Протокол сетевого уровня IP (Internet Protocol). Протокол ARP. Статическая маршрутизация

Internet Protocol (IP, досл. «межсетевой протокол») — маршрутизируемый протоколсетевого уровня

Свойства IP объединяет сегменты сети в единую сеть, обеспечивая доставку пакетов данных между любыми узлами сети через произвольное число промежуточных узлов (маршрутизаторов). Он классифицируется как протокол третьего уровня по сетевой модели OSI. IP не гарантирует надёжной доставки пакета до адресата — в частности, пакеты могут прийти не в том порядке, в котором были отправлены, продублироваться (приходят две копии одного пакета), оказаться повреждёнными (обычно повреждённые пакеты уничтожаются) или не прийти вовсе. Гарантию безошибочной доставки пакетов дают некоторые протоколы более высокого уровня — транспортного уровня сетевой модели OSI, — например, TCP, которые используют IP в качестве транспорта.

ARP (англ. Address Resolution Protocol — протокол определения адреса) — протокол в компьютерных сетях, предназначенный для определения MAC адреса по известному IP адресу.

Рассмотрим суть функционирования ARP на простом примере. Компьютер А (IP адрес 10.0.0.1) и компьютер Б (IP адрес 10.22.22.2) соединены сетью Ethernet. Компьютер А желает переслать пакет данных на компьютер Б, IP адрес компьютера Б ему известен. Однако сеть Ethernet, которой они соединены, не работает с IP адресами. Поэтому компьютеру А для осуществления передачи через Ethernet требуется узнать адрес компьютера Б в сети Ethernet (MAC адрес в терминах Ethernet). Для этой задачи и используется протокол ARP. По этому протоколу компьютер А отправляет широковещательный запрос, адресованный всем компьютерам в одном с ним сегменте Ethernet. Суть запроса: «компьютер с IP адресом 10.22.22.2, сообщите свой MAC адрес компьютеру с IP адресом 10.0.0.1». Сеть Ethernet доставляет этот запрос всем устройствам в том же сегменте Ethernet, в том числе и компьютеру Б. Компьютер Б отвечает компьютеру А на запрос и сообщает свой MAC адрес (напр. 00:ea:d1:11:f1:11) Теперь, получив MAC адрес компьютера Б, компьютер А может передавать ему любые данные через сеть Ethernet.

Наибольшее распространение ARP получил благодаря повсеместности сетей IP, построенных поверх Ethernet, поскольку практически в 100 % случаев при таком сочетании используется ARP. В семействе протоколов IPv6 ARP не существует, его функции возложены на ICMPv6.

Стати́ческая маршрутиза́ция - вид маршрутизации, при котором маршруты указываются в явном виде при конфигурациимаршрутизатора

При задании статического маршрута указывается:

· Адрес сети (на которую маршрутизируется трафик), маска сети

· Адрес шлюза (узла), который отвечает за дальнейшую маршрутизацию (или подключен к маршрутизируемой сети напрямую)

· (опционально) метрика (иногда именуется также "ценой") маршрута. При наличии нескольких маршрутов на одну и ту же сеть некоторые маршрутизаторы выбирают маршрут с минимальной метрикой

В некоторых маршрутизаторах возможно указывать интерфейс, на который следует направить трафик сети и указать дополнительные условия, согласно которым выбирается маршрут (например, SLA в маршрутизаторах cisco).

Достоинства

Основные:

· Лёгкость отладки и конфигурирования в малых сетях.

· Отсутствие дополнительных накладных расходов (из-за отсутствия протоколов маршрутизации)

· Мгновенная готовность (не требуется интервал для конфигурирования/подстройки)

· Низкая нагрузка на процессор маршрутизатора

· Предсказуемость в каждый момент времени

Недостатки

· Очень плохое масштабирование (добавление (N+1)-ой сети потребует сделать 2*(N+1) записей о маршрутах, причём на большинстве маршрутизаторов таблица маршрутов будет различной, при N>3-4 процесс конфигурирования становится весьма трудоёмким).

· Низкая устойчивость в ситуациях, когда обрыв происходит между устройствами второго уровня и порт маршрутизатора не получает статус down).

· Отсутствие динамического балансирования нагрузки

· Необходимость в ведении отдельной документации к маршрутам, проблема синхронизации документации и реальных маршрутов.