Τι είναι το πρωτόκολλο Διαδικτύου (Internet Protocol, IP);

Transcript

1 7.5. Πρωτόκολλο IP

2 Τι είναι το πρωτόκολλο Διαδικτύου (Internet Protocol, IP); Είναι το βασικό πρωτόκολλο του επιπέδου δικτύου της τεχνολογίας TCP/IP. Βασίζεται στα αυτοδύναμα πακέτα που μεταφέρονται ανεξάρτητα το ένα από το άλλο Δεν εξασφαλίζει αξιοπιστία στη μετάδοση των πακέτων. Oλοι οι έλεγχοι για την αξιοπιστία γίνονται από το πρωτόκολλο TCP.

3 Πώς λειτουργεί το πρωτόκολλο IP; Όταν το TCP (ή το UDP) θέλει να μεταδώσει ένα τμήμα, τότε του προσθέτει τη διεύθυνση IP προορισμού και το παραδίδει στο IP. Το IP προσθέτει στο TCP (ή UDP) τμήμα μια IP επικεφαλίδα, σχηματίζοντας ένα IP αυτοδύναμο πακέτο (με μέγιστο μήκος 64 kbytes) Το IP παραδίδει το IP αυτοδύναμο πακέτο στο φυσικό δίκτυο για να το μεταδώσει στον προορισμό του. Αν το φυσικό δίκτυο έχει μέγιστο μήκος μονάδας μεταφοράς μικρότερο από 64 Kbytes τότε το IP, σπάει τα αυτοδύναμα πακέτα σε μικρότερα τμήματα που λέγονται κομμάτια (fragments) Το πρωτόκολλο IP του δικτύου βρίσκει την κατάλληλη διαδρομή για να οδηγήσει το αυτοδύναμο πακέτο στον προορισμό του.

4 Εφαρμογή TCP IP προορισμού TCP Τμήμα IP Ε Ε IP αυτοδύναμο πακέτο Φυσικό Δίκτυο

5 Αναφέρετε ονομαστικά τα πεδία της IP επικεφαλίδας Τα πεδία της IP επικεφαλίδας είναι: Τα πεδία του Σταθερού Τμήματος της Επικεφαλίδας: 1. Αναγνώριση 2. DF 3. MF 4. Δείκτης Εντοπισμού Τμήματος 5. Μήκος Επικεφαλίδας 6. Συνολικό Μήκος 7. Είδος Εξυπηρέτησης 8. Έκδοση 9. Χρόνος Ζωής 10. Αριθμός Πρωτοκόλλου 11. Άθροισμα Ελέγχου Επικεφαλίδας 12. Διεύθυνση Πηγής 13. Διεύθυνση Προορισμού Τα πεδία του Μεταβλητού Τμήματος της Επικεφαλίδας: 1. IP Επιλογές 2. Πεδίο Συμπλήρωσης

6 Πώς χρησιμοποιείται το πεδίο Αναγνώριση της IP επικεφαλίδας; Όταν ένα IP αυτοδύναμο πακέτο, σπάσει σε πολλά κομμάτια, τότε όλα του τα κομμάτια παίρνουν την ίδια τιμή στο πεδίο Αναγνώριση. Όταν τα κομμάτια φτάσουν στον υπολογιστή προορισμού, τότε αυτός ελέγχει το πεδίο Αναγνώριση για να βρει σε ποιο πακέτο ανήκει κάθε κομμάτι. Όσα κομμάτια έχουν την ίδια τιμή στο πεδίο Αναγνώριση, ανήκουν στο ίδιο αυτοδύναμο πακέτο.

7 Πώς χρησιμοποιείται το πεδίο MF της IP επικεφαλίδας; Το πεδίο αυτό λέγεται ένδειξη ύπαρξης περισσότερων κομματιών (More Fragments, MF). Όλα τα κομμάτια, στα οποία έχει διασπαστεί ένα αυτοδύναμο πακέτο έχουν τιμή 1 στο πεδίο MF, εκτός από το τελευταίο που έχει τιμή 0. Δηλαδή, εάν το πεδίο αυτό έχει τιμή 1, σημαίνει ότι το πακέτο είναι κομμάτι ενός μεγαλύτερου αυτοδύναμου πακέτου.

8 ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ (ΓΙΑ ΤΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ) Αν ένα πακέτο έχει τιμή 0 στο πεδίο MF τότε: ή είναι ξεχωριστό αυτοδύναμο πακέτο ή είναι το τελευταίο κομμάτι ενός μεγαλύτερου αυτοδύναμου πακέτου.

9 Πώς χρησιμοποιείται το πεδίο DF της IP επικεφαλίδας; Το πεδίο αυτό λέγεται ένδειξη απαγόρευσης διάσπασης αυτοδύναμου πακέτου (Don t Fragment, DF). Αν ο υπολογιστής προορισμού δε μπορεί να συναρμολογήσει ένα αυτοδύναμο πακέτο, που έχει σπάσει σε κομμάτια, τότε το πεδίο DF παίρνει την τιμή 1. Έτσι, τιμή 1 στο πεδίο DF σημαίνει ότι απαγορεύεται η διάσπαση του αυτοδύναμου πακέτου.

10 ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ (ΓΙΑ ΤΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ) Αν ένα πακέτο έχει τιμή 0 στο πεδίο DF τότε μπορεί να σπάσει σε κομμάτια ενώ Αν ένα πακέτο έχει τιμή 1 στο πεδίο DF τότε δε μπορεί να σπάσει σε κομμάτια

11 Πώς χρησιμοποιείται το πεδίο Δείκτης Εντοπισμού Τμήματος της IP επικεφαλίδας; Μετριέται σε οκτάδες οκτάδων (bytes) και δείχνει σε ποιο σημείο του αρχικού αυτοδύναμου πακέτου ανήκει το συγκεκριμένο κομμάτι. Βοηθάει το πρωτόκολλο IP του υπολογιστή προορισμού να βρει τη θέση του κάθε κομμάτιου μέσα στο αρχικό αυτοδύναμο πακέτο ώστε να το συναρμολογήσει σωστά.

12 Πώς χρησιμοποιείται το πεδίο Internet Διεύθυνση Πηγής της IP επικεφαλίδας; Προσδιορίζει την IP διεύθυνση του υπολογιστή που στέλνει το αυτοδύναμο πακέτο. Έτσι ο υπολογιστής προορισμού γνωρίζει ποιος έστειλε το αυτοδύναμο πακέτο.

13 Πώς χρησιμοποιείται το πεδίο Internet Διεύθυνση Προορισμού της IP επικεφαλίδας; Προσδιορίζει την IP διεύθυνση του υπολογιστή στον οποίο πρέπει να παραδοθεί το πακέτο. Έτσι οι δρομολογητές από τους οποίους περνάει το αυτοδύναμο πακέτο καταλαβαίνουν ποιος είναι ο προορισμός του και φροντίζουν να το στείλουν σε αυτόν.

14 Πώς χρησιμοποιείται το πεδίο Αριθμός Πρωτοκόλλου της IP επικεφαλίδας; Πληροφορεί το IP πρωτόκολλο του υπολογιστή προορισμού, σε ποιο πρωτόκολλο του επιπέδου μεταφοράς (UDP ή TCP) να παραδώσει το IP πακέτο

15 Πώς χρησιμοποιείται το πεδίο Άθροισμα Ελέγχου της IP επικεφαλίδας; Βοηθάει το IP του υπολογιστή προορισμού να ελέγξει την ορθότητα της επικεφαλίδας του IP πακέτου. Ο έλεγχος αυτός είναι απαραίτητος, γιατί καθώς το αυτοδύναμο πακέτο περνάει από δρομολογητή σε δρομολογητή, η επικεφαλίδα του συνεχώς αλλάζει και μπορεί να συμβεί κάποιο σφάλμα (δηλαδή κάποιο bit να αλλάξει από 0 σε 1 ή αντίστροφα).

16 Πώς χρησιμοποιείται το πεδίο Έκδοση της IP επικεφαλίδας; Δηλώνει την έκδοση του πρωτοκόλλου IP Οι δρομολογητές που διαχειρίζονται το ίδιο αυτοδύναμο πακέτο πρέπει να χρησιμοποιούν την ίδια έκδοση του πρωτοκόλλου IP

17 Πώς χρησιμοποιείται το πεδίο Μήκος Επικεφαλίδας της IP επικεφαλίδας; Δηλώνει το μήκος του σταθερού τμήματος της επικεφαλίδας σε λέξεις των 32 bits Η μικρότερη τιμή που μπορεί να πάρει είναι 5

18 Πώς χρησιμοποιείται το πεδίο Συμπλήρωση της IP επικεφαλίδας; Επειδή το μήκος του μεταβλητού τμήματος της επικεφαλίδας δεν είναι απαραίτητα πολλαπλάσιο των 32 bits, χρησιμοποιείται το πεδίο Συμπλήρωση. Το πεδίο αυτό έχει όσο μήκος χρειάζεται, έτσι ώστε αν το μήκος του προστεθεί με το μήκος του μεταβλητού τμήματος της επικεφαλίδας να προκύψει μήκος πολλαπλάσιο των 32 bits

19 Πώς χρησιμοποιείται το πεδίο Συνολικό Μήκος της IP επικεφαλίδας; Δηλώνει το μήκος όλου του αυτοδύναμου πακέτου (επικεφαλίδα και δεδομένα μαζί) Η μέγιστη τιμή του είναι bytes (64Kbytes = 64 * bytes = bytes) Αν το αυτοδύναμο πακέτο έχει χωριστεί σε κομμάτια, τότε το πεδίο αυτό δηλώνει το μήκος του συγκεκριμένου κομματιού και όχι το μήκος του αρχικού αυτοδύναμου πακέτου.

20 Πως χρησιμοποιείται το πεδίο Είδος Εξυπηρέτησης της IP επικεφαλίδας; Δηλώνει τι είδους υπηρεσία ζητάει ο υπολογιστής από το επικοινωνιακό υποδίκτυο. Οι υπηρεσίες περιγράφονται από τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: Ρυθμοαπόδοση Αξιοπιστία Καθυστέρηση

21 Πώς χρησιμοποιείται το πεδίο Χρόνος Ζωής της IP επικεφαλίδας; Είναι ένας μετρητής που δείχνει το χρόνο ζωής των αυτοδύναμων πακέτων. Λειτουργεί ως εξής: 1. Παίρνει αρχικά μία τιμή 2. Κάθε φορά που το αυτοδύναμο πακέτο περνάει από ένα δρομολογητή, η τιμή του πεδίου αυτού μειώνεται κατά ένα 3. Όταν το πεδίο πάρει την τιμή μηδέν, το αυτοδύναμο πακέτο απορρίπτεται Το πεδίο αυτό είναι απαραίτητο γιατί κάποια πακέτα μπορεί: είτε να χάσουν το δρόμο τους και να καθυστερήσουν πολύ ή να έχουν λάθος διεύθυνση προορισμού και να περιφέρονται άσκοπα στο δίκτυο.