Kompyuter tarmoqlari telekommunikatsiya texnologiyalari, 5 semestr

IP протокол версияларининг тахлили, афзалликлари ва камчиликлари

Шу кунгача Интернет тармоғида фақат IPv4 протоколи фойдаланиб келинган. Протоколнинг ушбу версиясига биноан IP 32 бит ажратилар эди. Лекин тармоқ фойдаланувчиларининг сони кескин ортаётгани сабаб тармоқда манзиллар етишмаслиги хавфи вужудга келади. Шу муносабат билан IP протоколнинг 6 версияси ишлаб чиқилди. Ушбу протоколга биноан IP манзил фойдаланувчиси учун 128 бит ажратилади. Бу бизга манзил хажмини кенгайтириш имконини беради. Бундан ташқари бу протоколнинг IPv 4 протоколи билан солиштирганда бир қатор афзалликлари бор, яъни янада самарали маршрутлаштириш, хизмат кўрсатиш сифатини таъминлаш (Qos), сарлавхаларни енгиллаштириш, манзилларни автоматик конфигурацияси ва бошкалар.

IPv4 – бу IP протоколнинг (Internet Protocol) тўртинчи версияси бўлиб, ҳозирги кунда Интернет тармоғининг асосий ва катта кисми бўлибҳизмат қилади. IPv4 протоколи компьютер тармоқларининг пакетлар алмашиш принципи асосида фаолиятини амалга ошириш қоидаларини ўрнатади. Бу протокол паст даражада бўлиб тармоқ тугунлари ичида IP - манзиллари асосида алоқа ўрнатишга жавоб беради.
Протокол компьютер тармоқларида пакетлар коммутацияси билан маълумот алмашишда фойдаланиш учун ишлаб чикилган. Бу протокол маълумотлар блокларини манбадан фойдаланувчига етказишни таъминлайди. Манбалар ва қабул қилувчи – булар ўрнатилган узунликдаги манзиллар билан аниқланган тугунлар ҳисобланади. IPv4 протоколининг икки асосий протокол вазифаси: йуналтириш ва фрагментация. Дейтаграммни белгиланган жойга етказиш учун IP датаграмманинг сарлавхасида берилган манзиллар кулланилади. Дейтаграмма сарлавхаларининг тегишли жойи механизмни фрагментация вадаиаграмманинг кайта йигилишини таъминлаш имконини беради. Фрагментация ва кайта туплаш кичик хажмли пакет датаграммасини тармоқ оркали узатишни таъминлашда керак булади. Маълумотларни ишончли етказиб бериш, окимларни бошкариш ва тартибга солиш вазифалари мазкур протоколда мавжуд эмас.
Internet Protocol ўз хизматларини такдим этишда 4 асосий механизмдан фойдаланади:

• 
  Хизмат тури
  
• 
  Вақти (TTL)
  
• 
  Вариантлари
  
• 
  Сарлавханинг контроль йиғиндиси
  

Хизмат тури хизмат сифатини курсатиш учун керак. Улар аниқ тармоқлари оркали маълумот узатишнинг ҳақиқий кўрсаткичларини танлаш учун қўлланилади.
Вақт кўрсаткичи датаграмманинг максимал мавжудлик муддатини аниқлайди. У юборувчи томонидан ўрнатилиб, юборувчидан қабул қилувчигача бўлган масофада датаграмманинг ўтиш нукталарида кичиклашади. Агар датаграмманинг қабул қилувчига етиб боргандаги вақти нолга тенг булса датаграмма йўқолиб кетади.
Вариантлар факат айрим холлардагина керак буладиган лекин анча кенг таркалган алоқа учун керак булмайдиган бошкарув вазифаларини кузда тутади. Конроль суммаси датаграмманинг тўғри юборилганига ишонч хосил қилиш учун керак булади. Агар сарлавханинг контроль суммаси текширилаетган маълумотларга мос келмаса хатолик топган объект томонидан датаграмма қабул килинмайди.
IPv4 протоколи етказиб беришни кафолатламайди. Бошидан то охиригача хеч кандай тасдик йўқ. Маълумот учун хатолик устидан хеч кандан текшириш йўқ факат сарлавха текширилади. Аниқланган хатоликлар хакида IP модулида такдим этиладиган ICMP протоколи (тармоқлараро хабарларни бошкарувчи протокол) оркали хабар бериш мумкин.
IPv4 протоколига тегишли турли стандардлар оркали аниқланган тавсифномаларга биноан 15.1-жадвалда келтирилган махсус манзиллар мавжуд.
15.1-жадвал

Сеть (адрес)	Тариф
0.0.0.0/8	Жорий тармоқнинг манзиллар манбааси
10.0.0.0/8	Хусусий тармоқлар ташкил этиш учун
100.64.0.0/10	Провайдерни тармоқда ишлатиш учун
127.0.0.0/8	Хост ичида интерфейс коммутациялар
169.254.0.0/16	Автоматик тарзда созлаш учун (масалан, DHCP нинг йўқлигида)
172.16.0.0/12	Хусусий тармоқлар ташкил этиш учун
192.0.0.0/24	Махсус йуриклар учун (захирага куйилган IETF)
192.0.2.0/24	Синов тармоги 1, документацияда мисол тарикасида ишлатиш учун
192.88.99.0/24	IPv6 дан IPv4 га утказиш учун
192.168.0.0/16	Хусусий тармоқлар ташкил этиш учун
198.18.0.0/15	Махсулдорликни текшириш учун
198.51.100.0/24	Синов тармоги 2, документацияда мисол тарикасида ишлатиш учун
203.0.113.0/24	Синов тармоги 3, документацияда мисол тарикасида ишлатиш учун
224.0.0.0/4	Купманзилли таркатмалар учун
240.0.0.0/4	Келажакдаги булиши мумкин бўлган талаблар учун захирага олинган.
255.255.255.255	Кенг таркалувчи манзил

Яъни куриниб турганидек IPv4 протоколининг манзиллар оралиги факат махсус эхтиёжлар учунгина ишлатилади, бундан келиб чикадики тармоқнинг ҳақиқий узелларига бўлган эхтиеж учун буш манзиллар сони хаттоки IPv4 протоколининг назарий томонидан аниқланган сонидан хам кам. Бугунги кунда IPv4 протоколининг манзиллар бушлиги бутунлай тугуган, барча буш манзиллар махсус эхтиёжлар учун ишлатилиб бўлинган ёки турли ташкилотларга ўзтармоқлари эхтиёжлари учун тарқатиб бўлинган.

Тармоқдан дейтаграммани қабул қилувчиҳар кандай узелда IP протоколиниг иш алгоритми куйида келтирилган 15.1-расмда тасвирланган.



15.1-расм. IP протоколиниг иш алгоритми

IPv4 протоколининг қатор камчиликлари мавжуд:

• 
  IPv4 протоколнинг камчиликларини икки катта гурухга булиш мумкин:
  
• 
  Масштаблилик муаммолари;
  
• 
  Баъзи мажбурий механизмларнинг йўқлиги.
  
• 
  Кенг куламлилик муаммолари
  

IPv4 протоколининг кенг куламлилик муаммолари нафакат Интернет каби тармоқларнинг улкан бирлашмасида балки йирик копроратив тармоқларда хам намоён булади. Улар куйидагилардан ташкил топган:

• 
  32-битлик манзил бушлигида хажм етишмовчилиги
  
• 
  Маршрутлар агрегирациясининг мураккаблиги, маршрутлаштириш жадвалларининг усиши;
  
• 
  IP манзилларнинг оммавий узгаришининг мураккаблиги;
  
• 
  IPv4 протоколининг сарлавхалар пакетини кайта ишлашнинг нисбий мураккаблиги
  

IPv4 протоколининг муаммолари хакида суз борганда энг биринчи навбатда 32 битлик манзил бушлигини ишлатиб булиш муаммосига эътиборни каратамиз.. Дархакикат, хавф унчалик якин булмасада бу муаммо энг юкори уринда туради.
Ҳар бир узелда мантикий IP манзил мавжуд. Бу манзил тармоқ даражасидаги манзил бўлиб маълумотлар канали манзилига боглик эмас. IP манзил DHCP протоколи ердамида еки кулда тайинланиши мумкин.
Ҳар бир IP-манзил тармоқ идентификатор ва тармоқли узелнинг идентификаторини ўз ичига олади. Тармоқ идентификатори IP маршрутизаторлари билан чекланган бир табиий тармоқда жойлашган тизимларни аниқлайди. Бир табиий тармоқда жойлашган барча тизимлар бир хил барча тармоқлар учун ягона бўлгантармоқ идентификаторига эга булиши керак. Тармоқ узели идентификатори ишловчи станциялар, сервер, маршрутизатор ёки бошқа узелни аниқлайди. Тармоқ узелининг манзили тармоқ идентификатори учун ягона булиши керак. IP-манзил 32 бит жой эгаллайди. У 8 битли 4 та октетга булинади. Одатда ҳар бир октет иккиламчи такдимотдан унламчи такдимотга айланади. Шундай қилиб, IP-манзил 0 дан 255 га кадар бўлган туртламчи сонлар билан такдим этилади ва бу сонлар нукталар билан ажратилади.
А синф учун биринчи октет киймати «1» дан «126» гача бўлган диапозонда ётади. Тармоқ номерлари «0» дан «127» гача захирага олинган. 128 дан 191 гача бўлган диапозондаги тармоқ манзиллари В синф тармоқ манзиллари хисобланади. 192 дан 223 гача бўлган диапозондаги тармоқ манзиллари С синф тармоқ манзилларига киради.
IPv4 протоколида куйидаги манзил турлари мавжуд:
1) Индивидуал манзил. Бундай манзил тармоқ остидаги битта интерфейс учун тайинланади. Бу манзил адрес «нукта – нукта» туридаги уланишларда ишлатилади.
2) Гурух манзил. Бу манзил бир тармоқда жойлашган бир ёки бир нечта турли тармоқ ости интерфейслари учун кулланилади. Бу манзил адрес «нукта – нукта» туридаги уланишларда ишлатилади
3) Кенг микдорда таркалган адрес. Бу манзил бир тармоқдаги барча тармоқ ости интерфейсларини ўз ичига олади. Бу манзил адрес «нукта – тармоқ ости барча нукталар» туридаги уланишларда ишлатилади.
IP протоколида маълумотлар бир тармоқка тегишли барча узелларга ёки тайинланган манзилда курсатилган тармоқда етган барча узелларга узатилади.
Гурух манзилларидан фойдаланишнинг асосий максади турли хил тармоқларда жойлашган бир хостдан бир нечта хостларга маълумот жунатиш. Бир хост бошқа кўплаб хостларга аниқ манзилга эга янги мультиузатувчи гурух тузилгани хакида маълумот жунатмокчи бўлганда махсус протокол IGMP (Internet Group Management Protocol) ёрдамида хабар юборади. Мультиузатишни куллайдиган маршрутизаторлар ўз портларига уланган тармоқларга ушбу янги гурух хакида хабар юборадилар. Гурухга уланмокчи бўлган хостлар бу хакида ўз махаллий маршритазорларига хабар юборадилар. Маршрутизаторлар бу хабарни гурух тузишда ташаббускор бўлган хостларга юборадилар. Гурух манзиллари узига хос тарзда кайта ишланади. Бу манзилларда тармоқ раками ва узел ракамига булиниш йўқ.