Δίκτυα Υψηλών Ταχυτήτων Ενότητα 7: Διευθυνσιοδότηση Internet Protocol (IP) v4

Transcript

1 Δίκτυα Υψηλών Ταχυτήτων Ενότητα 7: Διευθυνσιοδότηση Internet Protocol (IP) v4 Μιχάλας Άγγελος Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα του ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας και της Ανώτατης Εκκλησιαστικής Ακαδημίας Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Διευθυνσιοδότηση IPv4

5 Σκοποί ενότητας Σκοπός της ενότητας είναι η περιγραφή της διευθυνσιοδότησης IPv4. 5

6 Περιεχόμενα (1/2) Δομή IP Δεδομενογράμματος. Πεδία του πακέτου IP. Πεδία του IP δεδομενογράμματος. Εισαγωγή στη διευθυνσιοδότηση ΙΡ. Υποδίκτυα. Διευθυνσιοδότηση ΙΡ με Κλάσεις. 6

7 Περιεχόμενα (2/2) Κανόνες Υποδικτύωσης. Υποδίκτυα και Μάσκα Υποδικτύωσης. Προκαθορισμένη Μάσκα και Μάσκα Υποδικτύωσης. Διευθυνσιοδότηση ΙΡ με Κλάσεις. Διευθυνσιοδότηση IP: Classless Inter Domain Routing - CIDR. 7

8 Δομή IP Δεδομενογράμματος Σχήμα 1. Δομή IP Δεδομενογράμματος, πηγή: ο διδάσκων,

9 Πεδία του πακέτου IP (1/2) Version. Η έκδοση του IP που χρησιμοποιείται. IP Header Length. Το μήκος της επικεφαλίδας σε λέξεις των 32-bit. Type of Service. Καθορίζει διαφορετικά επίπεδα σημαντικότητας για το πακέτο IP. 9

10 Πεδία του πακέτου IP (2/2) Total Length. Καθορίζει το μήκος ολόκληρου του πακέτου IP σε Bytes. Συμπεριλαμβανομένων των δεδομένων και της επικεφαλίδας. Identification. Αναγνωριστικό που προσδιορίζει το τρέχον πακέτο. Βοηθάει στην επανένωση των κατακερματισμένων πακέτων. 10

11 Πεδία του IP δεδομενογράμματος Flags. Πεδίο των 3 bit. (1/7) Τα 2 χαμηλότερης σημασίας bit ελέγχουν την κατάτμηση. Το χαμηλότερης σημασίας bit καθορίζει εάν το πακέτο μπορεί να κατατμηθεί. Το μεσαίο bit καθορίζει αν το πακέτο είναι το τελευταίο πακέτο της κατάτμησης από μία σειρά τεμαχισμένων πακέτων. Το τρίτο bit δεν χρησιμοποιείται. 11

12 Πεδία του IP δεδομενογράμματος (2/7) Fragment Offset. Προσδιορίζει τη θέση των δεδομένων των πακέτων κατάτμησης. Σε σχέση με την αρχή των δεδομένων στο αρχικό πακέτο. Βοηθά στην επασυναρμολόγηση του πακέτου στον προορισμό. 12

13 Πεδία του IP δεδομενογράμματος Time to Live (TTL). (3/7) Μειώνεται κατά 1 κάθε φορά που ένα IP πακέτο περνάει από ένα δρομολογητή. Το πακέτο απορρίπτεται όταν το TTL γίνει 0. Έτσι, διασφαλίζεται ότι το πακέτο IP δεν θα κυκλοφορεί για πάντα μέσα στο δίκτυο. 13

14 Πεδία του IP δεδομενογράμματος Protocol. (4/7) Προσδιορίζει το πρωτόκολλο ανωτέρου επιπέδου. Το οποίο θα παραλάβει το πεδίο δεδομένων στον προορισμό. 14

15 Πεδία του IP δεδομενογράμματος Header Checksum. (5/7) Εξασφαλίζει την ακεραιότητας της επικεφαλίδας. Λόγο ότι τα πεδία της επικεφαλίδας μπορεί να αλλάξουν κατά τη μεταφορά του πακέτου. Η επικεφαλίδα επαληθεύεται κι επαναϋπολογίζεται σε κάθε δρομολογητή. 15

16 Πεδία του IP δεδομενογράμματος (6/7) Source Address. Η διεύθυνση του κόμβου που αποστέλλει το πακέτο. Destination Address. Η διεύθυνση του κόμβου προορισμού. Options. Επιτρέπει στο IP να υποστηρίζει διάφορες επιλογές π.χ. ασφάλεια. 16

17 Πεδία του IP δεδομενογράμματος Padding. (7/7) Εξασφαλίζει ότι το μήκος της επικεφαλίδας θα είναι πολλαπλάσιο των 32 bit. Data. Τα δεδομένα που μεταφέρει το πακέτο. Στον παραλήπτη προωθούνται στο ανώτερο επίπεδο. 17

18 Εισαγωγή στη διευθυνσιοδότηση ΙΡ (1/3) Διεύθυνση IP. 32-bit. Αναγνωριστικό για διεπαφή κόμβου. 18

19 Εισαγωγή στη διευθυνσιοδότηση Διεπαφή. ΙΡ (2/3) Σύνδεση μεταξύ κόμβου και φυσικού μέσου. Ένας κόμβος μπορεί να έχει πολλές διεπαφές. Συνήθως οι δρομολογητές διαθέτουν πολλές διεπαφές. Κάθε διεπαφή διαθέτει μία διεύθυνση IP. 19

20 Εισαγωγή στη διευθυνσιοδότηση ΙΡ (3/3) Σχήμα 2. Διευθυνσιοδότηση ΙΡ: Εισαγωγή, (διαφάνεια 63), ανακτήθηκε 14/12/

21 Υποδίκτυα (1/2) Υποδίκτυο. Οτιδήποτε βρίσκεται πίσω από τη διεπαφή ενός δρομολογητή ή μεταξύ των διεπαφών δρομολογητών. 21

22 Υποδίκτυα (2/2) Σχήμα 3. Διασυνδεδεμένο σύστημα αποτελούμενο από 6 υποδίκτυα, (διαφάνεια 10), προσπελάστηκε 14/12/

23 Εισαγωγή στη διευθυνσιοδότηση ΙΡ Συνέχεια (1) Χωρίς Υποδικτύωση. Σχήμα 4. Διευθυνσιοδότηση χωρίς υποδικτύωση. 23

24 Εισαγωγή στη διευθυνσιοδότηση Με Υποδικτύωση. ΙΡ Συνέχεια (2) Σχήμα 5. Διευθυνσιοδότηση με υποδικτύωση. 24

25 Διευθυνσιοδότηση ΙΡ με Κλάσεις (1/4) Αρχιτεκτονική Διευθυνσιοδότησης Διαδικτύου. Σχήμα 6. Αρχιτεκτονική Διευθυνσιοδότησης Διαδικτύου. 25

26 Διευθυνσιοδότηση ΙΡ με Κλάσεις (2/4) Private address space: Class A: to Class B: to Class C: to Default subnet masks: Class A: Class B: Class C:

27 Διευθυνσιοδότηση ΙΡ με Κλάσεις (3/4) Πίνακας 1. Number of subnets per class. 27

28 Διευθυνσιοδότηση ΙΡ με Κλάσεις (4/4) Πίνακας 2. Number of Hosts per subnet. 28

29 Κανόνες Υποδικτύωσης (1/2) Γενικοί κανόνες υπο - δικτύωσης. Έστω x το αναγνωριστικό του υπο - δικτύου και y το αναγνωριστικό του host. 2 x 2 = αριθμός υπο - δικτύων. 2 y 2 = αριθμός hosts ανά δίκτυο. 29

30 Κανόνες Υποδικτύωσης (2/2) Άρα: A class. x + y = 24. B class. x + y = 16. C class. x + y = 8. 30

31 Κανόνες Υποδικτύωσης- Παραδείγματα (1/3) 1. Υποδικτύωση ενός δικτύου κλάσης B με 250 hosts ανά υπο - δίκτυο. 2 y 2 = 250 => 2 y = 252 => 2 y = 254 (στην πιο κοντινή δύναμη του 2) 2 y = 2 8 =>y = 8, οπότε x=8 άρα / Υπο - δικτύωση ενός δικτύου κλάσης B σε 10 υπο - δίκτυα. 2 x 2 = 10 => 2 x = 12 => 2 x = 16 (στην πιο κοντινή δύναμη του 2) 2 x =2 4 => x= 4, άρα /20. 31

32 Κανόνες Υποδικτύωσης- Παραδείγματα (2/3) 3. Υποδικτύωση ενός δικτύου κλάσης C με 40 hosts ανά υπο - δίκτυο. i. Εύρεση μάσκας: 2 y -2 = 40 => 2 y = 42 => 2 y = 64 (στην πιο κοντινή δύναμη του 2). 2 y = 2 6 => y=6 bits για hosts οπότε x=2 (=8-6) bits για υποδίκτυα, άρα /26 ή (192= ). Ισχύει ότι = 2 υπο - δίκτυα. 32

33 Κανόνες Υποδικτύωσης- Παραδείγματα (3/3) ii. Εύρεση hosts ανά υποδίκτυο: =64 ή 2 6 = 64 οπότε: η network address του 1ου υπο - δικτύου η broadcast address του 1ου υπο - δικτύου έως οι διαθέσιμες ΙΡ διευθύνσεις 64+64=128 οπότε: η network address του 2ου υπο - δικτύου η broadcast address του 2ου υπο - δικτύου έως οι διαθέσιμες ΙΡ διευθύνσεις. 33

34 Υποδίκτυα και Μάσκα Υποδικτύωσης Σχήμα 7. Υπο - δίκτυα και Μάσκα Υπο - δικτύωσης. 34

35 Προκαθορισμένη Μάσκα και Μάσκα Υποδικτύωσης (1/2) Σχήμα 8. Προκαθορισμένη Μάσκα και Μάσκα Υποδικτύωσης. 35

36 Προκαθορισμένη Μάσκα και Μάσκα Υποδικτύωσης (2/2) Σχήμα 9. Προκαθορισμένη Μάσκα και Μάσκα Υποδικτύωσης (2). 36

37 Διευθυνσιοδότηση ΙΡ με Κλάσεις Διευθυνσιοδότηση με κλάσεις. Αναποτελεσματική χρήση. Εξάντληση του χώρου διευθύνσεων. Π.χ. σε ένα δίκτυο κλάσης B. Ανατίθενται διευθύνσεις που είναι αρκετές για κόμβους. Ακόμα κι αν υπάρχουν μόνο κόμβοι στο δίκτυο. 37

38 Διευθυνσιοδότηση IP: CIDR (1/2) Διευθυνσιοδότηση χωρίς κλάσεις. Οι διευθύνσεις είναι της μορφής: a.b.c.d/x. Όπου x είναι το πλήθος των bits στο τμήμα δικτύου της διεύθυνσης. Μέρος των bits του τμήματος κόμβου. Μπορεί να χρησιμοποιείται για υποδίκτυα. Classless InterDomain Routing (CIDR). 38

39 Διευθυνσιοδότηση IP: CIDR (2/2) Σχήμα 10. Διευθυνσιοδότηση IP: CIDR. 39

40 Βιβλιογραφία «Εισαγωγή στις νέες τεχνολογίες επικοινωνιών», Πομπόρτσης Α., Εκδόσεις Τζιόλα. «Δίκτυα Ευρείας Ζώνης», Βενιέρης, Εκδόσεις Τζιόλας. 40

41 Τέλος Ενότητας