Xarxes i Serveis

   

Xarxes i Serveis

Tema 5 – Nivell de Xarxa

Universitat Pompeu Fabra

Part of the material used for these slides has been obtained from:Computer Networking: A Top Down Approach , 4th edition. Jim Kurose, Keith Ross. Addison-Wesley, July 2007.

Xarxes i Serveis

   

Internet Protocol Stack

application: supporting network applicationsFTP, SMTP, HTTP

transport: process­process data transferTCP, UDP

network: routing of datagrams from source to destination IP, routing protocols

link: data transfer between neighboring  network elements Ethernet, WLANs

physical: bits “on the wire”

Xarxes i Serveis

   

Estructura “bàsica” d'un host, router i switch

Enllaç(LLC)

Enllaç(MAC)

Xarxa

Físic

Transport

Aplicació

CANAL

Tx Rx

Enllaç(LLC)

Enllaç(MAC)

Físic

CANAL

Tx Rx

Xarxa

Enllaç(LLC)

Enllaç(MAC)

Físic

CANAL

Tx Rx

Cua detransmissió

PaquetsEsperantPer ser tx

Xarxes i Serveis

   

Continguts

● Funcions del nivell de xarxa.

● Forwarding

● Routing

● Adreçament IP.

● Encaminament.

Xarxes i Serveis

   

Funcions nivell xarxa

1. routing: Determinar la ruta dels paquets de l'origen fins al destí (algoritmes d'enrutament) 

2. forwarding: Moure els paquets d'una entrada a la sortida apropiada del router

Xarxes i Serveis

   

Funcions nivell xarxa

forwardingtable

Routing protocols•path selection

IP protocol•addressing conventions•datagram format

Transport layer: TCP, UDP

Link layer

physical layer

Networklayer

Forwarding based on “the forwarding table, filled by the routing protocols”

Xarxes i Serveis

   

Funcions nivell xarxa

● Transportar un segment del host origen fins al host destí

● L'origen encapsula els segments en datagrames

● El destí entrega els segments al nivell de transport

● El nivell de xarxa es troba en cada host i als routers

● Els routers examinen les capçaleres de tots els datagrames IP que passen per ells

applicationtransportnetworkdata linkphysical

applicationtransportnetworkdata linkphysical

networkdata linkphysical network

data linkphysical

networkdata linkphysical

networkdata linkphysical

networkdata linkphysical

networkdata linkphysical

networkdata linkphysical

networkdata linkphysical

networkdata linkphysical

networkdata linkphysicalnetwork

data linkphysical

Xarxes i Serveis

   

1

23

0111

value in arrivingpacket’s header

routing algorithm

local forwarding table

header value output link

0100010101111001

3221

Routing and forwarding: Example

Xarxes i Serveis

   

Routing

● Objectiu: Com trobar un camí entre el host A i el host B.

● Idealment aquest camí ha de ser el “millor”.

● El millor típicament vol dir: el més ràpid i/o el que ens faci perdre menys “dades”.

● Com sabem quin és el millor?

● Cada enllaç entre nodes té associat un “cost” que ens diu el preu a pagar per passar per aquell enllaç.

● Per exemple, aquest cost pot ser el retard que pateix un datagrama en aquell enllaç. 

● Recordeu que el retard es proporcional a la longitud de l'enllaç (propagació), la seva capacitat (transmissió) així com els temps de procés i de cua que hi hagin.

Xarxes i Serveis

   

Routing

u

yx

wv

z2

21

3

1

1

2

53

5

Cost de cada camí (més cost, més lent)

Quin és el camí de menys cost (el més ràpid) entre A i B?

● Per exemple, si ens diuen que el cost entre el router y i el router z és 2, on 2 pot voler dir “2 segons”.

Xarxes i Serveis

   

Taula d'enrutament

● Cada router ha de tenir una taula d'enrutament.● Aquesta taula inclou: adreça de sub­xarxa i interficie per on es 

pot arribar a aquesta sub­xarxa

Sub­xarxa Interfície de sortida (del datagrama)

192.130.2.0/24 0192.130.4.0/24 022.24.2.80/28 1

Default 1

Sempre hi és. Si ens arriba un datagrama preguntant per un destí que no coneixem, l'enviem al “Default” I que s'espavili el següent router.

No es guardenadreces de hosts concrets,només de la subxarxa a onpertanyen!

Xarxes i Serveis

   

Routing

● Com un router coneix com arribar a “qualsevol” destí?● Protocol de descubriment de “rutes”:

● Inicialment els routers només coneixen les subxarxes directament a aquell router (a 1 sol hop de distància).

● Cada cert temps, “tots” els routers s'envien entre ells les taules d'enrutament que tenen, indicant les actualitzacions (noves sub­xarxes).

● Al cap de repetir aquest procés al llarg del temps tots els routers saben com arribar a tots els possibles destins.

– Una actualització sempre triga un cert temps a propagar­se per la xarxa.

Xarxes i Serveis

   

Exercici Routing 

R1

R3

R2

Switch

0. Què és un switch? Fixa't que simplement es un “repetidor” tonto, no té @MAC ni @IP.1. Quantes sub­xarxes hi ha en aquest exemple?2. Si tenim el rang d'adreces 193.145.44.0/24, assigna IP a totes ls interficies de xarxa (els usuaris només en tenen 1 i el switch no en té cap)

Switch

Switch

R1(1)R1(2)

R1(3)

Interfície

R3(1)

R3(2)

R2(1)

R2(2)

A

B

A(1)

B(1)

Xarxes i Serveis

   

Exercici Routing

3. A t=0, la taula d'enrutament de cada Router (R1, R2 i R3) només conté les subxarxes que estan directament connectats.4. Cada t=10 segons, cada router envia la seva taula de routing als seus routers veïns. Quan triguen tots els routers a conèixer com arribar a tots els possibles destins?5. Com quedarien ara les taules d'enrutament?6. Descriu com es faria la transmissió d'un datagrama de A fins a B, assumint que totsels nodes tenen @MAC i @IP

R1

R3

R2

Switch

Switch

Switch

R1(1)R1(2)

R1(3)

Interfície

R3(1)

R3(2)

R2(1)

R2(2)

A

B

A(1)

B(1)

Xarxes i Serveis

   

Exercici Routing 2

R1

R3

R2

Switch

Switch

Switch

R1(1)R1(2)

R1(3)

B

R4

R5 SwitchSwitch

A

Repeteix els passos anterior per aquesta xarxa.