Существует способ передать пакет от хоста 1 хосту 4 так, чтобы отправитель не знал, что получатель находится в другой сети. Нужно, чтобы маршрутизатор отвечал на ARP-запросы сети CS для хоста 4, передавая при этом свой Ethernet-адрес E3. Хост 4 не ответит, так как не увидит широковещательного пакета (маршрутизаторы не переправляют широковещательные пакеты Ethernet-уровня). В результате маршрутизатор получит фреймы для 192.32.63.8 и передаст их в сеть EE. Этот метод называется ARP-прокси (ARP-proxy) и используется в особых случаях, когда хосту требуется сымитировать свое присутствие в сети. Например, когда портативный компьютер находится вне домашней сети и хочет, чтобы какой-то другой узел принимал для него пакеты.
DHCP — протокол динамической настройки хостов
ARP (как и другие интернет-протоколы) предполагает, что хосты обладают базовыми сведениями, например, знают свой IP-адрес. Но как хосты получают эту информацию? Можно настраивать их вручную, но это очень трудоемкий процесс, часто ведущий к ошибкам. Есть более удобный способ — протокол динамической настройки хостов (Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP).
Каждая сеть должна иметь DHCP-сервер, отвечающий за настройки. При запуске у каждого компьютера есть Ethernet-адрес, встроенный в сетевую карту (или другой адрес канального уровня), но нет IP-адреса. В поисках своего IP-адреса компьютер широковещательным способом рассылает специальный пакет DHCP DISCOVER (Обнаружение DHCP). Он должен прийти на DHCP-сервер. Если сервер не подключен к сети напрямую, пакет будет ретранслирован на DHCP-сервер независимо от того, где он находится.
Когда DHCP-сервер получает пакет, он выделяет свободный IP-адрес и отправляет его обратно с помощью пакета DHCP OFFER (Предложение DHCP) (который также может ретранслироваться). Даже если у хоста нет IP-адреса, сервер определяет хост по его Ethernet-адресу (который содержится в пакете DHCP DISCOVER).
Возникает вопрос: на какое время можно выдавать в автоматическом режиме IP-адреса из пула? Если хост покинет сеть и не освободит захваченный адрес, этот адрес будет навсегда утерян. С течением времени будет исчезать все больше адресов. Чтобы это предотвратить, IP-адреса выдаются не навсегда, а на определенное время. Это называется арендой (leasing). Перед окончанием срока действия аренды хост отправляет на DHCP-сервер запрос о продлении срока пользования IP-адресом. Если запрос не был сделан или в просьбе было отказано, хост не имеет права продолжать использование выданного ранее адреса.
Протокол DHCP описан в стандартах RFC 2131 и 2132. Он широко применяется в интернете для настройки ряда параметров и приписывания IP-адресов. Помимо сетей предприятий и домашних сетей, DHCP используют провайдеры. С его помощью они настраивают устройства через интернет-соединение, чтобы абонентам не приходилось узнавать эту информацию у своего провайдера по телефону. Чаще всего с помощью DHCP передается маска сети, IP-адрес шлюза по умолчанию, а также IP-адреса DNS и серверов времени. DHCP во многом заменил более ранние протоколы RARP и BOOTP, функциональность которых оставляла желать лучшего.
5.7.5. Коммутация меток и MPLS
До сих пор, изучая сетевой уровень интернета, мы говорили в основном о пакетах и дейтаграммах, передаваемых IP-маршрутизаторами. Сейчас все чаще используется (особенно провайдерами) еще одна технология, позволяющая передавать интернет-трафик по сети, — мультипротокольная коммутация меток (MultiProtocol Label Switching, MPLS). Она находится в опасной близости к коммутации каналов. Хотя многие участники интернет-сообщества испытывают неприязнь к сетям, ориентированным на установление соединения, похоже, что эта идея снова становится популярной. Как сказал Йоги Берра (Yogi Berra)33, «и снова это дежавю». Но между созданием маршрутов в интернете и в сетях с установлением соединения есть существенная разница, так что этот метод все же отличается от коммутации каналов.
MPLS присваивает пакету специальную метку, и пересылка производится по ней, а не по адресу. Если добавить метки во внутреннюю таблицу в виде индексов, то чтобы найти нужный выходной канал, достаточно всего лишь ее просмотреть, что существенно ускоряет пересылку. Эта идея легла в основу MPLS. Изначально она разрабатывалась как патентованная технология, известная под разными именами, например, коммутация меток (tag switching). В конечном счете IETF начал стандартизировать эту идею. Она описана в RFC 3031 и многих других RFC. Ее главные преимущества, проверенные временем, — гибкая маршрутизация и быстрая передача пакетов, позволяющая обеспечить необходимый уровень QoS.
