Сеть TCP/IP

• Протокол TCP/IP
• Всемирная сеть Internet
• IP-адрес
• IP-сеть, подсеть
• Объявляем IP-адрес на наш ethernet'ный контроллер
• Маршрутизация локальной сети
• Конфигурирование TCP/IP на Мотороле 922
• Прикладные интерфейсы
• Конфигурация TLI
• Конфигурация BSD сокетов
• Еще несколько протоколов

Протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) является базовым транспортным сетевым протоколом в UNIX'е. В заголовке TCP/IP пакета указывается:

• IP-адрес отправителя
  IP-адрес получателя
  Номер порта (Фактически - номер прикладной программы, которой этот пакет предназначен)

TCP/IP-ишные пакеты имеют интересную особенность: они способны "добраться" до адресата, пройдя сквозь разнородные локальные сети, используя разнообразные физические носители. "Маршрутизацию" IP-пакета (переброску его в требуемую сеть) осуществляют "на добровольных началах" компьютеры, входящие в TCP/IP сеть.

Всемирная сеть Internet.

Все компьютеры мира, поддерживающие протокол TCP/IP и каким-либо образом подключенные друг к другу, образуют глобальную всемирную сеть TCP/IP "Internet". Темпы роста "Internet": 100000 IP-адресов в месяц. В настоящий момент (конец 1994 года) к Internet'у подключено около: 20.000 сетей, 4.000.000 компьютеров, 35.000.000 пользователей

IP-адрес.

Каждая машина в мире имеет свой уникальный IP-адрес.

IP-адрес - 32-битное число, которое принято записывать в смешанном 16-рично-десятичном формате, в виде 4 чисел, разделенных точками. Например:

• 193.124.148.73
  128.8.2.1

Каждое десятичное число здесь представляет на самом деле два шестнадцатеричных разряда. Может принимать значения от 0 до 255. Допустима также шестнадцатеричная запись:

• c1.7c.94.49 или 0xC17C9449
  80.08.02.01 или 0x80080201

В условиях корректно сконфигуренной локальной сети, и при условии подключения ее к всемирной сети Internet, протокол TCP/IP позволяет вашей сетевой программе работать с ЛЮБЫМ компьютером в мире, как если бы он находился в вашей локальной сети.

Уникальность IP-адресов поддерживается просто. Они выдаются централизованно. Контора, которая этим занимается, называется NIC - Network Informational Center. Европейское отделение NIC расположено в Амстердаме. Она ВЫДАЕТ IP-адреса. В адрес NIC нужно послать форму-запрос установленного образца, и через некоторое время вам пришлют "пачку" IP-адресов, выделенных для вашей сети. E-mail адрес, по которому нужно послать запрос: [email protected]

Московский узел, раздающий IP-адреса, а так же домены *.ru доступен по адресу

• РосНИИРОС xSU/RU NetworkInformationalCenter
  [email protected] или [email protected]
  www.ripn.net/nic/ripn-docs/

IP-сеть, подсеть.

IP-сеть - "пачка" из 2**n IP-адресов, ИДУЩИХ ПОДРЯД. Самый младший - резервируется. Этот адрес называется адресом IP-сети. Например 128.8.0.0, или 193.125.149.64 . Адрес сети используется, когда требуется указать всю сеть целиком, например, когда задается маршрутизация до этой сети.

Маска сети - фактически размер сети, задает число адресов в се- ти. Задается либо количеством битов в маске сети (например 8бит - 256 адресов, 6 бит - 64 адреса), либо битовой маской вида

   b'111...11100...00'
         число^^   ^^ битов

которую тоже принято записывать в десятично-побайтной записи, например:

• 255.255.255.192 - маска на 64 адреса
  255.255.255.0 - маска на 256 адресов
  255.255.0.0 - маска на 64Kb адресов

Broadcast адрес сети - самый старший адрес в сети. Резервируется для передачи сообщений типа "все-всем-всем" (в сети).

128.8.255.255

Сети делятся на классы:

Объявляем IP-адрес на наш ethernet'ный контроллер.

Конфигурация сети на UNIX-машине обычно делается автоматически при начальной загрузке. Вкратце ее можно описать так:

Объявляем, что наш IP-адрес 198.8.2.1 и он поднят на ethernet'ную карту по имени elx70 . В случае Motorol'ы так называется ethernet, торчащий из главной системной платы - платы с процессором.

   ifconfig  e1x70  198.8.2.1  up

Объявляем, что наш второй контроллер с именем m3760 (нижняя плата) имеет IP-адрес 198.8.3.1

   ifconfig  m3760  198.8.3.1  up

Маршрутизация локальной сети.

Объявляем, что машины с адресами вида 198.8.2.* *=1,...,254 сидят на нашем верхнем локальном сегменте ethernet, и разговаривать с ними надо напрямую, через верхний ethernet, соответствующий нашему адресу 198.8.2.1 - т.е. - elx70. А с машинами, имеющими адреса вида 198.8.3.* - через нижний ethernet - с адресом 198.8.3.1

   route add  net  198.8.2.0  198.8.2.1 netmask 255.255.255.0 0
   route add  net  198.8.3.0  198.8.3.1 netmask 255.255.255.0 0

Сетевые пакеты для IP-адресов, которые не лежат в нашей локальной сети, переправлять на машину с сетевым адресом 198.8.2.107 - а уж она сама будет разбираться, что с ними делать, и как доставить их до конкретных адресатов.

   route add default      198.8.2.107  1

Последний аргумент команды route - метрика. Ее можно интерпретировать как "расстояние" до "того" gateway'я, или "сколько пересадок между gateway'ями придется сделать IP-пакету по дороге туда. Поскольку IP-адреса 198.8.2.1 и 198.8.3.1 соответствуют нашим собственный платам ethernet, то и метрика (расстояние) до них 0. 198.8.2.107 - другая машина - "расстояние до нее" 1.

Смотрим, что у нас получилось

  netstat -rn             # распечатать таблицу маршрутизации
  ping -s fedfond         # "прозвонить" узлы сети
  ping -s fedfond-gate
  ping -s 198.8.2.107
  netstat  -i        # статистика о работе сетевых интерфейсов

Настала пора объяснить, что такое lo0 и localhost. Это так называемый Loop-back интерфейс. Он имитирует сетевой интерфейс локально, не выходя за границы нашего компьютера. Loop-back интерфейсу соответствует зарезервированный за ним IP-адрес 127.0.0.1

Конфигурирование TCP/IP на Мотороле 922.

Придумайте сетевое имя вашего компьютера. Пусть вы решили, что ваш компьютер должен называться fedfond, и иметь IP-adres 198.8.2.1 . Однако не забывайте, что у Моторолы ДВА ethernet-контроллера, и КАЖДЫЙ из них ДОЛЖЕН иметь свой УНИКАЛЬНЫЙ IP-адрес. Мы решаем, что второй наш ethernet будет иметь IP-адрес 198.8.3.1, ну и этому адресу можно назначить вполне человеческое имя, например "fedfond-gate".

ВНИМАНИЕ: если вы внимательно рассмотрите содержание файла /etc/inet/rc.inet, особенно строку вида

    /usr/sbin/ifconfig e1x70 `uname -n`-gate $net_mask up

то поймете, что второй ethernet должен называться именно fedfond-gate , и никак иначе.

Итак, чтобы установить сетевое имя и IP-адреса нашего host'а

• командой sysadm установите "nodename" . ВНИМАНИЕ: именно nodename (имя узла), а не systemname (имя операционной системы)
• В файл /etc/hosts вставьте строчки, привязывающие IP-адреса к имени fedfond и, ВНИМАНИЕ!, fedfond-gate

  198.8.2.1    fedfond
  198.8.3.1    fedfond-gate
  

• Перезагрузитесь.

  Прикладные интерфейсы.

  Чтобы писать программы, работающие с сетью, программист должен пользоваться каким-либо набором системных вызовов и функций. От BSD-Unix'а в жизнь вошел получивший большую популярность API Berkеlеy-sockets. AT&T System V породила TLI (Transport Level Interface) - построенный на технологии "потоков" (streams).

  SVR4 поддерживает и то, и другое. Поддержку сокетов обеспечивает демон inetd (Internet Super Server), поддержку TLI обеспечивает демон listen (Network Listener).

  Конфигурация TLI

  Демон listen управляется специальной базой данных, в которую необходимо вписать IP-адрес нашего host'а. Делается это "один раз в жизни". IP-адрес задается в хитрой шестнадцатеричной записи.

  Итак, если наши IP-адреса 198.8.2.1 и 198.8.3.1, их шестнадцатиричная запись C6080201, C6080301 , то мы должны единовременно выполнить три команды:

  nlsadmin -i tcp
  nlsadmin -l  '\x00020acec60802010000000000000000' tcp
  nlsadmin -l  '\x00020acec60803010000000000000000' tcp
              "волшебное  ^^^^^^^^шестнадцать нулей
              слово 0acе"    |
                             |
               сюда вписывается наш фактический IP-адрес
  

  Конфигурация BSD сокетов.

  Для этого ничего делать не надо. Впрочем, в дальнейшем, возможно, вам придется этим заниматься. Настройки inetd лежат в файлах:

  /etc/inetd.conf	название сетевого сервиса	-->	имя обслуживающей программы
  /etc/services	номер порта	-->	название сетевого сервиса

  Состояние текущих соединений можно посмотреть командой:

  netstat (или netstat -ta - если у вас Linux)

  Еще несколько протоколов

  1ARP - Address Resolution Protocol
  Протокол низкого уровня. Поддерживается на уровне ядра и/или дравера сетевой платы. Для определения, какой ethernet'ный адрес имеет машина, если известен ее IP-адрес. Работает по принципу broadcаst: "эй, все, все, все: IP-такой_то - отзовись", и он один отзывается.

  arp -a # распечатать известные нам IP-адреса и их eth-адреса

  RARP - Reverse Address Resolution Protocol.
  Для оповещения бездисковых клиентов, какой у них IP-адрес. На сервере запускается демон rarpd. У него есть файл-таблица: ether-адрес -> IP-адрес. По запросу-broadcast'у бездискового клиента вида: "эй, все,все,все, мой eth-адрес такой-то. Как меня зовут?" rarpd сообщает ему, какой у него IP (а другой демон bootparamd сообщает ему дополнительную информацию - где ему брать свою корневую файловую систему, например).

  Для обмена информацией о роутинге (маршрутизации) используются протоколы RIP, BGP, EGP, ICMP.

  RIP - Routing Information Protocol
  Внутренний протокол роутинга (внутри автономной системы). Его поддерживают демоны routed и/или gated.

  BGP - Border Gateway Protocol
  EGP - External Gateway Protocol
  Роутинг между автономными системами. Их поддерживает демон gated

  ICMP - Internet Control Message Protocol
  передает сообщения об ошибках в TCP/IP (например "port unreachable"), используется программами ping, traceroute, может передавать сообщение о нерациональном роутинге типа "redirect": "вообще-то можно направлять пакеты через меня, однако есть и бо- лее короткий путь".

  Для обмена информацией о символических именах host'ов, пользователей, групах пользователей и пр. используются протоколы DNS и NIS/YP

  DNS - Domain Name System.
  Позволяет использовать символические имена хостов помимо цифровых IP-номеров, и организовывать "деревянную" структуру наименования доменов (типа pc101.fedfond.msk.su , ftp.sco.com и т.п.) Сервер DNS - хост, на котором запущен демон bind, и хранятся имена хостов в зоне(домене). На остальных хостах для определения IP-адреса по имени используются библиотечные функции библиотеки "resolver" - gethostbyname, gethostbyaddr, которые обращаются по сети к ближайшему серверу DNS, и выясняют у него IP-адрес машины по ее имени (domain-name).

  NIS/YP - Network Information System
  (используется так же название, пришедшее от фирмы Sun - Yellow Pages). Позволяет хранить на одном NIS-сервере (с демоном ypserv) информацию, единую для всей локальной сети: имена хостов, имена и права пользователей, групп пользователей, название их домашних каталогов, символические имена портов и т.д. и т.п.

  Еще раз об отличиях DNS от NIS/YP: DNS - система "глобальная" - действует в рамках всего Интернета, но содержит ТОЛЬКО имена хостов. NIS/YP - содержит помимо имен хостов несколько других информационных баз, но зато поддерживается только в рамках сети одной организации.

  [Назад] [Содержание] [Вперед]

  ---