Protocol Internet

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Internet Protocol ( IP ), în domeniul telecomunicațiilor și tehnologiei informației , este un protocol de rețea , care se ocupă de adresare / rutare , aparținând suitei de protocoale Internet TCP / IP pe care se bazează funcționarea internetului .

Descriere

Este un protocol de interconectare a rețelei ( Protocol de lucru inter - rețea ), clasificat la nivelul rețelei (3) al modelului ISO / OSI , creat pentru a interconecta rețele eterogene din punct de vedere al tehnologiei, performanței, managementului, prin urmare implementat deasupra altor protocoale ale stratului de conexiune. , cum ar fi Ethernet sau ATM . Este o conexiune și cel mai bun efort de pachete de protocol, care nu garantează nici o formă de fiabilitate de comunicare în termeni de eroare de control, a fluxului de control și de control al congestiei , care poate fi atins în loc de nivel superior protocoale de transport. (Nivelul 4), cum ar fi TCP .

În prezent sunt utilizate două versiuni ale protocolului IP, versiunea originală 4 și cea mai recentă versiune 6 , născută din nevoia de a gestiona mai bine numărul tot mai mare de dispozitive ( gazde ) conectate la Internet .

Sarcini și funcții

Exemplu de încapsulare de date de la UDP la un cadru de protocol Link

Sarcina principală a IP-ului este adresarea și rutare ( comutare ) între subrețele eterogene, care la nivel local folosesc în schimb propria adresare, de obicei pe baza adresei fizice sau a adresei MAC și a protocoalelor stratului de legătură de date (2) ale modelului ISO. (de exemplu, Ethernet , Token ring , Token bus ). Pentru a face acest lucru, este necesar să se atribuie un nou plan de adresare la care trebuie să se conformeze toate subrețelele pentru a comunica și a interopera între ele: acest plan este reprezentat de Protocolul IP. De fapt, aceasta implică:

  • atribuirea fiecărui terminal care o solicită (adică se conectează la rețeaua Internet) a unei noi adrese diferite, asociată unic cu adresa MAC locală, numită adresă IP (prin protocoale RARP , BOOTP sau DHCP );
  • definirea metodelor sau procedurilor care vizează identificarea căii de rețea pentru interconectarea oricăror două subrețele în timpul unei comunicări între gazda sursă a unei anumite subrețele și gazda destinatarului unei alte subrețele, căreia îi aparține adresa IP. Cunoașterea acestei căi de rețea implică, la rândul său, atribuirea și cunoașterea adresei IP la fiecare comutator (router) care conectează rețeaua gazdei emitente cu cea a gazdei destinatarului, adică cunoașterea secvenței tuturor routerele tuturor subrețelor de traversat.

Prin urmare, în esență, IP reprezintă „lipiciul” care unește toate diferitele subrețele eterogene, la nivel de adresare / rutare, permițându-le să dialogheze sau să facă schimb de informații între ele, adică inter-funcționare ( internetworking ) sau interoperabilitate în ceea ce privește transmisia. În schimb, rămâne sarcina subrețelor individuale să aibă grijă de rutare, prin protocoalele locale de nivel 2, la următorul comutator dacă rețeaua locală traversată este doar o rețea de tranzit de-a lungul căii către o altă subrețea de destinație sau de a ruta către MAC locală a gazdei destinatarului, la care este asociată adresa IP a destinatarului, dacă subrețeaua este subrețeaua finală prin rezolvarea adresei IP a gazdei într-o adresă MAC utilizând protocolul ARP . Din acest punct de vedere (care coincide cu nașterea și dezvoltarea istorică a Internetului) vorbim în mod obișnuit de integrare în arhitectura logică-protocol a subrețelor protocolului IP.

În general, prin urmare, rutare Internet poate fi directă (sau locală) ( redirecționare directă ) dacă trebuie traversată o singură subrețea fizică, adică gazda destinatarului face parte din aceeași subrețea ca gazda sursă sau indirectă ( redirecționare indirectă ) dacă trebuie să traverseze mai multe subrețele, adică dacă gazda primitoare nu aparține aceleiași subrețele ca gazda sursă. După cum sa menționat anterior, acest ultim tip de adresare nu este altceva decât o succesiune de rutare directă.

Chiar dacă adresarea indirectă nu este altceva decât o succesiune de rutare directă prin protocoalele de transport locale ale stratului 2, în general pentru a opera o adresare de nivel 3 numai prin adresele MAC, chiar dacă acestea sunt unice pentru fiecare terminal gazdă, nu ar fi be a fost posibil, deoarece acestea nu dau viață unui plan ierarhic de adresare, adică adresele MAC, a căror atribuire este pseudo-aleatorie, nu pot fi grupate în subrețele cu același prefix de identificare ca și adresele Host_IP. Cu alte cuvinte, ar exista probleme de scalabilitate considerabile în implementarea tabelelor de rutare indexate nu de identificatori de subrețea (Net_ID), ci de fiecare adresă MAC existentă.

adresa IP

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: adresa IP .

În cadrul unei rețele IP, fiecărei interfețe conectate la rețeaua fizică i se atribuie o adresă unică.

Adresa IP este atribuită corespunzător interfeței (de exemplu o placă de rețea ) și nu gazdei , deoarece aceasta este conectată la rețea. De exemplu, un router are mai multe interfețe și fiecare necesită o adresă IP.

Adrese IP și nume DNS

Adresele IP sunt numere și, ca atare, nu sunt ușor de reținut pentru majoritatea oamenilor. Problema devine și mai gravă cu IPv6 având un șir de adrese pe 128 de biți în loc de 32 obișnuit de IPv4. Din acest motiv, un nume simbolic DNS este adesea asociat cu o adresă IP.

Adrese IP și adrese MAC

Protocoalele de conectare, la nivelul 2 al modelului ISO / OSI , se adresează computerelor utilizând adresa MAC .

Când utilizați IP într-o rețea locală, fiecărui computer trebuie să i se atribuie și o adresă IP, pentru a-i permite să comunice cu computerele din afara rețelei sale locale.

Corespondența dintre adresa IP și adresa MAC este gestionată prin protocolul ARP , care permite cunoașterea adresei MAC a unui computer, dată fiind adresa IP a acestuia printr-o interogare distribuită.

Atribuirea unei adrese IP unui computer poate fi manuală sau automatizată prin protocoale precum DHCP sau BOOTP și RARP învechite.

Pachet IP

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: IPv4 și IPv6 .

În pachetul IP, adică PDU-ul său numit și datagramă , cele mai importante câmpuri sunt:

  • Lungimea antetului : lungimea antetului;
  • Lungime totală : lungimea totală a pachetului IP;
  • TOS : gestionarea priorităților și QoS;
  • Număr protocol : acest câmp indică ce protocol la nivel înalt a fost utilizat pentru a crea informațiile stocate în porțiunea de date a pachetului;
  • Timpul de viață : timpul de viață al pachetului. TTL este un număr care este decrementat de fiecare dată când pachetul IP trece printr-un nod de rețea până ajunge la zero. Dacă TTL ajunge la zero înseamnă că pachetul nu a putut ajunge la destinație și a fost aruncat pentru a evita încărcarea inutilă a traficului; este folosit pentru a evita posibilele bucle de rutare infinite.
  • Identificare : identifică în mod unic toate fragmentele unui pachet;
  • Fragment Offset : indică numărul de octeți de date prezenți în pachetul precedent. Dacă fragmentul este primul sau unic este egal cu 0;
  • Suma de verificare a antetului : suma de control în completarea 1;
  • Adresa IP sursă : adresa IP a expeditorului;
  • Adresa IP de destinație : adresa IP a destinatarului;
  • Împletire : biți de umplere (0) pentru realiniere pe multipli de 32 de biți;
  • Date : date de trimis ( sarcină utilă ).

Operațiune

Gazdă

O gazdă este un computer care utilizează o rețea IP. O gazdă are de obicei o interfață activă, configurată cu o adresă IP (fie configurată manual, fie primită prin protocoale automate precum DHCP sau PPP ). Această adresă este caracterizată de o mască de subrețea , care face posibilă calcularea dacă o altă adresă IP aparține aceleiași subrețele sau nu. În plus, stratul IP este configurat cu adresa IP a gateway - ului .

Rutare

Extragerea adresei IP din pachet (datagrama IP), punând adresa IP și masca de subrețea în ȘI obțineți adresa Net_Id care identifică subrețeaua de destinație: dacă această adresă coincide cu cea a interfeței routerului, are rutare directă în aceeași subrețea după rezoluția IP / MAC prin protocolul ARP , dacă în schimb Net_ID calculat nu corespunde niciunei interfețe a routerului către subrețele interconectate respective, după adresarea obținută prin consultarea tabelului de rutare , avem rutare indirectă, adică routerul folosește rutare directă (locală) de nivel 2 prin protocolul ARP pentru a trimite pachetul către gateway sau către următorul router ( următorul salt ) care va continua prin salturi succesive de rutare către subrețeaua de destinație, urmând întotdeauna informațiile de rutare conținute în tabelele de rutare ale routerele respective, la rândul lor create și actualizate d inamical prin protocoale de rutare .

Împărțirea rutei în două părți distincte, rutare prin subrețea (Net_Id) și rutare finală după gazdă (Host_Id), face parte din planul ierarhic de rutare în funcție de IP și are în esență motive de implementare practică, precum și eficiență: de fapt, nu ar fi posibil să ruteze numai pachete în funcție de întreaga adresă IP (sau chiar adresa MAC) a gazdei, deoarece tabelele de rutare ar fi imposibil de gestionat prin procesele de procesare de pe rute. La aceasta se adaugă faptul că adresele IP Host_Id sunt foarte des atribuite dinamic.

Gateway sau Router

Aceste dispozitive au mai multe interfețe și leagă diferite subrețele împreună, redirecționând pachete IP de la una la alta. Pentru a decide ce interfață să trimită un pachet primit, aceștia caută adresa de destinație a pachetului într-o tabelă de rutare, care în cazuri non-banale este gestionată dinamic prin unul sau mai multe protocoale de rutare .

Vizualizați configurația IP

Majoritatea sistemelor de operare oferă soluții, prin shell sau aplicații dedicate, chiar și grafice, pentru a vizualiza configurația IP a computerului dumneavoastră. Câteva exemple din linia de comandă sunt:

Elemente conexe

linkuri externe

  • ( EN ) RFC 791 - Specificații protocol Internet
  • ( EN ) RFC 1918 - Alocarea adreselor pentru internetii privați
Controlul autorității GND ( DE ) 4482590-0