ΤΕΙ Στερεάς Ελλάδας Τμ. Ηλ.γων Μηχ/κων ΤΕ. Δίκτυα Υπολογιστών. Διάλεξη 4: Επίπεδο 3 το πρωτόκολλο IP

Transcript

1 ΤΕΙ Στερεάς Ελλάδας Τμ. Ηλ.γων Μηχ/κων ΤΕ Δίκτυα Υπολογιστών Διάλεξη 4: Επίπεδο 3 το πρωτόκολλο IP

2 Απαιτήσεις διαδικτύωσης

3 Τα ζητήματα που πρέπει να επιλύσει η διαδικτύωση

4 Πρωτόκολλα διαδικτύωσης

5 Αρχιτεκτονικές προσεγγίσεις Υπηρεσίες με σύνδεση (Connection oriented) Υπηρεσίες χωρίς σύνδεση (Connectionless)

6 Υπηρεσίες με σύνδεση Connection Oriented Οι τερματικές συσκευές και οι ενδιάμεσοι κόμβοι επικοινωνούν προκειμένου να αποκατασταθεί σύνδεση από την πηγή μέχρι τον προορισμό Η σύνδεση είναι στη διάθεση πηγής προορισμού καθόλη τη διάρκεια της σύνδεσης (δεν χρησιμοποιούνται από άλλο ζεύγος πηγής προορισμού) Απαιτείται σηματοδοσία για την εγκατάσταση της σύνδεσης Τα μηνύματα φθάνουν στον προορισμό με την ίδια σειρά που αποστέλλονται από την πγηγή

7 Υπηρεσία χωρίς σύνδεση (Ι) Τα πακέτα μετάγονται αυτόνομα μέσα στο δίκτυο Κάθε μονάδα δεδομένων υπόκειται επεξεργασία ανεξάρτητα από τις υπόλοιπες Όλες οι συσκευές και όλοι οι δρομολοηύές μοιράζονται ένα κοινό πρωτόκολλο επιπέδου δικτύου Πρωτόκολλο διαδικτύου

8 Υπηρεσία χωρίς σύνδεση (ΙΙ)

9 Η λειτουργία του πρωτοκόλλου IP

10 Ζητήματα σχεδίασης

11 Η επικεφαλίδα στο IPv4

12 Η δρομολόγηση στο διαδίκτυο Δρομολόγηση πακέτων (routing/switching) είναι η διαδικασία επιλογής ενός δρομολογίου μέσω του οποίου θα μεταδοθεί το πακέτο και δρομολογητής (router) οποιοσδήποτε υπολογιστής-συσκευή που εκτελεί αυτή τη διαδικασία επιλογής. Η δρομολόγηση στο IP είναι μη αξιόπιστη και γίνεται άνευ σύνδεσης παράδοση πακέτων κατά δύναμιν (best-effort).

13 Δρομολόγηση πακέτου

14 Δρομολόγηση

15 Άμεση Δρομολόγηση Η άμεση δρομολόγηση χρησιμοποιείται μόνο αν αμφότεροι αποστολέας και λήπτης συνδέονται στο ίδιο υποκείμενο φυσικό σύστημα μετάδοσης (π.χ. στο ίδιο τοπικό δίκτυο Ethernet). Διαπιστώνεται με σύγκριση της ταυτότητος δικτύου (net id) του προορισμού πρός αυτήν του αποστολέα. Ο αποστολέας ενθυλακώνει το δεδομενόγραμμα σ ένα φυσικό πλαίσιο χρησιμοποιώντας τη φυσική διεύθυνση υλικού (hardware) την οποία προσδιορίζει π.χ. Με ARP

16 Έμμεση δρομολόγηση Το πακέτο στέλνεται στην πύλη διόδευσης (gateway) Στη συνέχεια, ταξιδεύει από δρομολογητή σε δρομολογητή => hop by hop routing Το ζήτημα λοιπόν που εγείρεται είναι πώς μπορεί να ξέρει που να το προωθήσει. Τίθενται ζητήματα βέλτιστης επιλογής όταν έχουμε πολλές εναλλακτικές επιλογές

17 Δρομολόγηση βάσει πινάκων (Ι) Κάθε μηχανή δρομολόγησης διαθέτει ένα πίνακα δρομολόγησης όπου αποθηκεύει πληροφορίες σχετικά με πιθανούς προορισμούς. Δεν είναι πρακτικά δυνατόν κάθε πίνακας δρομολόγησης να περιέχει πληροφορία για κάθε δυνατό προορισμό του κόσμου. Δηλαδή η κάθε μηχανή δεν κάνει παρά ένα μέρος της δουλειάς και να χρησιμοποιεί μόνο την τοπικά αναγκαία πληροφορία. Σ αυτό βοηθά και η ιεραρχική οργάνωση των διευθύνσεων του Διαδικτύου

18 Δρομολόγηση βάσει πινάκων (ΙΙ) η ιεραρχική δομή των διευθύνσεων επιτρέπει να χρησιμοποιούνται στους πίνακες δρομολόγησης μόνο το πρόθεμα (δηλ το net id) στους πίνακες δρομολόγησης περιορίζοντας δραστικά το μέγεθός τους. Ετσι οι πύλες διόδευσης χρειάζεται να τηρούν πίνακες με στοιχεία για κάθε πύλη άμεσα προσπελάσιμη από την παρούσα πύλη δίδοντας όλες οι διευθύνσεις δικτύων N που κρύβονται πίσω της δηλ. που εξυπηρετούνται μέσω αυτής της πύλης.

19 Routing table example Network Destination Netmask Gateway Interface Metric

20 Οι μορφές των διευθύνσεων στο IPv4

21 Οι διευθύνσεις IP Κλάσση A

22 Οι διευθύνσεις IP Κλάσση B

23 Οι διευθύνσεις IP Κλάσση C

24

25 Άσκηση Δίδεται η διεύθυνση δικτύου /24 Σε πόσες συσκευές μπορεί να αποδώσει IP διεύθυνση ο διαχειριστής του δικτύου αν λάβουμε υπόψιν ότι η διεύθυνση αφιερώνεται στην πύλη διόδευσης και η διεύθυνση διατηρείται για την περίπτωση broadcast. Ποια είναι η πρώτη και η τελευταία διεύθυνση που μπορεί ο διαχειριστής να αποδώσει στο δεκαδικό και δυαδικό σύστημα?

26 Υποδίκτυα και μάσκες υποδικτύων

27 Routing Using Subnets

28 Το κόστος κάθε μονοπατιού

29 Αλγόριθμοι δρομολόγησης The Optimality Principle Shortest Path Routing Flooding Distance Vector Routing Link State Routing Hierarchical Routing Broadcast Routing Multicast Routing Routing for Mobile Hosts Routing in Ad Hoc Networks

30 ICMP

31 Τα μηνύματα του ICMP

32 Η μορφή των μηνυμάτων του ICMP

33 Διάρκεια ζωής αυτόνομου πακέτου

34 Η επικεφαλίδα στο IPv4

35 Τα πεδία της επικεφαλίδας (1)

36 Τα πεδία της επικεφαλίδας (2)

37 Τα πεδία της επικεφαλίδας (3)

38 Πεδίο δεδομένων

39 Τεμαχισμός και επανένωση

40 Η κατάτμηση στο IP (1)

41 Η κατάτμηση στο IP(2)

42 Παράδειγμα κατάτμησης

43 Αποτυχία επανένωσης

44 Άσκηση 1 Δίνεται ένα δεδομενόγραμμα μήκους 6000bytes το οποίο θα μεταδοθεί πάνω από δίκτυο Ethernet (δηλαδή MTU=1500bytes). a) Σε πόσα τμήματα θα τεμαχιστεί; b) Ποια πεδία της επικεφαλίδας θα είναι ίδια σε όλα τα τεμάχια; c) Ποια θα είναι διαφορετικά και τι τιμές θα έχουν;

45 Άσκηση 2 Δίνονται 2 πακέτα με τα παρακάτω στοιχεία. Μπορούν να είναι τεμάχια του ιδίου δεδομενογράμματος; a) Ίδιο source IP Address, ίδιο IP destination address, ίδιο identification, ίδιο fragment offset. b) Ίδιο source IP Address, ίδιο IP destination address, ίδιο identification, ίδιο protocol.

46 Έλεγχος λαθών

47 Έλεγχος ροής

48 IP v6 Γιατί να αλλάξουμε έκδοση?

49 IPv6 RFCs

50 Οι βελτιώσεις στο IPv6 (1)

51 Οι βελτιώσεις στο IPv6 (2)

52 Η δομή στο IPv6

53 Επικεφαλίδες επέκτασης

54 Η επικεφαλίδα στο IP v6

55 Τα πεδία της επικεφαλίδας στο IPv6 (1)

56 Τα πεδία της επικεφαλίδας στο IPv6 (2)

57 Οι διευθύνσεις IPv6

58 Τύποι διευθύνσεων

59 IPv6 Extension Headers

60 Παράμετροι (1)

61 Παράμετροι (2)