontrar la red de destino, esta dirección se denomina polimerización ruta de agregación .
Ruta agregación hacer una tabla de enrutamiento que muestra una pluralidad de la ruta original, que también se conoce la configuración sobre la red . Ruta de agregación reduce el intercambio de información entre los routers, la mejora de rendimiento de la red.
Ruta agregación Otra ventaja es que los recursos pueden ser más eficientemente asignar la dirección IPv4 puede ser asignada bloque de direcciones tamaño CIDR apropiada según sea necesario. La siguiente clasificación sólo se puede asignar 8,16,24 abordar número de red de largo. He aquí un ejemplo de asignación de bloque de direcciones CIDR: una universidad necesita 800 direcciones IP, sino también entre diferentes direcciones a las necesidades de cada departamento.

* Notación CIDR es otra notación. * La parte delantera del prefijo de red, * la parte del número de host.

4. El partido prefijo más largo

CIDR hace uso, el uso de la notación de prefijo de red, cada elemento de la tabla de enrutamiento prefijo de red y una dirección del siguiente salto composición. Pero cuando la tabla de enrutamiento, puede obtener más de un resultado del partido . Una pluralidad de resultados que corresponden, se debe seleccionar el prefijo más largo de la red de encaminamiento, denominado como partido más largo prefijo , porque cuanto más tiempo el prefijo de red, menor será su bloque de direcciones, más específica será la correspondiente enrutamiento. Por ejemplo:
Hay una dirección de destino datagrama D IP = 206.0.71.128/25; tabla de enrutamiento contiene dos 206.0.68.0/22 y 206.0.71.128/25; usando una correspondiente máscara de dirección y D después de la operación AND, los resultados obtenidos con las dos direcciones de red se hacen coincidir. El principio de partido prefijo más largo , debe ser enviada a los datagramas IP a la dirección del siguiente salto 206.0.71.128/25.

5. Busque una pistas binarios

Como resultado del partido prefijo más largo , el proceso de búsqueda se vuelve más complicado. Cuando la tabla de enrutamiento de entradas mucho, con el fin de reducir el tiempo de búsqueda, necesitamos buenas estructuras de datos y algoritmos avanzados. La forma más fácil es buscar todos los prefijos posibles hacer el pedido, pero también muchas veces para encontrar de esta manera demasiado lenta.
Con el fin de encontrar de manera más eficaz, por lo general la tabla de encaminamiento almacenados en una estructura de datos jerárquica , la de arriba hacia abajo para encontrar la forma más común es la mirada binaria en busca de pistas .
direcciones IP de izquierda a derecha determina los valores de bit de la trayectoria que se extiende nodo raíz hacia abajo , cada camino representa la dirección almacenada en la tabla de enrutamiento . Con el fin de simplificar la estructura de las señales binarias, se puede averiguar la dirección IP correspondiente a cada prefijo único : el uso de un prefijo binario único pistas configuradas, y en la búsqueda de un partido único prefijo.

pistas binarios profundidad máxima es de 32 , ya que la dirección IP de un máximo de 32, en una capa de la dirección IP correspondiente. Unique prefijo generalmente menos de 32, a menudo menor que la profundidad de la capa 32.
● Dirección El IP se almacena en un binario reglas pistas: la primera desde la izquierda; si la posición actual es 0, la siguiente capa del nodo raíz en la parte inferior izquierda o inferior derecha de la nodo raíz; la actual, hasta que el prefijo único último bit bajo posición de enlace de la construcción después de la inspección.
● Busque la dirección IP de una regla: cheque de la extrema izquierda, y almacena de una manera similar a los nodos claves binarias hallazgo. Si encuentra un nodo hoja, encontramos un prefijo único partido con la dirección IP de la entrada ; si es inferior a la mitad del camino para encontrar nodos coincidentes, lo que indica que la dirección no es binaria rastro.

Encuentra pistas binarios pasos, sólo para encontrar pareja prefijo único lugar de coincidir con el prefijo de red . Encuentra prefijo único coincide con la entrada , la necesidad de máscara de dirección una vez que la operación.

En tercer lugar, el Protocolo de mensajes de control de Internet

protocolo IP para el uso eficiente de los recursos de la red, ofrece poco fiable , sin conexión de datagramas servicio de entrega . protocolo IP carece de control de errores y mecanismos de asistencia de directorio .
Con el fin de avanzar más eficazmente datagramas IP, RFC-792 estándar propone el uso de Internet de mensajes de control de protocolo ICMP informe, que permite a los hosts y routers a errores del informe y proporcionar situación anormal relevante, y proporciona un mecanismo de consulta es propicio para la red de análisis ambiental y la localización de fallos de red .
ICMP es un protocolo de capa de red en lugar de los protocolos de nivel superior.

formato de mensaje 1.ICMP

formato de paquete ICMP es el siguiente:

Tipo indica el tipo de paquete; códigos de proporcionar más información sobre el tipo de mensaje; suma de control proporcionado a lo largo de un paquete ICMP checksum.
parte de datos que incluye una cabecera y un error de datos de 64 bits informó antes, ayuda a determinar anfitrión datagrama erróneo.
Cuatro partes para formar un completo paquete ICMP , y se inserta el datagrama IP en la parte de datos se transmite.

2.ICMP especies mensajes

Hay dos mensajes ICMP: ICMP de error de paquetes de información y consulta de paquetes ICMP .

mensaje de informe de errores ● ICMP

1. Terminan inalcanzable : Cuando un router o host no puede entregar el datagrama , se envía a los host de origen paquetes inalcanzables de punto final .
2. Con el tiempo : Cuando el router recibe el tiempo de supervivencia (TTL) de 0 a datagrama, el datagrama se descarta, y el anfitrión fuente de transmisión más paquetes ;
   Además, cuando el punto final no recibe en absoluto dentro de un período de tiempo predeterminado un datagrama segmento de datos , el corte debe descartar el recibido y transmitido más de los paquetes .
3. Problema Parámetro : Cuando ha recibido un router o el host de destino datagrama campo de encabezado valor es incorrecto, descarta los paquetes de datos y envía el mensaje de problema de parámetros .
4. Cambiar el direccionamiento (redirección) : router para redirigir mensajes al host, el host a conocer la próxima vez para enviar paquetes de datos a otro router, para conseguir una mejor ruta .

ICMP mensaje de informe de errores formato:
los primeros 8 bytes incluidos 4 bytes de campo uniforme, 1 campo de tipo de byte, un campo de código de byte y el campo de suma de comprobación de 2 bytes.
campo de datos es la necesidad de una cabecera de datagramas IP y el informe de errores de los primeros ocho bytes.

Siguientes situaciones en lugar de enviar el mensaje de informe de errores ICMP:
● para ICMP mensaje de informe de error ya no se envían;
● para todos los fragmentos de datagrama después de que el primer fragmento de la hoja, no se transmite;
● que tiene una pluralidad datagramas de multidifusión, no envían;
● datagramas con una dirección especial, no envíe;

consulta ● ICMP paquetes

1. solicitud de eco y respuesta : eco ICMP paquete de solicitud se envía a pedir al host o router a un host de destino en particular, el anfitrión debe recibir paquetes enviados ICMP mensaje de respuesta de eco ; el mensaje utilizado para probar si el destino es alcanzable, y comprender sobre su estado.
2. solicitud y el tiempo en responder : solicitud de marca horaria y el mensaje de respuesta es una solicitud de un host o router para responder a la fecha y hora actuales, mensajes de respuesta, hay un campo de 32 bits que indica 1 de enero de, 1900 hasta la actualidad una serie de segundos; el mensaje para la medición de sincronización y de reloj de tiempo.

Ejemplos de aplicación 3.ICMP

● comando PING : Prueba de la conectividad entre dos hosts.
comando PING utiliza solicitud de eco ICMP y mensajes de respuesta , es un ejemplo de la utilización directa de la capa de aplicación del protocolo de capa de red, no sobre protocolo de capa de transporte TCP y UDP.
La línea de comandos se puede utilizar comando PING, el anfitrión enviará cuatro de eco ICMP paquetes de petición y por un mensaje de respuesta para conseguir marca de tiempo de tiempo de ida y vuelta y estadísticas :

● el comando tracert : trazando un enrutar paquetes desde el origen al destino.
comando tracert para enviar una serie de datagramas IP al host de destino, dentro del paquete es incapaz de entregar el datagrama de usuario UDP (utilizando un número de puerto ilegal). Funciona de la siguiente manera:

1. El tiempo de supervivencia del primer paquete de datos de conjunto TTL a 1, después de la primera R & lt enrutador ₁ el router decrementa el TTL, entonces el datagrama se descarta, la transmisión de tiempo durante el paquete ;
2. Entonces transmite un segundo paquete de datos, TTL se establece en 2, a través del segundo enrutador R & lt ₂ , el datagrama se descarta, la transmisión de tiempo durante el paquete ;
3. Etcétera
4. Por último, un datagrama llega al host de destino , pero el datagrama IP lleva es incapaz de entregar al usuario datagrama UDP , el host de destino para enviar paquetes inalcanzables de punto final .
5. El host de origen envía un mensaje ICMP de informe de errores , obtenida del host de origen al host de destino alcanza la información de enrutamiento , y cada router tiempo de ida y vuelta .

La línea de comandos puede ser comando tracert usado, el host envía tres paquetes de datos para el mismo valor de IP TTL cada uno son: