Πανεπιστήμιο Πειραιά Τμήμα Ψηφιακών Συστημάτων. ίκτυα Υπολογιστών Ι. Επίπεδο ικτύου. Αναπλ. Καθηγ. Π. εμέστιχας

Transcript

1 Πανεπιστήμιο Πειραιά Επίπεδο ικτύου

2 ιάρθρωση Επίπεδο δικτύου (Network Layer - NL) Γενικά στοιχεία για NL ρομολόγηση Πρωτόκολλο IP (Internet Protocol)

3 Γενικά NL: Μεταγωγή store and forward Router D Operator H1 A B E Router F H2 Process P1 Packet C LAN Process P2 Εξοπλισμός operator ρομολογητές (routers) Σύνδεσμοι Τερματικά Απευθείας συνδέσεις με δρομολογητές operator Επικοινωνία, μέσω LAN, με δρομολογητή, ο οποίος διασυνδέει με εξωτερικά δίκτυα Η επικοινωνία μεταξύ τερματικού και δρομολογητή, ή ζεύγους δρομολογητών, αποτελείται από φάση αποθήκευσης και προώθησης Πακέτο αποθηκεύεται μέχρι να ληφθεί ολόκληρο και να ελεγχθεί Στη συνέχεια προωθείται προς επόμενο δρομολογητή

4 Γενικά NL: Connectionless service H1 Packet B D Router Operator H2 A E F Process P1 Table Router A Period (N) Period (N+1) A - A - B B B B C C C C D B D B E C E B F C F B C Table C A A B A C - D D E E F E Table E A C B D C - D D E - F F LAN Process P2 Destination Line Βασική λειτουργία του δικτύου είναι η δρομολόγηση Πίνακες δρομολόγησης αποτελούνται από γραμμές, της μορφής <Destination, Next-hop> Κάθε πακέτο (datagram) δρομολογείται ανεξάρτητα από άλλα Αλγόριθμοι δρομολόγησης καθορίζουν τα περιεχόμενα των πινάκων, και μπορεί να τα μεταβάλλουν κατά τη λειτουργία του δικτύου Αρα τα datagrams μπορεί ακολουθούν διαφορετικούς δρόμους στο δίκτυο

5 Γενικά NL: Connectionless service H1 Packet B D Router Operator H2 A E F Process P1 Table Router A Period (N) Period (N+1) A - A - B B B B C C C C D B D B E C E B F C F B C Table C A A B A C - D D E E F E Table E A C B D C - D D E - F F LAN Process P2 Destination Line Εφαρμογή (application) δίνει πακέτο στο transport layer του Η1 Επίπεδο μεταφοράς (transport) προσθέτει επικεφαλίδα στο πακέτο, και το παραδίδει δε στο επίπεδο πεδο δικτύου Το επίπεδο δικτύου κατακερματίζει το πακέτο σε 4 πακέτα (fragments), τα οποία παραδίδονται στο επίπεδο DLL Μέσω της DLL ζεύξης (π.χ. PPP) τα 4 πακέτα φθάνουν στο δρομολογητή Α

6 Γενικά NL: Connection-oriented service Process P3 H1 H3 B D Router Operator H2 A E F Process P1 C LAN Process P2 Table Router A H1 1 C 1 H3 1 C 2 Table Router C Table Router E A 1 E 1 C 1 F 1 A 2 E 2 C 2 F 2 Input Output Εικονικά κυκλώματα (virtual it circuits VCs) Φάσεις Εγκατάστασης Χρήσης Απελευθέρωσης Λειτουργία δρομολόγησης γίνεται κατά τη φάση εγκατάστασης του VC Όλα τα πακέτα θα ακολουθούν ίδιο δρόμο στο δίκτυο Πίνακες δρομολόγησης αποτελούνται από γραμμές, της μορφής <Incoming-node-id, Incoming-vc-id, Outgoing-nodeid, Outgoing-vc-id > Στο σχήμα φαίνονται τα περιεχόμενα των πινάκων δρομολόγησης,για την υποστήριξη 2 VCs, μεταξύ Η1- Η2 και Η3-Η2

7 NL- ρομολόγηση: διάρθρωση υπο-ενότητας Στόχος δρομολόγησης, αλγόριθμοι δρομολόγησης Optimality principle Shortest path routing Link state routing Distance vector routing Flooding Hierarchical routing Broadcast Multicast Mobile IP Routing in ad-hoc networks

8 NL- ρομολόγηση: ορισμός αλγορίθμου δρομολόγησης ρομολόγηση (routing) είναι η βασικότερη λειτουργία του επιπέδου δικτύου Αλγόριθμος δρομολόγησης είναι το τμήμα εκείνο του λογισμικού του επιπέδου δικτύου, που είναι υπεύθυνο να αποφασίσει σε ποια γραμμή εξόδου θα πρέπει να μεταδοθεί ένα εισερχόμενο πακέτο ιάκριση αλγορίθμου δρομολόγησης από διαδικασία προώθησης Χαρακτηριστικά αλγορίθμου δρομολόγησης ης πρέπει να είναι η ορθότητα, απλότητα, ανθεκτικότητα, σταθερότητα, δικαιοσύνη, βέλτιστη απόδοση Κατηγοριοποίηση αλγορίθμων δρομολόγησης Στην στατική, ή μη-προσαρμοστική, δρομολόγηση οι δρόμοι μεταξύ κόμβων υπολογίζονται γζ προκαταβολικά και μεταφέρονται στους δρομολογητές κατά την εκκίνηση του δικτύου Στην προσαρμοστική δρομολόγηση μεταβάλλουν τις αποφάσεις τους αάλ ανάλογα α τις αλλαγές στην τοπολογία και στην κίνηση ίηη στο δίκτυο

9 NL- ρομολόγηση: στόχοι αλγορίθμων δρομολόγησης Στόχος αλγορίθμων δρομολόγησης είναι η βελτιστοποίηση μέσης καθυστέρησης ανά πακέτο και του throughput (διεκπεραιωτική ικανότητα) του δικτύου Οι στόχοι αυτοί είναι αντικρουόμενοι Οταν ένα σύστημα αναμονής λειτουργεί κοντά στα όρια της χωρητικότητάς του, τότε θα είναι μεγάλη η συνιστώσα της καθυστέρησης που οφείλεται στην αναμονή ανά πακέτο Απαιτείται συμβιβασμός μεταξύ των στόχων Οι περισσότεροι αλγόριθμοι ελαχιστοποιούν τον αριθμό των κόμβων, από τους οποίους θα πρέπει να διέλθει ένα πακέτο, στην διαδρομή δ από πηγή έως προορισμό Θεωρείται ότι η προσέγγιση αυτή τείνει να μειώσει την καθυστέρηση και την ποσότητα του εύρους ζώνης που καταναλώνεται

10 NL- ρομολόγηση: optimality principle δ 1 (Α,Β) δ opt (Α,Γ) δ 1 (Β,Γ) A B Γ δ 2 (Β,Γ) Έστω ότι κόμβος Β βρίσκεται στο βέλτιστο δρόμο μεταξύ Α και Γ,, τον οποίο συμβολίζουμε δ opt (Α,Γ) Έστω ότι δ opt (Α,Γ) = δ 1 (Α,Β) + δ 1 (Β,Γ) Η διαδρομή από Β σε Γ,, δ 1 1( (Β,Γ), είναι βέλτιστη θα είναι τμήμα του δ opt( (Α,Γ) Απόδειξη Έστω ότι δεν είναι έτσι και έστω ότι υπάρχει άλλη καλύτερη διαδρομή δ 2 (Β,Γ). Τότε όμως θα μπορούσαμε μ να φτιάξουμε μια διαδρομή μεταξύ Α και Γ ως εξής: δ 2 (Α,Γ) = δ 1 (Α,Β) + δ 2 (Β,Γ), η οποία θα έχει καλύτερο κόστος από τη δ opt (Α,Γ) Το παραπάνω είναι άτοπο, δεδομένου ότι υποθέσαμε ότι η δ opt (Α,Γ) είναι βέλτιστη Οι βέλτιστες διαδρομές, από πηγή προς όλους τους προορισμούς, σχηματίζουν δένδρο δ (sink tree) με ρίζα την πηγή

11 NL- ρομολόγηση: Shortest path routing (SPR), είσοδος Shortest path routing ρομολόγηση συντομότερης διαδρομής ίκτυο περιγράφεται υπό μορφή γράφου G(V,E) σε συνδυασμό με τα μήκη (κόστη) των συνδέσεων Το σύνολο των κόμβων του γράφου, V, αντιστοιχεί στα στοιχεία (δρομολογητές) του δικτύου Κάθε ακμή του γράφου, (u,v) E, αντιστοιχεί σε μια (σύνδεση) ύδ ζεύξη μεταξύ συγκεκριμένου ζεύγους δρομολογητών του δικτύου Κάθε ακμή, (u,v) E, έχει ένα μήκος (κόστος), d(u,v) Μήκος, ή κόστος, σύνδεσης μπορεί να σχετιστεί με διάφορους παράγοντες Απόσταση σύνδεσης (ζεύξης), π.χ. σε χιλιόμετρα, κ.λ.π. Καθυστέρηση μετάδοσης και αναμονής ενός πακέτου στη σύνδεση Ευρος ζώνης της σύνδεσης Υπάρχει περίπτωση κάθε σύνδεση να έχει μοναδιαίο μήκος, οπότε τότε το τελικό κόστος (μήκος) διαδρομής θα είναι ο αριθμός κόμβων στην διαδρομή Τέλος, δίνεται και ο κόμβος από τον οποίο ψάχνουμε τις καλύτερες διαδρομές προς όλους τους άλλους κόμβους του δικτύου

12 NL- ρομολόγηση: SPR,αλγόριθμος Dijkstra, λειτουργία (1) Εστω ότι u είναι ο κόμβος του δικτύου από τον οποίο ψάχνουμε τις συντομότερες διαδρομές, προς όλους τους άλλους κόμβους Ο αλγόριθμος εξελίσσεται σε V φάσεις (δηλαδή ο συνολικό αριθμός φάσεων είναι ίσος με τον αριθμό κόμβων του δικτύου συν ένα) Ο αλγόριθμος χωρίζει τους κόμβους του γράφου σε δυο σύνολα Το σύνολο P περιέχει τους κόμβους προς τους οποίους έχουν βρεθεί οι βέλτιστες διαδρομές από το u Το σύνολο V-P περιέχει τους υπόλοιπους κόμβους, δηλαδή αυτούς προς τους οποίους δεν έχουν βρεθεί οι βέλτιστες διαδρομές από το u Σε κάθε φάση ένας κόμβος εντάσσεται στο σύνολο P Ο αλγόριθμος σταματάει όταν όλοι οι κόμβοι ενταχθούν στο P (ή ισοδύναμα α όταν V-P= )

13 NL- ρομολόγηση: SPR,αλγόριθμος Dijkstra, λειτουργία (2) Σε κάθε φάση, h (h=0,1,,v), για κάθε κόμβο v(v [V-P]), υπάρχει ένα κόστος D (h) (v) Το D (h) () (v) είναι το κόστος της καλύτερης διαδρομής, δ από το u, που έχει βρεθεί μέχρι το συγκεκριμένο βήμα Σε κάθε φάση h, ο κόμβος w (w [V-P]), με το μικρότερο ρ D (h) (w), μεταξύ όλων των κόμβων του (V-P), εντάσσεται στο P Ο w είναι ο κόμβος του V-P, με το χαρακτηριστικό ότι η τιμή D (h) (w) είναι η ελάχιστη μεταξύ του συνόλου τιμών { D (h) (v) v (V-P) } Αρα D (h) (w) = minimum { D (h) (v) v (V-P) } Επίσης D (h) (w) είναι το κόστος της βέλτιστης διαδρομής από το u στο w Στη συνέχεια γίνεται υπολογισμός των ποσοτήτων D (h+1) (v), για τους κόμβους που απομένουν στο V-P Χρησιμοποιείται η σχέση D (h+1) (v) = minimum {D (h) (v), D (h) (w)+d(w,v)} (w, )}

14 NL- ρομολόγηση: SPR,αλγόριθμος Dijkstra, περιγραφή Dijkstra( G(V,E), u, {d(v,w) (v,w) V V} ) Bήμα 0. Αρχικοποίηση. Στα πλαίσια της αρχικοποίησης γίνονται οι αναθέσεις τιμών h=0, P=, D (h) (u)=0, D (h) () (v)= v V-{u} Βήμα 1. Ενταξη κόμβου στο P. Εντοπίζεται ο κόμβος w [V-P], για τον οποίο ισχύει D (h) (w) = minimum { D (h) (v) v (V-P) }. Γίνεται η πράξη P= P {w}. Βήμα 2. Ελεγχος. Αν (V-P= ) ) γίνεται μετάβαση στο βήμα 5. Βήμα 3. Ενημέρωση τιμών κόστους. Για κάθε v V-P γίνεται η πράξη D (h+1) (v) = minimum {D (h) (v), D (h) (w)+d(w,v)} Βήμα 3. Προετοιμασία επόμενης φάσης. Πραγματοποιείται η πράξη h= h+1 (αύξηση της τιμής του μετρητή των φάσεων) και γίνεται μετάβαση στο βήμα 1. Βήμα 5. Τέλος.

15 NL- ρομολόγηση: SPR, αλγόριθμος Dijkstra, εφαρμογή (1) Βήμα h (1) 5 (1) 1 (1) 3 2 (1) 4 (4) - 2 (4) 4-4(4) 2(4) 5 3 (5) - 4 (5) 6-4 (5) 7 -

16 NL- ρομολόγηση: SPR, αλγόριθμος Dijkstra, εφαρμογή (2) Βήμα h

17 NL- ρομολόγηση: SPR, αλγόριθμος Dijkstra, εφαρμογή (3) Β 7 C 2 2 Ε 2 F 3 3 D Α 6 G H 2 Βήμα h A B C D E F G H (A) 6 (A) 3-9 (B) 4 (B) 6 (A) 4 9 (B) - 6 (E) 5 (E) 5 9 (B) 6 (E) - 9 (G) 6 9 (B) - 8 (F) 7 9 (B) 10 (H) (H) 9 -

18 NL- ρομολόγηση: SPR, Link state routing (LSR), περιγραφή διαδικασίας Link state routing δρομολόγηση με κατάσταση συνδέσμων Μέθοδος η οποία χρησιμοποιείται ευρέως Κάθε δρομολογητής πρέπει να μπορεί να πραγματοποιεί τις παρακάτω 5 λειτουργίες Ανακάλυψη γειτόνων Μέτρηση καθυστερήσεων (κόστους) Κατασκευή πακέτου με την πληροφορία που έχει συλλεχθεί Αποστολή πακέτου με πληροφορία προς όλους τους άλλους δρομολογητές Υπολογισμός των καλύτερων διαδρομών μέσω αλγορίθμου (π.χ. Dijkstra) Με άλλα λόγια κάθε δρομολογητής πραγματοποιεί τις παρακάτω λειτουργίες Μαθαίνει την τοπολογία και μετράει πειραματικά τις καθυστερήσεις ιανέμει την πληροφορία προς όλους τους άλλους δρομολογητές Υπολογίζει τις καλύτερες διαδρομές μέσω αλγορίθμου (π.χ. Dijkstra)

19 NL- ρομολόγηση: SPR, LSR, ανακάλυψη γειτόνων, μέτρηση κόστους Ανακάλυψη γειτόνων Οταν ενεργοποιείται δρομολογητής στέλνει μήνυμα hello Οι συνδεδεμένοι κόμβοι απαντάνε στο μήνυμα αυτό με πληροφορία που τους ταυτοποιεί Η πληροφορία αυτή θα πρέπει να είναι μοναδική (π.χ. Η διεύθυνση του δρομολογητή) Μέτρηση η κόστους Βασίζεται σε μηνύματα echo ρομολογητής Α αρχικοποιεί timer και στέλνει πακέτο echo σε γείτονα Β Ο Β επιστρέφει το πακέτο echo αμέσως μόλις το λάβει Μόλις το πακέτο echo επιστρέψει στον Α, ο timer έχει μια εκτίμηση της καθυστέρησης, ανά πακέτο, στην επικοινωνία μεταξύ Α και Β Ισχύει ότι timer Trans(A) + Trans(B) +2*Prop

20 NL- ρομολόγηση: SPR,LSR, κατασκευή πακέτων κατάστασης A Κάθε πακέτο πρέπει να B 2 C περιέχει πληροφορία για το 4 3 δρομολογητή που σύλλεξε την D πληροφορία, τη χρονική περίοδο στην οποία έγινε η E 8 F συλλογή, και τις καθυστερήσεις προς τους γειτονικούς κόμβους A Sequence Age B 4 E 5 B Sequence Age A 4 C 2 F 6 C Sequence Age B 2 D 3 E 1 D Sequence Age C 3 F 7 E Sequence Age A 5 C 1 F 8 F Sequence Age B 6 D 7 E 8 ομή δεδομένων σε κάθε πακέτο περιέχει Ταυτότητα δρομολογητή Αριθμός ακολουθίας πακέτου Ηλικία Γραμμές κάθε μια από τις οποίες είναι μια δυάδα της μορφής <Γειτονικός_δρομολογητής, ρ μ καθυστέρηση>

21 NL- ρομολόγηση: SPR,LSR, διανομή πακέτων κατάστασης, υπολογισμός διαδρομών ιανομή πακέτων κατάστασης Χρησιμοποιείται δρομολόγηση πλημμύρας Κάθε δρομολογητής σημειώνει τους αριθμούς ακολουθίας και τις ηλικίες των πακέτων που έχει λάβει από κάθε δρομολογητή Οταν φθάνει νέο πακέτο, από κάποια πηγή, ελέγχεται ο αριθμός ακολουθίας και η ηλικία του πακέτου Αν διαπιστωθεί ότι είναι καινούργιο το πακέτο προωθείται θί προς όλες τις εξόδους Υπολογισμός διαδρομών Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο αλγόριθμος Dijkstra Επίσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί η τεχνική Open Shortest Path First (OSPF)

22 NL- ρομολόγηση: SPR,LSR, Open Shortest Path First (OSPF), εισαγωγικά Το Internet διαιρείται σε Αυτόνομα Συστήματα (Autonomous Systems - AS) Υπάρχει ανάγκη για δρομολόγηση μέσα σε AS, όσο και για δρομολόγηση μεταξύ των AS Με τον όρο Internal Gateway Protocol (IGP) αναφερόμαστε στο πρωτόκολλο και στις μεθόδους δρομολόγησης εντός του AS Με τον όρο Border Gateway Protocol (BGP) ή External Gateway Protocol (EGP) αναφερόμαστε στο πρωτόκολλο και στις μεθόδους δρομολόγησης μεταξύ των AS Το Open Shortest Path First (OSPF) είναι η μέθοδος IGP που χρησιμοποιείται σήμερα

23 NL- ρομολόγηση: SPR, LSR, OSPF, μοντελοποίηση AS (1) WAN 1 WAN 2 A B C D E F LAN 1 H I J LAN 2 G WAN 3 Το OSPF δίνει την δυνατότητα μοντελοποίησης ης διαφόρων στοιχείων,, τα οποία μπορεί να περιλαμβάνονται σε ένα AS Ενα AS περιλαμβάνει δρομολογητές και πιθανόν LANs και WANs Κάθε AS αντιστοιχίζεται σε έναν κατευθυντικό γράφο (directed d graph) Τα κόστη στις ακμές δεν είναι συμμετρικά Κάθε κόμβος μαθαίνει τοπολογία και κόστη, και εφαρμόζει αλγόριθμο εύρεσης των καλύτερων διαδρομών

24 NL- ρομολόγηση: SPR, LSR, OSPF, μοντελοποίηση AS (2) W A B C 4 D 6 E 8 W2 16 F I 3 3 H J 1 L L1 G 17 W3 Το OSPF δίνει την δυνατότητα μοντελοποίησης διαφόρων στοιχείων, τα οποία μπορεί να περιλαμβάνονται σε ένα AS Ενα AS περιλαμβάνει δρομολογητές και πιθανόν LANs και WANs Κάθε AS αντιστοιχίζεται σε έναν κατευθυντικό γράφο (directed graph) Τα κόστη στις ακμές δεν είναι συμμετρικά Κάθε κόμβος μαθαίνει τοπολογία και κόστη, και εφαρμόζει αλγόριθμο εύρεσης των καλύτερων διαδρομών

25 NL- ρομολόγηση: SPR, LSR, OSPF, μοντελοποίηση AS (3) WAN 1 WAN 2 A B C D E F LAN 1 H I J LAN 2 G WAN 3 W A B C 4 D 6 E 8 W2 16 F 2 3 L1 2 G H 12 W3 4 I 3 1 L2 2 J

26 NL- ρομολόγηση: SPR, LSR, OSPF, μοντελοποίηση περιφερειών ενός AS AS 1 Area Edge Router Internal Router AS 2 Backbone Network Backbone Network Router Area Edge Router AS AS 3 BGP Protocol interconnects the AS Το OSPF δίνει την δυνατότητα μοντελοποίησης των περιφερειών (areas), στις οποίες μπορεί να είναι οργανωμένο ένα AS Μια περιφέρεια είναι ένα υποσύνολο του AS Οι περιφέρειες είναι μηεπικαλυπτόμενες Μπορεί τμήματα του AS να μην ανήκουν σε κάποια περιφέρεια Η δομή μιας περιφέρειας δε γίνεται γνωστή σε κόμβους εκτός Ενας εσωτερικός κόμβος υπολογίζει τις καλύτερες διαδρομές προς όλους τους κόμβους της περιφέρειας, συμπεριλαμβανομένων αυτών που παρέχουν διασύνδεση με άλλες περιφέρειες

27 NL- ρομολόγηση: SPR, LSR, OSPF, περιφέρεια backbone δικτύου ενός AS AS 1 Area Edge Router Internal Router AS 2 Backbone Network Backbone Network Router Area Edge Router AS AS 3 BGP Protocol interconnects the AS Οταν υπάρχει οργάνωση σε περιφέρειες, υπάρχει μια περιφέρεια (area-0), η οποία ονομάζεται backbone δικτύου (δίκτυο σπονδυλική στήλη) Ο ρόλος της είναι να διασυνδέει τις υπόλοιπες περιφέρειες, καθώς και να παρέχει τη διασύνδεση με άλλες AS Οι κόμβοι που συνδέουν δυο περιφέρειες ανήκουν στην backbone περιφέρεια Ενας κόμβος που συνδέει πολλές περιφέρειες εφαρμόζει τους αλγορίθμους εύρεσης των καλύτερων διαδρομών χωριστά

28 NL- ρομολόγηση: SPR, LSR, OSPF, είδη δρομολογήσεων AS 1 Area Edge Router Internal Router AS 2 Backbone Network Backbone Network Router Area Edge Router AS AS 3 Τρία είδη δρομολογήσεων Εντός μιας περιφέρειας, κατά την οποία ο δρομολογητής πηγή ξέρει τον τρόπο να φθάσει στον δρομολογητή προορισμό Μεταξύ περιφερειών, κατά την οποία εμπλέκονται οι δυο περιφέρειες καθώς και η περιφέρεια backbone δικτύου Μεταξύ AS BGP Protocol interconnects the AS

29 NL- ρομολόγηση: SPR, LSR, OSPF, είδη δρομολογητών AS 1 Backbone Network Backbone Network Router Edge Router AS Τέσσερα είδη δρομολογητών Εσωτερικοί δρομολογητές οι οποίοι βρίσκονται εντός μιας περιφέρειας Area Edge Router Συνοριακοί δρομολογητές περιφέρειας, οι οποίοι συνδέονται σε δύο ή περισσότερες περιφέρειες Internal Router AS 2 Area AS 3 ρομολογητές backbone δικτύου Συνοριακοί δρομολογητές AS, οι οποίοι συνδέονται με δρομολογητές άλλων AS Οι παραπάνω κλάσεις μπορεί να επικαλύπτονται Οι συνοριακοί είναι μέρος της περιφέρειας του backbone δικτύου BGP Protocol interconnects the AS Μπορεί ένας δρομολογητής να είναι εσωτερικός της περιφέρειας backbone δικτύου, δηλαδή δή να μη διασυνδέει άλλες περιφέρειες

30 NL- ρομολόγηση: SPR, Distance vector routing (DVR), πίνακας δρομολόγησης Distance vector routing δρομολόγηση με διανύσματα απόστασης Κάθε δρομολογητής διατηρεί έναν πίνακα (διάνυσμα), ο οποίος δίνει τη συντομότερη απόσταση προς κάθε γνωστό προορισμό, καθώς και τη γραμμή που πρέπει να χρησιμοποιηθεί θί Οι πίνακες ενημερώνονται μέσω ανταλλαγών με τους γείτονες ομή πίνακα δρομολόγησης Εχει μια γραμμή ανά γνωστό δρομολογητή στο δίκτυο (έχει τόσες γραμμές όσοι οι γνωστοί δρομολογητές στο δίκτυο Για κάθε δρομολογητή (σε κάθε γραμμή) κρατάει Την εκτιμώμενη καθυστέρηση Τη γραμμή εξόδου μέσω της οποίας πάμε στον επόμενο κόμβο, που βρίσκεται στην διαδρομή προς τον προορισμό

31 NL- ρομολόγηση: SPR, DVR, ενημέρωση πίνακα δρομολόγησης Κάθε Τ msec κάθε δρομολογητής λαμβάνει τους πίνακες δρομολόγησης ης των γειτόνων του Εστω ότι κάποιος δρομολογητής Α μαθαίνει, από το γείτονα Χ, ότι η εκτιμώμενη καθυστέρηση, από Χ στον i, είναι X i msec Αν η εκτιμώμενη καθυστέρηση από Α σε Χ είναι t Χ msec, ο Α μπορεί να εκτιμήσει ότι η καθυστέρηση από Α στον i είναι (t Χ + X i ) msec Ο Α μπορεί να εκτελέσει τον παραπάνω υπολογισμό για κάθε γείτονα Ο Α θα κρατήσει ανά προορισμό (γραμμή του πίνακα δρομολόγησης) την καλύτερη καθυστέρηση και την αντίστοιχη γραμμή εξόδου (που δίνει την καθυστέρηση)

32 NL- ρομολόγηση: SPR, DVR,παράδειγμα Router A B C D To A A I H K New Estimated Delay from J A E F G H B C A 28 I I J K L D H Εστω ότι ο J έχει υπολογίσει τις καθυστερήσεις προς τους γείτονες του D(J,A)=8, D(J,I)=10, D(J,H)=12, D(J,K)=6 Επίσης ο J λαμβάνει πίνακες καθυστέρησης από γείτονες του Ο Α έχει μάθει ότι D(A,Β)=12, D(A,C)=25, D(A,D)=49, κλπ Με βάση τους πίνακες καθυστέρησης των γειτόνων, και τις καθυστερήσεις προς τους γείτονες, ενημερώνεται ο πίνακας δρομολόγησης (τελευταία λ ί στήλη) ) E F G H I J K L I I H H I K K

33 NL- ρομολόγηση: SPR, DVR,αλγόριθμοι κατηγορίας Υπάρχουν αρκετοί αλγόριθμοι οι οποίοι εντάσσονται στην κατηγορία «αλγόριθμοι γ ρ μ δρομολόγησης ης με διανύσματα απόστασης» Αλγόριθμος Bellman-Ford Αλγόριθμος Ford-Fulkerson Αλγόριθμος Routing Internet Protocol (RIP) Χρησιμοποιήθηκε στο Internet, t για intra-as routing, πριν την εισαγωγή και καθιέρωση του Open Shortest Path First (OSPF)

34 NL- ρομολόγηση: SPR, DVR, αλγόριθμος Bellman Ford, είσοδος Distance vector routing ίκτυο κτυο περιγράφεται υπό μορφή γράφου G(V,E) σε συνδυασμό με τα μήκη (κόστη) των συνδέσεων Το σύνολο των κόμβων του γράφου, V, αντιστοιχεί στα στοιχεία (δρομολογητές) λ έ του δικτύου Κάθε ακμή του γράφου, (u,v) E, αντιστοιχεί σε μια (σύνδεση) ζεύξη μεταξύ συγκεκριμένου ζεύγους δρομολογητών του δικτύου Κάθε ακμή, (u,v) E, έχει ένα μήκος (κόστος), d(u,v) Τέλος, δίνεται και ο κόμβος από τον οποίο ψάχνουμε τις καλύτερες διαδρομές προς όλους τους άλλους κόμβους του δικτύου

35 NL- ρομολόγηση: SPR, DVR, αλγόριθμος Bellman Ford, λειτουργία Ο αλγόριθμος εξελίσσεται σε V φάσεις το πολύ (δηλαδή ο συνολικό αριθμός φάσεων είναι το πολύ ίσος με τον αριθμό κόμβων του δικτύου συν ένα) Σε κάθε φάση, h (h=0,1,,v), για κάθε κόμβο, v (v V]), υπάρχει ένα κόστος D (h) (v) To D (h) (v) είναι το κόστος της καλύτερης διαδρομής, από το u στο v, που έχει βρεθεί μέχρι το συγκεκριμένο βήμα Σε κάθε φάση γίνεται απόπειρα βελτίωσης του κόστους προς κάθε κόμβο Η απόπειρα βελτίωσης λί βασίζεται στη σχέση D (h+1) () (v) = minimum i {D (h) (w)+d(w,v) w V} Με άλλα λόγια η τιμή D (h+1) (v) θα επιλεγεί μεταξύ ενός συνόλου V τιμών Κάθε τιμή του συνόλου, από το οποίο γίνεται επιλογή, είναι η D (h) (w)+d(w,v), όπου w V Ο αλγόριθμος σταματάει αν σε κάποια φάση δεν υπάρξει κόμβος του οποίου το κόστος να βελτιώθηκε

36 NL- ρομολόγηση: SPR, DVR, αλγόριθμος Bellman Ford, περιγραφή Bellman-Ford( G(V,E), u, {d(v,w) (v,w) V V} ) Bήμα 1. Αρχικοποίηση. Στα πλαίσια της αρχικοποίησης γίνονται οι αναθέσεις τιμών h=0, D (h) (v)=0, D (h) (v)= v V-{u} Βήμα 2. Βελτίωση κόστους κόμβων. Για κάθε κόμβο v V πραγματοποιείται η πράξη D (h+1) (v) = minimum {D (h) (w)+d(w,v) w V}. Βήμα 3. Ελεγχος βελτίωσης κόστους. Αν v V για το οποίο D (h+1) (v) D (h) (v), γίνεται η πράξη h= h+1 (αύξηση της τιμής του μετρητή των φάσεων) και γίνεται μετάβαση στο βήμα 2. Βήμα 4. Τέλος.

37 NL - ρομολόγηση: SPR, DVR, αλγόριθμος Bellman Ford, εφαρμογή (1) Βήμα h

38 NL- ρομολόγηση: SPR, DVR, Routing Internet Protocol (RIP) N R2 1 N 2 R1 R3 N 3 N 5 R4 N 4 R5 R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 N 1 0 R 1 N 1 0 R 2 N 2 0 R 3 N 3 0 R 4 N 4 0 R 5 N 3 0 R 1 N 2 0 R 2 N 5 0 R 3 N 4 0 R 4 N 5 0 R 5 R 1 N 4 0 R 2 R 2 R 3 N 1 0 R 1 N 1 0 R 2 N 2 0 R 3 Network Distance Router Το πρώτο σύνολο πινάκων είναι η πληροφορία που μαζεύει κάθε δρομολογητής σχετικά με τα δίκτυα που διαδυνδέει N 3 0 R 1 N 2 1 R 2 N 4 1 R 4 N 2 0 R 2 N 4 0 R 2 N 3 1 R 1 N 5 0 R 3 N 1 1 R 2 N 3 2 R 2 (R 5 ) Το δεύτερο σύνολο πινάκων είναι το αποτέλεσμα της ανταλλαγής της παραπάνω πληροφορίας και της ενημέρωσης των πινάκων δρομολόγησης N 5 2 R 2 N 5 1 R 3 N 4 1 R 5

39 NL- ρομολόγηση: SPR, DVR, Border Gateway Protocol (BGP), εισαγωγικά Το Internet διαιρείται σε Αυτόνομα Συστήματα (Autonomous Systems - AS) Κάθε AS συνδέεται με υπόλοιπο δίκτυο μέσω Border Router (BR) Υπάρχει ανάγκη για δρομολόγηση μέσα σε AS, όσο και για δρομολόγηση μεταξύ των AS Με τον όρο Internal Gateway Protocol (IGP) αναφερόμαστε στο πρωτόκολλο και στις μεθόδους δρομολόγησης εντός του AS Με τον όρο Border Gateway Protocol (BGP) ή External Gateway Protocol (EGP) αναφερόμαστε στο πρωτόκολλο και στις μεθόδους δρομολόγησης μεταξύ των AS Το BGP αποτελεί μέρος της λειτουργικότητας του BR Το BGP βασίζεται σε τεχνικές distance vector routing

40 NL- ρομολόγηση: SPR, DVR, Border Gateway Protocol (BGP), πολιτικές ιαφορές μεταξύ BGP και IGP Στο BGP πρέπει να ληφθούν υπόψη ζητήματα πολιτικής Εδέ Ενδέχεται να μην πρέπει να περνάει κίνηση από κάποιο AS Ενδέχεται να μην πρέπει να μεταφέρεται κίνηση που προέρχεται από,ή κατευθύνεται προς, κάποιο AS Στο IGP δεν είναι τόσο σύνηθες το να υπάρχουν τέτοιες πολιτικές, αντίθετα η προτεραιότητα είναι η αποτελεσματική διακίνηση του φορτίου Πολιτικές Κατά κανόνα για κάθε AS είναι επιθυμητή η λήψη από, και η αποστολή προς, οποιοδήποτε άλλο AS Πιθανόν όμως να μην είναι επιθυμητή η μεταφορά φορτίου που προέρχεται από ξένο AS και προορίζεται για ξένο AS Λόγοι ασφάλειας Απουσία σχετικής συμφωνίας Από τη άλλη πλευρά, υπάρχουν τηλεπικοινωνιακοί φορείς οι οποίοι κάνουν συμφωνίες και πληρώνονται προκειμένου να μεταφέρουν διερχόμενη κίνησης μεταξύ AS

41 NL- ρομολόγηση: SPR, DVR, Border Gateway Protocol (BGP), δίκτυο BR ίκτυο BGP, αποτελείται από τους BR δρομολογητές, και μοντελοποιείται μέσω γράφου Κόμβοι του γράφου είναι οι BR (δρομολογητές λ έ οι οποίοι συνδέουν τα AS με το υπόλοιπο δίκτυο) Οι ακμές μςτου γράφου συνδέσεις μεταξύ των BR υο AS θεωρούνται συνδεδεμένα αν υπάρχει φυσική σύνδεση μεταξύ των BR τους (δρομολογητών που συνδέουν τα AS με το υπόλοιπο δίκτυο) ) Είδη AS Stub networks, είναι τα AS τα οποία έχουν μόνο μια σύνδεση ύδ στο γράφο του BGP Multi-connected networks, είναι τα AS τα οποία ενώ θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν η για να μεταφέρουν φορτίο,, αρνούνται να το κάνουν Transit networks, είναι τα AS τα οποία μεταφέρουν φορτίο, πιθανόν με περιορισμούς, συνήθως επί πληρωμή

42 NL- ρομολόγηση: SPR, DVR, Border Gateway Protocol (BGP), αρχές λειτουργίας Μέθοδος BGP λειτουργεί σύμφωνα με τις αρχές distance vector routing Κάθε κόμβος λαμβάνει πληροφορία από τους γείτονες του Πληροφορία από κάθε γειτονικό BR Εκτιμώμενη καθυστέρηση προς κάθε γνωστό προορισμό ρομολόγιο που χρησιμοποιείται προς κάθε γνωστό προορισμό Επιπλέον στοιχεία σε σχέση με το κλασσικό distance vector routing Τα στοιχεία αυτά είναι απαραίτητα για την υλοποίηση πολιτικών Επεξεργασία πληροφορίας Αποκλείονται δρομολόγια τα οποία διέρχονται από «απαγορευμένα» AS (BR) Από τα εναπομείναντα δρομολόγια επιλέγεται το καλύτερο προς κάθε προορισμό

43 NL- ρομολόγηση: SPR, DVR, Border Gateway Protocol (BGP), παράδειγμα E Α Β F I C G D J H Κόμβος F λαμβάνει πληροφορία από τους γείτονες B, E, G, I Επικεντρώνουμε στην αναζήτηση δρομολογίων προς τον κόμβο D Οι γείτονες στέλνουν τις ακόλουθες πληροφορίες ρομολόγιο από Β: BCD ρομολόγιο από Ε: EFGCD ρομολόγιο από G: GCD ρομολόγιο από I: IFGCD O F απορρίπτει τα δρομολόγια που περνάνε από τον ίδιο (αυτά από I και E) Από τα εναπομείναντα δρομολόγια μπορούν να αποκλειστούν αυτά που παραβιάζουν ζητήματα πολιτικής Από τα εναπομείναντα δρομολόγια επιλέγονται τα καλύτερα

44 NL- ρομολόγηση: Flooding routing Flooding routing - ρομολόγηση με πλημμύρα Κάθε εισερχόμενο πακέτο στέλνεται σε κάθε εξερχόμενη γραμμή ημιουργείται μεγάλο φορτίο στο δίκτυο Μπορεί να οδηγήσει σε χαμηλές καθυστερήσεις, δεδομένου ότι ένας τέτοιος αλγόριθμος επιλέγει παράλληλα όλες τις δυνατές διαδρομές, άρα και αυτή με τη χαμηλότερη καθυστέρηση Εφαρμογές Στρατιωτικά δίκτυα Κατανεμημένες βάσεις δεδομένων Ασύρματα δίκτυα (υπάρχει έμμεση εφαρμογή λόγω του ότι κάθεμήνυμα που εκπέμπει ένας σταθμός λαμβάνεται από κάθε άλλο σταθμό στην εμβέλεια) )

45 NL- ρομολόγηση: Hierarchical routing (ιεραρχική δρομολόγηση) 1A Area 1 Area 2 1B 1C 3A 3B 4A 4B 4C To 2A 2B 1A 1B 1C 2C 2D 1A 2B 2C 2D 3A 3B 5B 4A 5C 4B 5A 5D 4C 5E 5A 5B Area 3 Area 4 Area 5 5C 5D 5E Full Table for 1A - - 1B 1 1C 1 1B 2 1B 3 1B 3 1B 4 1C 3 1C 2 1C 3 1C 4 1C 4 1C 4 1C 5 1B 5 1C 6 1C 5 Hierarchical Table for 1A Line Steps To Line Steps 1A 1B 1C B 1 1C 1 1B 2 1C 2 1C 3 1C 4 Χωρισμός δρομολογητών σε περιφέρειες (regions) Το κόστος της μεθόδου είναι η Κάθε δρομολογητής έχει μια ενδεχόμενη αύξηση των καταχώρηση ανά δρομολογητή της καθυστερήσεων περιφέρειας του, και μια Στο παράδειγμα το καλύτερο καταχώρηση ανά περιφέρεια δρομολόγιο από 1Α στο 5C έχει Κάθε καταχώρηση ανά περιφέρεια μήκος 5 (μέσω περιφέρειας 2), αλλά περιέχει τον δρομολογητή που θα η δρομολόγηση γίνεται μέσω χρησιμοποιείται όταν αποστέλλεται περιφέρειας 3, το οποίο σημαίνει ότι κίνηση προς περιφέρεια χρησιμοποιείται διαδρομή μήκους 6

46 NL- ρομολόγηση: Hierarchical routing, ορισμός επιπέδων (1) Εστω ότι έχουμε ένα δίκτυο με 40 δρομολογητές Αν μείνουν όλοι σε μια περιφέρεια (flat οργάνωση) κάθε δρομολογητής χρειάζεται 40 καταχωρήσεις στον πίνακα δρομολόγησης Αν χωριστούν σε 4 περιφέρειες των 10 δρομολογητών, κάθε δρομολογητής θα χρειάζεται 13 καταχωρήσεις Οι 10 είναι για τους δρομολογητές της ίδιας περιφέρειας, και οι υπόλοιπες 3 θα περιέχουν τους δρομολογητές που θα χρησιμοποιούνται όταν αποστέλλεται κίνηση προς την κάθε περιφέρεια ιαδικασία προώθησης σε κάθε δρομολογητή Αν η κίνηση έχει προορισμό κάποιο δρομολογητή της περιφέρειας, χρησιμοποιείται η έξοδος που υποδεικνύεται στον πίνακα δρομολόγησης Αν ο προορισμός είναι εκτός περιφέρειας, γίνεται προώθηση στον δρομολογητή που παρέχει διασύνδεση με την αντίστοιχη περιφέρεια Στο σχήμα προηγούμενης διαφάνειας, αν ο 4Β θέλει να στείλει στον 1Β (ανήκει στην περιφέρεια 1), χρησιμοποιεί την έξοδο προς τον κόμβο 4Α, διότι αυτός παρέχει την διασύνδεση με τις έξω περιφέρειες

47 NL- ρομολόγηση: Hierarchical routing, ορισμός επιπέδων (2) Εστω ότι έχουμε ένα δίκτυο με 540 δρομολογητές Αν μείνουν όλοι σε μια περιφέρεια (flat οργάνωση) κάθε δρομολογητής χρειάζεται 540 καταχωρήσεις στον πίνακα δρομολόγησης Αν χωριστούν σε 27 περιφέρειες των 20 δρομολογητών, κάθε δρομολογητής θα χρειάζεται 46 καταχωρήσεις Οι 20 είναι για τους δρομολογητές της ίδιας περιφέρειας, και οι υπόλοιπες 26 θα περιέχουν τους δρομολογητές που θα χρησιμοποιούνται όταν αποστέλλεται κίνηση προς την κάθε περιφέρεια Υπάρχει δυνατότητα χωρισμού σε τρία επίπεδα Μπορούμε να ορίσουμε 6 περιφέρειες, κάθε μία από τις οποίες περιέχει 9 ομάδες των 10 δρομολογητών Κάθε δρομολογητής πρέπει να έχει 23 καταχωρίσεις, 10 για τους δρομολογητές της ίδιας ομάδας, 8 για τις υπόλοιπες ομάδες και 5 για τις υπόλοιπες περιφέρειες Για Ν δρομολογητές,ο βέλτιστος αριθμός επιπέδων είναι ln(n) και ο αριθμός καταχωρήσεων ανά δρομολογητή είναι e*ln(n)

48 NL- ρομολόγηση: Broadcast routing ρομολόγηση με εκπομπή Στόχος είναι η αποστολή ενός πακέτου προς κάθε προορισμό Μέθοδοι Ενα πακέτο ανά προορισμό Flooding (πλημμύρα) Multi-destination routing Spanning tree Reverse path routing Με τη μέθοδο ενός πακέτου ανά προορισμό δημιουργείται μεγάλο φορτίο στο δίκτυο και πρέπει ή πηγή να γνωρίζει τις διευθύνσεις όλων των προορισμών (μεγάλος πίνακας δρομολόγησης) Η μέθοδος flooding επίσης δημιουργεί μεγάλο φορτίο στο δίκτυο

49 NL- ρομολόγηση: Broadcast routing, multi-destination routing A B Γ Δ Ε Η Ζ Θ A Με τη μέθοδο multi-destination routing δημιουργείται ένα πακέτο ανά σύνδεσμο Με τη μέθοδο ενός πακέτου ανά προορισμό θα υπήρχαν περισσότερα πακέτα στους συνδέσμους Συνολικά και οι δυο μέθοδοι φτιάχνουν 7 πακέτα Με τη μέθοδο multi-destination routing τα πακέτα φτιάχνονται αργότερα 4 3 B Γ Δ Ε Η Ζ 1 Θ ρομολόγηση πολλών προορισμών Η πηγή φτιάχνει δύο πακέτα τα οποία στέλνει προς Β και Γ Στα πακέτα αυτά δηλώνει ότι υπάρχουν υ και άλλοι προορισμοί που πρέπει να λάβουν το μήνυμα Το μήνυμα προς Β λέει ότι το μήνυμα θα πρέπει να πάει και στους, Ε, Θ Το μήνυμα προς Γ λέει ότι το μήνυμα θα πρέπει να πάει και στους Ζ, Η Τα Β και Γ φτιάχνουν δυο αντίγραφα τα οποία προωθούν προς, Ε, Ζ, Η Το μήνυμα προς λέει ότι το μήνυμα θα πρέπει να πάει και στο Θ Το θα φτιάξει αντίγραφο, το οποίο θα στείλει Αρχικά τα πακέτα έχουν πολλούς προορισμούς, ενώ τελικά καταλήγουν να έχουν έναν προορισμό

50 NL- ρομολόγηση: Broadcast routing, χρήση spanning trees Spanning tree ενός γράφου είναι ένα δένδρο, το οποίο περιλαμβάνει όλους τους κόμβους του γράφου Για να γίνει broadcast το μήνυμα Η πηγή φτιάχνει ένα spanning tree Η πηγή στέλνει το πακέτο στους γείτονες Κάθε δρομολογητής προωθεί το μήνυμα στις εξερχόμενες γραμμές εκείνες, που περιλαμβάνονται στο spanning tree Μειονέκτημα είναι ότι οι δρομολογητές θα πρέπει να ενημερωθούν για το αν έχουν κάποια εξερχόμενη γραμμή στο spanning tree Χρειάζεται αλγόριθμος λό κατασκευής spanning tree

51 NL- ρομολόγηση: Broadcast routing, δημιουργία spanning tree (1) Αλγόριθμος κατασκευής spanning tree (Kruskal, Prim) Αφετηρία είναι η ρίζα του spanning tree (πρώτος κόμβος που εντάσσεται στο spanning tree) Ο αλγόριθμος εξελίσσεται σε βήματα Σε κάθε βήμα εντάσσεται στο spanning tree ένας κόμβος Σε κάθε βήμα ορισμένοι κόμβοι έχουν ήδη μπει στο spanning tree Από τους κόμβους αυτούς ξεκινάνε ακμές προς κόμβους που δεν έχουν μπει στο spanning tree Από αυτές τις ακμές επιλέγεται αυτή που έχει το μικρότερο κόστος Ο κόμβος συνδέεται στην ακμή μικρότερου κόστους εντάσσεται στο spanning tree Ο αλγόριθμος σταματάει όταν όλοι οι κόμβοι έχουν μπει στο spanning tree

52 NL- ρομολόγηση: Broadcast routing, δημιουργία spanning tree (2) Create_Spanning_Tree( G(V,E), u, {d(v,w) (v,w) E} ) Βήμα 1. Αρχικοποίηση. Στα πλαίσια της αρχικοποίησης εντάσσεται ο u στο P, δηλαδή P ={u}. Βήμα 2 Ελεγχος Αν (P==V) γίνεται μετάβαση στο βήμα 5. Βήμα 3. Εύρεση υποψήφιων κόμβων για ένταξη στο P. Στο βήμα αυτό βρίσκεται το 4 7 Βήμα 2. Ελεγχος. Αν (P V) γίνεται μετάβαση σύνολο ακμών E 1 Ε. Για κάθε (v,w) (, E 1 ισχύει ότι (v P) και (w P). ηλαδή οι ακμές του E 1 ξεκινάνε από κόμβους που έχουν ενταχθεί στο spanning tree, και τερματίζουν σε κόμβους που δεν έχουν ενταχθεί στο spanning tree. Οι κόμβοι w είναι υποψήφιοι για ένταξη στο spanning tree (σύνολο P) στο βήμα αυτό. Βήμα 4. Επιλογή κόμβου για ένταξη στο P. Γίνεται ανεύρεση της ακμής (v,w) E 1, για την οποία ισχύει ότι το κόστος της είναι το ελάχιστο ανάμεσα σε όλες τις άλλες του E 1. Ο κόμβος w εντάσσεται στο P, δηλαδή P= P {w}, και γίνεται μετάβαση στο βήμα 2. Βήμα 5. Τερματισμός.

53 NL- ρομολόγηση: Broadcast routing, παράδειγμα δημιουργίας spanning tree (1) Α E H K Α E H K Β L M Β L M I I N N C F C F D G J O D G J O Πρώτο παράδειγμα δημιουργίας spanning tree σε δίκτυο με ακμές ίσου (μοναδιαίου) κόστους Στο πάνω σχήμα φαίνεται ο γράφος ο οποίος αντιστοιχεί σε κάποιο δίκτυο δρομολογητών Ο δεύτερος γράφος είναι ένα πιθανό spanning tree, το οποίο προκύπτει με εφαρμογή του αλγορίθμου εδομένου ότι τα κόστη των ακμών είναι ίδια, σε κάθε βήμα γίνεται τυχαία επιλογή του κόμβου που θα ενταχθεί στο spanning tree

54 NL- ρομολόγηση: Broadcast routing, παράδειγμα δημιουργίας spanning tree (2) A B C D E F G H I J L K M N O A B C D E F G H I J L K M N O εύτερο παράδειγμα δημιουργίας spanning tree σε δίκτυο με ακμές ίσου (μοναδιαίου) κόστους Στο πάνω σχήμα φαίνεται ο γράφος ο οποίος αντιστοιχεί σε κάποιο δίκτυο δρομολογητών Ο δεύτερος γράφος είναι ένα πιθανό spanning tree, το οποίο προκύπτει με εφαρμογή του αλγορίθμου εδομένου ότι τα κόστη των ακμών είναι ίδια,, σε κάθε βήμα γίνεται τυχαία επιλογή του κόμβου που θα ενταχθεί στο spanning tree

55 NL- ρομολόγηση: Broadcast routing, παράδειγμα δημιουργίας spanning tree (3) 1 N A B C D E F G H K L I J M N O B C D E F G Τρίτο παράδειγμα δημιουργίας spanning tree σε δίκτυο με ακμές ίσου (μοναδιαίου) κόστους Στο πάνω σχήμα φαίνεται ο γράφος ο οποίος αντιστοιχεί σε κάποιο δίκτυο δρομολογητών Ο δεύτερος γράφος είναι ένα πιθανό spanning tree, το οποίο προκύπτει με εφαρμογή του αλγορίθμου 9 10 εδομένου ότι τα κόστη των ακμών είναι ίδια, σε κάθε βήμα γίνεται τυχαία επιλογή του κόμβου που θα ενταχθεί στο spanning tree 8 H 7 I J L 12 K M N O

56 NL- ρομολόγηση: Broadcast routing, reverse path routing, περιγραφή A B C D E F G H K L I J M N O A B C D Η μέθοδος προσπαθεί να αποφύγει το μειονέκτημα της μεθόδου broadcast routing με spanning trees Κάθε κόμβος έπρεπε να ξέρει αν έχει γραμμές εξόδου που ανήκουν στο spanning tree της πηγής Κάθε δρομολογητής έχει μια γραμμή εξόδου την οποία χρησιμοποιεί συνήθως, όταν στέλνει μηνύματα μ προς τον κόμβο που του έχει προωθήσει (το broadcast μήνυμα) Αν ληφθεί broadcast μήνυμα μέσω της γραμμής E F G αυτής, το μήνυμα αντιγράφεται σε όλες τις H I J γραμμές εξόδου του δρομολογητή (εκτός αυτής από την οποία ελήφθη) K L M N O Το broadcast μήνυμα απορρίπτεται (ως πιθανό αντίγραφο), αν ληφθεί μέσω άλλης γραμμής (μη χρησιμοποιούμενης κανονικά για αποστολές μηνυμάτων προς κόμβο που το προώθησε)

57 NL- ρομολόγηση: Broadcast routing, reverse path routing, παράδειγμα (1) A B C D E F G H I J L K M N O A B C D E F G H I J L K M N O Ο πάνω γράφος αναπαριστά το δίκτυο των δρομολογητών Ο δεύτερος γράφος είναι ένα πιθανό spanning tree για το δίκτυο των δρομολογητών Ο δεύτερος γράφος δίνει τις γραμμές που χρησιμοποιούνται συνήθως για αποστολές μηνυμάτων μεταξύ ζευγών δρομολογητών Για παράδειγμα ο D δε χρησιμοποιεί τη σύνδεση (D,G) για αποστολή μηνυμάτων προς το G Αρα αν λάβει μήνυμα από το G μέσω της (D,G) σύνδεσης, ο reverse path routing αλγόριθμος θα το αγνοήσει ως αντίγραφο

58 NL- ρομολόγηση: Broadcast routing, reverse path routing, παράδειγμα (2) I F H J N A D E K G O M O E C G D N K H B L H L B Το σχήμα δίνει τη λειτουργία του reverse path routing αλγορίθμου Ο Ι στέλνει μηνύματα στους F, H, N, J Οι κόμβοι αυτά λαμβάνουν τα μηνύματα μέσω γραμμών που συνήθως χρησιμοποιούν για να στείλουν πληροφορία στο Ι (φαίνεται στο spanning tree). Συνεπώς, αντιγράφουν τα μηνύματα στις γραμμές εξόδου, πλην αυτής από την οποία έλαβαν το μήνυμα ημιουργούνται 8 μηνύματα προς Ε, Κ, G, O, A, D, M, O

59 NL- ρομολόγηση: Broadcast routing, reverse path routing, παράδειγμα (3) Οι G, O, A, D, M θα δημιουργήσουν νέα μηνύματα, διότι έλαβαν μηνύματα μέσω των I γραμμών (J,G), (J,O), (F,A), (F,D), (N,M), οι οποίες ανήκουν στο spanning tree, άρα F H J N συνήθως χρησιμοποιούνται από τους G, O, A, D, M για να στείλουν μηνύματα προς τους J, F, N Οι Ε, Κ, Ο δε θα δημιουργήσουν νέα D N K μηνύματα, διότι έλαβαν μηνύματα μέσω των γραμμών (H,E), (H,K), (N,O), οι οποίες δεν B L H ανήκουν στο spanning tree, άρα δε χρησιμοποιούνται από τους Ε, Κ, Ο για να L B στείλουν μηνύματα προς τους H, N A D E K G O M O E C G H Οι G, O, A, D, Mθα δημιουργήσουν νέα μηνύματα προς D, N, E, C, G, K

60 NL- ρομολόγηση: Multicast routing 1,2 1, ,2 1, Multicast είναι η αποστολή μηνύματος προς ομάδα υπολογιστών (multicast group) Ο κάθε δρομολογητής διατηρεί ένα spanning tree το οποίο καλύπτει όλους τους δρομολογητές (κόμβους) του δικτύου Κάθε δρομολογητής εξυπηρετεί τερματικά τα οποία ανήκουν σε διάφορα multicast groups Στο παράδειγμα υπάρχουν δρομολογητές που εξυπηρετούν το 1 ή/και το 2 2 multicast group Κάθε φορά που αποστέλλεται μήνυμα σε 2 2 κάποιο multicast group χρησιμοποιείται κατάλληλο υποσύνολο του spanning tree, το οποίο περιλαμβάνει τους δρομολογητές που εξυπηρετούν υπολογιστές που ανήκουν στο συγκεκριμένο multicast group

61 NL: ρομολόγηση σε mobile IP (MIP) CN MT Domain FA Visited Domain I n t e r n e t Home Domain HA Visited domain (VD): δίκτυο το οποίο επισκέπτεται το MT Foreign agent (FA): λογισμικό το οποίο παρέχει λειτουργικότητα MIP στο visited domain Mobile terminal (MT): κινητό τερματικό,, το οποίο είναι γνωστό με κάποια Home Address (HAddr) Home domain (HD): δίκτυο στο οποίο είναι μόνιμα εγγεγραμμένο το MT Home agent (ΗA): λογισμικό το οποίο παρέχει λειτουργικότητα MIP στο home domain Λαμβάνει κίνηση για τα ΜΤ (HAddr), του HD, όταν βρίσκονται σε VD Correspondent node (CN): κόμβος που θέλει να επικοινωνήσει με το ΜΤ

62 NL: ρομολόγηση σε MIP, μέθοδος πρώτη: χρήση FA και εγγραφή ΜΤ FA MT CN HA 1. Registration Request 2a. FA, HA Information Exchange 2b. FA, HA Information Exchange 3. Registration Confirmation 4. CN sends data to MT 6. FA Forwards Data to MT 5. HA Forwards Data to FA Μήνυμα 1: Το MT στέλνει στο FA μια αίτηση (registration request) για να εγγραφεί στο visited domain. Η αίτηση περιέχει το HAddr Μήνυμα 2: Το FA συνομιλεί με το HA, για λόγους ασφάλειας, αλλά και για να τον ενημερώσει ότι το MT είναι στην περιοχή του. Το ΗΑ μαθαίνει ότι η εισερχόμενη κίνηση προς το ΜΤ θα πρέπει να στέλνεται προς το FA, δηλαδή καταγράφει το ζεύγος (HAddr, FA) Μήνυμα 3: FA ενημερώνει το MT (μέσω του registration confirm) ότι είναι εγγεγραμμένο στο visited domain. Το FA αναθέτει μια προσωρινή IP διεύθυνση, Care-of- Address (CoAddr), στο ΜΤ, και καταγράφει το ζεύγος (HAddr, CoAddr)

63 NL: ρομολόγηση σε MIP, μέθοδος πρώτη: χρήση FA και επικοινωνία CN-ΜΤ FA MT CN HA 1. Registration Request 2a. FA, HA Information Exchange 2b. FA, HA Information Exchange 3. Registration Confirmation 4. CN sends data to MT 6. FA Forwards Data to MT 5. HA Forwards Data to FA Μήνυμα 4: o CN στέλνει δεδομένα στο MT χρησιμοποιώντας τη HAddr. εδομένου ότι το ΜΤ βρίσκεται σε VD, τα δεδομένα τα λαμβάνει ο HA Μήνυμα 5: τo ΗA, δεδομένου ότι έχει καταγράψει το ζεύγος (HAddr, FA), προωθεί τα δεδομένα στο FA. Η προώθηση γίνεται με χρήση μεθόδου tunnelling (σήραγγας). Η μέθοδος ενθυλακώνει (encapsulates) IP πακέτα (τα οποία έχουν πηγή το CN και προορισμό το HAddr) στο ωφέλιμο φορτίο νέων πακέτων (τα οποία έχουν πηγή το ΗΑ και προορισμό το FA) Μήνυμα 6: τo FA εξετάζει το ωφέλιμο φορτίο του πακέτου που λαμβάνει από το HA, βλέπει ότι προορίζονται για το ΜΤ με διεύθυνση HAddr, και μέσω του καταγεγραμμένου ζεύγους (HAddr, CoAddr), γίνεται η προώθηση προς το MT

64 NL: ρομολόγηση σε MIP, μέθοδος δεύτερη: εγγραφή ΜΤ σε visited domain FA MT CN HA 1. Registration Request 2a. FA, HA Information Exchange 2b. FA, HA Information Exchange 3. Registration Confirmation 4. Bind Request 5. CN sends data to MT 6. HA Forwards Data to MT Μήνυμα 1: Το MT στέλνει στο FA μια αίτηση η (registration request) για να εγγραφεί στο visited domain Μήνυμα 2: Το FA συνομιλεί με το HA για λόγους ασφάλειας, αλλά και για να τον ενημερώσει ότι το MT είναι στην περιοχή του. Μήνυμα 3: FA ενημερώνει το MT ότι δέχεται την αίτηση του. Το FA αναθέτει μια προσωρινή IP διεύθυνση, Care-of-Address (CoAddr), στο ΜΤ Μήνυμα 4: Το ΜΤ ενημερώνει το ΗΑ για τη CoA του. Το ΗΑ καταγράφει το ζεύγος (HΑddr, CoAddr)

65 NL: ρομολόγηση σε MIP, χρήση FA και επικοινωνία CN-ΜΤ FA MT CN HA 1. Registration Request 2a. FA, HA Information Exchange 2b. FA, HA Information Exchange 3. Registration Confirmation 4. Bind Request 5. CN sends data to MT 6. HA Forwards Data to MT Μήνυμα 5: o CN στέλνει δεδομένα στο MT χρησιμοποιώντας τη HAddr. εδομένου ότι το ΜΤ βρίσκεται σε VD, τα δεδομένα λαμβάνονται από το HA Μήνυμα 6: o ΗA προωθεί τα δεδομένα στο ΜΤ. Η προώθηση γίνεται με χρήση μεθόδου tunnelling (σήραγγας). Η μέθοδος ενθυλακώνει (encapsulates) IP πακέτα (τα οποία έχουν πηγή το CN και προορισμό το HΑddr) στο ωφέλιμο φορτίο νέων πακέτων (τα οποία έχουν πηγή το ΗΑ και προορισμό το CoAddr).

66 NL: ρομολόγηση σε ad-hoc networks Στα ad-hoc networks οι δρομολογητές είναι κινητοί Τα τερματικά συστήματα μπορούν να λειτουργήσουν και ως δρομολογητές Εφαρμογές Στρατιωτικά δίκτυα σε ένα πεδίο μάχης Στόλος πλοίων στη θάλασσα Χειρισμός καταστάσεων έκτακτης ανάγκης (emergency situations) και φυσικών καταστροφών Συγκέντρωση φορητών υπολογιστών σε περιοχή που δεν υπάρχει δικτυακή υποδομή (π.χ ) Home networks Σε ένα ad-hoc δίκτυο δρομολογητές μπορεί να εμφανίζονται, να εξαφανίζονται και να μετακινούνται

67 NL: ρομολόγηση σε ad-hoc networks, μέθοδος AODV Ad-hoc On demand Distance Vector (AODV) ρομολόγηση βάσει διανυσμάτων απόστασης, κατόπιν αίτησης Κεντρική ιδέα του πρωτοκόλλου είναι να βρίσκεται δρόμος προς κάποιο προορισμό, όταν κάποια πηγή θέλει να στείλει πακέτο στο συγκεκριμένο προορισμό ρ Για αυτό στον τίτλο έχει το «on-demand» Ο αλγόριθμος θα ενημερώσει ένα στοιχείο του πίνακα δρομολόγησης, το οποίο κρατάει δεδομένα της μορφής <διεύθυνση προορισμού, διεύθυνση next-hop> (destination, next-hop) Το next-hop είναι ο επόμενος (γειτονικός) κόμβος στο δρομολόγιο προς το προορισμό Το πρωτόκολλο υποστηρίζει δυο κύριες φάσεις λειτουργίας Ανακάλυψη δρομολογίων Συντήρηση δρομολογίων

68 NL: ρομολόγηση σε ad-hoc networks, μέθοδος AODV, ανακάλυψη δρομολογίου (1) F H A D I B G Παράσταση ad-hoc δικτύου μέσω γράφου Κόμβοι είναι οι σταθμοί Μια ακμή ενώνει κάποιο σταθμό με σταθμούς εντός της εμβέλειας του Coverage Area Εστω ότι ο κόμβος Α ψάχνει τον κόμβο Ι from At transmission i και δεν έχει πρόσφατη πληροφορία για σχετικό δρομολόγιο Ο κόμβος Α θα στείλει μήνυμα route C request προς γειτονικούς του, δηλαδή τους Β και D Οι Β και D, εφόσον δεν ξέρουν κάποιο E δρομολόγιο προς Ι,, θα στείλουν και αυτοί προς τους γείτονες τους C, F, G Οι C, F, G θα στείλουν μηνύματα προς E, H, I Η διαδικασία συνεχίζεται μέχρι κάποιος να γνωρίζει δρομολόγιο προς Ι Στη χειρότερη περίπτωση απαντάει ο ίδιος ο Ι

69 NL: ρομολόγηση σε ad-hoc networks, μέθοδος AODV, ανακάλυψη δρομολογίου (2) F H A D I B G Ο κόμβος που γνωρίζει ένα δρομολόγιο προς Ι (ή ο ίδιος ο Ι) ) θα απαντήσει με μήνυμα route reply Το route reply στέλνεται στον γειτονικό Coverage Area from A transmission i κόμβο, από τον οποίο ελήφθη το route request C E Κάθε κόμβος που λαμβάνει το route reply θα ενημερώσει ένα στοιχείο του πίνακα δρομολόγησης, το οποίο κρατάει δεδομένα της μορφής <διεύθυνση προορισμού, διεύθυνση next-hop> Στο παράδειγμα η πορεία του route reply θα είναι I, G, D, A

70 NL: ρομολόγηση σε ad-hoc networks, μέθοδος AODV, δομή route request Διεύθυνση Προέλευσης Αναγνωριστικό Αίτησης Διεύθυνση Προορισμού Αριθμός Ακολουθίας Προέλευσης Αριθμός Ακολουθίας Προορισμού Μετρητής Αλμάτων Η διεύθυνση προέλευσης αναφέρεται στον κόμβο που διεξάγει την αναζήτηση Το αναγνωριστικό αίτησης είναι ένας κωδικός που ταυτοποιεί το route request για το συγκεκριμένο κόμβο Η διεύθυνση προέλευσης και το αναγνωριστικό αίτησης ταυτοποιούν το route request σε όλο το δίκτυο Η διεύθυνση προορισμού αναφέρεται στον κόμβο που αναζητείται Ο αριθμός ακολουθίας προέλευσης περιέχει τον αριθμό των φορών που έχει αναζητήσει η προέλευση τον αναζητούμενο κόμβο Ο αριθμός ακολουθίας προορισμού περιέχει έναν αριθμό, τον οποίο έχει στείλει ο αναζητούμενος κόμβος στην προέλευση, στο παρελθόν Μπορεί να είναι ο αριθμός των φορών που έχει απαντήσει ο αναζητούμενος κόμβος στην προέλευση, στο παρελθόν Το πεδίο θα έχει την τιμή 0 αν ο προορισμός δεν έχει αναζητηθεί στο παρελθόν Ο μετρητής αλμάτων είναι ο αριθμός των κόμβων που υπάρχουν στον δρομολόγιο από την προέλευση μέχρι τον αναζητούμενο κόμβο

71 NL: ρομολόγηση σε ad-hoc networks, μέθοδος AODV, δομή route reply Διεύθυνση Διεύθυνση Αριθμός Μετρητής Χρόνος Ακολουθίας Προέλευσης Προορισμού Προορισμού Αλμάτων Ζωής ιεύθυνση προέλευσης αντιγράφεται από το route request Η διεύθυνση προορισμού αντιγράφεται από το route request Ο αριθμός ακολουθίας προορισμού περιέχει τον αριθμό της νέας απάντησης που στέλνει ο αναζητούμενος κόμβος στην προέλευση Ο μετρητής αλμάτων τίθεται στο μηδέν

72 NL: ρομολόγηση σε ad-hoc networks, μέθοδος AODV, συμπεριφορά ενδιάμεσων κόμβων (1) Πακέτο έχει ληφθεί στο παρελθόν. Απορρίπτεται. Αναζήτηση ζεύγους (Διεύθυνση Προέλευσης, Αναγνωριστικό Αίτησης) Ναι Βρέθηκε? Οχι Αναζήτηση Διεύθυνσης Προορισμού & Αριθμού Ακολουθίας Προορισμού Βρέθηκε Πρόσφατα? Οχι Προώθηση Route Request Ναι Επιστροφή Route Reply Η συμπεριφορά καθορίζεται από τα αποτελέσματα σε αναζητήσεων στον πίνακα δρομολόγησης Βήμα 1. Γίνεται αναζήτηση του ζεύγους (διεύθυνση προέλευσης, αναγνωριστικό αίτησης) Αν βρεθεί συνεπάγεται ότι το route request είναι αντίγραφο, δηλαδή έχει ληφθεί στο παρελθόν, οπότε απορρίπτεται, και η διαδικασία τελειώνει Αν δεν βρεθεί γίνεται το βήμα 2 (επόμενο βήμα) Τέλος

73 NL: ρομολόγηση σε ad-hoc networks, μέθοδος AODV, συμπεριφορά ενδιάμεσων κόμβων (2) Πακέτο έχει ληφθεί στο παρελθόν. Απορρίπτεται. Αναζήτηση ζεύγους (Διεύθυνση Προέλευσης, Αναγνωριστικό Αίτησης) Ναι Βρέθηκε? Οχι Αναζήτηση Διεύθυνσης Προορισμού & Αριθμού Ακολουθίας Προορισμού Βρέθηκε Πρόσφατα? Οχι Προώθηση Route Request Τέλος Ναι Επιστροφή Route Reply Βήμα 2. Γίνεται αναζήτηση της διεύθυνσης προορισμού Αν δεν υπάρχει γίνεται το επόμενο βήμα (βήμα 3) Αν υπάρχει ελέγχεται ο αριθμός ακολουθίας προορισμού Αν αυτός του πίνακα δρομολόγησης είναι μεγαλύτερος τότε θα επιστραφεί route reply, διότι ο ενδιάμεσος κόμβος γνωρίζει κάποιο δρομολόγιο, πιο πρόσφατο από το τελευταίο που γνωρίζει η προέλευση Αν αυτός του πίνακα δρομολόγησης ης είναι μικρότερος ρ γίνεται το βήμα 3, διότι ο ενδιάμεσος κόμβος γνωρίζει κάποιο δρομολόγιο, παλαιότερο από το τελευταίο που γνωρίζει η προέλευση

74 NL: ρομολόγηση σε ad-hoc networks, μέθοδος AODV, συμπεριφορά ενδιάμεσων κόμβων (3) Πακέτο έχει ληφθεί στο παρελθόν. Απορρίπτεται. Αναζήτηση ζεύγους (Διεύθυνση Προέλευσης, Αναγνωριστικό Αίτησης) Ναι Βρέθηκε? Οχι Αναζήτηση Διεύθυνσης Προορισμού & Αριθμού Ακολουθίας Προορισμού Βρέθηκε Πρόσφατα? Οχι Προώθηση Route Request Ναι Επιστροφή Route Reply Βήμα 3. Φθάνουμε στο βήμα αυτό αν το route request είναι καινούργιο, και αν ο ενδιάμεσος κόμβος δεν ξέρει δρομολόγιο προς τον αναζητούμενο κόμβο Ο κόμβος προωθεί θί το route request στους γείτονες του, αφού αυξήσει το μετρητή αλμάτων Παράλληλα δημιουργεί ένα νέο στοιχείο στον πίνακα δρομολόγησης, το οποίο ενημερώνει μερικά Το στοιχείο θα κρατήσει πληροφορία της μορφής <διεύθυνση προορισμού, διεύθυνση next-hop> Το στοιχείο θα ενημερωθεί πλήρως μέσω μηνύματος route reply, ή θα καταστραφεί (αν δεν επιστρέψει μήνυμα route reply σε εύλογο χρονικό διάστημα) Τέλος

75 NL: ρομολόγηση σε ad-hoc networks, μέθοδος AODV, συντήρηση δρομολογίων Destination Next Hop Distance Active Neighbours Other Fields F Α Α 1 F, G Β Β 1 FG F, C B 2 F E G 2 F F 1 A, B G G 1 A, B H F 2 A, B I G 2 A, B A A B C D D E F G B C E Περιοδικά κάθε κόμβος στέλνει μήνυμα hello προς γείτονες Αν δε ληφθεί απάντηση από κάποιο γείτονα, καταργούνται τα δρομολόγια που τον είχαν nexthop p( (περνούσαν ρ από τον κόμβο) ) Παράλληλα, θα ήταν χρήσιμο να ενημερωθούν και οι γείτονες, οι οποίοι είναι προηγούμενοι κόμβοι στο δρομολόγιο Οι κόμβοι αυτοί ονομάζονται ενεργοί γείτονες H I H I

76 NL: ρομολόγηση σε ad-hoc networks, μέθοδος AODV, συντήρηση δρομολογίων Destination Next Hop Distance Active Neighbours Other Fields F H A Α Α 1 F, G Β Β 1 FG F, Στον πίνακα δρομολόγησης C B 2 F θεωρείται ότι ο G είναι ενεργός E G 2 Ο D διαπιστώνει ότι ο G δεν είναι F F 1 A, B πια προσπελάσιμος G G 1 A, B Ο D βλέπει στον πίνακα H F 2 A, B δρομολόγησης ότι το G είναι nexthop I G 2 A, B για τους προορισμούς E, G, I Ο D βλέπει στον πίνακα δρομολόγησης ότι οι Α και Β A B B βασίζονται στον G για δρομολόγια C C Ο D ενημερώνει τους Α και Β D D προκειμένου να αναζητήσουν νέα E F E δρομολόγια G Παράλληλα, ο D σβήνει τις H καταχωρήσεις του πίνακα I I δρομολόγησης προς τους E, G, I

77 NL: Internet Protocol (IP), ιάρθρωση ομή πακέτου ιευθύνσεις IP Πρωτόκολλα ελέγχου επιπέδου δικτύου Λειτουργίες ρομολόγηση Κατακερματισμός Προχωρημένα ρημ θέματα Integrated services Differentiated services Multi protocol label switching

78 NL: IP, ομή πακέτου 32 Bit Version Header Length Type of Service Total Length Identifier D F M F Offset Time To Live (TTL) Protocol Header Checksum Source Address Destination Address ~ Options ~

79 NL: IP, πεδία πακέτου (1) Version είναι η έκδοση του πρωτοκόλλου την οποία ακολουθεί το datagram Header length είναι το μήκος επικεφαλίδας σε λέξεις των 32 bits Η ελάχιστη τιμή είναι 5 και προκύπτει όταν δεν υπάρχει το πεδίο options Η μέγιστη τιμή, δεδομένου ότι το μήκος του πεδίου είναι 4 bits, είναι 15 λέξεις των 32 bits, δηλαδή 60 bytes Αρα το μέγιστο μέγεθος του πεδίου options είναι 10 λέξεις των 32 bits, δηλαδή 40 bytes Type of service καθορίζει το χειρισμό που πρέπει να λάβει το datagram από το δίκτυο Το πεδίο έχει μήκος 6 bits Τα 3 πρώτα bits καθορίζουν τάξεις προτεραιότητας (precedence), οι οποίες μπορεί να είναι μέχρι 8 Τα άλλα 3 bits προσδιορίζουν ποιες παράμετροι από τις delay, throughput, reliability πρέπει να προσεχθεί Αν το bit είναι 1 η παράμετρος έχει σημασία για το πακέτο Total length είναι το συνολικό μήκος του πακέτου (επικεφαλίδα και ωφέλιμο) σε bytes Η μέγιστη τιμή είναι 64 Kbytes, αφού το μήκος του πεδίου είναι 16 bits

80 NL: IP, πεδία πακέτου (2) Identification είναι το αναγνωριστικό του datagram στο οποίο ανήκει ένα fragment Υποστήριξη λειτουργίας κατακερματισμού Ολα τα fragments που ανήκουν στο ίδιο datagram έχουν ίδιο identification DF (do not fragment) είναι bit-σημαία που δηλώνει ότι το πακέτο δεν πρέπει να κατακερματιστεί διότι ο δέκτης δεν έχει δυνατότητα συναρμολόγησης MF (more fragments) είναι bit-σημαία που δηλώνει ότι To offset δίνει τη θέση του fragment στο datagram Εφόσον το μήκος του πεδίου είναι 13 bits μπορούν να υποστηριχθούν μέχρι 8192 fragments ανά datagram Το μήκος του κάθε fragment είναι πολλαπλάσιο λά των 8 bytes