Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с интернет-протокола )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Набор интернет-протоколов
Уровень приложения
Транспортный уровень
Интернет-уровень
Связующий слой
  • ARP
  • Пнр
  • OSPF
  • Туннели
    • L2TP
  • PPP
  • MAC
    • Ethernet
    • Вай фай
    • DSL
    • ISDN
    • FDDI
  • более...
  • v
  • т
  • е

Internet Protocol ( IP ) является основным протоколом связи в наборе протоколов Internet для ретрансляции дейтаграмм через границу сети. Его функция маршрутизации обеспечивает межсетевое взаимодействие и, по сути, устанавливает Интернет .

Задача IP - доставлять пакеты от хоста- источника к хосту -получателю исключительно на основе IP-адресов в заголовках пакетов . Для этого IP определяет структуры пакетов, которые инкапсулируют данные, которые необходимо доставить. Он также определяет методы адресации, которые используются для маркировки датаграммы информацией об источнике и получателе.

Исторически IP был службой дейтаграмм без установления соединения в исходной программе управления передачей, представленной Винтом Серфом и Бобом Каном в 1974 году, которая была дополнена службой с установлением соединения, которая стала основой для протокола управления передачей (TCP). Поэтому набор Интернет-протоколов часто называют TCP / IP .

Первая основная версия IP, Интернет-протокол версии 4 (IPv4), является доминирующим протоколом в Интернете. Его преемник Internet Protocol Version 6 (IPv6), который был в расширении развертывания в общедоступном Интернете , так как с. 2006. [1]

Функция [ править ]

Инкапсуляция данных приложения, передаваемых по UDP, в кадр протокола связи

Интернет-протокол отвечает за адресацию интерфейсов узлов , инкапсуляцию данных в дейтаграммы (включая фрагментацию и повторную сборку ) и маршрутизацию дейтаграмм от интерфейса исходного узла к интерфейсу узла назначения через одну или несколько IP-сетей. [2] Для этих целей Интернет-протокол определяет формат пакетов и предоставляет систему адресации.

Каждая дейтаграмма состоит из двух компонентов: заголовка и полезной нагрузки . Заголовок IP включает в себя исходный IP - адрес, IP - адрес назначения, а также другие метаданные , необходимый для маршрутизации и доставки дейтаграммы. Полезная нагрузка - это данные, которые транспортируются. Этот метод вложения полезной нагрузки данных в пакет с заголовком называется инкапсуляцией.

IP-адресация влечет за собой присвоение IP-адресов и связанных параметров интерфейсам хоста. Адресное пространство разделено на подсети , включая обозначение сетевых префиксов. IP-маршрутизация выполняется всеми хостами, а также маршрутизаторами , основная функция которых заключается в транспортировке пакетов через границы сети. Маршрутизаторы взаимодействуют друг с другом через специально разработанные протоколы маршрутизации , либо внутренние протоколы шлюзов или внешние протоколы шлюза , как это необходимо для топологии сети. [3]

История версий [ править ]

График разработки протокола управления передачей TCP и Интернет-протокола IP.
Первая Интернет-демонстрация, связывающая ARPANET , PRNET и SATNET, 22 ноября 1977 г.

В мае 1974 года Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) опубликовал документ, озаглавленный «Протокол межсетевого взаимодействия в пакетной сети». [4] Авторы статьи Винт Серф и Боб Кан описали межсетевой протокол для совместного использования ресурсов с использованием коммутации пакетов между сетевыми узлами . Центральным управляющим компонентом этой модели была «Программа управления передачей», которая включала как ориентированные на соединение ссылки, так и службы дейтаграмм между хостами. Монолитная программа управления передачей позже была разделена на модульную архитектуру, состоящую из протокола управления передачей иПротокол пользовательских дейтаграмм на транспортном уровне и Интернет-протокол на Интернет-уровне . Эта модель стала известна как модель Интернета и набор Интернет-протоколов Министерства обороны США , а неофициально - TCP / IP .

Версии IP с 1 по 3 были экспериментальными версиями, разработанными между 1973 и 1978 годами. [5] В следующих документах Internet Experiment Note (IEN) описывается версия 3 протокола Internet, предшествовавшая современной версии IPv4:

  • IEN 2 ( Комментарии к Интернет-протоколу и TCP ) от августа 1977 года описывает необходимость разделения функций TCP и Интернет-протокола (которые ранее были объединены). В нем предлагается первая версия IP-заголовка с использованием 0 для поля версии.
  • IEN 26 ( Предлагаемый новый формат заголовка Интернета ), датированный февралем 1978 г., описывает версию заголовка IP, в которой используется 1-битное поле версии.
  • IEN 28 ( Проект описания межсетевого протокола версии 2 ) от февраля 1978 г. описывает IPv2.
  • IEN 41 ( версия 4 спецификации межсетевого протокола ) от июня 1978 г. описывает первый протокол, который будет называться IPv4. Заголовок IP отличается от современного заголовка IPv4.
  • IEN 44 ( Последние форматы заголовков ) от июня 1978 г. описывает другую версию IPv4, также с заголовком, отличным от современного заголовка IPv4.
  • IEN 54 ( версия 4 спецификации межсетевого протокола ) от сентября 1978 г. является первым описанием IPv4 с использованием заголовка, который будет стандартизирован в RFC  760 .

Доминирующим протоколом межсетевого взаимодействия на уровне Интернета является IPv4 ; число 4 определяет версию протокола, содержащуюся в каждой IP-дейтаграмме. IPv4 описан в RFC 791 (1981). 

Версия 5 использовалась протоколом Internet Stream Protocol , экспериментальным протоколом потоковой передачи, который не был принят. [5]

Преемником IPv4 является IPv6 . IPv6 стал результатом нескольких лет экспериментов и диалогов, в ходе которых были предложены различные модели протоколов, такие как TP / IX ( RFC 1475 ), PIP ( RFC 1621 ) и TUBA (TCP и UDP с большими адресами, RFC 1347 ). Его наиболее заметное отличие от версии 4 - это размер адресов. В то время как IPv4 использует для адресации 32 бита , что дает c. 4,3 миллиарда (   4,3 × 10 9 ), IPv6 использует 128-битные адреса, обеспечивающие прибл.3,4 × 10 38 адресов. Хотя внедрение IPv6 идет медленно, по состоянию на июнь 2008 г. все правительственные системы США продемонстрировали базовую инфраструктурную поддержку IPv6. [6]

Присвоение новому протоколу IPv6 было неопределенным, пока должная осмотрительность не убедила, что IPv6 ранее не использовался. [7] Другим протоколам Интернет-уровня были присвоены номера версий, [8] такие как 7 ( IP / TX ), 8 и 9 ( исторические ). Примечательно, что 1 апреля 1994 года IETF опубликовала первоапрельскую шутку о IPv9. [9] IPv9 также использовался в альтернативном предложенном расширении адресного пространства под названием TUBA. [10]

Надежность [ править ]

Конструкция набора Интернет-протоколов придерживается принципа сквозного соединения , концепции, адаптированной из проекта CYCLADES . В соответствии с принципом сквозной связи, сетевая инфраструктура считается ненадежной по своей сути на любом отдельном сетевом элементе или среде передачи и является динамичной с точки зрения доступности каналов и узлов. Не существует централизованного мониторинга или средства измерения производительности, отслеживающего или поддерживающего состояние сети. В целях снижения сложности сети интеллектуальные ресурсы сети намеренно размещаются в конечных узлах . [11]

Вследствие такой конструкции Интернет-протокол обеспечивает доставку только с максимальной эффективностью, а его услуги характеризуются как ненадежные . На языке сетевой архитектуры это протокол без установления соединения , в отличие от связи с установлением соединения . Могут возникнуть различные неисправности, такие как повреждение данных , потеря пакетов и дублирование. Поскольку маршрутизация является динамической, что означает, что каждый пакет обрабатывается независимо, и поскольку сеть не поддерживает состояние на основе пути предыдущих пакетов, разные пакеты могут направляться в один и тот же пункт назначения по разным путям, что приводит к неупорядоченной доставке к приемник.

Все неисправные состояния в сети должны обнаруживаться и компенсироваться участвующими конечными узлами. Протоколы верхнего уровня набора Интернет-протоколов отвечают за решение проблем надежности. Например, хост может буферизовать сетевые данные, чтобы гарантировать правильный порядок перед доставкой данных в приложение.

IPv4 обеспечивает защиту, гарантирующую, что заголовок IP-пакета не содержит ошибок. Узел маршрутизации отбрасывает пакеты, не прошедшие проверку контрольной суммы заголовка . Хотя протокол управляющих сообщений Интернета (ICMP) обеспечивает уведомление об ошибках, узел маршрутизации не требуется уведомлять любой конечный узел об ошибках. IPv6, напротив, работает без контрольных сумм заголовков, поскольку предполагается , что текущая технология канального уровня обеспечивает достаточное обнаружение ошибок. [12] [13]

Емкость и возможности канала [ править ]

Динамический характер Интернета и разнообразие его компонентов не гарантируют, что какой-либо конкретный путь действительно способен или подходит для выполнения запрошенной передачи данных. Одним из технических ограничений является размер пакетов данных, возможных на данном канале. Существуют средства для проверки максимального размера единицы передачи (MTU) локального канала, и обнаружение MTU пути может использоваться для всего предполагаемого пути к месту назначения. [14]

Уровень межсетевого взаимодействия IPv4 автоматически фрагментирует дейтаграмму на более мелкие блоки для передачи при превышении MTU канала. IP обеспечивает переупорядочивание полученных не по порядку фрагментов. [15] Сеть IPv6 не выполняет фрагментацию сетевых элементов, но требует конечных хостов и протоколов более высокого уровня, чтобы избежать превышения MTU пути. [16]

Протокол управления передачей (TCP) является примером протокола , который регулирует его размер сегмента будет меньше , чем MTU. Протокол пользовательских дейтаграмм (UDP) и ICMP игнорируют размер MTU, тем самым вынуждая IP фрагментировать дейтаграммы слишком большого размера. [17]

Безопасность [ править ]

На этапе проектирования ARPANET и раннего Интернета аспекты безопасности и потребности общедоступной международной сети невозможно было адекватно предвидеть. Следовательно, многие интернет-протоколы обнаруживают уязвимости, выявленные в результате сетевых атак и последующих оценок безопасности. В 2008 году была опубликована тщательная оценка безопасности и предложенные меры по устранению проблем. [18] IETF продолжает исследования. [19]

См. Также [ править ]

  • ICANN
  • IP-маршрутизация
  • Список номеров IP-протокола
  • Сеть нового поколения

Ссылки [ править ]

  1. ^ ОЭСР (2014-11-06). «Экономика перехода на Интернет-протокол версии 6 (IPv6)» . Документы ОЭСР по цифровой экономике. DOI : 10,1787 / 5jxt46d07bhc-ен . Cite journal requires |journal= (help)
  2. ^ Чарльз М. Козиерок, Руководство TCP / IP
  3. ^ «IP-технологии и миграция - EITC» . www.eitc.org . Проверено 4 декабря 2020 .
  4. ^ Cerf, V .; Кан Р. (1974). «Протокол межсетевого взаимодействия в пакетной сети» (PDF) . IEEE Transactions on Communications . 22 (5): 637–648. DOI : 10.1109 / TCOM.1974.1092259 . ISSN 1558-0857 . Авторы хотели бы поблагодарить ряд коллег за полезные комментарии во время ранних обсуждений международных сетевых протоколов, особенно Р. Меткалфа, Р. Скантлбери, Д. Уолдена и Х. Циммермана; Д. Дэвис и Л. Пузин, которые конструктивно прокомментировали проблемы фрагментации и учета; и С. Крокер, который прокомментировал создание и разрушение ассоциаций.  
  5. ^ a b Стивен Коти (11.02.2011). "Где IPv1, 2, 3 и 5?" .
  6. ^ Rob Thormeyer (2006-06-16). «Совет CIO добавляет к учебнику по переходу на IPv6» . GCN . Архивировано из оригинала на 2006-07-01.
  7. ↑ Маллиган, Джефф. «Это был почти IPv7» . О'Рейли . O'Reilly Media. Архивировано из оригинала 5 июля 2015 года . Дата обращения 4 июля 2015 .
  8. ^ "Номера версий" . www.iana.org . Проверено 25 июля 2019 .
  9. ^ RFC 1606 : Историческая перспектива использования IP версии 9 . 1 апреля 1994 г. 
  10. ↑ Росс Каллон (июнь 1992 г.). TCP и UDP с большими адресами (TUBA), простое предложение для адресации и маршрутизации в Интернете . DOI : 10,17487 / RFC1347 . RFC 1347 .
  11. ^ "Интернет-протоколы" . hfhr.pl . Проверено 4 декабря 2020 .
  12. ^ RFC 1726 раздел 6.2 
  13. ^ RFC 2460 
  14. ^ Rishabh, Ананд (2012). Беспроводная связь . С. Чанд Паблишинг. ISBN 978-81-219-4055-9.
  15. ^ Сиян, Каранджит. Inside TCP / IP , New Riders Publishing, 1997. ISBN 1-56205-714-6. 
  16. ^ Билл Cerveny (2011-07-25). «Фрагментация IPv6» . Arbor Networks . Проверено 10 сентября 2016 .
  17. ↑ Паркер, Дон (2 ноября 2010 г.). «Основное путешествие пакета» . symantec.com . Symantec . Дата обращения 4 мая 2014 .
  18. ^ Фернандо Гонт (июль 2008 г.), Оценка безопасности интернет-протокола (PDF) , CPNI , заархивировано из оригинала (PDF) 11 февраля 2010 г.
  19. ↑ F. Gont (июль 2011 г.). Оценка безопасности Интернет-протокола версии 4 . DOI : 10,17487 / RFC6274 . RFC 6274 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Манфред Линднер. «IP-технологии» (PDF) . Проверено 11 февраля 2018 .
  • Манфред Линднер. «IP-маршрутизация» (PDF) . Проверено 11 февраля 2018 .