Лекция: Утилита ping

А сейчас давайте рассмотрим представителей другой группы ICMP-сообщений — эхо-запросы и эхо-ответы и поговорим об использовании этих сообщений в известной утилите ping.

Эхо-запрос и эхо-ответ, в совокупности называемые эхо-протоколом, представляют собой очень простое средство мониторинга сети. Компьютер или маршрутизатор посылает по составной сети ICMP-сообщение эхо-запроса, указывая в нем IP-адрес узла, достижи­мость которого нужно проверить. Узел, получивший эхо-запрос, формирует и отправляет эхо-ответ отправителю запроса. Так как эхо-запрос и эхо-ответ передаются ио сети внутри IP-пакетов, то их успешная доставка означает нормальное функционирование всей транс­портной системы составной сети.

Формат эхо-запроса и эхо-ответа показан на рис. 17.25. Поле типа для эхо-ответа равно 0, для эхо-запроса — 8; поле кода всегда равно 0 и для запроса, и для ответа. В байтах 5 и 6 заголовка содержится идентификатор запроса, в байтах 7 и 8 — порядковый номер. В поле данных эхо-запроса может быть помещена произвольная информация, которая в соответствии с данным протоколом должна быть скопирована в поле данных эхо-ответа.

Рис. 17.25. Формат ICMP-сообщений типа эхо-запрос и эхо-ответ

Поля идентификатора запроса и порядкового номера используются одинаковым образом всеми сообщениями типа запрос-ответ. Посылая запрос, приложение помещает в эти два поля информацию, которая предназначена для последующего встраивания ее в соответствующий ответ. Сообщение-ответ копирует значения этих полей в свои поля того же назначения. Когда ответ возвращается в пункт отправки сообщения-запроса, то на основании идентификатора он может «найти и опознать» приложение, пославшее запрос. А порядковый номер используется приложением, чтобы связать полученный ответ с соответствующим запросом (учитывая, что одно приложение может выдать несколько однотипных запросов).

Утилита ping обычно посылает серию эхо-запросов к тестируемому узлу и предоставляет пользователю статистику об утерянных эхо-ответах и среднем времени реакции сети на запросы. Утилита ping выводит на экран сообщения следующего вида обо всех поступив­ших ответах:

Из приведенной распечатки видно, что в ответ на тестирующие запросы, посланные узлу serverl.mgu.ru, было получено 4 эхо-ответа. Длина каждого сообщения составляет 64 байта. В следующей колонке помещены значения времени оборота (RTT), то есть времени от момента отправки запроса до получения ответа на этот запрос. Как видим, сеть работает достаточно нестабильно — время в последней строке отличается от времени во второй более чем в два раза. На экран выводится также оставшееся время жизни поступивших пакетов.

Выводы

В то время как задачей протокола IP является передача данных между сетевыми интерфейсами в составной сети, основная задача протоколов TCP и UDP заключается в передаче данных между прикладными процессами, выполняющимися на разных конечных узлах сети.

Протокол UDP является дейтаграммным протоколом, работающим без установления логического соединения, он не гарантирует доставку своих сообщений, а следовательно, не компенсирует не­надежность дейтаграммного протокола IP.

Системные очереди к точкам входа прикладных процессов называют портами. Порты идентифицируются номерами и однозначно определяют приложение в пределах компьютера. Если процессы представляют собой популярные общедоступные службы, такие как FTP, telnet, HTTP, TFTP, DNS и т. п., то за ними централизовано закрепляются стандартные (назначенные) номера.

TCP решает задачу надежного обмена данными путем установления логических соединений. Соеди­нение однозначно идентифицируется парой сокетов.

Сокетом прикладного процесса называется пара из IP-адреса и номер порта. Для управления потоком в рамках TCP-соединения используется специфический вариант алгоритма скользящего окна. Сторона-получатель передает стороне-отправителю размер окна приема в байтах.

Протоколы маршрутизации'генерируют для каждого маршрутизатора согласованные таблицы маршрутизации, которые позволяют обеспечить доставку пакета по рациональному маршруту от исходной сети в сеть назначения за конечное число шагов.

Адаптивная маршрутизация обеспечивает автоматическое обновление таблиц маршрутизации после изменения конфигурации сети.

Адаптивные протоколы маршрутизации делятся на дистанционно-векторные алгоритмы (например, RIP) и алгоритмы состояния связей (например, OSPF).

Протоколы маршрутизации Интернета делятся на внешние (EGP), которые переносят маршрутную информацию между автономными системами, и внутренние (IGP), которые применяются только в пределах определенной автономной системы.

Протокол ICMP играет в сети вспомогательную роль! Он используется для диагностики и мони­торинга сети. Так, в основе работы популярных утилит мониторинга IP-сетей ping и tracert лежат ICMP-сообщения.

Вопросы и задания

1. Какой объем данных получен в течение TCP-сеанса отправителем TCP-сегмента, в заголовке которого в поле квитанции помещено значение 180005? Известно, что первый полученный байт имел номер 15000.

2. Может ли работать маршрутизатор, не имея таблицы маршрутизации? Варианты ответов:

а) может, если выполняется маршрутизация от источника;

б) нет, это невозможно;

в) может, если в маршрутизаторе задан маршрут по умолчанию;

г) может, если выполняется лавинная маршрутизация.

3. Можно ли обойтись в сети без протоколов маршрутизации?

4. Система DNS может использовать для доставки своих сообщений как протокол UDP, так и TCP. Какой вариант вы считаете более предпочтительным? Аргументируйте свой ответ.

5. По какой причине в протоколе RIP расстояние в 16 хопов между сетями полагается недостижимым? Варианты ответов:

а) поле, отведенное для хранения значения расстояния, имеет длину 4 двоичных раз­ряда;

б) сети, в которых работает RIP, редко бывают большими;

в) для получения приемлемого времени сходимости алгоритма.

6. Какие параметры сети учитывают метрики, поддерживаемые протоколом OSPF? Варианты ответов:

а) пропускная способность;

б) количество хопов;

в) надежность каналов связи.

7. ICMP-сообщение об ошибке не посылается, если ошибка возникла при передаче IP- пакета:

а) несущего ICMP-сообщение об ошибке;

б) являющегося последним фрагментом пакета;

в) несущего ICMP-запрос;

г) упакованного в кадр с широковещательным МАС-адресом.

8. Кому адресовано ICMP-сообщение? Варианты ответов:

а) протоколу IP узла-отправителя пакета, вызвавшего ошибку;

б) протоколу IP ближайшего маршрутизатора, от которого поступил пакет, вызвавший ошибку;

в) протоколу транспортного или прикладного уровня узла-отправителя пакета, вы­звавшего ошибку.

9. Предложите варианты метрики, которая одновременно учитывает пропускную способность, надежность и задержку линий связи.