На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Администрирование компьютерных сетей на основе протокола TCP/IP

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 18.11.2012. Сдан: 2011. Страниц: 12. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


ОГЛАВЛЕНИЕ

     ВВЕДЕНИЕ

      Прежде, чем организовывать сеть TCP/IP следует  достаточно хорошо разбираться в  принципах ее функционирования. В  отличии от многих других сетей, в TCP/IP практически на каждой машине следует  иметь массу информации необходимой для ее настройки, которая по сети не передается. В этом есть как свои преимущества, так и свои недостатки. Недостатки сводятся к довольно большой ручной работе по настройке каждой машины, каждого сетевого интерфейса. При этом предварительно должна быть продумана топология сети, ее физическая и логическая схемы, определено оборудование. Обязательным условием для организации TCP/IP сети является получение блока адресов Internet для всего множества сетевых интерфейсов. После того как физическая сеть собрана, администратор должен собственноручно назначить на каждой машине адреса интерфейсам. При динамическом назначении адресов машина может в разное время получать разные адреса, что не позволяет по адресу проидентифицировать машину. Широковещание вообще не очень распространено в сетях TCP/IP, в отличии от сетей Novell или Microsoft. Каждый хост знает о наличии того или иного сервиса либо из файла своей настройки (например, указываются шлюз в другие сети или сервер доменных имен), либо из файлов настроек прикладного программного обеспечения. Преимущество такого подхода заключается в низком трафике, порождаемом сетью TCP/IP. Кроме этого практически любое оборудование позволяет фильтровать трафик TCP/IP, что сильно облегчает сегментацию сети и делает ее легко структурируемой. Сеть TCP/IP обладает практически теми же базовыми сервисами, что и другие локальные сетевые технологии. Система позволяет работать в режиме удаленного терминала, организовывать распределенную файловую систему, сетевую печать и т.п. Развитие средств коммуникации и наличие специального набора протоколов и программного обеспечения, их реализующего, позволяет организовать такие рабочие места в рамках сетей TCP/IP без особых проблем.

     ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ АДМИНИСТРИРОВАНИЯ СЕТЕЙ НА БАЗЕ ПРОТОКОЛА TCP/IP

      В рамках этой темы можно  выделить несколько основных проблем, с которыми сталкивается администратор  такой системы:

    Организация сети TCP/IP;
    Подключение локальной или корпоративной  сети к Internet;
    Определение и управление маршрутами передачи информации в этой сети, или, другими словами, проблема маршрутизации;
    Получение доменного имени для организации, т.к. запомнить числовые адреса задача трудная и, с учетом числа машин  в сети, не выполнимая;
    Обмен электронной  почтой как внутри организации, так и с адресатами за ее пределами;
    Организация информационного обслуживания на базе технологий Internet, плавно перетекающая в технологию Intranet;
    Проблема  безопасности сети TCP/IP.

     Остановимся на каждом из этих направлений деятельности администратора системы или группы администраторов более подробно.

       1.1. Организация сети TCP/IP. Сеть TCP/IP обладает практически теми же базовыми сервисами, что и другие локальные сетевые технологии. Система позволяет работать в режиме удаленного терминала, организовывать распределенную файловую систему, сетевую печать и т.п. Иногда приходится слышать, что обмен в рамках TCP/IP, например, при копировании файлов с локального диска на удаленный, смонтированный на данный локальный компьютер происходит медленнее, чем скажем в сети Microsoft или Netware. Во-первых, это сильно зависит от прикладного программного обеспечения, а во-вторых, в отличии от Netware или Microsoft для сети TCP/IP нет разницы между машинами, которые стоят в соседней комнате, или установлены на разных континентах. Для монтирования удаленной файловой системы нет необходимости в использовании межсетевого протокола для доставки протоколов локальной сети, т.к. стек TCP/IP сам по себе реализует этот межсетевой обмен. В рамках организации сети TCP/IP в последнее время все больше внимание уделяется организации удаленных рабочих мест. Особенно это характерно для организаций, которые используют труд надомников. Здесь имеются в виду не старушки, которые вяжут носки, а потом продают их на вещевых рынках, и не телефонистки, которые принимают сообщения для мелких коммерческих организаций. Речь идет о программистах или других сотрудниках, которые используют модемную связь для оперативного обмена информацией, доступа к информационным ресурсам, или обмена электронной почтой. Развитие средств коммуникации и наличие специального набора протоколов и программного обеспечения, их реализующего, позволяет организовать такие рабочие места в рамках сетей TCP/IP без особых проблем.
       1.2. Подключение локальной или корпоративной сети к Internet. Подключение локальной сети TCP/IP к Internet осуществляется через местного провайдера. Обычно это та же организация, у которой был получен блок адресов для локальной сети. Администратор локальной сети должен определить, какая машина локальной сети будет выполнять функции шлюза, именно так называется устройство, которое используется для соединения двух сетей. В настоящее время, все шире и шире, вместо машин используются специальные устройства, маршрутизаторы. Маршрутизаторы - это спец. компьютеры, которые распознают массу различных протоколов и способны правильно направлять пакеты информации из одной сети в другую. Стоит маршрутизатор столько же, сколько стоит самый "накрученный" персональный компьютер. Если подключаемая сеть большая и требуется мощное устройство для обслуживания ее внешнего трафика, то приобретение маршрутизатора оправдано, если же сеть небольшая, то можно обойтись персональным компьютером, на который следует установить соответствующее программное обеспечение. Задача подключения локальной сети довольно простая, если только это не сеть распределенная в пространстве, т.е. не Wide Area Network (WAN). Здесь проблема подключения к Internet приобретает как бы два направления: Собственно подключение различных сегментов к Internet; Организация сети компании средствами Internet. Если говорить о подключении сегментов, то здесь для каждого из сегментов следует выполнить весь комплекс работ, который был описан в предыдущем разделе, т.е. получить блок адресов, сконфигурировать машины каждой из сетей, организовать сбор статистики и, если необходимо, систему динамической настройки машин. При организации сети компании распределенной по большой площади средствами Internet, то здесь нужно позаботиться о надежной маршрутизации, своевременном обмене информацией и о защите этой информации от несанкционированного доступа. Кроме того следует организовать информационное обслуживание, единое для всех частей такой распределенной структуры. Организация распределенной структуры может быть выполнена либо путем использования своих собственных возможностей (аренда физической сети передачи данных), либо за счет использования существующей сети российских Internet-провайдеров. При выборе того или иного решения, как правило, во внимание принимается множество факторов, главными из которых могут быть факторы, не связанные с техническими решениями. Понимание способов обмена данными через Internet важно и в том случае, когда организуют виртуальные локальные сети на базе протоколов, отличных от TCP/IP, но когда протоколы TCP/IP используются в качестве средства транспорта исходных сообщений из одного сегмента сети в другой. Приведенный в разделе 4 перечень Internet-провайдеров и предоставляемых ими услуг призван упорядочить представление о возможностях российского сектора Internet и определить основные направления деятельности российских компаний, которые эти возможности предоставляют.
       1.3. Маршрутизация в сетях TCP/IP. До тех пор пока вся локальная сеть представляет из себя простой сегмент сети Ethernet, не возникает проблем с приемом и передачей сообщений в рамках этой сети. Однако, стоит сеть разбить на несколько сегментов и установить шлюзы между ними, как сразу возникает проблема маршрутизации сообщений в этой сети. Здесь уместно остановиться на том факте, что сеть Internet - это сеть коммутации пакетов. Это значит, что прежде чем отправить сообщение по сети, это сообщение "нарезается" на более мелкие части, которые называются пакетами, и вот эти самые пакеты и отправляются по сети. Сеть Internet интересна тем, что информацию о месте назначения каждый пакет несет в себе самом. Решение о том, в какую сторону направлять пакет принимается шлюзом в момент прохождения пакета через этот шлюз. Если в один момент времени некоторый путь от места отправления к месту назначения существует, то шлюз отправит пакет, который в этот момент времени через него проходит по этому пути. Если в следующий момент времени путь по какой-либо причине исчезнет, то шлюз отправит пакет по другому пути. При этом оба пакета могут принадлежат одному и тому же сообщению. В месте назначения пакетов не имеет значения последовательность получения пакетов, т.к. пакеты в себе несут также и информацию о своем месте внутри сообщения. Такое свойство Internet обеспечивает надежную доставку сообщений в любую точку сети даже при ее неустойчивой работе. Однако, все это достигается не просто так, а за счет специального механизма, который называется маршрутизация. Основа маршрутизации - это таблица маршрутов на каждом из компьютеров в сети и правила изменения этой таблицы в случае изменения состояния самой сети. Маршрутизация - это средство не только прокладки маршрутов, но и средство блокирования маршрутов пересылки пакетов по сети. Если таблицы настроены неправильно, то в лучшем случае пакеты будут доставляться медленно, а в худшем случае они будут доставляться не туда куда следует, что может привести к нарушению безопасности сети передачи данных. Очень часто средства маршрутизации используют для атак на системы, включенные в Internet. Известны, так называемые, ICMP-штормы, когда пакеты определенного вида могут блокировать прием/передачу информации по сети. Если администратор по тем или иным причинам должен закрыть часть своей сети от доступа с других машин Internet, то в этом случае также можно использовать таблицу маршрутов, удаляя из нее определенные пути, или блокируя их другими средствами контроля сетевого трафика. В разделе посвященном проблемам маршрутизации мы специально подробно остановимся на понятиях внутренней сети и автономной системы, а также на различиях в дисциплине прокладки маршрутов, базирующихся на этих понятиях. И последнее замечание о проблемах маршрутизации связано с тем, что если администратор хочет, чтобы его система была видна из Internet, т.е. чтобы информационными ресурсами данной сети можно было пользоваться как внутри сети, так и за ее пределами, он должен данную сеть прописать в таблицах маршрутов провайдеров, к которым данная сеть подключена. Это взаимодействие носит не столько технический, сколько организационный характер и может занимать гораздо больше времени, чем доставка пакета из Москвы в Нью-Йорк.
       1.4. Система доменных имен. Система доменных имен занимает одно из центральных мест среди информационных сервисов Internet. Это место столь велико, что часто пользователи сети отождествляют ошибки при работе системы доменных имен с ошибками работы самой сети. И действительно, большинство информационных ресурсов сети пользователям известны по их доменным именам. Это справедливо как для адресов электронной почты, так и для схем доступа к информационным ресурсам World Wide Web. В любом адресе центральное место занимает доменное имя компьютера, на котором ресурс расположен. Если речь идет о маленькой сети TCP/IP, то служба доменных имен Internet в данном случае не нужна. Можно обойтись простым соответствием между доменным именем и адресом Internet. Однако для организации больших сетей или виртуальных сетей через Internet, доменные имена становятся необходимыми и проблема управления этими адресами ложится на плечи администратора сети. Если же информационные ресурсы сети должны быть доступны из Internet, то требования к системе доменных имен становятся еще более жесткими. Сервис доменных имен должен быть согласован с администрацией домена, из которого для данной организации выделяется поддомен, и должны быть выполнены требования надежного функционирования сервиса. Это заставляет администратора искать возможность размещения дублирующих серверов данного сервиса на машинах за пределами своего домена или на машинах, имеющих независимое подключение к Internet в рамках одного и того же домена. Сервис доменных имен допускает и разделенное управление поддоменами. Особенно это актуально для сетей, имеющих распределенную структуру. Очень трудно из одного места уследить за всем, что может твориться в филиале за сотни километров, гораздо проще часть прав по управлению удаленной частью сети возложить на местную администрацию. В этом случае происходит делегирование управления поддоменом. От реактивности работы сервиса доменных имен зависит во многом работа всей сети в целом. Очень часто медленная скорость получения ответов на запросы к сервису доменных имен может приводить к отказам на обслуживание другими серверами информационных ресурсов Internet. Типичным примером может быть доступ в информационным страницам World Wide Web или архивам FTP. Время ожидания адреса ресурса у многих прикладных программ ограничено, и, как следствие, программы не начинают обслуживание по причине отсутствия адреса. Сильное влияние на скорость работы сервиса доменных имен оказывает правильное планирование доменов и разбиение этих доменов на поддомены. Особое внимание при этом обычно уделяют обратному соответствию между адресами и именами, т.к. здесь разбиение более детальное, чем при определении соответствия между именами и адресами. Для того, чтобы о вашем домене знали в сети, необходимо домен зарегистрировать. Для этого направляются специальные заявки в организацию, управляющую доменом, в который входит ваш домен. Заявки имеют определенный стандартом вид и обрабатываются роботом-автоматом, что иногда может приводить к серьезным задержкам в процедуре регистрации.
       1.5. Обмен электронной почтой. Обычно все книги и руководства по управлению сетями TCP/IP сводятся к четырем вещам: настройка сетевых интерфейсов, маршрутизация, служба доменных имен и электронная почта. Таким образом, лишний раз подчеркивается важность этого средства коммуникации пользователей сети Internet. Существование электронной почты в Internet имеет свою историю, которая очень сильно влияет на принципы администрирования этого информационного ресурса. На заре становления сети электронная почта пересылалась между машинами по протоколу UUCP (Unix-Unix-CoPy). В эту пору использовалась совсем другая форма адреса электронной почты, нежели та, к которой привыкли мы в настоящее время. После того, как скорость передачи данных по сети резко увеличилась и стало возможным передавать почту с той же скоростью, что и сообщения режима on-line, в Internet был принят другой стандарт протокола обмена электронной почтой - SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). Кроме этого, была введена новая форма почтового адреса абонента электронной почты, основанная на доменном имени. К сожалению, российский сектор Internet успел захватить период работы с электронной почтой, когда в качестве основного протокола использовался протокол UUCP. Сеть Relcom начинала как сеть электронной почты, где у пользователей устанавливалась программ UUPC - адаптированный вариант коммуникационной программы из системы UUCP. Главной причиной того, что в Relcom использовался протокол UUCP называют наилучшую его приспособленность для работы по медленным телефонным линиям связи, хорошие средства управления соединением и портами в системе UNIX и возможность автоматического дозвона. На самом деле это только часть причин. Система разрабатывалась специалистами, которые до этого занимались адаптацией системы Unix для отечественных компьютеров. Для связи между Unix-системами использовалась система UUCP. Разработчики отечественного клона Unix естественным образом использовали свои знания для организации системы электронной почты, тем более, что к тому времени свободно распространялись программы для организации такого взаимодействия. В мире уже во всю разворачивались новые системы на базе протокола SMTP, а Relcom приступил к внедрению системы на основе протокола UUCP. В настоящее время ситуация изменилась. С 1995 года в стране ведется активное внедрение режима доступа к ресурсам Internet в режиме Dial-IP, т.е. доступ по протоколам TCP/IP через телефонную сеть. В качестве, транспорта используется уже не UUCP, а SLIP (Serial Line Internet Protocol) и PPP (Point-to-Point Protocol). Если в сравнении SLIP и UUCP можно говорить о каких-то преимуществах последнего, то в случае PPP таких преимуществ у UUCP нет. Кроме того, появилась масса программного обеспечения как коммерческого, так и свободно распространяемого, которое позволяет взаимодействовать с серверами электронной почты по телефонным линиям, используя новые транспортные протоколы. Однако, в стране существует не менее 100000 пользователей, которые пользуются почто Relcom, основанной на протоколе UUCP. Причем это не только частные лица, но и целые организации. Естественно, что появляется проблема согласования рассылки почты по разным протоколам и по адресам различной формы. Кроме того в мире существует еще не менее десятка других почтовых служб, к которым также надо обеспечить доступ из сети TCP/IP. Следовательно, администратор должен знать адреса шлюзов, на которые следует пересылать почту для этих абонентов. Все выше перечисленные проблемы призвана решить система рассылки электронной почты на основе программы sendmail - наиболее популярного транспортного агента Internet. В Internet существуют разные транспортные агенты, например, smail или MMDF. Но в рамках этого курса мы рассмотри только sendmail. Вызвано это несколькими причинами: во-первых, send-mail - это самый популярный транспортный агент, во-вторых, даже sendmail имеет массу различий и при переходе с одной версии программы на другую следует лишний раз проверить соответствие формата файла настроек, который использовался раньше новому формату файла настроек, в-третьих, большинство провайдеров используют именно sendmail.
       1.6. Организация информационного обслуживания на основе технологий Internet. В последнее время все чаще стали говорить об Intranet. При этом обычно понимают использование информационных технологий Internet для создания информационных систем внутри организации. Ядром такой системы является технология World Wide Web, расширенная возможностями подключения через программы, реализующими специальный формат обмена данными между сервером World Wide Web и системами управления базами данных, а также мобильными кодами нового языка Java, которые должны реализовать концепцию распределенной информационной системы. Исходя из этого, концепция администрирования сетей TCP/IP расширяется администрированием серверов World Wide Web и настройкой этих серверов для работы с разными клиентами, условной генерацией ответов в зависимости от типа клиента, адреса машины и кодировки (языка). При использовании World Wide Web для нужд организации обычно рассматривается два направления работ: размещение рекламы и другой информации для пользователей Internet; организация тематических интерфейсов для доступа к ресурсам сети для работников организации. Оба направления работ тесно связаны с анализом статистики посещения информационных ресурсов сервера организации и информационных источников сети. Для этих целей применяется программное обеспечение сбора и анализа статистики и специализированные серверы, которые помогают запоминать информацию об интересах пользователей при доступе в сеть. На основе полученной статистики происходит коррекция интерфейсных страниц пользователей и коррекция структуры навигационных страниц и их взаимосвязи между собой. Кроме World Wide Web при работе с Internet используют и другие информационные технологии, из которых будут рассмотрены FTP-архивы и доступ в режиме удаленного терминала. FTP-архивы Internet - это огромный распределенный архив различного сорта материалов: от программ до списков классической литературы. Как было показано ранее, трафик FTP-сервиса до 1996 года превосходил трафик любого другого информационного сервиса Internet. Для того, что бы присоединиться к этому распределенному архиву необходимо создать и поддерживать свой FTP-сервер. Для внутреннего использования FTP-архив также чрезвычайно полезен, т.к. может использоваться в качестве основного центрального депозитария материалов и программного обеспечения организации. Многие программы имеют возможность остановки через FTP. Такая процедура получила название портирования. Режим удаленного терминала продолжает оставаться одним и главных способов первичной организации доступа к локальным информационным системам через сеть. Такое использование системы позволяет отказаться от копирования системы на каждый из компьютеров пользователей и централизованное управление информационным ресурсом.
       1.7. Проблемы безопасности сетей TCP/IP. При всех своих достоинствах сети TCP/IP имеют один врожденный недостаток - отсутствие встроенных способов защиты информации от несанкционированного доступа. Дело в том, что информация при таком способе доступа как удаленный терминал, передается по сети открыто. Это означает, что если некто найдет способ просмотреть передаваемые по сети пакеты, то он может получить коллекцию идентификаторов и паролей пользователей TCP/IP сети. Способов совершить такое действие огромное множество. Аналогичные проблемы возникают и при организации доступа к архивам FTP и серверам World Wide Web. Поэтому одним из основных принципов администрирования TCP/IP сетей является выработка общей политики безопасности, которая заключается в том, что администратор определяет правила типа "кто, куда и откуда имеет право использовать те или иные информационные ресурсы". Управление безопасностью начинается с управления таблицей маршрутов. При статическом администрировании маршрутов включение и удаление последних производится вручную, в случае динамической маршрутизации эту работу выполняют программы поддержки динамической маршрутизации. Следующий этап - это управление системой доменных имен и определение разрешений на копирование описания домена и контроля запросов на получение IP-адресов. Нашумевшая история с сервером InfoArt - это типичная атака на этот вид информационного сервиса Internet. Следующий барьер - это системы фильтрации TCP/IP трафика. Наиболее распространенным средством такой борьбы являются системы FireWall (межсетевые фильтры или, в просторечье, "стены"). Используя эти программы можно определить номер протокола и номер порта, по которым можно принимать пакеты с определенных адресов и отправлять пакеты на также определенные адреса. Одним из нетипичных способов использования этого типа систем являются компьютерные сетевые игры, например, F-19. "Стена" позволяет поражать противника, т.к. пропускает ваши пакеты, и быть одновременно неуязвимым для противника, т.к. его пакеты отфильтровываются системой. И, наконец, последнее средство защиты - это шифрация трафика. Для этой цели также используется масса программного обеспечения, разработанного для организации защищенного обмена через общественные сети. В рамках нашего курса мы будем рассматривать только такие способы, которые базируются на принципах организации обмена информацией в рамках технологии TCP/IP, например, фильтрация, и не будем рассматривать способы, общие для всех систем защиты информации, например, шифрация трафика. Кроме того, в рамках анализа способов передачи информации по сети нами будут рассмотрены средства изучения трафика, которыми обычно и пользуются злоумышленники при поиске конфиденциальной информации.
 

      ГЛАВА 2. ОРГАНИЗАЦИЯ МЕЖСЕТЕВОГО ОБМЕНА В СЕТЯХ TCP/IP

      Сеть Internet - это сеть сетей, объединяющая как локальные  сети, так и глобальные сети типа NSFNET. Поэтому центральным местом при обсуждении принципов построения сети является семейство протоколов межсетевого обмена TCP/IP. Под термином "TCP/IP" обычно понимают все, что связано с протоколами TCP и IP. Это не только собственно сами проколы с указанными именами, но и протоколы построенные на использовании TCP и IP, и прикладные программы. Главной задачей стека TCP/IP является объединение в сеть пакетных подсетей через шлюзы. Каждая сеть работает по своим собственным законам, однако предполагается, что шлюз может принять пакет из другой сети и доставить его по указанному адресу. Реально, пакет из одной сети передается в другую подсеть через последовательность шлюзов, которые обеспечивают сквозную маршрутизацию пакетов по всей сети. В данном случае, под шлюзом понимается точка соединения сетей. При этом соединяться могут как локальные сети, так и глобальные сети. В качестве шлюза могут выступать как специальные устройства, маршрутизаторы, например, так и компьютеры, которые имеют программное обеспечение, выполняющее функции маршрутизации пакетов. Маршрутизация - это процедура определения пути следования пакета из одной сети в другую. Такой механизм доставки становится возможным благодаря реализации во всех узлах сети протокола межсетевого обмена IP. Если обратиться к истории создания сети Internet, то с самого начала предполагалось разработать спецификации сети коммутации пакетов. Это значит, что любое сообщение, которое отправляется по сети, должно быть при отправке "нашинковано" на фрагменты. Каждый из фрагментов должен быть снабжен адресами отправителя и получателя, а также номером этого пакета в последовательности пакетов, составляющих все сообщение в целом. Такая система позволяет на каждом шлюзе выбирать маршрут, основываясь на текущей информации о состоянии сети, что повышает надежность системы в целом. При этом каждый пакет может пройти от отправителя к получателю по своему собственному маршруту. Порядок получения пакетов получателем не имеет большого значения, т.к. каждый пакет несет в себе информацию о своем месте в сообщении.
      2.1. Протокол IP. Протокол IP является самым главным во всей иерархии протоколов семейства TCP/IP. Именно он используется для управления рассылкой TCP/IP пакетов по сети Internet. Среди различных функций, возложенных на IP обычно выделяют следующие: определение пакета, который является базовым понятием и единицей передачи данных в сети Internet. Многие зарубежные авторы называют такой IP-пакет датаграммой; определение адресной схемы, которая используется в сети Internet; передача данных между канальным уровнем (уровнем доступа к сети) и транспортным уровнем (другими словами мультиплексирование транспортных датаграмм во фреймы канального уровня); маршрутизация пакетов по сети, т.е. передача пакетов от одного шлюза к другому с целью передачи пакета машине-получателю; "нарезка" и сборка из фрагментов пакетов транспортного уровня. Главными особенностями протокола IP является отсутствие ориентации на физическое или виртуальное соединение. Это значит, что прежде чем послать пакет в сеть, модуль операционной системы, реализующий IP, не проверяет возможность установки соединения, т.е. никакой управляющей информации кроме той, что содержится в самом IP-пакете, по сети не передается. Кроме этого, IP не заботится о проверке целостности информации в поле данных пакета, что заставляет отнести его к протоколам ненадежной доставки. Целостность данных проверяется протоколами транспортного уровня (TCP) или протоколами приложений. Таким образом, вся информация о пути, по которому должен пройти пакет берется из самой сети в момент прохождения пакета. Именно эта процедура и называется маршрутизацией в отличии от коммутации, которая используется для предварительного установления маршрута следования данных, по которому потом эти данные отправляют. Принцип маршрутизации является одним из тех факторов, который обеспечил гибкость сети Internet и ее победу в соревновании с другими сетевыми технологиями. Надо сказать, что маршрутизация является довольно ресурсоемкой процедурой, так как требует анализа каждого пакета, который проходит через шлюз или маршрутизатор, в то время как при коммутации анализируется только управляющая информация, устанавливается канал, физический или виртуальный, и все пакеты пересылаются по этому каналу без анализа маршрутной информации. Однако, эта слабость IP одновременно является и его силой. При неустойчивой работе сети пакеты могут пересылаться по различным маршрутам и затем собираться в единое сообщение. При коммутации путь придется каждый раз вычислять заново для каждого пакета, а в этом случае коммутация потребует больше накладных затрат, чем маршрутизация. Вообще говоря, версий протокола IP существует несколько. В настоящее время используется версия Ipv4 (RFC791).  

      
 

      Рис 2.1. Формат пакета Ipv4  

      Фактически, в этом заголовке определены все  основные данные, необходимые для  перечисленных выше функций протокола IP: адрес отправителя (4-ое слово заголовка), адрес получателя (5-ое слово заголовка), общая длина пакета (поле Total Lenght) и тип пересылаемой датаграммы (поле Protocol). Используя данные заголовка, машина может определить на какой сетевой интерфейс отправлять пакет. Если IP-адрес получателя принадлежит одной из ее сетей, то на интерфейс этой сети пакет и будет отправлен, в противном случае пакет отправят на другой шлюз. Если пакет слишком долго "бродит" по сети, то очередной шлюз может отправить ICMP-пакет на машину-отправитель для того, чтобы уведомить о том, что надо использовать другой шлюз. При этом, сам IP-пакет будет уничтожен. На этом принципе работает программа ping, которая используется для деления маршрутов прохождения пакетов по сети. Зная протокол транспортного уровня, IP-модуль производит раскапсулирование информации из своего пакета и ее направление на модуль обслуживания соответствующего транспорта. При обсуждении формата заголовка пакета IP вернемся еще раз к инкапсулированию. Как уже отмечалось, при обычной процедуре инкапсулирования пакет просто помещается в поле данных фрейма, а в случае, когда это не может быть осуществлено, то разбивается на более мелкие фрагменты. Размер максимально возможного фрейма, который передается по сети, определяется величиной MTU (Maximum Transsion Unit), определенной для протокола канального уровня. Для того, чтобы потом восстановить пакет IP должен держать информацию о своем разбиении. Для этой цели используется поля "flags" и "fragmentation offset". В этих полях определяется, какая часть пакета получена в данном фрейме, если этот пакет был фрагментирован на более мелкие части. Обсуждая протокол IP и вообще все семейство протоколов TCP/IP нельзя не упомянуть, что в настоящее время перед Internet возникло множество по-настоящему сложных проблем, которые требуют изменения базового протокола сети.
      2.2. IPing - новое поколение протоколов IP. До сих пор, при обсуждении IP-технологии, основное внимание уделялось проблемам межсетевого обмена и путям их решения в рамках существующей технологии. Однако, все эти задачи, вызванные необходимостью приспособления IP к новым физическим средам передачи данных меркнут перед действительно серьезной проблемой - ростом числа пользователей Сети. Казалось бы, что тут страшного? Число пользователей увеличивается, следовательно растет популярность сети. Такое положение дел должно только радовать. Но проблема заключается в том, что Internet стал слишком большой, он перерос заложенные в него возможности. К 1994 году ISOC опубликовало данные, из которых стало ясно, что номера сетей класса B практически все уже выбраны, а остались только сети класса A и класса C. Класс A - это слишком большие сети. Реальные пользователи сети, такие как университеты или предприятия, не используют сети этого класса. Класс С хорош для очень небольших организаций. При современной насыщенности вычислительной техникой только мелкие конторы будут удовлетворены возможностями этого класса. Но если дело пойдет и дальше такими темпами, то класс C тоже быстро иссякнет. Самое парадоксальное заключается в том, что реально не все адреса, из выделенных пользователям сетей, реально используются. Большое число адресов пропадает из-за различного рода просчетов при организации подсетей, например, слишком широкая маска, или наоборот слишком "дальновидного планирования, когда в сеть закладывают большой запас "на вырост". Не следует думать, что эти адреса так и останутся невостребованными. Современное "железо" позволяет их утилизировать достаточно эффективно, но это стоит значительно дороже, чем простые способы, описанные выше. Одним словом, Internet, став действительно глобальной сетью, оказался зажатым в тисках своих собственных стандартов. Нужно было что-то срочно предпринимать, чтобы во время пика своей популярности не потерпеть сокрушительное фиаско. В начале 1995 года IETF, после 3-x лет консультаций и дискуссий, выпустило предложения по новому стандарту протокола IP - IPv6, который еще называют IPing. К слову, следует заметить, что сейчас Internet-сообщество живет по стандарту IPv4. IPv6 призван не только решить адресную проблему, но и попутно помочь решению других задач, стоящих в настоящее время перед Internet. Нельзя сказать, что до появления IPv6 не делались попытки обойти адресные ограничения IPv4. Например, в протоколах BOOTP (BOOTstrap Protocol) и DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) предлагается достаточно простой и естественный способ решения проблемы для ситуации, когда число физических подключений ограничено, или реально все пользователи не работают в сети одновременно. Адреса выдаются из ограниченного набора адресов, который закреплен за телефонным пулом. IP-адрес пользователя может варьироваться от сессии. Фактически, DHCP - это расширение BOOTP в сторону увеличения числа протоколов, для которых возможна динамическая настройка удаленных машин. Следует заметить, что DHCP используют и для облегчения администрирования больших сетей, т.к. достаточно иметь только базу данных машин на одном компьютере локальной сети, и из нее загружать настройки удаленных компьютеров при их включении (под включением понимается, в данном случае не подключение к локальной компьютерной сети, а включение питания у компьютера, подсоединенного к сети). Совершенно очевидно, что приведенный выше пример - это достаточно специфическое решение, ориентированное на специальный вид подключения к сети. Разработчики позаботились и о масштабируемой адресации IP-пакетов, ввели новые типы адресов, упростили заголовок пакета, ввели идентификацию типа информационных потоков для увеличения эффективности обмена данными, ввели поля идентификации и конфиденциальности информации.
      
 

      Рис. 2.2. Заголовок IPv6  

      В этом заголовке поле "версия" - номер версии IP, равное 6. Поле "приоритет" может принимать значения от 0 до 15. Первые 8 значений закреплены за пакетами, требующими контроля переполнения, например, 0 - несимвольная информация; 1 - информация заполнения (news), 2 - не критичная ко времени передача данных (e-mail); 4 - передача данных режима on-line (FTP, HTTP, NFS и т.п.); 6 - интерактивный обмен данными (telnet, X); 7 - системные данные или данные управления сетью (SNMP, RIP и т.п.). Поле "метка потока" предполагается использовать для оптимизации маршрутизации пакетов. В IPv6 вводится понятие потока, который состоит из пакетов. Пакеты потока имеют одинаковый адрес отправителя и одинаковый адрес получателя и ряд других одинаковых опций. Подразумевается, что маршрутизаторы будут способны обрабатывать это поле и оптимизировать процедуру пересылки пакетов, принадлежащих одному потоку. В настоящее время алгоритмы и способы использования поля "метка потока" находятся на стадии обсуждения. Поле длины пакета определяет длину следующей за заголовком части пакета в байтах. Поле "следующий заголовок" определяет тип следующего за заголовком IP-заголовка. Заголовок IPv6 имеет меньшее количество полей, чем заголовок IPv4. Многие необязательные поля могут быть указаны в дополнительных заголовках, если это необходимо. Поле "ограничение переходов" определяет число промежуточных шлюзов, которые ретранслируют пакет в сети. При прохождении шлюза это число уменьшается на единицу. При достижении значения "0" пакет уничтожается. После первых 8 байтов в заголовке указываются адрес отправителя пакета и адрес получателя пакета. Каждый из этих адресов имеет длину 16 байт. Таким образом, длина заголовка IPv6 составляет 48 байтов. После 4 байтов IP-адреса стандарта IPv4, шестнадцать байт IP-адреса для IPv6 выглядят достаточными для удовлетворения любых потребностей Internet. Не все 2128 адресов можно использовать в качестве адреса сетевого интерфейса в сети. Предполагается выделение отдельных групп адресов, согласно специальным префиксам внутри IP-адреса, подобно тому, как это делалось при определении типов сетей в IPv4. Так, двоичный префикс "0000 010" предполагается закрепить за отображением IPX-адресов в IP-адреса. В новом стандарте выделяются несколько типов адресов: unicast addresses - адреса сетевых интерфейсов, anycast addresses - адреса не связанные с конкретным сетевым интерфейсом, но и не связанные с группой интерфейсов и multicast addresses - групповые адреса. Разница между последними двумя группами адресов в том, что anycast address это адрес конкретного получателя, но определяется адрес сетевого интерфейса только в локальной сети, где этот интерфейс подключен, а multicast-сообщение предназначено группе интерфейсов, которые имеют один multicast-адрес. Пока IPv6 не стал злобой дня, нет смысла углубляться в форматы новых IP-адресов. Отметим только, что существующие узлы Internet будут функционировать в сети без каких-либо изменений в их настройках и программном обеспечении. IPv6 предполагает две схемы включения "старых" адресов в новые. Предполагается расширять 4-х байтовый адрес за счет лидирующих байтов до 16-и байтового. При этом, для систем, которые не поддерживают IPv6, первые 10 байтов заполняются нулями, следующие два байта состоят из двоичных единиц, а за ними следует "старый" IP-адрес. Если система в состоянии поддерживать новый стандарт, то единицы в 11 и 12 байтах заменяются нулями. Маршрутизировать IPv6-пакеты предполагается также, как и IPv4-пакеты. Однако, в стандарт были добавлены три новых возможности маршрутизации: маршрутизация поставщика IP-услуг, маршрутизация мобильных узлов и автоматическая переадресация. Эти функции реализуются путем прямого указания промежуточных адресов шлюзов при маршрутизации пакета. Эти списки помещаются в дополнительных заголовках, которые можно вставлять вслед за заголовком IP-пакета. Кроме перечисленных возможностей, новый протокол позволяет улучшить защиту IP-трафика. Для этой цели в протоколе предусмотрены специальные опции. Первая опция предназначена для защиты от подмены IP-адресов машин. При ее использовании нужно кроме адреса подменять и содержимое поля идентификации, что усложняет задачу злоумышленника, который маскируется под другую машину. Вторая опция связана с шифрацией трафика. Пока IPv6 не стал реально действующим стандартом, говорить о конкретных механизмах шифрации трудно. Завершая описание нового стандарта, следует отметить, что он скорее отражает современные проблемы IP-технологии и является достаточно проработанной попыткой их решения. Будет принят новый стандарт или нет покажет ближайшее будущее. Во всяком случае первые образцы программного обеспечения и "железа" уже существуют.
      2.3. Основные принципы IP-маршрутизации. Как уже было сказано раньше, протокол IP не является протоколом ориентированным на соединение. Следовательно, решение о направлении IP-пакета на тот или иной сетевой интерфейс принимается шлюзом в момент прохождения через него пакета. Данное решение принимается на основании таблицы маршрутов, имеющаяся на каждом компьютере, который поддерживает стек протоколов TCP/IP.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.