Вечер добрый дорогие читатели, вот мы и добрались до одной из самых интересных частей. Если рассматривать модель OSI/ISO, то сегодня мы рассматриваем третий - сетевой уровень. Два других уровня Физический и Канальный мы рассмотрели ранее. Сперва рассмотрим глобально, но постепенно перейдем к частности.
Именно на этом уровне организуется сеть как токовая. Точнее физически она организуется на первом уровне, но как структура для отправки и доставки данных именно на третьем. Основная идея состоит в том, что у каждого узла есть свой уникальный адрес, его еще называют белый адрес(понятие белый и серый ip адрес появилось позднее).
Помните на 2 ом уровне мы сравнивали MAC адрес с VIN кодом автомобиля. По аналогии можно сравнить ip адрес с государственным регистрационным номером автомобиля. При желании, его можно поменять, адреса все уникальны, но могут передаваться от одного устройству к другому, По номеру можно определить к какой стране он относится, к какому региону и вообще за кем он закреплен, за частным лицом или организации(это относится все и к автомобильным и компьютерным адресам). Именно по ip адресу вычисляют различных злоумышленников. Правда есть и схемы обхода системы безопасности, но это целая эпопея и точно не тут она рассматривается. Итак снова переходим к ip адресу и способах его использования.
Как мы помним на сетевую карту приходит кадр, у которого есть адрес получателя и тип передаваемого кадра (информационный, управляющий или не нумерованный). Для простоты понимания, пока рассмотрим информационные кадры, Когда кадр пришел по адресу, то у него отбрасываются заголовки и на третий уровень передаётся весь пакет. Для второго уровня пакет - это просто набор символов, в котором может быть немного служебной информации в заданном поле, а на самом деле это отдельная структура представляющая из себя пакет.
Пересмотрел кучу картинок, очень много сбивающих с толку. Вот картинка приближенная к истине. Если честно, то все описано хорошо в стандарте IEEE 802.3u - 100baseTX.
Как видим у кадра есть преамбула, так как передача асинхронная (это целый раздел), то необходима синхронизация, которая берется из преамбулы. Сам пакет начинается в инкапсулированных (данные погруженные внутрь кадра) данных.
Для нас пока важны, адрес источника, адрес получателя и сами данные, все остальное на данном этапе избыточно. Вот теперь переходим к адресации. На сегодняшний момент вся сеть работает на IPv4, это значит что используется 4 байта на уникальный адрес. Пример в десятичной системе он записывается как 8.8.8.8 (это реальный адрес DNS сервера ). В двоичном коде (как его видит машина), он будет выглядеть так:
00001000 00001000 00001000 00001000. Можно еще в шестнадцатиричном записать, но IP адрес V4, редко так представляют, это характерно для адресации IPv6 и написания физических адресов (MAC, IMEI ...).
Как видим, число возможных комбинаций без повторяющегося адреса возможно при наличии элементов не более чем 2 в 32 степени.
Это будет всего лишь 4294967296, уже людей на планете больше. На самом деле, на заре появления интернета, не было мыслей, что так быстро все адреса закончатся, разработчики зарезервировали большое число адресов на исследования, на сегмент внутренних адресов. Плюс к всему из этих адресов выделены адреса на оборудование маршрутизации и вспомогательное, в итоге эта цифра стала меньше и намного. Именно поэтому появились серые и белые адреса, именно по этому сейчас готовится переход на IPv6.
Таким образом понимая, что у каждого узла есть свой уникальный адрес, мы уже можем организовать пересылку данных. Это одно из необходимых условий передачи данных в сети - уникальные адреса.
Подводя итог публикации, обратим внимание на картинку, где непосредственно сами данные с верхнего уровня на каждом этапе, "обрастают" служебной частью. Так на третьем уровне, мы получили данные сверху и добавили свой заголовок, и отправили на канальный уровень, где пакет сверху, принимается просто как блок данных и к нему снова добавляется заголовок кадра. Чтобы не возникало путаницы, на каждом уровне структура данных называется по своему. 2 - кадры, 3 - пакеты, 4 - сегмент. Все что выше относится уже к внутренней структуре приложения или просто файлу.
Во второй части мы уже больше вниманию принципам формирования адреса и работу с адресами.
Если Вам понравилась публикация, подписывайтесь на канал, за Ваши лайки чаще показывают Наши публикации.
Для поиска публикаций через поисковые системы, просто вводите слово Вивитроника.
Свои комментарии можете предлагать в группе вконтакте,
Если есть вопросы или по желания, то пишите, через Обратную связь.
Канал телеграм.