БИБЛИЯ ХАКЕРА

BanyanVINES

Компания Banyan Virtual Network System (VINES) реализовала сис­тему распределенной сети, базирующуюся на семействе патентованных

Протоколов, разработанных на основе протоколов Xerox Network Systems (XNS) компании XEROX. Среда распределенной системы обеспечивает прозрачный для пользователя обмен информации между клиентами (компьютерами пользователя) и служебными устройствами (компьютера­ми специального назначения, которые обеспечивают такие, как файловое и принтерное обслуживание). Наряду с NetWare компании Novell, LAN Server компании IBM и LAN Manager компании Microsoft, VINES является одной из самых популярных сред распределенной систе­мы для сетей, базирующихся на микрокомпьютерах.

Доступ к среде

Два низших уровня комплекта протоколов VINES реализованы с помощью различных общеизвестных механизмов доступа к носителю, включая Управление информационным каналом уровня

(HDLC), X.25, Ethernet и Token Ring.

Сетевой уровень

Для выполнения функций Уровня 3 (в том числе маршрутизации в объединенной сети) VINES использует Протокол межсетевого обмена VINES (VINES Internetwork Protocol — VIP). VINES также обеспечивает собственный Протокол разрешения адреса (ARP), собственную версию Протокола информации маршрутизации (Routing Information Protocol — RIP), которая называется Протоколом корректировки маршрутизации (Routing Update Protocol — RTP) и Протокол управления Internet (ICP), который обеспечивает обработку исключительных состояний и специаль­ной информации о затратах маршрутизации. Пакеты ICP, RTP и ARP формируются в заголовке VIP.

Протокол межсетевого обмена VINES (VIP)

Адреса сетевого уровня VINES являются 48-битовыми объектами, подразделенными на сетевую (32 бита) и битов) части. Се­

Тевой номер можно описать как номер какого-нибудь служебного устрой­ства, так как он получается непосредственно из ключа (key) служебного устройства (аппаратного модуля, который обозначает уникальный номер и программные опции для данного служебного устройства). Под сетевая часть адреса VINES лучше всего описывается как номер хоста, так как он используется для обозначения хоста в сетях VINES.

Сетевой номер обозначает логическую сеть VINES, которая пред­ставлена в виде двухуровневого дерева, корень которого находится в узле обслуживания (service node). Узлы обслуживания, которыми обычно яв­ляются служебные устройства, обеспечивают услуги разрешения адреса и услуги маршрутизации клиентам (client), которые являются листьями этого дерева. Узел обслуживания назначает адреса VIP клиентам.

Когда какой-нибудь клиент включает питание, он направляет ши­роковещательный запрос служебным устройствам. Все служебные уст­ройства, которые получают этот запрос, посылают ответ. Клиент выбира­ет первый ответ и запрашивает у данного служебного устройства адрес подсети (хоста). Служебное устройство отвечает адресом, состоящим из его собственного сетевого адреса (полученного из его ключа), объединен­ного с адресом подсети (хоста), который он выбрал сам. Адреса подсети клиента обычно назначаются последовательно, начиная с 8001Н, Адреса подсети служебного устройства всегда 1.

Динамичное назначение адреса не является уникальным явлением в индустрии сетей (AppleTalkтакже использует этот процесс); однако этот процесс определенно не является таким обычным процессом, как стати­ческое назначение адреса. Так как адреса выбираются исключительно ка­ким-нибудь одним конкретным служебным устройством (чей адрес явля­ется уникальным вследствие уникальности аппаратного ключа), вероятность дублирования адреса (что является потенциально опасной проблемой для сети Internet Protocol (IP) и других сетей) очень мала.

В схеме сети VINES все служебные устройства с несколькими ин­терфейсами в основном являются роутерами. Клиенты всегда выбирают свое собственное служебное устройство в качестве роутера для первой пе­ресылки, даже если другое служебное устройство, подключенное к этому же кабелю, обеспечивает лучший маршрут к конечному пункту назначе­ния. Клиенты могут узнать о других роутерах, получая переадресованные сообщения от своего служебного устройства. Так как клиенты полагают­ся на свои служебные устройства при первой пересылке маршрутизации, служебные устройства VINES поддерживают маршрутные таблицы, кото­рые помогают им находить отдаленные узлы.

Маршрутные таблицы VINES состоят из пар «хост/затраты», где хост соответствует сетевому узлу, до которого можно дойти, а затраты — временной задержке в миллисекундах, необходимой для достижения это­го узла. RTP помогает служебным устройствам VINES находить соседних клиентов, служебные устройства и роутеры.

Все клиенты периодически объявляют как о своих адресах сетевого уровня, так и о адресах MAC-уровня с помощью пакета, эквивалентного пакету «hello» (приветственное сообщение). Пакеты «hello» означают, что данный клиент все еще работает и сеть готова. Сами служебные устройст­ва периодически отправляют в другие служебные устройства маршрутные корректировки. Маршрутные корректировки извещают другие роутеры об изменениях адресов узлов и топологии сети.

Когда какое-нибудь служебное устройство принимает пакет,

Оно проверяет его, чтобы узнать, для чего он предназначается — для дру­гого служебного устройства или для широкого вещания. В случае, если пунктом назначения является данное служебное устройство, то это слу­жебное устройство соответствующим образом обрабатывает этот запрос. В случае, если пунктом назначения является другое служебное устройст­во, то данное служебное устройство либо непосредственно продвигает этот пакет (если это служебное устройство является его соседом), либо на­правляет его в служебное устройство/роутер, которые являются следую­щими в очереди. В случае, если данный пакет является широковещатель­ным, то данное служебное устройство проверяет его, чтобы узнать, пришел ли этот пакет с маршрута с наименьшими затратами. В случае, ес­ли это не так, то пакет отвергается. В случае, если же это так, то пакет про­двигается на всех интерфейсах, за исключением того, на котором этот пакет был принят. Такой метод помогает уменьшить число широковеща­тельных возмущений, которые являются обычной проблемой в других се­тевых окружениях.

Пакет VIP начинается с поля контрольной суммы (checksum), ис­пользуемой для обнаружения искажений в пакете.

За полем контрольной суммы идет поле длины пакета (packet length), которое обозначает длину всего пакета

Следующим полем является поле управления транспортировкой (transport control), которое состоит из нескольких подполей. В случае, ес­ли пакет является широковещательным, то предусматривается два под - поля: подполе класса (class) (с 1 по 3 биты) и подполе числа пересылок (hopcount) (с 4 по 7 биты). В случае, если пакет не является широковеща­тельным пакетом, то предусматривается 4 подполя: подполе ошибки (error), подполе показателя (metric), подполе переадресации (redirect), и подполе числа пересылок (hop count). Подполе класса определяет тип уз­ла, который должен принимать широковещательное сообщение. С этой целью узлы разделяются на несколько различных категорий, зависящих от типа узла и типа канала, к которому принадлежит узел. Определяя тип узлов, которые должны принимать широковещательные сообщения, под­поле класса уменьшает вероятность в работе, вызываемых широ­ковещательными сообщениями. Подполе числа пересылок представляет собой число пересылок (число пересеченных роутеров), через которые прошел пакет. Подполе ошибок определяет, надо ли протоколу ICP от­правлять пакет уведомления об исключительной ситуации в источник па­кета, если пакет окажется немаршрутизируемым. Подполе показателя ус­танавливается в 1 транспортным объектом, когда ему необходимо узнать затраты маршрутизации при перемещения пакетов между каким-нибудь узлом обслуживания и одним из соседей. Подполе переадресации опреде­ляет, должен ли роутер генерировать сигнал переадресации (при соответ­ствующих

Далее идет поле типа протокола (protocol type), указывающее на протокол сетевого или транспортного уровня, для которого предназначен пакет показателя или пакет уведомления об исключении.

За полем типа протокола следуют адресные поля VIP. За полями но­мера сети назначения (destination network number) и номера подсети на­значения (destination subnetwork number) идут поля номера сети источни­ка (source network number) и номера подсети источника (source subnetwork number).

Протокол корректировки маршрутизации (RTR)

RTR распределяет информацию о топологии сети. Пакеты коррек­тировки маршрутизации периодически пересылаются широкой рассыл­кой как клиентом, так и узлами обслуживания. Эти пакеты информируют соседей о существовании какого-нибудь узла, а также указывают, являет­ся ли этот узел клиентом или узлом обслуживания. В каждый пакет корректировки маршрутизации узла обслуживания также включается пе­речень всех известных сетей и коэффициенты затрат, связанные с дости­жением этих сетей.

Поддерживаются две маршрутные таблицы: таблица всех известных сетей и таблица соседей. Для узлов обслуживания таблица всех известных сетей содержит запись данных о каждой известной сети, за исключением собственной сети узла обслуживания. Каждая запись содержит номер се­ти, показатель маршрутизации и указатель на запись данных следующей пересылки на пути к данной сети в таблице соседей. Таблица соседей со­держит запись данных каждого узла обслуживания соседа и узла клиента. Записи включают в себя номер сети, номер подсети, протокол доступа к носителю (например, Ethernent), который использовался для достижения этого узла, адрес локальной сети (если средой, соединяющей с соседом, является локальная сеть) и показатель соседа.

RTR определяет 4 типа пакетов:

Пакеты корректировки маршрутизации

Периодически выпускаются для уведомления соседей о существо­вании какого-нибудь объекта.

Пакеты запроса о маршрутизации

Объекты обмениваются ими, когда им необходимо быстро узнать о топологии сети.

Пакеты ответа на запрос о маршрутизации

Содержат топологическую информацию и используются узлами об­служивания для ответа на пакеты запроса о маршрутизации.

Пакеты переадресации маршрутизации

Обеспечивают отправку информации о лучших маршрутах в узлы, использующие неэффективные тракты.

Пакеты RTR имеют 4-байтовый заголовок, состоящий из однобай­тового поля типа операций (operation type), однобайтового поля типа уз­ла (node type), однобайтового поля типа контроллера (controller type) и од­нобайтового поля типа машины (machine type)! Поле типа операций указывает на тип пакета. Поле типа узла указывает, пришел пакет из узла обслуживания или из необслуживающего узла. Поле типа контроллера указывает, содержит ли контроллер узла, передающего пакет RTR, мно­гобуферный контроллер. Это поле используется для облегчения регули­рования информационного потока между сетевыми узлами. И наконец, поле типа машины указывает, является ли процессор отправителя RTR быстродействующим или нет. Как и поле типа контроллера, поле типа ма­шины также используется для регулирования скорости передачи.

Протокол разрешения адреса (ARP)

Объекты протокола ARP классифицируются либо как клиенты раз­решения адреса (address resolution либо как услуги разрешения ад­реса (address resolution services). Клиенты разрешения адреса обычно реа­лизуются в узлах клиентов, в то время как услуги разрешения адреса обычно обеспечиваются узлами обслуживания.

Пакеты ARP имеют 8-байтовый заголовок, состоящий из 2-байто­вого типа пакета (packet type), 4-байтового номера сети (network number) и 2-байтового номера подсети (subnet number). Имеется 4 типа пакетов: запрос-заявка (query request), который является запросом какой-либо ус­луги ARP; ответ об услуге (service response), который является ответом на запрос-заявку, запрос о присваивании адреса (assignment request), кото­рый отправляется какой-нибудь услуге ARP для запроса адреса объеди­ненной сети VINES, и ответ о присваивании адреса (assignment response), который отправляется данной услугой ARP в качестве ответа на запрос о присваивании адреса. Поля номера сети и номера подсети имеют значе­ние только в пакете ответа о присваивании адреса.

Когда какой-нибудь клиент приступает к работе, клиенты и услуги ARP реализуют следующий алгоритм. Сначала данный клиент отправля­ет широкой рассылкой пакеты запро, сов-заявок. Затем каждая услуга, ко­торая является соседом данного клиента, отвечает пакетом ответа об ус­луге. Далее данный клиент выдает пакет запроса о присваивании адреса в первую услугу, которая ответила на его пакет запроса-заявки. Услуга от­вечает пакетом ответа о присваивании адреса, содержащем присвоенный адрес объединенной сети.

Протокол управления объединенной сетью (ЮР)

Определяет пакеты уведомления об исключительных ситуациях (exception notification) и уведомления о показателе (metric notification). Пакеты уведомления об исключительных ситуациях обеспечивают ин­формацию об исключительных ситуациях сетевого уровня; пакеты уве­домления о показателе содержат информацию о последней передаче, ко­торая была использована для достижения узла клиента.

Уведомления об исключительной ситуации отправляются в том слу­чае, когда какой-нибудь пакет VIP не может быть соответствующим обра­зом маршрутизирован, и устанавливается подполе ошибки в поле управ­ления транспортировкой заголовка VIP. Эти пакеты также содержат поле, идентифицирующее конкретную исключительную ситуацию по коду ошибки, соответствующему этой ситуации.

Объекты ICP в узлах обслуживания генерируют сообщения уведом­ления о показателе в том случае, когда устанавливается подполе показа­теля в поле управления транспортировкой заголовка VIP, и адрес пункта назначения в пакете узла обслуживания определяет одного из соседей этого узла обслуживания.

Транспортный уровень

VINES обеспечивает три услуги транспортного уровня:

Unreliable datagram service

Услуги ненадежных дейтаграмм. Отправляет пакеты, которые мар­шрутизируются на основе принципа «наименьших затрат» (best-effort basis), но не подтверждаются сообщением о приеме в пункте назначения.

Reliable datagram service

Услуги надежных дейтаграмм. Услуга виртуальной цепи, которая обеспечивает надежную упорядоченную доставку сообщений между узла­ми сети с подтверждением о приеме. Надежное сообщение может быть передано с максимальным числом пакетов, равным 4.

Data stream service

Услуга потока данных. Поддерживает контролируемый поток дан­ных между двумя процессами. Услуга потока данных является услугой виртуальной цепи с подтверждением о приеме, которая обеспечивает пе­редачу сообщений неограниченных размеров.

Протоколы высших уровней

Являясь распределенной сетью, VINES использует модель вызова процедуры обращений к отдаленной сети (remote procedure call — RPC) для связи между клиентами и служебными устройствами. RCP является основой сред распределенных услуг. Протокол NetRPC (Уровни 5 и 6)

Обеспечивает язык программирования высшего уровня, который позво­ляет осуществлять доступ к отдаленным услугам способом, прозрачным как для пользователя, так и для прикладной программы.

На Уровне 7 VINES обеспечивает протоколы файловых услуг и ус­луг принтера, а также протокол услуг «StreetTalk name/directory». Street - Talk, один из протоколов с торговым знаком компании VINES, обеспечи­вает службу постоянных имен в глобальном масштабе для всей объединенной сети.

VINES также обеспечивает среду разработки интегрированных при­менений при наличии нескольких операционных систем, включая DOS и UNIX. Такая среда разработки позволяет третьей участвующей стороне осуществлять разработку как клиентов, так и услуг, действующих в среде VINES.