Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Kap 6 The Internet Protocol

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Kap 6 The Internet Protocol"— Utskrift av presentasjonen:

1 Kap 6 The Internet Protocol
6.1 – 6.5.4 17. og Christian F Heide

2 nettlag linklag fysisk
Nettlaget transportere pakke fra sendermaskin til mottagermaskin senderen pakker segmenter inn i datagrammer nettlagsprotokoller i hver eneste maskin og ruter ruter ser på header i alle IP-datagrammer som passerer mottagerside leverer segmenter til transportlaget applikasjon transport nettlag linklag fysisk nettlag linklag fysisk nettlag data link physical nettlag linklag fysisk applikasjon transport nettlag linklag fysisk Nettlaget

3 Figure 6.1 Internet networking components and protocols
Nettlaget

4 Datagramnett: Internettmodellen
intet oppsett av forbindelser på nettlaget rutere: har ikke kjennskap til ende-til-ende forbindelser pakker videresendes basert på destinasjonsadresse pakker mellom samme sender og mottager kan ta ulike veier gjennom nettet applikasjon transport nettlag linklag fysisk lag applikasjon transport nettlag linklag fysisk lag 1. Send data 2. Motta data Nettlaget

5 Figure 6.2 IP adjunct protocols
Nettlaget

6 IP datagramformat data (variabel lengde, normalt et TCP-
ver lengde 32 bit data (variabel lengde, normalt et TCP- eller UDP-segment) 16-bit ID Internett sjekksum time to live 32 bit avsender IP-adresse IP protokollversjon header lengde (32-bits ord) maks antall gjenværende hopp (dekrementeres i hver ruter) for fragmentering/ sammensetting total datagram- lengde (byte) protokollen som skal ha nyttelasten (TCP, UDP) head. len type of service “type” data flagg fragment offset upper layer 32 bit mottager IP-adresse Opsjoner (om noen) F. eks. tidsstempel, record route, spesifisere liste av rutere man skal innom Nettlaget

7 IP fragmentering og sammensetting
nettverkslinker har MTU (max transmission unit) – største mulige linklagsramme ulike typer linker har ulike MTU store IP-datagram deles opp (“fragmenteres”) i nettet ett datagram blir til flere, mindre datagram settes sammen igjen (“reassembly”) først i endelig destinasjon Felter i IP-header benyttes til å identifisere sammenhørende fragementer og sette dem sammen i riktig rekkefølge fragmentering: inn: ett stort datagram ut: 3 mindre datagrammer sammensetting (reassembly) Nettlaget

8 IP fragmentering og sammensetting
ID =x offset =0 fragflag lengde =4000 =1 =1500 =185 =370 =1040 Ett stort datagram blir til flere mindre datagrammer Eksempel 4000 byte datagram MTU = 1500 byte 1480 byte i datafeltet offset = 1480/8 Nettlaget

9 IP adressering: introduksjon
IP-adresse: 32-bit ID-nummer for maskin, ruter og grensesnitt (interface) grensesnitt (interface): forbindelse mellom maskin/ruter og fysisk link rutere har flere grensesnitt maskiner har normalt kun ett grensesnitt hvert grensesnitt har en IP-adresse = 223 1 1 1 Nettlaget

10 Subnett IP-adresser – to deler: Hva er et subnett?
subnettdel (mest signifikante bit, bit i venstre ende) maskindel (minst signifikante bit, bit i høyre ende) Hva er et subnett? grensesnitt med lik subnettdel av IP-adressen kan nå hverandre fysisk uten å gå via ruter LAN nettverk bestående av 3 IP-nett Nettlaget

11 Subnett /24 /24 /24 Oppskrift For å finne subnettene, koble hvert interface fra sin maskin eller ruter slik at vi får øyer av isolerte nett. Hvert isolerte nett kalles da et subnett. Subnett-maske: /24 Nettlaget

12 Subnett Hvor mange subnett? 223.1.1.2 223.1.1.1 223.1.1.4 223.1.1.3
Nettlaget

13 IP-adresser Opprinnelig klasseinndeling (“class-based addressing”):
til nettverk maskin B til 10 nettverk maskin til C 110 nettverk maskin til D 1110 multicast adresse 32 bit Nettlaget

14 IP-adressering: CIDR “Class-based” adressering:
ineffektiv bruk av adresserom, går fort tom for ledige adresser f. eks: et klasse B nett har nok adresser til maskiner, selv om det kun er f. eks maskiner i nettet CIDR: Classless InterDomain Routing nettverksdel av adressen er av vilkårlig lengde adresseformat: a.b.c.d/x, hvor x er antall bit i nettverks-delen av adressen nettverks- del maskin- /23 Nettlaget

15 IP-adresser: hvordan få tak i en?
Hvordan får en maskin sin IP-adresse? lagt inn i en fil av sys admin Windows: control-panel Linux/UNIX: /etc/rc.config DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol: maskin tildeles en adresse ved oppstart av en DHCP-server “plug-and-play” Nettlaget

16 IP-adresser: hvordan få tak i en?
Hvordan får et nettverk sin IP-adresse?  får en del av sin ISPs tildelte adresserom ISPs blokk /20 Organisasjon /23 Organisasjon /23 Organisasjon /23 … … …. Organisasjon /23 Nettlaget

17 IP-adressering: hvordan få kloa i…
Hvordan kan en ISP få en blokk av adresser?  ICANN: Internet Corporation for Assigned Names and Numbers tildeler adresser sjef for DNS rot-tjenere tildeler domenenavn, løser navnekonflikter I Norge: Norid Nettlaget

18 NAT: Network Address Translation
resten av Internett lokalt nett (f eks hjemmenett) 10.0.0/24 Alle datagram som forlater lokalt nett har samme avsender IP- adresse: f eks , men ulike avsender-portnummer Datagram med avsender eller destinasjon i dette nettet har /24 adresser som avsender og destinasjon Nettlaget

19 NAT: Network Address Translation
Begrunnelse: lokalt nett benytter bare en IP-adresse sett fra utsiden: trenger ikke å få tildelt mange adresser fra ISP; kun én adresse som brukes for alle noder kan endre adresser til noder i lokalt nett uten å måtte informere omverdenen kan bytte ISP uten å endre adresser på noder i det lokale nettet noder i det lokale nettet kan ikke adresseres direkte og er ikke synlige for omverdenen (positivt sikkerhetsmessig?) Nettlaget

20 NAT: Network Address Translation
Implementasjon: NAT-ruter må: utgående datagrammer: erstatte avsender IP-adresse og portnummer med NAT IP-adresse og nytt portnummer . . . maskiner som svarer vil da bruke NAT IP-adresse og det nye portnummer som destinasjons-adresse. huske (i NAT translasjonstabell) hvert (avsender IP-adresse, portnummer) til (NAT IP-adresse, nytt portnummer) translasjonspar innkommende datagrammer: erstatte NAT IP-adresse og det nye portnummer i destinasjonsfelter med de korresponderende avsender IP-adresse og portnummer lagret i NAT-tabell Nettlaget

21 NAT: Network Address Translation
NAT translasjonstabell WAN side adr LAN side adr. 1: maskin sender datagram til , 80 2: NAT-ruter endrer datagram avsenderadresse fra , 3345 til , 5001, og oppdaterer tabellen , , 3345 …… …… S: , 3345 D: , 80 1 S: , 80 D: , 3345 4 S: , 5001 D: , 80 2 S: , 80 D: , 5001 3 4: NAT-ruter endrer datagram destinasjonsadresse fra , 5001 til , 3345 3: Svar ankommer dest. adresse: , 5001 Nettlaget

22 NAT: Network Address Translation
16-bit portnummerfelt: 60,000 samtidige forbindelser med én enkelt IP-adresse! NAT er kontroversiell: rutere skal kun prosessere t.o.m. lag 3 (nettlaget) bryter med ende-til-ende argument mulighet for NATing må tas hensyn til av applikasjonsdesignere mangel på adresser kan isteden løses ved overgang til IPv6 Nettlaget

23 Distansevektoralgoritme (1)
Grunnleggende idé: Hver node sender med jevne mellomrom sine egne distansevektor-estimater til sine naboer Når en node x mottar et nytt distansevektor-estimat fra en nabo, vil den oppdatere sin egen distansevektor ved bruk av Bellman-Ford ligningen: Dx(y) ← minv{c(x,v) + Dv(y)} for hver node y ∊ N Under betingelser som normalt er oppfylt, vil estimatet Dx(y) konvergere mot den virkelige minstekostnad dx(y) Nettlaget

24 Distansevektoralgoritme (2)
Iterativ, asynkron: hver lokal iterasjon er forårsaket av: endring i lokal linkkost melding fra nabo om endret minstekostvei (DV) Distribuert: en node gir endrings-melding til sine naboer bare dersom dens minste-kostvei (DV) til en av nodene endres naboene vil i sin tur varsle sine naboer om nødvendig Hver node: vent på endring i lokal link-kost eller melding fra nabo rekalkuler estimater dersom minstekostvei til noen noder er endret, varsle naboer Nettlaget

25 Figure 6.11 Distance vector algorithm: (a) internet topology and initial tables
Nettlaget

26 Figure 6.11 Distance vector algorithm: (b) derivation of final routing tables
Nettlaget

27 Distansevektoralgoritme
Bellman-Ford ligning Definer dx(y) := kost for minstekostnadsvei fra x til y c(x,v): linkkost fra node x til node v. Da har vi dx(y) = min {c(x,v) + dv(y) } hvor minimum tas over alle naboer til x Nettlaget

28 Bellman-Ford eksempel
Her er dv(z) = 5, dx(z) = 3, dw(z) = 3 u y x w v z 2 1 3 5 B-F ligningen sier: du(z) = min { c(u,v) + dv(z), c(u,x) + dx(z), c(u,w) + dw(z) } = min {2 + 5, 1 + 3, 5 + 3} = 4 Noden som oppnår minimum er neste hopp i minstekostvei Nettlaget

29 Link-state shortest-path-first
Link-state algoritme Hver ruter kringkaster regelmessig en “link-state”-melding Inneholder ruterens identitet og konnektivitets-informasjon til ruterens naboer Hver ruter bygger opp topologi-informasjon Shortest-path-first algoritme: Basert på info om topologi, kjører hver ruter en SPF-algoritme for å finne korteste vei fra seg selv til alle andre rutere i nettet Nettlaget

30 Figure 6.12 Link state algorithm: (a) initial connectivity/adjacency tables
Nettlaget

31 Figure 6.12 Link state algorithm: (b) derivation of active topology and netid location
Nettlaget

32 Figure (b) continued Nettlaget

33 En shortest-path-first rutingalgoritme
Dijkstras algoritme nettopologi, linkkost kjent for alle noder oppnås ved kringkasting av linktilstanden alle noder har samme info beregner minstkostvei fra en node (“source”) til alle andre noder gir rutingtabell for den noden iterativ: etter k iterasjoner kjenner man minstekostvei til k dest Notasjon: c(i,j): linkkost fra node i til j. Kost uendelig hvis ikke de er naboer D(v): gjeldende verdi for kost av vei fra kilde til destinasjon v. p(v): forgjengernode (predecessor) langs vei fra kilde til v, dvs neste v N: mengden av noder som har kjent minstekostvei Nettlaget

34 Dijkstras algoritme 1 Initialisering: 2 N = {u} 3 for alle noder v
if v er nabo til u then D(v) = c(u,v) else D(v) = uendelig 7 8 Løkke finn en w som ikke er i N, slik at D(w) er et minimum 10 innlem w i N 11 oppdater D(v) for alle noder v som er nabo til w og ikke i N: D(v) = min( D(v), D(w) + c(w,v) ) 13 /* ny kost til v er enten gammel kost til v eller minste kjente kost til w pluss kost fra w til v */ 15 inntil alle noder er i N Nettlaget

35 Figure Dijkstra algorithm: (a) initial topology; (b) derivation of shortest paths from R1 to each other router Nettlaget

36 Figure (b) continued Nettlaget

37 Figure 6.14 Shortest path derivations: (a) by R2; (b) by R3; (c) by R4
Nettlaget

38 Nettlaget

39 Figure 6.15 LS-SPF routing examples: (a) hop-by-hop routing
Nettlaget

40 Figure 6.15 LS-SPF routing examples: (b) source routing
Nettlaget

41 Klassifisering av rutingalgoritmer
Global eller desentralisert informasjon? Global: alle rutere har fullstendig info om topologi og linkkost “link state”-algoritmer Desentralisert: ruter kjenner har bare info om direkte tilknyttede linker og noder iterativ beregningsprosess, utveksling av info med naboer “distance vector”-algoritmer Statisk eller dynamisk? Statisk: ruter endres sjelden/ langsomt Dynamisk: ruter endres hurtigere periodiske oppdateringer oppdateringer som følge av endringer i linkkost Nettlaget


Laste ned ppt "Kap 6 The Internet Protocol"

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google