Можно выделить две основные функции маршрутизатора:
1. определение оптимального маршрута пакета и
2. коммутацию пакетов с одного физического интерфейса на другой.
Определение маршрута, как правило, реализуется программным образом, а передача (коммутация) пакетов с одного интерфейса на другой в современных маршрутизаторах выполняется аппаратно. Программное обеспечение маршрутизатора включают в себя набор протоколов маршрутизации, процедуры управления базой данных (маршрутной таблицей) и процедуры поддержки определенных сервисов (фрагментация, фильтрация и т.п.).
Два протокола транспортного уровня, UDP и TCP, обеспечивают IP-сетям механизмы взаимодействия прикладных процессов, выполняющихся на конечных станциях. Напомним, что собственно протокол IP «умеет» доставлять пакеты данных взаимодействующим хостам, но не «знает» как обеспечить взаимосвязь приложений и не имеет почти никаких средств обеспечения надежности доставки сообщений - он проверяет лишь целостность заголовка пакета.
Протокол UDP (User Datagram Protocol) описан в документе RFC 768. Он ориентирован на сервис без установления соединений и не обеспечивает надежную передачу сегментов между сетевыми приложениями. Это очень простой протокол, который развивает возможности IP-протокола лишь в части демультиплексирования потока пакетов по признаку принадлежности их определенному приложению и контроля целостности данных. Взаимодействие между прикладными процессами UDP реализует посредством механизма протокольных портов. Протокольный порт можно определить как абстрактную точку присутствия конкретной прикладной программы, выполняющейся на конкретном хосте. Когда рабочая станция получает пакет, в котором указан ее IP-адрес, она может направить его определенной программе, используя уникальный номер порта, назначенный этой программе в ходе выполнения процедуры установления соединения. Таким образом, в стеке протоколов TCP/IP порт является механизмом поддержания рабочей станцией одновременного выполнения нескольких прикладных процессов.
Каждый порт (прикладной процесс) идентифицируется целым положительным числом (номером порта). Номера портов приложения, выполняющегося на разных станциях, указываются в заголовке UDP-сегмента. Эта информация дополняется на сетевом уровне IP-адресами взаимодействующих станций. Благодаря этому, создается видимость непосредственного обмена данными между процессами.
Сегмент данных протокола UDP (иногда его называют пользовательской дейтограммой) состоит из двух частей: заголовка и области данных (см. слайд). Заголовок имеет четыре 16-битных поля, определяющих порт отправителя, порт получателя, длину сегмента и контрольную сумму.
Поле «Длина UDP-сегмента» содержит количество байтов в дейтограмме с учетом длины ее заголовка.
Вычисление контрольной суммы дейтограммы UDP является опциональным. При работе в надежных локальных сетях она не вычисляется и тогда это поле заполняется нулями. Процедура подсчета контрольной суммы содержит две особенности. Первая состоит в дополнении дейтограммы нулевыми битами до размера, кратного 16. Это делается только на время вычисления контрольной суммы, и незначащие нули не передаются. Второй особенностью является дополнение, на период подсчета контрольной суммы, заголовка сегмента псевдозаголовком.Его формат представлен на рисунке внизу.
Псевдозаголовок включается перед заголовком дейтограммы; он имеет длину 12 байтов; поле «Протокол» содержит тип протокола сетевого уровня (IP, ICMP); его значение, как и значения полей с IP-адресами, должны быть извлечены из заголовка IP пакета. Поле «Контрольная сумма» на время ее вычисления заполняется нулями.
Такое дополнение дейтограммы выполняется как на передающей, так и на приемной станции и оно служит гарантией, что если контрольные суммы совпали, то дейтограмма достигла нужной станции и нужного порта. Еще раз подчеркну, что псевдозаголовок и дополнение нулями не передаются.
Если контрольные сумма, вычисленная приемником, не совпала с контрольной суммой, указанной в дейтограмме, то UDP-сегмент уничтожается и никаких уведомлений передающей станции об этом не передается.
