Περιεχόμενα Πρόλογος... 23 Εισαγωγή... 27 Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή και γενική επισκόπηση... 33 1.1 Τα κίνητρα για διαδικτύωση... 33 1.2 Το Internet TCP/IP... 34 1.3 Οι υπηρεσίες του Internet... 35 1.4 Ιστορία και σκοπός του Internet... 39 1.5 Το Συμβούλιο Αρχιτεκτονικής Internet... 42 1.6 Η αναδιοργάνωση του IAB... 43 1.7 Η Κοινωνία του Internet... 45 1.8 Αιτήσεις για Σχόλια για το Internet... 45 1.9 Πρωτόκολλα Internet και προτυποποίηση... 46 1.10 Μελλοντική Ανάπτυξη και Τεχνολογία... 47 1.11 Οργάνωση του βιβλίου... 48 1.12 Περίληψη... 49 Κεφάλαιο 2 Επισκόπηση των τεχνολογιών δικτύου... 51 2.1 Εισαγωγή... 51 2.2 Δύο προσεγγίσεις στο θέμα της επικοινωνίας δικτύων... 52 2.3 Τοπικά δίκτυα και δίκτυα ευρείας περιοχής... 53 2.4 Η τεχνολογία Ethernet... 55 2.5 Διασύνδεση κατανεμημένων δεδομένων με οπτικές ίνες (FDDI)... 69 2.6 Κατάσταση Ασύγχρονης Μετάδοσης (Asynchronous Transfer Mode)... 73 2.7 Τεχνολογίες WAN: ARPANET... 74 2.8 Δικτύωση του Εθνικού Επιστημονικού Ιδρύματος των ΗΠΑ (NSFNET)... 78 2.9 ANSNET... 81 2.10 Ένα δίκτυο σπονδυλικής στήλης πολύ υψηλής ταχύτητας... 82 2.11 Άλλες τεχνολογίες στις οποίες έχει χρησιμοποιηθεί το TCP/IP... 84 2.12 Περίληψη και συμπέρασμα... 89 Κεφάλαιο 3 Η έννοια και το αρχιτεκτονικό μοντέλο της διαδικτύωσης... 93 3.1 Εισαγωγή... 93 3.2 Διασύνδεση σε επίπεδο εφαρμογών... 93 3.3 Διασύνδεση σε επίπεδο δικτύων... 94 3.4 Ιδιότητες του Internet... 96 3.5 Η αρχιτεκτονική του Internet... 96 7
8 Περιεχόμενα 3.6 Διασύνδεση μέσω δρομολογητών IP... 97 3.7 Η άποψη του χρήστη... 98 3.8 Όλα τα δίκτυα είναι ίσης αξίας... 99 3.9 Τα αναπάντητα ερωτήματα... 100 3.10 Περίληψη... 101 Κεφάλαιο 4 Ταξικές δικτυακές διευθύνσεις... 103 4.1 Εισαγωγή... 103 4.2 Καθολικά αναγνωριστικά... 103 4.3 Το αρχικό ταξικό μοντέλο διευθυνσιοδότησης... 104 4.4 Οι διευθύνσεις προσδιορίζουν συνδέσεις δικτύων... 106 4.5 Δικτυακές διευθύνσεις και διευθύνσεις κατευθυνόμενης εκπομπής... 106 4.6 Περιορισμένη εκπομπή... 107 4.7 Η ερμηνεία του μηδέν έτσι ώστε να σημαίνει "Αυτός"... 108 4.8 Επεκτάσεις υποδικτύου και υπερδικτύου... 108 4.9 Διευθύνσεις IP πολυδιανομής... 109 4.10 Αδυναμίες στη διευθυνσιοδότηση του Internet... 109 4.11 Δεκαδική σημειογραφία με τελείες... 111 4.12 Διεύθυνση ανατροφοδότησης... 111 4.13 Συνοπτική παρουσίαση ειδικών συμβάσεων που αφορούν τις διευθύνσεις... 112 4.14 Αρχή διευθυνσιοδότησης Internet... 112 4.15 Δεσμευμένα προθέματα διευθύνσεων... 114 4.16 Παράδειγμα... 114 4.17 Διάταξη των byte ενός δικτύου... 116 4.18 Περίληψη... 117 Κεφάλαιο 5 Αντιστοίχιση διευθύνσεων Internet σε φυσικές διευθύνσεις (ARP)... 121 5.1 Εισαγωγή... 121 5.2 Το πρόβλημα της ανάλυσης διευθύνσεων... 121 5.3 Δύο τύποι φυσικών διευθύνσεων... 122 5.4 Ανάλυση μέσω άμεσης αντιστοίχισης... 122 5.5 Ανάλυση μέσω δυναμικής δέσμευσης... 123 5.6 Η κρυφή μνήμη ανάλυσης διευθύνσεων... 124 5.7 Χρόνος αναμονής κρυφής μνήμης ARP... 125 5.8 Βελτιώσεις του ARP... 126 5.9 Η σχέση του ARP με άλλα πρωτόκολλα... 127 5.10 Υλοποίηση του ARP... 127 5.11 Ενθυλάκωση και προσδιορισμός στο ARP... 129 5.12 Η μορφή του πρωτοκόλλου ARP... 130 5.13 Περίληψη... 131
Περιεχόμενα 9 Κεφάλαιο 6 Καθορισμός διεύθυνσης διαδικτύου κατά την εκκίνηση (RARP)... 135 6.1 Εισαγωγή... 135 6.2 Αντίστροφο πρωτόκολλο ανάλυσης διευθύνσεων (Reverse Address Resolution Protocol, RARP)... 137 6.3 Χρονισμός συναλλαγών RARP... 138 6.4 Πρωτεύοντες και εφεδρικοί διακομιστές RARP... 139 6.5 Περίληψη... 140 Κεφάλαιο 7 Πρωτόκολλο Internet: Ασυνδεσμική παράδοση πακέτων... 143 7.1 Εισαγωγή... 143 7.2 Εικονικό δίκτυο... 143 7.3 Αρχιτεκτονική και φιλοσοφία του Internet... 144 7.4 Η οργάνωση των θεμελιωδών υπηρεσιών... 144 7.5 Ασυνδεσμικό σύστημα παράδοσης... 145 7.6 Ο σκοπός του Πρωτοκόλλου Internet... 145 7.7 Tο αυτοδύναμο πακέτο Internet... 146 7.8 Επιλογές των πακέτων Internet... 157 7.9 Περίληψη... 164 Κεφάλαιο 8 Πρωτόκολλο Internet:δρομολόγηση αυτοδύναμων πακέτων IP... 167 8.1 Εισαγωγή... 167 8.2 Δρομολόγηση σε διαδίκτυο... 167 8.3 Άμεση και έμμεση παράδοση δεδομένων... 169 8.4 Δρομολόγηση IP με βάση πίνακα δρομολόγησης... 171 8.5 Δρομολόγηση επόμενου άλματος... 172 8.6 Προεπιλεγμένα δρομολόγια... 174 8.7 Δρομολόγια σε υπολογιστές... 174 8.8 Ο αλγόριθμος δρομολόγησης του IP... 175 8.9 Δρομολόγηση με διευθύνσεις IP... 175 8.10 Διαχείριση εισερχόμενων πακέτων... 177 8.11 Εγκατάσταση πινάκων δρομολόγησης... 179 8.12 Περίληψη... 179 Κεφάλαιο 9 Πρωτόκολλο Internet:Μηνύματα σφάλματος και ελέγχου (ICMP)... 183 9.1 Εισαγωγή... 183 9.2 Το Πρωτόκολλο Μηνυμάτων Ελέγχου Internet... 183 9.3 Αναφορά σφάλματος και διόρθωση σφάλματος... 185 9.4 Παράδοση μηνυμάτων ICMP... 186 9.5 Μορφή μηνυμάτων ICMP... 186 9.6 Έλεγχος προσπελασιμότητας και κατάστασης προορισμού (Ping)... 187
10 Περιεχόμενα 9.7 Μορφή μηνυμάτων αίτησης αντήχησης και απάντησης αντήχησης... 188 9.8 Αναφορές μη προσπελάσιμων προορισμών... 189 9.9 Συμφόρηση και έλεγχος ροής πακέτων... 191 9.10 Μορφή του μηνύματος καταστολής προέλευσης... 191 9.11 Αιτήσεις δρομολογητών για αλλαγή δρομολογίων... 192 9.12 Εντοπισμός κυκλικών ή υπερβολικά μεγάλων δρομολογίων... 194 9.13 Αναφορά άλλων προβλημάτων... 195 9.14 Συγχρονισμός ρολογιού και εκτίμηση χρόνου μετάβασης... 196 9.15 Μηνύματα αίτησης και απάντησης πληροφοριών... 197 9.16 Απόκτηση μάσκας υποδικτύου... 197 9.17 Ανακάλυψη δρομολογητή... 198 9.18 Παράκληση δρομολογητή... 200 9.19 Περίληψη... 201 Κεφάλαιο 10 Επεκτάσεις αταξικών διευθύνσεων και διευθύνσεων υποδικτύων (CIDR)... 205 10.1 Εισαγωγή... 205 10.2 Επισκόπηση σχετικών στοιχείων... 205 10.3 Ελαχιστοποίηση των αριθμών δικτύων... 206 10.4 Διαφανείς δρομολογητές... 207 10.5 ARP μεσολάβησης... 209 10.6 Διευθυνσιοδότηση υποδικτύων... 210 10.7 Ευελιξία στην εκχώρηση διευθύνσεων υποδικτύων... 213 10.8 Υποδίκτυα μεταβλητού μήκους... 214 10.9 Υλοποίηση υποδικτύων με μάσκες... 215 10.10 Αναπαράσταση μάσκας υποδικτύου... 216 10.11 Δρομολόγηση σε υποδίκτυα... 217 10.12 Ο αλγόριθμος δρομολόγησης υποδικτύων... 219 10.13 Ένας ενοποιημένος αλγόριθμος δρομολόγησης... 220 10.14 Συντήρηση των μασκών υποδικτύου... 220 10.15 Εκπομπή σε υποδίκτυα... 222 10.16 Ανώνυμα δίκτυα από Σημείο σε Σημείο... 223 10.17 Αταξική διευθυνσιοδότηση (υπερδικτύωση)... 224 10.18 Η επίπτωση της υπερδικτύωσης στη δρομολόγηση... 225 10.19 Μπλοκ διευθύνσεων και μάσκες CIDR... 226 10.20 Μπλοκ διευθύνσεων και γραφή CIDR... 227 10.21 Παράδειγμα αταξικής διευθυνσιοδότησης... 227 10.22 Δομές δεδομένων και αλγόριθμοι για αταξική αναζήτηση... 229 10.23 Δρομολόγηση μέγιστης ταύτισης και συνδυασμοί τύπων δρομολογίων... 232 10.24 Μπλοκ CIDR που είναι δεσμευμένα για ιδιωτικά δίκτυα... 234 10.25 Περίληψη... 235 Κεφάλαιο 11 Διαστρωμάτωση πρωτοκόλλων... 239 11.1 Εισαγωγή... 239
Περιεχόμενα 11 11.2 Η ανάγκη για πολλά πρωτόκολλα... 239 11.3 Τα επίπεδα του λογισμικού πρωτοκόλλων... 241 11.4 Λειτουργικότητα των επιπέδων... 243 11.5 Το πρωτόκολλο Χ.25 και η σχέση του με το μοντέλο ISO... 244 11.6 Διαφορές στη διαστρωμάτωση ISO και Internet... 248 11.7 Η αρχή της διαστρωμάτωσης πρωτοκόλλων... 250 11.8 Διαστρωμάτωση με δεδομένη την υποδομή των δικτύων... 252 11.9 Δύο σημαντικά όρια στο μοντέλο TCP/IP... 254 11.10 Το μειονέκτημα της διαστρωμάτωσης... 256 11.11 Η βασική αρχή της πολύπλεξης και της αποπολύπλεξης... 256 11.12 Περίληψη... 258 Κεφάλαιο 12 Το Πρωτόκολλο Αυτοδύναμων Πακέτων Χρήστη (UDP)... 261 12.1 Εισαγωγή... 261 12.2 Προσδιορισμός του τελικού προορισμού... 261 12.3 Πρωτόκολλο αυτοδύναμων πακέτων χρήστη (UDP)... 262 12.4 Μορφή των μηνυμάτων UDP... 263 12.5 Ψευδοκεφαλίδα UDP... 264 12.6 Ενθυλάκωση και διαστρωμάτωση του UDP... 265 12.7 Διαστρωμάτωση και υπολογισμός του αθροίσματος ελέγχου UDP... 267 12.8 Πολύπλεξη, αποπολύπλεξη, και θύρες UDP... 268 12.9 Δεσμευμένοι και διαθέσιμοι αριθμοί θυρών UDP... 269 12.10 Περίληψη... 270 Κεφάλαιο 13 Αξιόπιστη υπηρεσία μεταφοράς ρεύματος δεδομένων (TCP)... 275 13.1 Εισαγωγή... 275 13.2 Η ανάγκη για παράδοση ρεύματος δεδομένων... 275 13.3 Ιδιότητες της αξιόπιστης υπηρεσίας παράδοσης... 276 13.4 Παροχή αξιοπιστίας... 278 13.5 Η ιδέα πίσω από τη λειτουργία των συρόμενων παραθύρων... 280 13.6 Tο Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης... 282 13.7 Θύρες, συνδέσεις, και ακραία σημεία... 283 13.8 Οι λειτουργίες παθητικού και ενεργητικού ανοίγματος... 286 13.9 Τμήματα, ρεύματα, και αριθμοί ακολουθίας... 286 13.10 Μεταβλητό μέγεθος παραθύρου και έλεγχος ροής... 288 13.11 Μορφή τμήματος TCP... 289 13.12 Δεδομένα εκτός ζώνης... 291 13.13 Η επιλογή μέγιστου μεγέθους τμήματος... 291 13.14 Υπολογισμός του αθροίσματος ελέγχου TCP... 293 13.15 Επιβεβαιώσεις και αναμετάδοση... 294 13.16 Λήξη χρόνου αναμονής και αναμετάδοση... 295 13.17 Ακριβής μέτρηση δειγμάτων του χρόνου διαδρομής... 297 13.18 Ο αλγόριθμος του Karn και η οπισθοχώρηση χρονιστή... 298
12 Περιεχόμενα 13.19 Ανταπόκριση σε μεγάλες διαφοροποιήσεις καθυστερήσεων... 300 13.20 Αντίδραση σε περιπτώσεις συμφόρησης... 302 13.21 Συμφόρηση, απόρριψη ουράς, και TCP... 305 13.22 Τυχαία Πρώιμη Απόρριψη (RED)... 306 13.23 Εγκαθίδρυση μιας σύνδεσης TCP... 309 13.24 Αρχικοί αριθμοί ακολουθίας... 310 13.25 Τερματισμός μιας σύνδεσης TCP... 311 13.26 Καθαρισμός μιας σύνδεσης TCP... 311 13.27 Μηχανή κατάστασης TCP... 312 13.28 Εξαναγκασμός παράδοσης δεδομένων... 313 13.29 Δεσμευμένοι αριθμοί θυρών TCP... 315 13.30 Επιδόσεις του TCP... 315 13.31 Το σύνδρομο ανόητου παράθυρου και τα μικρά πακέτα... 315 13.32 Αποφυγή του συνδρόμου του ανόητου παραθύρου... 318 13.33 Περίληψη... 322 Κεφάλαιο 14 Δρομολόγηση: πυρήνες, ομότιμες μηχανές, και αλγόριθμοι... 325 14.1 Εισαγωγή... 325 14.2 Η προέλευση των πινάκων δρομολόγησης... 326 14.3 Δρομολόγηση με περιορισμένες πληροφορίες... 327 14.4 Η αρχική αρχιτεκτονική του Internet και οι πυρήνες... 329 14.5 Κεντρικοί δρομολογητές... 330 14.6 Από την αρχιτεκτονική πυρήνα στα ομότιμα δίκτυα σπονδυλικής στήλης... 333 14.7 Αυτόματη διάδοση δρομολογίων... 336 14.8 Δρομολόγηση διανύσματος-απόστασης (Bellman-Ford)... 336 14.9 Πρωτόκολλο από πύλη σε πύλη (GGP)... 338 14.10 Συντελεστές απόστασης... 339 14.11 Αξιοπιστία και πρωτόκολλα δρομολόγησης... 340 14.12 Δρομολόγηση με καταστάσεις συνδέσμων (SPF)... 341 14.13 Περίληψη... 342 Κεφάλαιο 15 Δρομολόγηση: Πρωτόκολλα εξωτερικής πυλης δικτύου και αυτόνομα συστήματα (BGP)... 345 15.1 Εισαγωγή... 345 15.2 Προσθήκη περιπλοκότητας στο αρχιτεκτονικό μοντέλο... 345 15.3 Καθορισμός ενός πρακτικού ορίου ως προς το μέγεθος της ομάδας... 346 15.4 Μια θεμελιώδης ιδέα: επιπλέον άλματα... 348 15.5 Κρυφά δίκτυα... 349 15.6 Η έννοια του αυτόνομου συστήματος... 351
Περιεχόμενα 13 15.7 Από τον πυρήνα στα ανεξάρτητα αυτόνομα συστήματα... 351 15.8 Ένα Πρωτόκολλο Εξωτερικής Πύλης Δικτύου... 353 15.9 Χαρακτηριστικά του BGP... 354 15.10 Λειτουργικότητα και τύποι μηνυμάτων του BGP... 355 15.11 Κεφαλίδα μηνύματος BGP... 356 15.12 Το μήνυμα OPEN του BGP... 357 15.13 Το μήνυμα UPDATE του BGP... 358 15.14 Συμπιεσμένα ζεύγη Μάσκας-Διεύθυνσης... 358 15.15 Ιδιότητες διαδρομών BGP... 360 15.16 Το μήνυμα KEEPALIVE του BGP... 362 15.17 Πληροφορίες από την πλευρά του παραλήπτη... 362 15.18 Ο βασικός περιορισμός των πρωτοκόλλων εξωτερικής πύλης δικτύου... 363 15.19 Το σύστημα διαιτητή δρομολόγησης Internet... 365 15.20 Το μήνυμα NOTIFICATION του BGP... 367 15.21 Αποκέντρωση της αρχιτεκτονικής του Internet... 367 15.22 Περίληψη... 369 Κεφάλαιο 16 Δρομολόγηση: σε ένα Αυτόνομο Σύστημα (RIP, OSPF, HELLO)... 371 16.1 Εισαγωγή... 371 16.2 Στατικά και δυναμικά εσωτερικά δρομολόγια... 371 16.3 Πρωτόκολλο Πληροφοριών Δρομολόγησης (RIP)... 374 16.4 Το πρωτόκολλο Hello... 385 16.5 Μέτρηση της καθυστέρησης και ταλάντωση... 385 16.6 Συνδυασμός των RIP, Hello, και BGP... 387 16.7 Δρομολόγηση μεταξύ αυτόνομων συστημάτων... 388 16.8 Gated: επικοινωνία μεταξύ αυτόνομων συστημάτων... 389 16.9 Το Ανοιχτό Πρωτόκολλο SPF (OSPF)... 389 16.10 Δρομολόγηση με τμηματικές πληροφορίες... 397 16.11 Περίληψη... 398 Κεφάλαιο 17 Πολυδιανομή Internet... 401 17.1 Εισαγωγή... 401 17.2 Εκπομπή μέσω υλικού... 401 17.3 Οι καταβολές της πολυδιανομής στο υλικό... 402 17.4 Πολυδιανομή Ethernet... 403 17.5 Πολυδιανομή ΙΡ... 404 17.6 Τα ιδεατά μέρη... 405 17.7 Διευθύνσεις πολυδιανομής ΙΡ... 405 17.8 Σημασιολογία διεύθυνσης πολυδιανομής... 408 17.9 Αντιστοίχιση πολυδιανομής ΙΡ σε πολυδιανομή Ethernet... 408 17.10 Υπολογιστές και παράδοση πολυδιανομής... 409 17.11 Εμβέλεια πολυδιανομής... 409
14 Περιεχόμενα 17.12 Επέκταση του λογισμικού των υπολογιστών υπηρεσίας για το χειρισμό πολυδιανομής... 410 17.13 Πρωτόκολλο Διαχείρισης Ομάδας Internet... 411 17.14 Υλοποίηση του IGMP... 412 17.15 Μεταβολή κατάστασης συμμετοχής σε ομάδα... 414 17.16 Μορφή μηνυμάτων IGMP... 415 17.17 Πληροφορίες προώθησης και δρομολόγησης πολυδιανομής... 417 17.18 Βασικά υποδείγματα δρομολόγησης πολυδιανομής... 419 17.19 Συνέπειες της μεθόδου ΤRPF... 420 17.20 Δένδρα πολυδιανομής... 421 17.21 Η ουσία της δρομολόγησης πολυδιανομής... 423 17.22 Πολυδιανομή Αντίστροφης Προώθησης... 424 17.23 Πρωτόκολλο Δρομολόγησης Πολυδιανομής με Διάνυσμα-Απόσταση... 425 17.24 Το πρόγραμμα Mrouted... 426 17.25 Εναλλακτικά πρωτόκολλα... 429 17.26 Δένδρα Βασισμένα σε Πυρήνα (CBT)... 430 17.27 Πολυδιανομή ανεξάρτητη από πρωτόκολλο (ΡΙΜ)... 431 17.28 Επεκτάσεις πολυδιανομής στο OSPF (MOSPF)... 434 17.29 Αξιόπιστη πολυδιανομή και αναρρόφηση ACK... 435 17.30 Περίληψη... 437 Κεφάλαιο 18 TCP/IP σε δίκτυα ΑΤΜ... 441 18.1 Εισαγωγή... 441 18.2 Υλικό τεχνολογίας ΑΤΜ... 442 18.3 Μεγάλα δίκτυα ΑΤΜ... 443 18.4 Η λογική άποψη ενός δικτύου ΑΤΜ... 443 18.5 Τα δύο υποδείγματα σύνδεσης ΑΤΜ... 444 18.6 Διαδρομές, κυκλώματα, και αναγνωριστικά... 446 18.7 Μεταφορά κελιών ΑΤΜ... 447 18.8 Επίπεδα προσαρμογής ΑΤΜ... 447 18.9 Επίπεδο Προσαρμογής ΑΤΜ 5... 449 18.10 Σύγκλιση, κατάτμηση, και επανασυναρμολόγηση στο AAL5... 450 18.11 Ενθυλάκωση αυτοδύναμου πακέτου και μέγεθος MTU του ΙΡ... 451 18.12 Τύπος πακέτου και πολύπλεξη... 452 18.13 Αντιστοίχιση διεύθυνσης ΙΡ σε ένα δίκτυο ΑΤΜ... 454 18.14 Η έννοια του λογικού υποδικτύου ΙΡ... 454 18.15 Διαχείριση σύνδεσης... 456 18.16 Αντιστοίχιση διεύθυνσης μέσα σε ένα LIS... 457 18.17 Μορφή πακέτου ATMARP... 457 18.18 Χρήση πακέτων ATMARP για τον προσδιορισμό μιας διεύθυνσης... 460
Περιεχόμενα 15 18.19 Λήψη καταχωρίσεων από μια βάση δεδομένων διακομιστή... 462 18.20 Λήξη πληροφοριών ATMARP σε ένα διακομιστή... 462 18.21 Λήξη πληροφοριών ATMARP σε έναν υπολογιστή υπηρεσίας ή δρομολογητή... 463 18.22 Τεχνολογίες μεταγωγής ΙΡ... 464 18.23 Λειτουργία του μεταγωγέα... 464 18.24 Βελτιστοποιημένη προώθηση ΙΡ... 465 18.25 Ταξινόμηση, ροές, και μεταγωγή ανώτερου επιπέδου... 465 18.26 Εφαρμοσιμότητα της τεχνολογίας μεταγωγής... 467 18.27 Περίληψη... 467 Κεφάλαιο 19 Φορητό ΙΡ... 471 19.1 Εισαγωγή... 471 19.2 Μεταφερσιμότητα, δρομολόγηση, και διευθυνσιοδότηση... 471 19.3 Χαρακτηριστικά του φορητού ΙΡ... 472 19.4 Επισκόπηση της λειτουργίας του φορητού ΙΡ... 473 19.5 Λεπτομέρειες φορητής διευθυνσιοδότησης... 474 19.6 Ανακάλυψη ξένου πράκτορα... 475 19.7 Καταχώριση σε πράκτορα... 476 19.8 Μορφή μηνύματος καταχώρισης... 477 19.9 Επικοινωνία με ξένο πράκτορα... 478 19.10 Μετάδοση και λήψη αυτοδύναμων πακέτων... 479 19.11 Το πρόβλημα διπλής διάσχισης... 480 19.12 Επικοινωνία με υπολογιστές στο οικείο δίκτυο... 482 19.13 Περίληψη... 483 Κεφάλαιο 20 Διασύνδεση ιδιωτικού δικτύου (NAT, VPN)... 485 20.1 Εισαγωγή... 485 20.2 Ιδιωτικά και υβριδικά δίκτυα... 485 20.3 Το εικονικό ιδιωτικό δίκτυο (VPN)... 487 20.4 Διευθυνσιοδότηση και δρομολόγηση σε VPN... 488 20.5 Ένα VPN με ιδιωτικές διευθύνσεις... 489 20.6 Μετάφραση διεύθυνσης δικτύου (ΝΑΤ)... 491 20.7 Δημιουργία πίνακα μετάφρασης ΝΑΤ... 492 20.8 ΝΑΤ πολλών διευθύνσεων... 493 20.9 ΝΑΤ αντιστοιχισμένο σε θύρες... 494 20.10 Αλληλεπίδραση μεταξύ ΝΑΤ και ICMP... 495 20.11 Αλληλεπίδραση μεταξύ ΝΑΤ και εφαρμογών... 496 20.12 Η έννοια των περιοχών διευθύνσεων... 497 20.13 Slirp και masquerade... 497 20.14 Περίληψη... 498
16 Περιεχόμενα Κεφάλαιο 21 Μοντέλο αλληλεπίδρασης πελάτη-διακομιστή... 501 21.1 Εισαγωγή... 501 21.2 Το μοντέλο πελάτη-διακομιστή... 501 21.3 Ένα απλό παράδειγμα: διακομιστής αντήχησης UDP... 502 21.4 Υπηρεσία ώρας και ημερομηνίας... 504 21.5 Η πολυπλοκότητα των διακομιστών... 506 21.6 Διακομιστής RARP... 508 21.7 Εναλλακτικές λύσεις ως προς το μοντέλο πελάτη-διακομιστή... 508 21.8 Περίληψη... 509 Κεφάλαιο 22 H διασύνδεση υποδοχών... 513 22.1 Εισαγωγή... 513 22.2 Το μοντέλο εισόδου/εξόδου του UNIX και η είσοδος/έξοδος δικτύου... 514 22.3 Προσθήκη εισόδου/εξόδου δικτύου στο UNIX... 515 22.4 Η αφαιρετική έννοια των υποδοχών... 515 22.5 Δημιουργία υποδοχής... 516 22.6 Κληρονομικότητα και τερματισμός υποδοχής... 517 22.7 Καθορισμός μιας τοπικής διεύθυνσης... 518 22.8 Σύνδεση υποδοχών σε διευθύνσεις προορισμού... 520 22.9 Αποστολή δεδομένων μέσω μιας υποδοχής... 520 22.10 Παραλαβή δεδομένων μέσω μιας υποδοχής... 522 22.11 Λήψη τοπικών και απομακρυσμένων διευθύνσεων υποδοχών... 524 22.12 Λήψη και ορισμός επιλογών για υποδοχές... 524 22.13 Καθορισμός μήκους ουράς για ένα διακομιστή... 525 22.14 Πώς ένας διακομιστής δέχεται συνδέσεις... 526 22.15 Διακομιστές που χειρίζονται πολλές υπηρεσίες... 527 22.16 Λήψη και καθορισμός ονομάτων υπολογιστών υπηρεσίας... 528 22.17 Λήψη και καθορισμός της εσωτερικής περιοχής για τον υπολογιστή υπηρεσίας... 529 22.18 Κλήσεις βιβλιοθήκης υποδοχών... 529 22.19 Ρουτίνες μετατροπής της σειράς των byte δικτύου... 531 22.20 Ρουτίνες χειρισμού διευθύνσεων ΙΡ... 532 22.21 Προσπέλαση του συστήματος ονομάτων περιοχών... 533 22.22 Λήψη πληροφοριών για υπολογιστές υπηρεσίας... 535 22.23 Λήψη πληροφοριών για δίκτυα... 536 22.24 Λήψη πληροφοριών για πρωτόκολλα... 536 22.25 Λήψη πληροφοριών για υπηρεσίες δικτύου... 537 22.26 Ένα παράδειγμα πελάτη... 538 22.27 Ένα παράδειγμα διακομιστή... 540 22.28 Περίληψη... 543
Περιεχόμενα 17 Κεφάλαιο 23 Εκκίνηση και αυτόματη διευθέτηση (BOOTP, DHCP)... 547 23.1 Εισαγωγή... 547 23.2 Η ανάγκη για εναλλακτικό πρωτόκολλο ως προς το RARP... 548 23.3 Χρήση του ΙΡ για προσδιορισμό της διεύθυνσης ΙΡ... 549 23.4 Η πολιτική αναμετάδοσης του ΒΟΟΤΡ... 550 23.5 Η μορφή ενός μηνύματος ΒΟΟΤΡ... 550 23.6 Η διαδικασία εκκίνησης των δύο βημάτων... 552 23.7 Πεδίο ειδικά για κατασκευαστές... 553 23.8 Η ανάγκη για δυναμική διευθέτηση... 554 23.9 Δυναμική διευθέτηση υπολογιστών υπηρεσίας... 555 23.10 Δυναμική εκχώρηση διευθύνσεων ΙΡ... 556 23.11 Λήψη πολλών διευθύνσεων... 557 23.12 Καταστάσεις απόκτησης διευθύνσεων... 558 23.13 Πρώιμος τερματισμός της μίσθωσης... 559 23.14 Καταστάσεις ανανέωσης της μίσθωσης... 560 23.15 Μορφή μηνύματος DHCP... 561 23.16 Επιλογές και τύπος μηνύματος DHCP... 563 23.17 Υπερφόρτωση επιλογών... 563 23.18 DHCP και ονόματα περιοχών... 564 23.19 Σύνοψη... 565 Κεφάλαιο 24 Το Σύστημα Ονομάτων Περιοχών (DNS)... 569 24.1 Εισαγωγή... 569 24.2 Ονόματα για μηχανήματα... 570 24.3 Επίπεδος χώρος ονομάτων... 571 24.4 Ιεραρχικά ονόματα... 571 24.5 Ανάθεση εξουσίας για ονόματα... 572 24.6 Εξουσία υποσυνόλου... 573 24.7 Ονόματα περιοχών διαδικτύου... 574 24.8 Επίσημα και ανεπίσημα ονόματα περιοχών διαδικτύου... 575 24.9 Επώνυμα στοιχεία και σύνταξη των ονομάτων... 578 24.10 Αντιστοίχιση ονομάτων περιοχών σε διευθύνσεις... 579 24.11 Ανάλυση ονομάτων περιοχών... 581 24.12 Αποδοτική μετάφραση... 582 24.13 Χρήση κρυφής μνήμης: το κλειδί για την αποδοτικότητα... 583 24.14 Μορφή μηνυμάτων του διακομιστή περιοχής... 584 24.15 Συμπιεσμένη μορφή ονόματος... 588 24.16 Σύντμηση των ονομάτων περιοχών... 589 24.17 Αντίστροφες αντιστοιχίσεις... 590 24.18 Ερωτήματα δεικτών... 590 24.19 Τύποι αντικειμένων και περιεχόμενα εγγραφών πόρων... 591 24.20 Απόκτηση εξουσιοδότησης για μια υποπεριοχή... 593 24.21 Περίληψη... 594
18 Περιεχόμενα Κεφάλαιο 25 Εφαρμογές: Τηλεσύνδεση (TELNET, Rlogin)... 597 25.1 Εισαγωγή... 597 25.2 Απομακρυσμένη αλληλεπιδραστική χρήση υπολογιστών... 597 25.3 Πρωτόκολλο TELNET... 598 25.4 Αντιμετώπιση της ετερογένειας... 601 25.5 Μεταβίβαση διαταγών που ελέγχουν την απομακρυσμένη πλευρά... 603 25.6 Εξαναγκασμός του διακομιστή για ανάγνωση μιας λειτουργίας ελέγχου... 604 25.7 Επιλογές του TELNET... 606 25.8 Διαπραγμάτευση επιλογών του TELNET... 607 25.9 Rlogin (BSD UNIX)... 608 25.10 Περίληψη... 609 Κεφάλαιο 26 Εφαρμογές: Μεταφορά και προσπέλαση αρχείων (FTP, TFTP, NFS)... 613 26.1 Εισαγωγή... 613 26.2 Μεταφορά και προσπέλαση αρχείων... 613 26.3 Άμεση κοινόχρηστη πρόσβαση... 614 26.4 Κοινοχρησία με μεταφορά αρχείων... 615 26.5 FTP: Το κύριο πρωτόκολλο μεταφοράς αρχείων TCP/IP... 616 26.6 Χαρακτηριστικά του FTP... 616 26.7 Μοντέλο διεργασιών του FTP... 617 26.8 Εκχώρηση αριθμού θύρας TCP... 618 26.9 Το FTP από την άποψη του χρήστη... 619 26.10 Ένα παράδειγμα περιόδου εργασίας ανώνυμου FTP... 620 26.11 ΤFTP... 622 26.12 NFS... 625 26.13 Υλοποίηση του NFS... 625 26.14 Κλήση απομακρυσμένων διαδικασιών (RPC)... 626 26.15 Περίληψη... 627 Κεφάλαιο 27 Εφαρμογές: Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο (SMTP, POP, IMAP, MIME)... 629 27.1 Εισαγωγή... 629 27.2 Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο... 629 27.3 Ονόματα και ψευδώνυμα γραμματοκιβωτίων... 631 27.4 Επέκταση ψευδώνυμων και προώθηση αλληλογραφίας... 631 27.5 Η σχέση διαδικτύωσης και ταχυδρομείου... 633 27.6 Πρότυπα του TCP/IP για την υπηρεσία ηλεκτρονικού ταχυδρομείου... 635 27.7 Διευθύνσεις ηλεκτρονικού ταχυδρομείου... 636 27.8 Διευθύνσεις ψευδοπεριοχών... 637
Περιεχόμενα 19 27.9 Απλό πρωτόκολλο μεταφοράς ταχυδρομείου (SMTP)... 638 27.10 Ανάκτηση αλληλογραφίας και πρωτόκολλα χειρισμού γραμματοκιβωτίων... 641 27.11 Η επέκταση ΜΙΜΕ για δεδομένα που δεν είναι ASCII... 643 27.12 Μηνύματα πολλών τμημάτων ΜΙΜΕ... 644 27.13 Περίληψη... 646 Κεφάλαιο 28 Εφαρμογές: Παγκόσμιος Ιστός (ΗΤΤΡ)... 649 28.1 Εισαγωγή... 649 28.2 Σπουδαιότητα του Ιστού... 649 28.3 Στοιχεία της αρχιτεκτονικής... 650 28.4 Ενιαίος εντοπιστής πόρων... 650 28.5 Ένα παράδειγμα εγγράφου... 651 28.6 Πρωτόκολλο μεταφοράς υπερ-κειμένου... 652 28.7 Αίτηση GET του HTTP... 653 28.8 Μηνύματα σφαλμάτων... 654 28.9 Επίμονες συνδέσεις και μήκη... 655 28.10 Μήκος δεδομένων και έξοδος προγράμματος... 655 28.11 Κωδικοποίηση μήκους και κεφαλίδες... 656 28.12 Διαπραγμάτευση... 657 28.13 Αιτήσεις υπό συνθήκη... 659 28.14 Υποστήριξη για διακομιστές μεσολάβησης... 659 28.15 Χρήση κρυφής μνήμης... 660 28.16 Περίληψη... 661 Κεφάλαιο 29 Εφαρμογές: Μεταφορά φωνής και βίντεο μέσω ΙΡ (RTP)... 663 29.1 Εισαγωγή... 663 29.2 Αποσπάσματα ήχου και πρότυπα κωδικοποίησης... 663 29.3 Μετάδοση και αναπαραγωγή ήχου και βίντεο... 665 29.4 Παραμόρφωση χρονισμού και καθυστέρηση αναπαραγωγής... 666 29.5 Πρωτόκολλο μεταφοράς σε πραγματικό χρόνο (RTP)... 667 29.6 Ρεύματα, μίξη, και πολυδιανομή... 669 29.7 Ενθυλάκωση RTP... 670 29.8 Πρωτόκολλο ελέγχου RTP (RTCP)... 670 29.9 Λειτουργία του RTCP... 671 29.10 Τηλεφωνία IP και εκπομπή σημάτων... 672 29.11 Δέσμευση πόρων και ποιότητα υπηρεσιών... 675 29.12 QoS, εκμετάλλευση, και χωρητικότητα... 676 29.13 RSVP... 676 29.14 COPS... 678 29.15 Περίληψη... 678
20 Περιεχόμενα Κεφάλαιο 30 Εφαρμογές: Διαχείριση διαδικτύου (SNMP)... 681 30.1 Εισαγωγή... 681 30.2 Το επίπεδο των πρωτοκόλλων διαχείρισης... 681 30.3 Αρχιτεκτονικό μοντέλο... 683 30.4 Πλαίσιο εργασίας πρωτοκόλλων... 684 30.5 Παραδείγματα μεταβλητών MIB... 686 30.6 Η δομή των πληροφοριών διαχείρισης... 687 30.7 Τυπικοί ορισμοί με χρήση της ASN.1... 688 30.8 Δομή και αναπαράσταση ονομάτων αντικειμένων MIB... 688 30.9 Πρωτόκολλο διαχείρισης απλού δικτύου... 694 30.10 Μορφή μηνυμάτων SNMP... 696 30.11 Παράδειγμα κωδικοποιημένου μηνύματος SNMP... 699 30.12 Νέες δυνατότητες στο SNMPv3... 702 30.13 Περίληψη... 703 Κεφάλαιο 31 Σύνοψη των εξαρτήσεων των πρωτοκόλλων... 705 31.1 Εισαγωγή... 705 31.2 Εξαρτήσεις πρωτοκόλλων... 705 31.3 Το μοντέλο της κλεψύδρας... 707 31.4 Πρόσβαση των προγραμμάτων εφαρμογών... 708 31.5 Περίληψη... 709 Κεφάλαιο 32 Ασφάλεια στο Internet και σχεδιασμός αντιπυρικής ζώνης (IPsec)... 711 32.1 Εισαγωγή... 711 32.2 Προστασία πόρων... 712 32.3 Πολιτική πληροφοριών... 713 32.4 Ασφάλεια Internet... 713 32.5 Ασφάλεια IP (IPsec)... 714 32.6 Κεφαλίδα πιστοποίησης ταυτότητας IPsec... 715 32.7 Συσχέτιση ασφαλείας... 716 32.8 Ενθυλακωμένο ωφέλιμο φορτίο ασφαλείας IPsec... 717 32.9 Πιστοποίηση ταυτότητας και ρευστά πεδία κεφαλίδας... 719 32.10 Διάνοιξη σήραγγας IPsec... 719 32.11 Απαιτούμενοι αλγόριθμοι ασφαλείας... 720 32.12 Ασφαλείς υποδοχές... 720 32.13 Αντιπυρικές ζώνες και πρόσβαση στο διαδίκτυο... 721 32.14 Πολλαπλές συνδέσεις και αδύναμοι κρίκοι... 721 32.15 Υλοποίηση αντιπυρικής ζώνης... 722 32.16 Φίλτρα σε επίπεδο πακέτων... 722
Περιεχόμενα 21 32.17 Προδιαγραφές ασφαλείας και φίλτρου πακέτων... 724 32.18 Οι συνέπειες της περιορισμένης πρόσβασης για τους πελάτες... 725 32.19 Πρόσβαση με μεσολάβηση μέσα σε αντιπυρική ζώνη... 725 32.20 Οι λεπτομέρειες της αρχιτεκτονικής μιας αντιπυρικής ζώνης... 727 32.21 Δίκτυο στελέχους... 728 32.22 Μια εναλλακτική υλοποίηση αντιπυρικής ζώνης... 728 32.23 Παρακολούθηση και καταγραφή... 729 32.24 Περίληψη... 730 Κεφάλαιο 33 Το μέλλον του TCP/IP (IPv6)... 733 33.1 Εισαγωγή... 733 33.2 Γιατί να αλλάξει;... 734 33.3 Νέες πολιτικές... 734 33.4 Κίνητρα για την αλλαγή του IPv4... 734 33.5 Η πορεία προς τη νέα έκδοση του ΙΡ... 735 33.6 Το όνομα του επόμενου ΙΡ... 736 33.7 Λειτουργίες του IPv6... 736 33.8 Γενική μορφή αυτοδύναμου πακέτου IPv6... 738 33.9 Μορφή κεφαλίδας βάσης IPv6... 738 33.10 Κεφαλίδες επέκτασης IPv6... 740 33.11 Ανάλυση αυτοδύναμου πακέτου IPv6... 741 33.12 Κατάτμηση και επανασυναρμολόγηση στο IPv6... 742 33.13 Οι συνέπειες της κατάτμησης απ' άκρου εις άκρο... 743 33.14 Δρομολόγηση προέλευσης IPv6... 743 33.15 Επιλογές IPv6... 744 33.16 Μέγεθος χώρου διευθύνσεων IPv6... 746 33.17 Δεκαεξαδική γραφή του IPv6 με άνω και κάτω τελεία... 746 33.18 Τρεις βασικοί τύποι διευθύνσεων IPv6... 748 33.19 Η δυικότητα της εκπομπής και της πολυδιανομής... 748 33.20 Η επιλογή των μηχανικών και η προσομοιωμένη εκπομπή... 749 33.21 Προτεινόμενη εκχώρηση χώρου διευθύνσεων IPv6... 750 33.22 Ενσωματωμένες διευθύνσεις IPv4 και μετάβαση... 750 33.23 Απροσδιόριστες διευθύνσεις και διευθύνσεις ανατροφοδότησης... 753 33.24 Ιεραρχία διευθύνσεων αποκλειστικής διανομής... 753 33.25 Δομή συναθροίσιμης καθολικής διεύθυνσης αποκλειστικής διανομής... 754 33.26 Αναγνωριστικά διασυνδέσεων... 755 33.27 Πρόσθετη ιεραρχία... 756 33.28 Τοπικές διευθύνσεις... 757 33.29 Αυτόματη διευθέτηση και επαναρίθμηση... 757 33.30 Περίληψη... 758
22 Περιεχόμενα Παράρτημα 1 Οδηγός για τα RFC... 761 Παράρτημα 2 Γλωσσάρι όρων και συντομογραφιών διαδικτύωσης... 857 Βιβλιογραφία... 915 Ευρετήριο... 925
8 Πρωτόκολλο Internet: δρομολόγηση αυτοδύναμων πακέτων IP 8.1 Εισαγωγή Όπως είδαμε, όλες οι υπηρεσίες διαδικτύων χρησιμοποιούν ένα ασυνδεσμικό σύστημα παράδοσης πακέτων, και η βασική μονάδα μεταφοράς δεδομένων σε ένα διαδίκτυο TCP/IP είναι το αυτοδύναμο πακέτο (datagram) IP. Στο κεφάλαιο αυτό θα συνεχίσουμε την αναφορά μας στην ασυνδεσμική υπηρεσία, περιγράφοντας τον τρόπο με τον οποίο οι δρομολογητές προωθούν τα αυτοδύναμα πακέτα IP και τα παραδίδουν στον τελικό τους προορισμό. Θεωρούμε ότι η μορφή πακέτου που περιγράψαμε στο Κεφάλαιο 7 διαθέτει τα στατικά χαρακτηριστικά του Πρωτοκόλλου Internet. Η περιγραφή της δρομολόγησης που περιλαμβάνεται στο κεφάλαιο αυτό αναφέρεται στα λειτουργικά χαρακτηριστικά. Στο επόμενο κεφάλαιο ολοκληρώνεται η βασική παρουσίαση του IP μέσα από την περιγραφή της αντιμετώπισης σφαλμάτων. Το Κεφάλαιο 10 περιγράφει τις απαραίτητες επεκτάσεις για αταξική διευθυνσιοδότηση υποδικτύων, ενώ σε επόμενα κεφάλαια θα εξετάσουμε πώς κάποια άλλα πρωτόκολλα χρησιμοποιούν το IP για να παρέχουν υψηλότερου επιπέδου υπηρεσίες. 8.2 Δρομολόγηση σε διαδίκτυο Σε ένα σύστημα μεταγωγής πακέτων, ο όρος δρομολόγηση (routing) αναφέρεται στη διαδικασία επιλογής μιας διαδρομής μέσω της οποίας θα γίνει η αποστολή των πακέτων, και ο όρος δρομολογητής (router) αναφέρεται στον υπολογιστή που κάνει αυτή την επιλογή. Για παράδειγμα, μέσα σε ένα δίκτυο ευρείας περιοχής με πολλές φυσικές συνδέσεις μεταξύ των διακοπτών των πακέτων, το ίδιο το δίκτυο είναι υπεύθυνο για τη δρομολόγηση των πακέτων που μπαίνουν και βγαίνουν από αυτό. Μια τέτοια εσωτερική δρομολόγηση είναι πλήρως 167
168 Πρωτόκολλο Internet: δρομολόγηση αυτοδύναμων πακέτων IP Κεφάλαιο 8 αυτοδύναμη μέσα στο δίκτυο ευρείας περιοχής. Οι εξωτερικές μηχανές δεν μπορούν να συμμετάσχουν στις αποφάσεις. το δίκτυο θεωρείται μια οντότητα που μεταφέρει πακέτα. Μην ξεχνάτε ότι σκοπός του IP είναι να παρέχει ένα εικονικό δίκτυο το οποίο να περικλείει πολλά φυσικά δίκτυα και να προσφέρει μια ασυνδεσμική υπηρεσία παράδοσης αυτοδύναμων πακέτων. Άρα, θα ασχοληθούμε κυρίως με την προώθηση IP (forwarding IP), μια διαδικασία που ονομάζεται και δρομολόγηση διαδικτύων (internet routing) ή δρομολόγηση IP (IP routing). Οι πληροφορίες που χρησιμοποιούνται για τη λήψη αποφάσεων δρομολόγησης είναι γνωστές ως πληροφορίες δρομολόγησης IP. Όπως συμβαίνει και με τη δρομολόγηση στα πλαίσια ενός φυσικού δικτύου, έτσι και η δρομολόγηση IP επιλέγει μια διαδρομή την οποία θα ακολουθήσει ένα αυτοδύναμο πακέτο. Σε αντίθεση, όμως, με ό,τι συμβαίνει στη δρομολόγηση σε ένα δίκτυο, εδώ ο αλγόριθμος δρομολόγησης IP πρέπει να επιλέξει τον τρόπο με τον οποίο θα στείλει το πακέτο μέσω πολλών φυσικών δικτύων. Η δρομολόγηση σε ένα διαδίκτυο είναι δύσκολη υπόθεση, ειδικά μεταξύ υπολογιστών που έχουν πολλές συνδέσεις φυσικών δικτύων. Στην ιδεατή περίπτωση το λογισμικό δρομολόγησης, πριν επιλέξει τη βέλτιστη διαδρομή, εξετάζει το φορτίο του δικτύου, το μήκος του αυτοδύναμου πακέτου, ή το είδος της υπηρεσίας που προσδιορίζεται στην κεφαλίδα του πακέτου. Ωστόσο, τα περισσότερα λογισμικά δρομολόγησης διαδικτύων δεν είναι τόσο περίπλοκα, και επιλέγουν διαδρομές σύμφωνα με προκαθορισμένα κριτήρια. Για να κατανοήσουμε πλήρως τη διαδικασία δρομολόγησης IP, πρέπει πρώτα να ξαναθυμηθούμε την αρχιτεκτονική ενός διαδικτύου TCP/IP. Καταρχήν, ένα διαδίκτυο αποτελείται από πολλά φυσικά δίκτυα που συνδέονται μεταξύ τους με υπολογιστές, τους ονομαζόμενους δρομολογητές. Κάθε δρομολογητής συνδέεται με δύο ή τρία δίκτυα. Αντίθετα, ένας υπολογιστής συνήθως συνδέεται με ένα φυσικό δίκτυο. Ξέρουμε όμως ότι μπορούμε να έχουμε και πολυδικτυωμένους υπολογιστές, που είναι συνδεδεμένοι με πολλά δίκτυα. Και οι υπολογιστές και οι δρομολογητές συμμετέχουν στη διαδικασία δρομολόγησης ενός αυτοδύναμου πακέτου IP προς τον προορισμό του. Όταν ένα πρόγραμμα εφαρμογής σε έναν υπολογιστή προσπαθεί να επικοινωνήσει, τα πρωτόκολλα TCP/IP τελικά δημιουργούν ένα ή περισσότερα αυτοδύναμα πακέτα IP. Ο υπολογιστής πρέπει να πάρει μια αρχική απόφαση δρομολόγησης αμέσως μόλις επιλέξει τον προορισμό των πακέτων. Όπως φαίνεται και στην Εικόνα 8.1, οι υπολογιστές πρέπει να πάρουν αποφάσεις δρομολόγησης ακόμα και όταν διαθέτουν μόνο μια σύνδεση δικτύου. Το βασικό έργο των δρομολογητών είναι να λαμβάνουν αποφάσεις δρομολόγησης. Τι συμβαίνει, όμως, με τους πολυδικτυωμένους υπολογιστές; Οποιοσδήποτε υπολογιστής που έχει συνδέσεις με πολλά δίκτυα μπορεί να αναλάβει το ρόλο δρομολογητή, και όπως θα δούμε στη συνέχεια οι πολυδικτυωμένοι υπολογιστές που εκτελούν το TCP/IP διαθέτουν όλο το απαραίτητο λογισμικό για δρομολόγηση. Επιπλέον, οι τοποθεσίες που δεν έχουν τη δυνατότητα ξεχωριστών δρομολογητών χρησιμοποιούν μηχανές χρονομερισμού γενικής χρήσης σε ρόλο και υπολογιστών υπηρεσίας και δρομολογητών. Ωστόσο, τα πρότυπα TCP/IP προβλέπουν σαφή διάκριση ανάμεσα στις λειτουργίες ενός υπολογιστή υπηρεσίας και ενός δρομολογητή, και συχνά παρατηρούνται λειτουργικές ανωμαλίες στις τοποθεσίες που προσπαθούν να συνδυάσουν σε μία μόνο μηχανή τις λειτουργίες και των δύο. Προς το παρόν θα κάνουμε μια Στο Κεφάλαιο 18 περιγράφεται ένα σχετικό θέμα, η μεταγωγή επιπέδου 3 ή μεταγωγή IP (IP switching).
Ενότητα 8.3 Άμεση και έμμεση παράδοση δεδομένων 169 διάκριση ανάμεσα στους υπολογιστές υπηρεσίας (hosts) και τους δρομολογητές (routers), θεωρώντας δεδομένο ότι οι υπολογιστές δεν αναλαμβάνουν να μεταφέρουν πακέτα από το ένα δίκτυο στο άλλο. Εικόνα 8.1 Παράδειγμα ενός μονοδικτυωμένου υπολογιστή υπηρεσίας ο οποίος πρέπει να δρομολογήσει πακέτα. Ο υπολογιστής πρέπει να επιλέξει σε ποιον από τους δύο δρομολογητές, τον R 1 ή τον R 2, θα στείλει το αυτοδύναμο πακέτο, καθώς ο κάθε δρομολογητής παρέχει την καλύτερη διαδρομή για συγκεκριμένους προορισμούς. 8.3 Άμεση και έμμεση παράδοση δεδομένων Σε γενικές γραμμές, μπορούμε να χωρίσουμε τη δρομολόγηση σε δύο μορφές: την ά- μεση παράδοση (direct delivery) και την έμμεση παράδοση (indirect delivery) δεδομένων. Η άμεση παράδοση, δηλαδή η απευθείας μετάδοση ενός αυτοδύναμου πακέτου από μια μηχανή σε μια άλλη μέσω ενός φυσικού δικτύου, αποτελεί τη βάση για την επικοινωνία διαδικτύων. Δυο μηχανές μπορούν να επιτελέσουν άμεση παράδοση μόνο αν είναι και οι δύο άμεσα συνδεδεμένες στο ίδιο φυσικό σύστημα μετάδοσης (π.χ. σε ένα δίκτυο Ethernet). Έμμεση παράδοση πραγματοποιείται όταν η μηχανή προορισμού δε βρίσκεται σε άμεση σύνδεση μέσω δικτύου με τη μηχανή προέλευσης, γεγονός που αναγκάζει τον αποστολέα να μεταβιβάσει το μήνυμα σε κάποιο δρομολογητή. 8.3.1 Παράδοση πακέτων μέσω ενός δικτύου Ξέρουμε ότι μια μηχανή που είναι συνδεδεμένη σε ένα συγκεκριμένο φυσικό δίκτυο μπορεί να στείλει ένα φυσικό πλαίσιο απευθείας σε μια άλλη μηχανή του ίδιου δικτύου. Για να μεταφέρει ένα αυτοδύναμο πακέτο IP, ο αποστολέας το ενθυλακώνει σε ένα φυσικό πλαίσιο, αντιστοιχίζει τη διεύθυνση IP σε μια φυσική διεύθυνση, και χρησιμοποιεί το υλικό δικτύου για να το παραδώσει. Στο Κεφάλαιο 5 είδαμε δύο πιθανούς μηχανισμούς για ανάλυση διευθύνσεων, ένας από τους οποίους χρησιμοποιούσε το πρωτόκολλο ARP για δυναμική αντιστοίχιση διευθύνσεων σε δίκτυα τύπου Ethernet. Στο Κεφάλαιο 7 αναφερθήκαμε στη διαδικασία ενθυλάκωσης αυτοδύναμων πακέτων. Άρα, έχουμε αναλύσει όλους τους επιμέρους παράγοντες που είναι απαραίτητοι για την κατανόηση της διαδικασίας άμεσης παράδοσης. Συνοψίζοντας:
170 Πρωτόκολλο Internet: δρομολόγηση αυτοδύναμων πακέτων IP Κεφάλαιο 8 Η μετάδοση ενός αυτοδύναμου πακέτου IP από μία μηχανή σε μια άλλη μέσω ε- νός μόνο φυσικού δικτύου δεν πραγματοποιείται μέσω δρομολογητών. Ο αποστολέας ενθυλακώνει το πακέτο μέσα σε ένα φυσικό πλαίσιο, αντιστοιχίζει τη διεύθυνση προορισμού σε μια φυσική διεύθυνση υλικού, και στέλνει το τελικό πλαίσιο κατευθείαν στον προορισμό. Πώς ξέρει ο αποστολέας ότι η μηχανή προορισμού συνδέεται με τη μηχανή προέλευσης μέσω ενός μόνο δικτύου; Ο έλεγχος είναι άμεσος. Γνωρίζουμε ότι οι διευθύνσεις IP αποτελούνται από ένα πρόθεμα που αναφέρεται στο δίκτυο και ένα επίθεμα που αναφέρεται στον υπολογιστή. Για να διαπιστώσει ο αποστολέας αν ο προορισμός βρίσκεται σε δίκτυο άμεσα συνδεδεμένο με το δικό του, "αποσπά" το τμήμα δικτύου από τη διεύθυνση προορισμού IP και το συγκρίνει με το τμήμα δικτύου της δικής του διεύθυνσης (ή των διευθύνσεων) IP. Σε περίπτωση που οι δυο διευθύνσεις ταυτίζονται, το πακέτο μπορεί να σταλεί άμεσα. Εδώ βλέπουμε ένα από τα πλεονεκτήματα του μοντέλου διευθύνσεων του Internet, δηλαδή ότι: Ο έλεγχος για το αν υπάρχει άμεση πρόσβαση σε μια μηχανή είναι πολύ εύκολος, αφού οι διευθύνσεις διαδικτύου όλων των μηχανών που περιλαμβάνονται σε ένα δίκτυο έχουν το ίδιο πρόθεμα δικτύου και η εξαγωγή αυτού του προθέματος απαιτεί λίγες μόνο εντολές μηχανής. Από την άποψη του διαδικτύου, είναι πολύ πιο εύκολο να αντιμετωπίσουμε τη διαδικασία της άμεσης παράδοσης ως το τελικό στάδιο οποιασδήποτε μετάδοσης πακέτου, ακόμα κι αν το πακέτο αυτό διασχίζει πολλά δίκτυα και δρομολογητές. Ο τελευταίος δρομολογητής που βρίσκεται στη διαδρομή μεταξύ προέλευσης και προορισμού συνδέεται με το ίδιο το φυσικό δίκτυο του προορισμού. Άρα, ο τελικός δρομολογητής θα παραδώσει το πακέτο ακολουθώντας τη διαδικασία της άμεσης παράδοσης. Μπορούμε να θεωρήσουμε την άμεση παράδοση μεταξύ προέλευσης και προορισμού ως μια ειδική περίπτωση δρομολόγησης στη διαδρομή που ακολουθεί το πακέτο κατά την άμεση παράδοση δεν παρεμβάλλονται δρομολογητές. 8.3.2 Έμμεση παράδοση Η έμμεση παράδοση είναι πολύ πιο δύσκολη από την άμεση, επειδή ο αποστολέας πρέπει να καθορίσει ένα δρομολογητή στον οποίο μπορεί να σταλεί το πακέτο. Στη συνέχεια ο δρομολογητής πρέπει να προωθήσει το πακέτο στο δίκτυο προορισμού του. Για να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί η έμμεση δρομολόγηση, ας φανταστούμε ένα μεγάλο διαδίκτυο με πολλά δίκτυα που συνδέονται μεταξύ τους μέσω δρομολογητών στα άκρα όμως του διαδικτύου υπάρχουν μόνο δύο υπολογιστές. Κατά την αποστολή ενός μηνύματος, ο ένας υπολογιστής ενθυλακώνει το πακέτο και το στέλνει στον κοντινότερο δρομολογητή. Ξέρουμε ότι ο υπολογιστής μπορεί να επικοινωνήσει με κάποιο δρομολογητή επειδή όλα τα φυσικά δίκτυα συνδέονται μεταξύ τους, επομένως σε κάθε δίκτυο θα πρέπει να είναι συνδεδεμένος ένας δρομολογητής. Έτσι, ο υπολογιστής που στέλνει το μήνυμα μπορεί να επικοινωνήσει με κάποιο δρομολογητή μέσω ενός φυσικού δικτύου. Μόλις το πλαίσιο φτάσει στο δρομολογητή, το λογισμικό εξάγει το ενθυλακωμένο αυτοδύναμο πακέτο και το λογισμι-
Ενότητα 8.4 Δρομολόγηση IP με βάση πίνακα δρομολόγησης 171 κό IP επιλέγει τον επόμενο δρομολογητή στη διαδρομή προς τον προορισμό. Το πακέτο τοποθετείται και πάλι εντός ενός πλαισίου και στέλνεται μέσω του επόμενου φυσικού δικτύου στο δεύτερο δρομολογητή, και η διαδικασία συνεχίζεται ώσπου να παραδοθεί στον προορισμό του. Όσα αναφέρθηκαν παραπάνω μπορούν να συνοψιστούν στο εξής: Οι δρομολογητές σε ένα διαδίκτυο TCP/IP σχηματίζουν μια αλληλένδετη και αλληλοσυνεργαζόμενη δομή. Τα αυτοδύναμα πακέτα μεταφέρονται από τον ένα δρομολογητή στον άλλον ώσπου να φτάσουν στον τελευταίο, ο οποίος θα τα παραδώσει άμεσα στον προορισμό τους. Πώς ένας δρομολογητής ξέρει πού πρέπει να στείλει κάθε πακέτο; Πώς ο υπολογιστής ξέρει ποιο δρομολογητή πρέπει να χρησιμοποιήσει για κάποιο συγκεκριμένο προορισμό; Τα δύο αυτά ερωτήματα συνδέονται μεταξύ τους, καθώς και τα δύο έχουν σχέση με τη διαδικασία της δρομολόγησης IP. Θα τα απαντήσουμε σε δύο στάδια, ξεκινώντας στο κεφάλαιο αυτό με την ανάλυση του βασικού αλγορίθμου δρομολόγησης που λειτουργεί με βάση τους πίνακες δρομολόγησης, και αφήνοντας για επόμενα κεφάλαια το ζήτημα του πώς οι δρομολογητές μαθαίνουν καινούρια δρομολόγια. 8.4 Δρομολόγηση IP με βάση πίνακα δρομολόγησης Ο συνηθισμένος αλγόριθμος δρομολόγησης IP χρησιμοποιεί σε κάθε μηχανή έναν πίνακα δρομολόγησης Internet (Internet routing table) μερικές φορές αναφέρεται και ως πίνακας δρομολόγησης IP (IP routing table) ο οποίος αποθηκεύει πληροφορίες σχετικά με πιθανούς προορισμούς και τρόπους πρόσβασης σε αυτούς. Και οι υπολογιστές και οι δρομολογητές δρομολογούν πακέτα, γι αυτό και οι δύο διαθέτουν πίνακες δρομολόγησης IP. Κάθε φορά που το λογισμικό δρομολόγησης IP ενός υπολογιστή ή ενός δρομολογητή θέλει να μεταδώσει ένα πακέτο, συμβουλεύεται τον πίνακα δρομολόγησης προκειμένου να αποφασίσει πού θα στείλει το πακέτο αυτό. Τι είδους πληροφορίες αποθηκεύονται στους πίνακες δρομολόγησης; Θα ήταν αδύνατον να ενημερώνονται τακτικά οι πίνακες δρομολόγησης αν κάθε ένας από αυτούς περιελάμβανε πληροφορίες σχετικά με κάθε πιθανή διεύθυνση προορισμού. Επιπλέον, λόγω του πλήθους των προορισμών, οι μηχανές δε θα είχαν αρκετό χώρο για να αποθηκεύσουν όλες τις πληροφορίες. Από θεωρητική άποψη, θα ήταν επιθυμητό να υλοποιείται η αρχή της απόκρυψης πληροφοριών, και να δίνουμε τη δυνατότητα στις μηχανές να παίρνουν αποφάσεις δρομολόγησης έχοντας στη διάθεσή τους τις ελάχιστες δυνατές πληροφορίες. Για παράδειγμα, θα θέλαμε να απομονώνουμε τις πληροφορίες σχετικά με συγκεκριμένους υπολογιστές ώστε να είναι ορατές μόνο στο τοπικό περιβάλλον όπου βρίσκονται, και να κάνουμε τις κατάλληλες διευθετήσεις ώστε οι απομακρυσμένες μηχανές να δρομολογούν σε αυτούς τα πακέτα τους χωρίς να γνωρίζουν τέτοιου είδους λεπτομέρειες. Ευτυχώς, το μοντέλο διευθύνσεων IP βοηθά στην επίτευξη αυτού του στόχου. Μην ξεχνάτε ότι οι διευθύνσεις IP έχουν προσδιοριστεί κατά τέτοιον τρόπο ώστε όλες οι μηχανές που είναι συνδεδεμένες με κάποιο συγκεκριμένο φυσικό δίκτυο να έχουν κοινό πρόθεμα (το τμήμα δικτύου της διεύθυνσης). Είδαμε ότι το γεγονός
172 Πρωτόκολλο Internet: δρομολόγηση αυτοδύναμων πακέτων IP Κεφάλαιο 8 αυτό καθιστά αποτελεσματικό τον έλεγχο ως προς τη δυνατότητα άμεσης παράδοσης. Εκτός αυτού, οι πίνακες δρομολόγησης δε χρειάζεται να περιλαμβάνουν ολόκληρες τις διευθύνσεις IP, αλλά μόνο τα προθέματα δικτύου. 8.5 Δρομολόγηση επόμενου άλματος Η χρήση μόνο του τμήματος δικτύου μιας διεύθυνσης προορισμού, αντί για την πλήρη διεύθυνση υπολογιστή, καθιστά αποτελεσματική τη δρομολόγηση και περιορίζει το μέγεθος των πινάκων δρομολόγησης. Το πιο σημαντικό, όμως, είναι ότι βοηθά την απόκρυψη των πληροφοριών, περιορίζοντας τις λεπτομέρειες που αφορούν συγκεκριμένους υπολογιστές μόνο στο περιβάλλον στο οποίο αυτοί λειτουργούν. Τυπικά, ο πίνακας δρομολόγησης περιλαμβάνει ζεύγη (N, R) όπου N είναι η διεύθυνση IP του δικτύου προορισμού, και R είναι η διεύθυνση IP του αμέσως "επόμενου" δρομολογητή στη διαδρομή προς το δίκτυο N. Ο δρομολογητής R ονομάζεται επόμενο άλμα (next hop), και η ιδέα της χρησιμοποίησης πίνακα δρομολόγησης όπου θα αποθηκεύεται το επόμενο άλμα για κάθε προορισμό ονομάζεται δρομολόγηση επόμενου άλματος (next-hop routing). Άρα, ο πίνακας δρομολόγησης σε ένα δρομολογητή R καθορίζει μόνο ένα βήμα στη διαδρομή μεταξύ του R και του δικτύου προορισμού ο δρομολογητής δε γνωρίζει ολόκληρη τη διαδρομή προς κάποιον προορισμό. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι κάθε καταχώριση σε έναν πίνακα δρομολόγησης συνδέεται με κάποιο δρομολογητή, η προσπέλαση του οποίου γίνεται μέσω ενός συγκεκριμένου δικτύου. Με άλλα λόγια, όλοι οι δρομολογητές που είναι καταχωρισμένοι στον πίνακα δρομολόγησης της μηχανής M πρέπει να βρίσκονται σε δίκτυα με τα οποία η Μ συνδέεται άμεσα. Όταν ένα πακέτο είναι έτοιμο να φύγει από τη μηχανή M, το λογισμικό IP ε- ντοπίζει τη διεύθυνση προορισμού IP και εξάγει το τμήμα δικτύου. Στη συνέχεια η M το χρησιμοποιεί για να πάρει μια απόφαση δρομολόγησης, επιλέγοντας ένα δρομολογητή για τον οποίο να υπάρχει άμεση πρόσβαση. Στην πράξη, εφαρμόζουμε επίσης την αρχή της απόκρυψης πληροφοριών και στους υπολογιστές υπηρεσίας. Επιμένουμε ότι, αν και οι υπολογιστές διαθέτουν πίνακες δρομολόγησης IP, πρέπει να διατηρούν ελάχιστες πληροφορίες στους πίνακές τους. Το ζητούμενο είναι να εξαναγκάσουμε του υπολογιστές να βασίζονται κυρίως στους δρομολογητές για τη διαδικασία της δρομολόγησης. Στην Εικόνα 8.2 βλέπετε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα που επεξηγεί τη λειτουργία των πινάκων δρομολόγησης. Το διαδίκτυο της εικόνας αυτής αποτελείται από τέσσερα δίκτυα, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους μέσω τριών δρομολογητών. Ο πίνακας δρομολόγησης περιέχει τις διαδρομές που χρησιμοποιεί ο δρομολογητής R. Αφού ο R συνδέεται άμεσα με τα δίκτυα 20.0.0.0 και 30.0.0.0, μπορεί να χρησιμοποιεί άμεση παράδοση για να στείλει μήνυμα σε ένα υπολογιστή που βρίσκεται σε κάποιο από τα δύο αυτά δίκτυα (χρησιμοποιώντας ενδεχομένως το πρωτόκολλο ARP για να βρει τις φυσικές διευθύνσεις). Ας πάρουμε για παράδειγμα ένα πακέτο που προορίζεται για ένα υπολογιστή στο δίκτυο 40.0.0.0. Ο R το δρομολογεί στη διεύθυνση 30.0.0.7 του δρομολογητή S. Στη συνέχεια ο S θα παραδώσει το πακέτο άμεσα. Ο R έχει πρόσβαση στη διεύθυνση 30.0.0.7 επειδή και ο R και ο S συνδέονται άμεσα με το δίκτυο 30.0.0.0.
Ενότητα 8.5 Δρομολόγηση επόμενου άλματος 173 Εικόνα 8.2 (α) Παράδειγμα διαδικτύου με 4 δίκτυα και 3 δρομολογητές, και (β) ο πίνακας δρομολόγησης στον R. Όπως δείχνει η Εικόνα 8.2, το μέγεθος του πίνακα δρομολόγησης εξαρτάται από το πλήθος των δικτύων που περιλαμβάνονται στο διαδίκτυο, και αυξάνεται μόνο όταν προστίθενται καινούρια δίκτυα. Ωστόσο, το μέγεθος και τα περιεχόμενα του πίνακα είναι ανεξάρτητα από τον αριθμό των υπολογιστών που είναι συνδεδεμένοι με τα δίκτυα. Μπορούμε να συνοψίσουμε την αρχή αυτή ως εξής: Για να αποκρύψει πληροφορίες, να περιορίσει το μέγεθος των πινάκων δρομολόγησης, και να καταστήσει αποτελεσματική τη διαδικασία λήψης αποφάσεων δρομολόγησης, το λογισμικό δρομολόγησης IP διατηρεί μόνο πληροφορίες που αφορούν διευθύνσεις δικτύων προορισμών, και όχι διευθύνσεις συγκεκριμένων υπολογιστών. Η επιλογή διαδρομών που βασίζεται μόνο στη διεύθυνση (ID) του δικτύου προορισμού έχει πολλές επιπτώσεις. Καταρχήν, στις περισσότερες υλοποιήσεις, κάτι τέτοιο σημαίνει ότι όλη η κυκλοφορία που προορίζεται για ένα συγκεκριμένο δίκτυο θα ακολουθεί την ίδια διαδρομή. Ως εκ τούτου, ακόμα και όταν υπάρχουν εναλλακτικές διαδρομές, μπορεί να μη χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα. Επιπλέον, όλα τα είδη κυκλοφορίας ακολουθούν την ίδια διαδρομή, χωρίς να λαμβάνεται υπόψιν η καθυστέρηση ή η διεκπεραιωτική ικανότητα των φυσικών δικτύων. Δεύτερον, μόνο ο τελικός δρομολογητής μπορεί να καταλάβει αν ο υπολογιστής υπάρχει και λειτουργεί, αφού μόνο αυτός έχει τη δυνατότητα να επικοινωνήσει μαζί του. Άρα, πρέπει να βρούμε έναν τρόπο ώστε ο δρομολογητής να μπορεί να αναφέρει στην αρχική
174 Πρωτόκολλο Internet: δρομολόγηση αυτοδύναμων πακέτων IP Κεφάλαιο 8 προέλευση τυχόν προβλήματα παράδοσης. Τρίτον, κάθε δρομολογητής προωθεί την κυκλοφορία ανεξάρτητα από τους υπόλοιπους, γι αυτό τα πακέτα που μεταφέρονται από τον υπολογιστή A στον υπολογιστή B μπορεί να ακολουθήσουν εντελώς διαφορετική διαδρομή από εκείνη που θα ακολουθήσουν τα πακέτα που μεταφέρονται από τον B πίσω στον A. Για να γίνει δυνατή η αμφίδρομη επικοινωνία, πρέπει πρώτα να εξασφαλίσουμε συνεργασία μεταξύ των δρομολογητών. 8.6 Προεπιλεγμένα δρομολόγια Μια άλλη τεχνική που χρησιμοποιείται για την απόκρυψη πληροφοριών και τον περιορισμό του μεγέθους των πινάκων δρομολόγησης είναι η διατήρηση διαφόρων καταχωρίσεων σε μια προεπιλεγμένη θέση. Σκοπός είναι το λογισμικό δρομολόγησης IP να αναζητά πρώτα στον πίνακα το δίκτυο προορισμού. Αν δεν υπάρχει καταχωρισμένη καμία διαδρομή, τότε το πακέτο στέλνεται σε έναν προεπιλεγμένο δρομολογητή (default router). Η προεπιλεγμένη δρομολόγηση είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στην περίπτωση τοποθεσιών που έχουν λίγες τοπικές διευθύνσεις και μία μόνο σύνδεση με το υπόλοιπο διαδίκτυο. Για παράδειγμα, οι προεπιλεγμένες δρομολογήσεις λειτουργούν καλά σε υπολογιστές που είναι συνδεδεμένοι με ένα φυσικό δίκτυο και επικοινωνούν με το υπόλοιπο διαδίκτυο μόνο μέσω ενός δρομολογητή. Η απόφαση δρομολόγησης αποτελείται από δύο ελέγχους: έναν για το τοπικό δίκτυο και μια προεπιλογή που απευθύνεται στο μοναδικό δρομολογητή. Η δρομολόγηση είναι εύκολη ακόμα και στην περίπτωση που η τοποθεσία περιέχει λίγα τοπικά δίκτυα, επειδή θα προϋποθέτει λίγους μόνο ελέγχους για τα τοπικά δίκτυα συν μια προεπιλογή για όλους τους άλλους προορισμούς. 8.7 Δρομολόγια σε υπολογιστές Αν και η διαδικασία δρομολόγησης βασίζεται σε δίκτυα και όχι σε μεμονωμένους υ- πολογιστές, τα περισσότερα προγράμματα λογισμικού IP δίνουν τη δυνατότητα καθορισμού δρομολογίων ανά υπολογιστή, ως ειδική περίπτωση. Η ύπαρξη δρομολογίων ανά υπολογιστή δίνει στον τοπικό διαχειριστή δικτύου μεγαλύτερο έλεγχο ως προς τη χρήση των δικτύων, επιτρέπει τη διεξαγωγή ελέγχων, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της πρόσβασης για λόγους ασφαλείας. Κατά την αποσφαλμάτωση των συνδέσεων δικτύων ή των πινάκων δρομολόγησης, η δυνατότητα καθορισμού ενός συγκεκριμένου δρομολογίου σε μια συγκεκριμένη μηχανή αποδεικνύεται πολύ χρήσιμη.
Ενότητα 8.8 Ο αλγόριθμος δρομολόγησης του IP 175 8.8 Ο αλγόριθμος δρομολόγησης του IP Λαμβάνοντας υπόψιν όλα όσα έχουμε πει, ο αλγόριθμος IP που χρησιμοποιείται για την προώθηση αυτοδύναμων πακέτων παίρνει την εξής μορφή : Αλγόριθμος: ΔρομολόγησηΠακέτου (Πακέτο, ΠίνακαςΔρομολόγησης) Πάρε τη διεύθυνση IP προορισμού, D, από το πακέτο και υπολόγισε το πρόθεμα δικτύου, Ν αν το N ταιριάζει με κάποια διεύθυνση άμεσα συνδεδεμένου δικτύου, παράδωσε το πακέτο με προορισμό D μέσω του δικτύου αυτού (Αυτό σημαίνει ανάλυση του D σε φυσική διεύθυνση, ενθυλάκωση του πακέτου, και αποστολή του πλαισίου.) αλλιώς αν ο πίνακας περιλαμβάνει δρομολόγιο υπολογιστή για το D στείλε το πακέτο στο επόμενο άλμα που ορίζεται στον πίνακα αλλιώς αν ο πίνακας περιλαμβάνει δρομολόγιο για το δίκτυο Ν, στείλε το πακέτο στο επόμενο άλμα που ορίζεται στον πίνακα αλλιώς αν ο πίνακας περιλαμβάνει προεπιλεγμένο δρομολόγιο, στείλε το πακέτο στον προεπιλεγμένο δρομολογητή που ορίζεται στον πίνακα διαφορετικά δήλωσε σφάλμα δρομολόγησης Εικόνα 8.3 Ο αλγόριθμος που χρησιμοποιεί το IP για την προώθηση πακέτων. Στην περίπτωση συγκεκριμένου πακέτου και πίνακα δρομολόγησης, ο αλγόριθμος αυτός επιλέγει το επόμενο άλμα στο οποίο πρέπει να σταλεί το πακέτο. Όλα τα δρομολόγια πρέπει να ορίζουν ένα επόμενο άλμα που να βρίσκεται σε άμεσα συνδεδεμένο δίκτυο. 8.9 Δρομολόγηση με διευθύνσεις IP. Είναι σημαντικό να κατανοήσετε ότι, εκτός από τη μείωση του πεδίου ΧΡΟΝΟΣ ΖΩ- ΗΣ και τον επανυπολογισμό του αθροίσματος ελέγχου, η δρομολόγηση IP δεν επιφέρει καμία άλλη αλλαγή στο αρχικό πακέτο. Συγκεκριμένα, οι διευθύνσεις προέλευσης και προορισμού του πακέτου παραμένουν ίδιες προσδιορίζουν πάντα τη διεύθυνση IP της αρχικής προέλευσης και τη διεύθυνση του τελικού προορισμού. Κατά την εκτέλεση του αλγορίθμου δρομολόγησης, το IP επιλέγει μια καινούρια διεύθυνση IP, εκείνη της μηχανής στην οποία πρέπει Στο Κεφάλαιο 10 παρουσιάζεται ένας ελαφρώς τροποποιημένος αλγόριθμος που χρησιμοποιείται σε αταξικές διευθύνσεις IP. Μοναδική εξαίρεση αποτελεί η περίπτωση που το πακέτο περιέχει επιλογή δρομολογίου προέλευσης.