ΔΙΚΤΥΑ (20-22) Π. Φουληράς

Transcript

1 ΔΙΚΤΥΑ (20-22) Π. Φουληράς

2 Αυτοδύναμα Πακέτα IP και η Προώθησή τους Για να αντιμετωπισθεί η πιθανή ετερογένεια διαφόρων δικτύων που συνδέονται μέσω ενός δρομολογητή, ορίσθηκε μία μορφή πακέτων ανεξάρτητη από το υλικό Αυτοδύναμο πακέτο IP (IP datagram)

3 Διευθύνσεις IP και Πίνακες Δρομολόγησης Με πίνακα δρομολόγησης του μεσαίου router

4 Πεδίο Μάσκας και Προώθηση Αυτοδύναμου Πακέτου Η iστή καταχώρηση του πίνακα μπορεί να παρασταθεί ως εξής: if ( ( mask[i] & D) == Destination[i] ) forward_to Next_hop[i]; H επίδοση γίνεται με βέλτιστη προσπάθεια Μη επαναποστολής αυτοδυνάμου πακέτου Πιθανή επίδοση με καθυστέρηση ή εκτός σειράς Αλλοίωση δεδομένων Απώλεια πακέτου

5 Μορφή Κεφαλίδας IP Datagram

6 Ενθυλάκωση IP Πακέτου Μετάδοση Αυτοδυνάμου Πακέτου Πρώτα καθορίζεται το επόμενο άλμα (διεύθυνση IP) από το λογισμικό IP Ακολουθεί αναγωγή της διεύθυνσης επομένου άλματος στην αντίστοιχη φυσική, με ενθυλάκωση σε ένα πλαίσιο Το τελευταίο προωθείται στο επόμενο άλμα

7 Μετάδοση IP Πακέτου μέσω Διαδικτύου

8 MTU Maximum Transmission Unit Η μέγιστη ποσότητα δεδομένων που μπορεί να μεταφέρει ένα πλαίσιο σε μία συγκεκριμένη τεχνολογία υλικού Συνεπώς δεν είναι δυνατή η ενθυλάκωση αυτοδύναμου πακέτου μεγέθους ίσου ή μεγαλυτέρου του MTU Γιαναεπιτευχθείκάτιτέτοιοοιενδιάμεσοι δρομολογητές χρησιμοποιούν την λεγόμενη κατάτμηση (fragmentation) των πακέτων

9 IP Fragmentation Κάθε τμήμα που δημιουργείται από το αρχικό λέγεται τμήμα (fragment) και ταξιδεύει ανεξάρτητα από τα άλλα Μία σημαία (MF = More Fragments) στην κεφαλίδα δείχνει εάν είναι κάποιο τμήμα (εκτός από το τελευταίο) Το πεδίο Fragment Offset στην κεφαλίδα καθορίζει την σχετική θέση του τμήματος στο αρχικό πλήρες πακέτο Το πεδίο Identity είναι ίδιο για όλα τα τμήματα του ιδίου πακέτου Η ανασυναρμολόγηση (reassembly) γίνεται μόνον στον τελικό προορισμό (υπάρχει χρονικό όριο για την συγκράτηση τμημάτων στον παραλήπτη) Ο συνδυασμός των πεδίων MF, Fragment Offset και Identity καθορίζει τελικά τον τρόπο ανασυναρμολόγησης

10 Το μελλοντικό Πρωτόκολλο Διαδικτύου (IPv6) Η τρέχουσα έκδοση του πρωτοκόλλου διαδικτύου (IPv4) αποδείχθηκε εξαιρετικά επιτυχής παρά την ετερογένεια των επί μέρους δικτύων, αλλαγές τεχνολογίας και εξαιρετικά μεγάλες κλίμακες μεγέθους Ο περιορισμένος χώρος διευθύνσεων είναι το μεγάλο πρόβλημα και ορισμένες νέες εφαρμογές (φωνή, βίντεο) ο δευτερεύων Πρόταση: Αντικατάσταση με το IPv6

11 IPv6 Νέα Χαρακτηριστικά Μέγεθος διευθύνσεων 128 bit (αντί 32) Μορφή κεφαλίδας Μεγάλες μεταβολές Κεφαλίδες επέκτασης Μία βασική και καμία ή περισσότερες κεφαλίδες επέκτασης (extension headers) Υποστήριξη ήχου και βίντεο Μέσω ειδικού μηχανισμού Επεκτάσιμο πρωτόκολλο Το IPv6 δεν ορίζει όλα τα πιθανά χαρακτηριστικά του

12 Μορφή IPv6 Μία βασική και δυνατές κεφαλίδες επέκτασης

13 Μορφές Βασικής Κεφαλίδας IPv6

14 Παραδείγματα Πακέτων IPv6 Απλό πακέτο IPv6 (a) Πακέτο IPv6 με βασική κεφαλίδα, κεφαλίδα δρομολογίου και δεδομένα

15 Πώς χειρίζεται τις πολλές Κεφαλίδες Μέσω του πεδίου Next Header που δείχνει στην επόμενη κεφαλίδα επέκτασης ή περιέχει κωδικό τύπου δεδομένων εάν δεν υπάρχει κεφαλίδα επέκτασης Επίσης υπάρχει και το πεδίο Header Len για να προσδιορίσει την θέση του επόμενου στοιχείου

16 Κατάτμηση, Ανασυναρμολόγηση, και MTU Διαδρομής Η κατάτμηση στο IPv6 γίνεται στον αποστολέα και όχι σε ενδιάμεσους δρομολογητές

17 Κατάτμηση, Ανασυναρμολόγηση, και MTU Διαδρομής 2 Πώς γίνεται η κατάτμηση στον αποστολέα; Δυνατό μόνον μέσω γνώσης της MTU κάθε δικτύου της διαδρομής έως τον προορισμό (path MTU discovery), ώστε να επιλεγεί η ελάχιστη (path MTU) Γίνεται επαναληπτικά με αποστολή πακέτων διαφόρων μεγεθών προς τον προορισμό για να δει εάν φθάνουν χωρίς σφάλμα. Επιλέγεται path MTU που αντιστοιχεί στο πρώτο από αυτά τα πακέτα που φθάνει χωρίς σφάλμα

18 Κατάτμηση, Ανασυναρμολόγηση, και MTU Διαδρομής 3

19 Γιατί πολλές Κεφαλίδες στο IPv6; Ξεχωριστές κεφαλίδες επέκτασης Οικονομία Εξοικονομείται περισσότερος χώρος και μάλιστα δεν υπάρχουν πεδία για πληροφορίες κατάτμησης Μικρότερα πακέτα σημαίνει χρήση λιγότερου bandwidth, αλλά και μεγαλύτερης ταχύτητας στην μετάδοση Οι περισσότερες επιλογές δεν χρησιμοποιούνται συνήθως, άρα δεν χρειάζεται να είναι μέρος της βασικής κεφαλίδας Επεκτασιμότητα Μπορεί να δημιουργηθεί νέα κεφαλίδα επέκτασης για κάτι στο μέλλον, αλλά και να γίνονται πειραματισμοί χωρίς να επηρεάζονται οι δρομολογητές

20 Διευθυνσιοδότηση στο IPv6 Κάθε διεύθυνση IPv6 ανήκει σε έναν από τους εξής βασικούς τύπους Μονοεκπομπή (Unicast) Ανήκει σε έναν υπολογιστή Πολυεκπομπή (Multicast) Ανήκει σε ένα σύνολο υπολογιστών, ίσως διάσπαρτους γεωγραφικά. Τα μέλη του συνόλου μπορούν να αλλάζουν οποιαδήποτε στιγμή. Αντίγραφο του πακέτου επιδίδεται σε κάθε έναν. Γενική Εκπομπή (Anycast) Ανήκει σε ένα σύνολο υπολογιστών που μοιράζονται ένα κοινό πρόθεμα διεύθυνσης (π.χ., στην ίδια περιοχή). Ένα πακέτο προς τέτοια διεύθυνση επιδίδεται σε έναν υπολογιστή του συνόλου (π.χ., Πλησιέστερο).

21 Συμβολισμός Διευθύνσεων IPv6 Χρησιμοποιείται συμβολισμός δεκαεξαδικών αριθμών με άνω-κάτω τελείες Π.χ., χρησιμοποιώντας τον συμβολισμό κατά IPv4 θα γράφαμε: Με τον συμβολισμό IPv6: 69DC:8864:FFFF:FFFF:0:1280:8C0A:FFFF Πρόσθετη βελτιστοποίηση η συμπίεση μηδενικών, π.χ.: FF0C:0:0:0:0:0:0:B1 FF0C::B1