Сетевые протоколы. Протокол определения адресов (ARP)и протокол определения сетевого адреса по местоположению (RARP)

Алгоритмы работы модулей блок-схемы ARP

В этом разделе рассматриваются алгоритмы работы модулей блоксхемы ARP.

Цель состоит в том, чтобы показать компоненты организации ARP и отношения между компонентами. Эта система состоит из пяти компонентов: кэш-таблицы, очереди, модуля вывода, входного модуля и модуля управления кэшем. Рис. 5.4. показывает эти пять компонентов и их взаимодействие.

Рис. 5.4. Блок-схема модулей ARP

Кэш-таблица

Передатчик обычно содержит более чем одну дейтаграмму IP для одного и того же пункта назначения. Неэффективно использовать ARP для каждой дейтаграммы, предназначенной для того же самого хоста или маршрутизатора. Решение — кэш-таблица. Когда хост или маршрутизатор получают соответствующий физический адрес для дейтаграммы IP, адрес может быть сохранен в кэш-таблице. Этот адрес может использоваться для дейтаграмм, предназначенных для того же самого приемника в течение следующих нескольких минут. Однако так как место в кэш-таблице очень ограничено, отображения в кэше сохраняются только в течение определенного времени.

Кэш-таблица реализована как массив входов. В нашей системе каждый вход содержит следующие поля:

• Состояние. Этот столбец показывает состояние входа. Оно может иметь одно из трех значений: СВОБОДНО, ОЖИДАНИЕ или ПОДТВЕРЖДЕНО. Состояние СВОБОДНО означает, что время жизни этого входа истекло. Место может использоваться для нового входа. ОЖИДАНИЕ означает, что запрос об этом входе передали, но ответ еще не получен. Состояние ПОДТВЕРЖДЕНО означает, что вход заполнен и имеет теперь физический (аппаратный) адрес пункта назначения. Пакеты, ожидающие передачи этому пункту назначения, могут использовать информацию, записанную по этому входу.
• Аппаратный тип (Hardware type). Это поле такое же, как соответствующее поле в формате ARP.
• Тип протокола (Protocol type). Это поле такое же, как соответствующее поле в системе ARP.
• Аппаратная длина (Hardware length). Это поле такое же, как соответствующее поле в системе ARP.
• Длина протокола (Protocol length). Это поле такое же, как соответствующее поле в системе ARP.
• Номер интерфейса (Interface number) может обозначать номера различных сетей, каждый с различным номером интерфейса. Каждая сеть может иметь различные аппаратные средства и типы протокола.
• Номер очереди (Queue number) используется, чтобы ставить в очередь пакеты, ждущие определения адресов. Пакеты для одного и того же пункта назначения обычно ставятся в одной очереди.
• Попытки (Attempts). Этот столбец показывает количества раз, которое ARP запрашивает посылку по этому входу.
• Отсчет времени (Time-Out). Этот столбец показывает время жизни входа в секундах.
• Аппаратный адрес (Hardware address). Этот столбец показывает адрес аппаратных средств пункта назначения. Он остается пустым, пока не подтвержден ответом ARP.
• Адрес протокола (Protocol address). Этот столбец показывает адрес IP пункта назначения.

Очереди

Система ARP обслуживает набор очередей, одну для каждого пункта назначения, для того чтобы держать пакеты IP, в то время как ARP пытается подтвердить аппаратный адрес. Модуль вывода передает неподтвержденные пакеты в соответствующую очередь. Входной модуль удаляет пакет из очереди и передает его с подтвержденным физическим адресом на уровень звена передачи данных для передачи.

Алгоритм работы модуля вывода

Модуль вывода (рис. 5.5). ждет пакет IP от программного обеспечения IP. Модуль вывода проверяет кэш-таблицу, чтобы найти вход, соответствующий адресу IP пункта назначения этого пакета. Адрес IP пункта назначения пакета IP должен соответствовать адресу протокола входа.

увеличить изображение
Рис. 5.5. Алгоритм работы модуля вывода

Если вход найден и состояние входа ПОДТВЕРЖДЕНО, пакет вместе с адресом аппаратных средств пункта назначения передают уровню звена передачи данных для передачи.

Если вход найден и состояние входа ОЖИДАНИЕ, пакет ждет, пока адрес аппаратных средств пункта назначения не будет найден. Состояние ОЖИДАНИЕ есть очередь, уже созданная для этого пункта назначения. Модуль передает пакет этой очереди.

Если никакой вход не найден, модуль создает очередь и ставит в очередь пакет. Новый вход с состоянием ОЖИДАНИЕ создается для этого пункта назначения, и значение поля ПОПЫТКИ устанавливается на "1". Пакет запроса ARP является тогда широковещательным.