6558/g558 datakommunikation
DESCRIPTION
6558/G558 DATAKOMMUNIKATION. Kapitel 4: Internät. Internät. OSI-nätverksmodellens nätverksnivå Målsättning: att koppla ihop nätverk av olika hårdvaruuppbyggnad till ett transparent samverkande nätverk Globalt adresseringssystem Servicemodell: kända egenskaper och kända tillkortakommanden!. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/1.jpg)
6558/G558DATAKOMMUNIKATION
Kapitel 4: Internät
![Page 2: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/2.jpg)
Internät
• OSI-nätverksmodellens nätverksnivå
• Målsättning: att koppla ihop nätverk av olika hårdvaruuppbyggnad till ett transparent samverkande nätverk
• Globalt adresseringssystem
• Servicemodell: kända egenskaper och kända tillkortakommanden!
![Page 3: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/3.jpg)
Nätverksnivåns servicemodell
• Datagrambaserad (connectionless)• Best effort-befordran (opålitlig)
– paket försvinner, inget försök att korrigera!– paket kommer fram i oordning– paket skickas dubbelt– paket kan dröja en lång stund
• Datagramformat: Internet Protocol IPv4
![Page 4: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/4.jpg)
Sammanlänkning av nätverk
• Heterogen fysisk nivå och datalänksnivå: hur överbrygga dem?
R2
R1
H4
H5
H3H2H1
Network 2 (Ethernet)
Network 1 (Ethernet)
H6
Network 4(point-to-point)
H7 R3 H8
Network 3 (FDDI)
![Page 5: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/5.jpg)
Protokollstack
R1 R2 R3
H1 H8
ETH FDDI
IP
ETH
TCP
FDDI PPP PPP ETH
IP
ETH
TCP
IP IP IP
![Page 6: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/6.jpg)
Internet protokollet: paket
Version HLen TOS Length
Ident Flags Offset
TTL Protocol Checksum
SourceAddr
DestinationAddr
Options (variable) Pad(variable)
0 4 8 16 19 31
Data
![Page 7: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/7.jpg)
Internet protokollet: paket
• Version– Internetprotokollets version: 4, 6, ...
• HLen – Headerns längd (enhet: 32-bitars ord), max 15, header max 60
bytes– 5 ord om inga Options finns
• TOS– Type of Service: differentiering av befordringsprioritering
• Length– Datagrammets (paketets) längd, inkluderande headern, i bytes.– Maximum 65535
• Fragmentation: Ident, Flags, Offset– ursprungliga datagrammets id, sändaren väljer– flag = 0 om paketet är hela datagrammet eller första fragmentet– flag = 1 om paketet är andra eller senare fragment– offset != 0 ifall flag = 1
![Page 8: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/8.jpg)
Internet protokollet: paket• TTL
– Time To Live, dekrementeras vid varje router– normalt 64
• Protocol– demultiplexer för högre protokoll, 6 (TCP), 17 (UDP)
• Checksum– header checksum: antag att den är noll både då man beräknar
den och när man kollar den. OBS! Data ingår inte!• Adressering:
– SourceAddr, 4 bytes, IP-adress– DestinationAddr, 4 bytes, IP-adress
• Options– max (15-5)*4 = 40 bytes
• Pad– 0-3 bytes så att headern är n x 32-bitar
![Page 9: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/9.jpg)
Fragmentering och Assemblering
• Varje datalänksprotokoll har sin maximum transmission unit MTU: eventuellt måste IP-paketet fragmenteras i mindre delar
• Fragmenteringskriterier– fragmentera när det behövs (MTU < datagram)– undvik fragmentering hos sändaren– fragmenteringen kan vara rekursiv– fragmenten blir enskilda datagram– assemblering hos mottagaren– ingen felkontroll (borttappade fragment etc.)
![Page 10: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/10.jpg)
Fragmentering och Assemblering
H1 R1 R2 R3 H8
ETH FDDI
PPP IP (376)
PPP IP (512)
PPP IP (512) (512)
ETH IP
ETH IP
(512)ETH IP
(376)
IP (1400) IP (1400)
R1 R2 R3
(a)
Ident = x
Start of header
Rest of header
1400 data bytes
Offset = 00
(b)
Ident = x
Start of header
Rest of header
512 data bytes
Offset = 01
Ident = x
Rest of header
512 data bytes
Offset = 641
Start of header
Ident = x
Start of header
Rest of header
376 data bytes
Offset = 1280
![Page 11: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/11.jpg)
Global IP-adressering
• Egenskaper– globalt unika– hierarkiskt: nätverk +
nod
• Beteckning m.h.a. decimaltal och punkter– 10.3.2.4– 130.233.168.254– 192.168.123.56
Network Host
7 24
0(a)
Network Host
14 16
1 0(b)
Network Host
21 8
1 1 0(c)
![Page 12: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/12.jpg)
Subnet mask
• Addera ytterligare en hierarkisk nivå till nätverksadresseringen: undernät (subnet)
• Subnet mask definierar en del av hostadressen som nätverksdel
Network number Host number
Class B address
Subnet mask (255.255.255.0)
Subnetted address
11111111111111111111111100000000
Network number Host IDSubnet ID
![Page 13: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/13.jpg)
Exmpel på undernät
Subnet mask: 255.255.255.128Subnet number: 128.96.34.0
128.96.34.15128.96.34.1
H1 R1
128.96.34.130 Subnet mask: 255.255.255.128Subnet number: 128.96.34.128
128.96.34.129128.96.34.139
R2H2
128.96.33.1128.96.33.14
Subnet mask: 255.255.255.0Subnet number: 128.96.33.0
H3
![Page 14: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/14.jpg)
Dynamisk IP-adressallokering
• DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
• Möjliggör en effektivare användning av tillgängliga IP-adresser
• En nystartad nod sänder ett DCHPDISCOVER-paket till IP-adressen 255.255.255.255 (UDP-port 68)
• DCHP-server svarar och ger en tillfällig IP-adress
• Kan också vidarebefordras av en DHCP-relay
DHCPrelay
DHCPserver
Unicast to server
Broadcast
Host
Other networks
![Page 15: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/15.jpg)
Dynamisk IP-adressallokering
• Protokollets paket innehåller bl.a.– chaddr (client hardware
address)– yiaddr (your IP address)– options: subnet mask,
default router, lease time, ...
• Baseras på BOOTP-protokollet
Operation HType HLen Hops
Xid
ciaddr
yiaddr
siaddr
giaddr
chaddr (16 bytes)
sname (64 bytes)
file (128 bytes)
options
Secs Flags
![Page 16: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/16.jpg)
Befordring av Datagram
• Sändningsstrategi var som helst i nätet– datagrammen innehåller destinationsadressen– om destinationen finns på samma nätverk så skicka
direkt till destinationen– om destinationen är på ett annat nätverk skicka då till
en router– routern skickar vidare på basen av nätverksadressen– varje nod har en default-router att skicka till– varje router upprätthåller vidarebefordringstabeller
![Page 17: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/17.jpg)
Befordring av Datagram
• Exempel R2
Nätverksnummer Nästa hopp
1 R3
2 R1
3 adaptor 1
4 adaptor 0
R2
R1
H4
H5
H3H2H1
Network 2 (Ethernet)
Network 1 (Ethernet)
H6
Network 4(point-to-point)
H7 R3 H8
Network 3 (FDDI)
![Page 18: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/18.jpg)
Adresstranslation
• Översätt IP-adresser till hårdvaruadresser– destinationsnods hårdvaruadress– hårdvaruadress för router för nästa hopp
• Metoder1. hårdvaruadressen är del av IP-adressen2. tabellöversättning: på basen av en tabell ersätts varje IP-
adress av en hårdvaruadress
• ARP Address Resolution Protocol– kopplingar mellan IP-adresser och hårdvaruadresser– broadcastförfrågan om IP-adressen inte finns i tabellen– destinationsnoden svarar och meddelar sin hårdvaruadress– tabellinnehållet förkastas efter timeout
![Page 19: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/19.jpg)
ARP paketformat
TargetHardwareAddr (bytes 2 – 5)
TargetProtocolAddr (bytes 0 – 3)
SourceProtocolAddr (bytes 2 – 3)
Hardware type = 1 ProtocolType = 0x0800
SourceHardwareAddr (bytes 4 – 5)
TargetHardwareAddr (bytes 0 – 1)
SourceProtocolAddr (bytes 0 – 1)
HLen = 48 PLen = 32 Operation
SourceHardwareAddr (bytes 0 – 3)
0 8 16 31
![Page 20: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/20.jpg)
ARP
• Formatet för förfrågan– HardwareType: nätverkets fysiska typ, t.ex. Ethernet– ProtocolType: Typ av högre protokoll, t.ex. IP– HLEN och PLEN: längden för den fysiska adressen och det
högre protokollets adress– Operation: förfrågan eller svar– Source/Target-Physical/Protocol addresser
• Övrigt– tabellinformationen har en timeout på 10 minuter– mottagaren uppdaterar sin tabell med sändarens info– updatera tabellens timeout om infon redan finns– om info inte finns i tabellen och noden är inte mottagare -> sätt
inte in i tabellen
![Page 21: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/21.jpg)
Internet Control Message Protocol
• ICMP– ping – redirect (från router till sändare)– Destination unreachable– TTL exceeded– Checksum failed– Reassembly failed– Cannot fragment
![Page 22: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/22.jpg)
Vad behövs för nätkonfiguration?
• IP-adress
• Subnet mask
• Default router
• Domain name system server DNS
![Page 23: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/23.jpg)
Övning 4, exempel 1
0
132
0
1 3
2
013
2
Switch 3
Switch 2
Switch 4
Host A
Host BHost J
Switch 1
Host C
Host D
Host E
Host I
213
0
Host H
Host F
Host G
![Page 24: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/24.jpg)
Övning 4, exempel 2
A
C
E
D
B
F
H
J
G
I
B7
B1
B2
B5
B6
B3
B4
![Page 25: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/25.jpg)
Övning 4, exempel 3
B3 C
A B1 B2
B4 D
![Page 26: 6558/G558 DATAKOMMUNIKATION](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814790550346895db4c23d/html5/thumbnails/26.jpg)
Övning 4, exempel 5
Network Subnet mask Next Hop
128.96.170.0 255.255.254.0 interface 0
128.96.168.0 255.255.254.0 interface 1
128.96.166.0 255.255.254.0 R2
128.96.164.0 255.255.252.0 R3
default R4