Warstwa sieciowa

Warstwa sieciowa
Model OSI
Model TCP/IP
Aplikacji
Prezentacji
Aplikacji
Sesji
podjęcie decyzji o trasowaniu (rutingu)
na podstawie znanej, lokalnej topologii
sieci ;
- podział danych na pakiety
Transportowa
Transportowa
Sieciowa
Sieciowa
Łącza danych
Fizyczna
Dostępu
do sieci
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Intersieć IP
)
)
))
)
)
))
))
)
))
)
Globalna sieć
(((((((((((((((((
umożliwiająca komunikację
z dowolnym urządzeniem
posiadającym adres IP
))
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Urządzenia warstwy sieciowej
podjęcie decyzji rutingu
(skierowania na
odpowiedni interfejs)
HOST_A
HOST_B
RUTER
warstwy
wyższe
Sieciowa
Łącza
danych
Fizyczna
dane
nagłówek
sieciowy
nagłówek nagłówek
ł. danych sieciowy
dane
nagłówek
sieciowy
dane
nagłówek
danenagłówek
ł. danych sieciowy dane
101001010101101
Sieciowa
Łącza
danych
nagłówek
sieciowy
nagłówek nagłówek
ł. danych sieciowy
Fizyczna
dane
nagłówek
sieciowy
dane
warstwy
wyższe
dane
Sieciowa
nagłówek nagłówek
dane
ł. danych sieciowy dane
101001010101101
Łącza
danych
Fizyczna
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Nagłówek protokołu IP
(Internet Protocol)
0
4
wersja
8
długość
nagłówka
12
16
Typ usługi (TOS)
identyfikator
czas życia pakietu (TTL)
20
24
28
32
łączna długość pakietu (TL)
znaczniki
protokół warstwy
wyższej
przesunięcie fragmentu
suma kontrolna nagłówka
adres źródłowy
adres docelowy
opcje
dopełnienie
dane
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Klasy adresów IPv4
Klasa adresu IP
(publiczne)
A
B
C
D (multicasting)
E (rezerw.)
Zakres adresów
(wartość dziesiętna i binarna I oktetu)
1-126 ( 00000001-01111110)
128-191 ( 10000000-10111111)
192-223 ( 11000000-11011111)
224-239 ( 11100000-11101111)
240-255 ( 11110000-11110111)
Maska sieci
(w bitach)
8 (x.y.z.t)
16 (x.y.z.t)
24 (x.y.z.t)
-
Klasa adresu IP (specjalne)
własna sieć
własny komputer
Zakres adresów
0.0.0.0 – 0.255.255.255
127.0.0.1 – 127.255.255.255
Maska sieci (w bitach)
8+
8
Klasa adresu IP (prywatne)
A
B
C
Zakres adresów
10.0.0.0 – 10.255.255.255
176.16.0.0 – 176.31.255.255
192.168.0.0 – 192.168.255.255
Maska sieci (w bitach)
8
12
16
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Tworzenie podsieci - przykład
Adres sieci:
Postać binarna:
123
.
45
.
48
.
0
01111011
00101101
00110000
00000000
bity sieci
Adres sieci:
Postać binarna:
bity hostów
123
.
45
.
48
.
0
01111011
00101101
00110000
00000000
bity stworzonej podsieci
Podsieć 1:
Podsieć 2:
Podsieć 3:
Podsieć 14:
Podsieć 34:
123
123
123
123
123
.
.
.
.
.
45
45
45
45
45
.
.
.
.
.
/20
/26
bity hostów
00110000 . 00000000 = 123.45.48.0/26
00110000 . 01000000 = 123.45.48.64/26
00110000 . 10000000 = 123.45.48.128/26
00110011 . 10000000 = 123.45.51.128/26
00111000 . 10000000 = 123.45.56.128/26
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Adres sieci,
Adres rozgłoszeniowy
Adres sieci:
2
.
0
.
0
.
24 /29
Postać binarna:
00000010 00000000 00000000 00011000
Adres rozgłoszeniowy:
2
.
0
.
0
.
31
Postać binarna:
00000010 00000000 00000000 00011111
2.0.0.7 – adres pod który rozsyłane są pakiety do
wszystkich urządzeń wewnątrz sieci.
2.0.0.29
2.0.0.30
sieć 2.0.0.32/29
2.0.0.25
2.0.0.33
2.0.0.34
2.0.0.28
2.0.0.27
2.0.0.26
2.0.0.24 – adres pod którym widziana jest sieć z zewnatrz
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Unicasting, Broadcasting i
Multicasting w sieciach IP
dostałem pakiet do grupy
multicastowej 228.0.0.2,
przesyłam wszystkim
ruterom które mają w sieci
hosty z tej grupy
ok, mam w swojej sieci kilka
komputerów grupy multicastowej
dostałem pakiety do mojej
228.0.0.2, rozgłaszam to sąsiednim
sieci, rozsyłam do
ruterom
poszczególnych komputerów
dostałem pakiet
broadcastowy, nie
przesyłam do innej sieci
2.0.0.2
dostałem pakiety z niemojej
sieci, przesyłam wszystkie
po kolei do innego rutera
1.0.0.1
wysyłam pakiet na
adres broadcastowy
mojej sieci
wysyłam pakiet do grupy
multicastowej 228.0.0.2
wysyłam pakiety:
-jeden adresowany do 2.0.0.1
-drugi adresowany do 2.0.0.2
-trzeci adresowany do 2.0.0.3
dostałem pakiet do grupy
multicastowej 228.0.0.2,
rozsyłam wszystkim
hostom z tej grupy
2.0.0.1
2.0.0.3
informujemy ruter,że
chcemy się dołączyć do
grupy multicastowej
228.0.0.2
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Nagłówek protokołu IP (c.d.)
0
4
wersja
8
12
długość
nagłówka
16
20
Typ usługi (TOS)
24
28
32
łączna długość pakietu (TL)
inne pola...
czas życia pakietu (TTL)
protokół warstwy wyższej
suma kontrolna nagłówka
inne pola...
8
9
10
12
13
14
15
(...)
TTL=64
TTL=63
TTL=62
16
zarezerw.
koszt
niezawodność
przepustowość
opóźnienie
priorytet
11
(...)
TTL=0 ?
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Fragmentacja pakietu IP
0
4
8
12
16
20
24
28
32
inne pola...
identyfikator
znaczniki
przesunięcie fragmentu
inne pola...
zarezerw. więcej fragmentów nie fragmentować
(MF)
(DF)
nagłówek IP
ID: 9876
dane_1234
dane_5678
16
17
18
19
Jednostka MTU
nagłówek IP
ID: 9876
MF
nagłówek IP
dane_1234
Jednostka MTU
ID: 9876
offset: 0x4321
dane_5678
Jednostka MTU
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Algorytm PMTUD
(Path MTU Discovery)
dostałem komunikat
ICMP, zmniejszam
rozmiar pakietu
wysyłam pakiet do sieci
do której należy R_D.
Nastawiam bit DF
(dont fragment)
880
680
1480
R_A
ups, nie mogę przesłać dalej
pakietu, bez fragmentowania
go. Ponieważ nadawca ustawił
bit DF, odsyłamy stosowny
komunikat ICMP
1480
MTU=1500
ups, nie mogę przesłać dalej
pakietu, bez fragmentowania
go. Ponieważ nadawca ustawił
bit DF, odsyłamy stosowny
komunikat ICMP
880
R_B
MTU=900
dostałem pakiet
adresowany do mojej
sieci, przesyłam dalej
680
R_C
MTU=700
R_D
znów dostałem
komunikat ICMP,
ponownie zmniejszam
rozmiar pakietu
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Pole opcji w nagłówku pakietu IP
0
4
8
12
16
20
24
28
32
inne pola...
opcje
dopełnienie
inne pola...
TYP OPCJI (8 bit)
●
●
●
●
●
●
●
0
7
68
130
131
137
136
End of Option list
Record Route
Internet Timestamp
Security
Loose Source Routing
Strict Source Routing
Stream ID
DŁUGOŚĆ
OPCJI (8 bit)
DANE OPCJI
(zmienna długość)
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Protokół ICMP
(Internet Control Message Protocol)
0
4
typ komunikatu
8
12
16
kod komunikatu
20
24
28
32
suma kontrolna
treść komunikatu (opcjonalne)
(np zacytowany pakiet który wywołał dany komunikat itp.)
TYP KOMUNIKATU
0
3
● 4
● 5
● 6
● 8
● 9
● 10
● 11
● 13
● 14
● 15
● 16
● 17
● 18
●
●
Echo Reply
Destination Unreachable
Source Quench
Redirect
Alternate Host Address
Echo
Router Advertisement
Router Solicitation
Time Exceeded
Timestamp
Timestamp Reply
Information Request
Information Reply
Address Mask Request
Address Mask Reply
KOD KOMUNIKATU
0
● 1
● 2
● 3
● 4
● 5
● 6
● 7
●
Net Unreachable
Host Unreachable
Protocol Unreachable
Port Unreachable
Fragmentation Needed and Don't Fragment was Set
Source Route Failed
Destination Network Unknown
Destination Host Unknown
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
wyznaczanie ścieżki rutowania
pakietów na przykładzie działania
programu traceroute
10.0.0.1
TTL=1
TTL=2
TTL=3
TTL=0
10.0.0.2
ICMP : TTL Exceeded
ilość skoków
TTL=0
10.0.0.6
ICMP : TTL Exceeded
TTL=0
10.0.0.8
ICMP : TTL Exceeded
adres IP
1
10.0.0.2
2
10.0.0.6
3
10.0.0.8
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej