intersieci – protokoły warstwy sieciowej i transportowej

Intersieci – protokoły warstwy sieciowej i transportowej

TCP/IP - wprowadzenie

Ryszard Wiatr

Przedmiot: Sieci komputerowe

Wykład 4

Sieć 1 Sieć 2R

Intersieć - połączenie sieci między sobą

Ruter (bramka intersieciowa) - komputer, który ma połączenie z dwiema sieciami, należy do obydwóch i tworzy ich połączenie sieci fizycznych w intersieć

Ruter identyfikuje pakiety w sieci 1 przeznaczone dla węzłów w sieci 2 i przesyła je tam,identyfikuje pakiety w sieci 2 przeznaczone do węzłów w sieci 1 i przesyła je tam.

Jest węzłem w każdej z łączonych sieci

Sieć 1 Sieć 2R1 Sieć 3R2

Ruter R1 identyfikuje w sieci 1 pakiety przeznaczone zarówno do sieci 2 jak i do sieci 3

Do podejmowania decyzji, gdzie należy skierować pakiet,rutery używają informacji na temat docelowej sieci, a nie maszyny

inersieć inersieć

komputerykomputery

ruter

siećfizyczna

Użytkownik postrzega intersieć jako pojedynczą, wirtualną sieć

ARPANETSieć

z krążącymznacznikiem

R R

ETHERNET

Intersieć łączy sieci o różnych technologiach i róznych protokołachwarstw fizycznych (różnych ramkach)

Warstwa fizyczna

Warstwa łącza danych

Warstwa sieciowa

Warstwa transportowa

Warstwa sesji

Warstwa prezentacji

Warstwa aplikacji

Warstwa aplikacji

Warstwa dostępudo sieci

Warstwa transportowa

Warstwa sieciowa(Internetu)

TelnetFTP

HTTPSMTPPOP

DNSNFS

SNMPRIP

TCP UDP

IP ICMP

ARP

CSMA/CDEthernet

SLIPPPP

Token RingFDDI

inne…

Modelwarstwowy

ISO/OSI

Stos protokołów Niektóre protokołystosowane w Internecie

Protokół IP (Internet protocol) - 3 warstwa, sieciowa, modelu OSI zapewnia międzysieciowy transport danych, izoluje warstwy aplikacji od warstwy fizycznej

Protokół TCP (Transmission Control Protocol) - 4 warstwa, transportowa, modelu OSI uzupełnia mechanizmy sieciowe warstwy 3 o niezawodność i integralność danych na całej długości połączenia; gwarantuje dostarczanie pakietów wolne od błędów i w odpowienim uszeregowaniu

Zwykle występują razem jako zespół protokołów TCP/IP

Identyfikatory komputerów:

nazwy - określają, czym maszyna jest

adresy - określają, gdzie maszyna jest

trasy - określają, jak do niej dotrzeć

np.www.pwsztar.edu.pl - wygodne dla użytkownika193.193.92.215 - wygodne dla oprogramowania i

protokołów

Standard adresowania w zespole protokołów TCP/IP:

Każdy węzeł intersieci TCP/IP ma przydzielony unikalny adres IP

jest on używany przy wszystkich operacjach wymiany informacjiz konkretnym węzłem

adres IP wyraża się 32-bitową liczbą całkowitą

adres IP określa zarówno konkretną sieć w intersieci, jak i konkretny węzeł w tej sieci

(a więc nie określa komputera, ale przyłączenie do sieci, np. rutermoże mieć wiele adresów IP - inny dla każdego połączenia z inną siecią)

0 ids idm

1 ids idm

ids idm

adres rozsyłania grupowego

do wykorzystania w przyszłości

0

0

0

0

1 1

1

1

1

1

1

1 1

0 1 2 3 8 16 24 31

Klasa A

Klasa B

Klasa C

Klasa D

Klasa E

Główne postacie adresów IP

same zera

same zera

127

komputer

same jedynki

sieć same jedynki

cokolwiek

Dany kompuer

Komputer w danej sieci

Ograniczone rozgłaszanie(sieć lokalna)

Ukierunkowane rozgłaszanie

Pętla zwrotna

Konwencje specjalnych form adresów IP

Niektóre wady systemu adresowania IP

Po przeniesieniu komputera do innej sieci jego adres IP musi ulec zmianie

Po przekroczeniu granicznej ilości komputerów w sieci jej klasa musi ulec zmianie

Trasa pakietu wysyłanego do maszyny z wieloma adresami zależy do użytego adresu

RKomp.

1Komp.

2

Sieć 1

Sieć 2

I1

I3

I2

I5I4

Zapis IP w postaci dziesiętnej

np. 10000000 00001001 000011101 00000110 = 128.9.29.6

klasa adres najniższy adres najwyższy

ABCDE

0.1.0.0128.0.0.0192.0.1.0224.0.0.0240.0.0.0

126.0.0.0 191.255.0.0 223.255.255.0 239.255.255.255 247.255.255.255

zakresy dla poszczególnych klas:

Protokół ARP (Address Resolution Protocol)

docelowo komunikacja przeprowadzana jest przy pomocy sieci fizycznycho różnych technologiach

ARP to odwzorowywanie adresów IP na adresy fizyczne

w końcowym etapie drogi pakietu ostatni ruter musiustalić fizyczny adres komputera docelowego w końcowej sieci

na każdym etapie należy ustalić adres fizyczny rutera

A B

A B

Rozgłaszanie prośbyARP zawierającej IB

B wysyła do Aodpowiedź ARPzawierającąparę (IB, PB)

Protokół ARP

address resolution protocol

np.komputer A chce ustalić adres fizyczny komputera B

Rodzaj sprzętu Rodzaj protokołu

Dł. dla sprzętu Dł. dla protokołu Operacja

Adres IP nadawcy (oktety 0-1)

Adres sprzętowy odbiorcy (oktety 2-5)

Adres IP odbiorcy (oktety 0-3)

Adres sprzętowy nadawcy (oktety 0-3)

Adres sprzętowy nadawcy (oktety 4-5)

Adres IP nadawcy (oktety 2-3) Adres sprzętowy odbiorcy (oktety 0-1)

Format protokołu ARP

Przykład formatu komunikatu ARP/RARP dla sieci Ethernet:

Rodzaj sprzętu - wartośc 1 dla EthernetRodzaj protokołu - wartość 080016 dla adresów IP

Operacja - 1 - prośba ARP2 - odpowiedź ARP3 - prośba RARP4 - odpowiedź RARP

0 8 16 24 31

NAGŁÓWEK RAMKI CZĘŚĆ RAMKI Z DANYMI

Komunikat ARP

Kapsułkowanie komunikatu ARP w fizycznej ramce sieci

Ramki Ethernetu zawierające komunikaty ARP mają pole typu równe 080616

A B C D

A B

Protokół RARP

reverse address resolution protocol

np.komputer A rozgłasza zapytanie RARP wskazując na siebie jako odbiorcę

B C D

Komputery uprawnione do usługi RARP wysyłaja odpowiedź bezpośrednio do A

Pozyskiwanie własnego adresu IP w przypadku komputerów bezdyskowych

Komputery wykorzystują adresy fizyczne przy adresowaniu komunikatów RARP

wersja dł. nagł. typ obsługi długość całkowita

identyfikacja znaczniki przesunięcie fragmentu

czas życia TTL protokół suma kontrolna nagłówka

adres IP nadawcy

adres IP odbiorcy

opcje (jeżeli trzeba) uzupełnienie

DANE

.............

Format datagramu IP

0 4 8 16 19 24 31

O S Ppierwszeństwo nie używane

0 1 2 3 4 5 6 7

Struktura pola TYP OBSŁUGI datagramu IP

Określa sposób, w jaki datagram ma być obsłużony

Pierwszeństwo: wartość 3-bitowa od 0 (mały stopień ważności) do 7 (sterowanie siecią

bit O - prośba o krótkie czasy oczekiwania

bit S - prośba o przesyłanie szybkimi łączami

bit P - prośba o dużą pewność przesyłania

podpowiedzi dlaalgorytmówtrasowania}

Format datagramu intersieci, cd.

nagłówek ramki część ramki z danymi

nagłówek datagramu część datagramu z danymi

Kapsułkowanie datagramu

16-bitowe pole „długość” datagramu ogranicza jego długość do 216 = 65535 oktetów

pole typu w ramce Ethernet, gdy ramka przenosi datagram IP, ma wartość 080016

R1 R2

Węzeł A Węzeł B

Sieć 1 Sieć 3

Sieć 2

MTU=620

MTU=1500 MTU=1500

MTU (maximum transfer unit)

Fragmentacja pakietów - podział pakietu na jednostki mniejsze, przy przechodzeniu przez sieć o małym MTU

nagłówekdatagramu

nagłówekfragmentu 1



dane1

600 oktetówdane2

600 oktetówdane3

200 oktetów

dane1

dane2

dane3

Fragment 1przesunięcie 0



ustawiony bit„więcejfragmentów”{

przykład fragmentacji datagramu o 1400 oktetach danych, dla sieci oMTU = 620

Kontrola fragmentacji pakietu przy pomocy pól datagramu IP:

Pole Identyfikacja:liczba całkowita jednoznacznie identyfikująca datagram,pole skopiowane z nagłówka oryginału datagramu do fragmentów

Pole Znaczniki:

Pole Przesunięcie fragmentu:

przesunięcie z oryginału datagramu dla danychprzenoszonych za pomocą tego fragmentu;wyrażane w jednostkach 8-oktetowych (dla zaoszczędzenia miejscaw nagłówku), począwszy od przesunięcia 0

bit „nie fragmentuj” - ustawiony na 1 nie pozwala na fragmentacjębit „dalsze fragmenty” - określa czy to dane ze środka datagramu

czy z ostatniego fragmentu


Czas życia TTL (time to live) - zmniejsza się o 1 podczas przechodzenia przez każdy ruter i liczbe sekund na ruterze przy przec.

Protokół: - określa, który protokół wyższego poziomu został użyty do utworzenia treści w polu Dane

Suma kontrolna nagłówka - sprawdzenie ew. przekłamań w nagłówku, dodaniedo siebie elementów nagłówka przy uzyciu arytmetyki uzupełnienia do 1

Adres IP nadawcy: 32 bity

Adres IP odbiorcy: 32 bity

Wersja - informacja o wersji protokołu IP, któa była stosowana przy tworzeniu datagramu, 4 bity

Długość nagłówka - długość nagłówka datagramu, mierzona w słowach32-bitowych, 4 bity

Długość całkowita - długość całości datagramu, wyrażona w oktetach, 16 bitów


numer opcjiklasa opcji


Opcje datagramów w sieci:

kopiuj

0 1 2 3 4 5 6 7 oktetkoduopcji

Klasa opcji znaczenie 0 kontrola datagramów lub sieci 1 zarezerwowane do przyszłego użytku 2 poprawianie błędów i pomiary 3 zarezerwowane do przyszłego użytku

0

Klasa opcji Numer opcji Długość Opis

0

0

0

0

0

0

2

0

2

3

7

8

9

4

-

11

zm.

zm.

4

zm.

zm.

Koniec listy opcji - używane, gdy opcjenie kończą się z końcem nagłówka

Ograniczenia związane z bezpiecz.I obsługą

Swobodne trasowanie wg nadawcy -do prowadzenia datagramukresloną ścieżką

Zapisuj trasę - używana dośledzenia trasy

Identyfikator strumienia

Rygorystyczne trasowanie wg nadawcydo prowadzenia datagramuokresloną ścieżką

Datownik - używana do zapisywaniaczasów wzdłuz ścieżki

Niektóre możliwe opcje IP

KOD (7) DŁUGOŚĆ WSKAŹNIK

PIERWSZY ADRES IP

DRUGI ADRES IP

..............................................

0 8 16 24 31


Opcja zapisywania trasy


ADRES IP PIERWSZEGO ETAPU

ADRES IP DRUGIEGO ETAPU

..............................................

0 8 16 24 31


Opcja trasowania wg nadawcy

Trasowanie :

- rygorystyczne: kolejne adresy na liście określają dokładnie ścieżkęktórą datagram musi przebyć

- swobodne: dozwolone przeskoki między kolejnymi adresami z listy


PIERWSZY ADRES IP

PIERWSZY ZNACZNIK

..............................................

0 8 16 24 31


Opcja „zapisuj czas”

PRZEPEŁNIENIE ZNACZNIKI

intersieci – protokoły warstwy sieciowej i transportowej

Documents