Warstwa sieciowa rutowanie Adresy IP sieć

Warstwa sieciowa rutowanie
Protokół IP - Internet Protocol
Protokoły rutowane (routed) a rutowania (routing)
• Rutowanie statyczne i dynamiczne (trasowanie)
• Statyczne – administrator programuje trasy
• Dynamiczne – oparte o protokoły wymiany informacji
• Protokoły routingu
• Wewnętrzne
• RIP, IGRP
• zewnętrzne
• OSPF – Open Short Path First
• The Interior Gateway Routing Protocol
• BGP – Border Gateway Protocol
• The Exterior Gateway Routing Protocol
Adresy IP sieć - host
Format adresów IP – podział na klasy
1
Adresy specjalne IP
•
•
•
adres sieciowy
• x.x.0.0 – dowolny komputer w sieci x.x
adres rozgłoszenia ukierunkowanego - broadcast sieciowy
• x.x.255.255 – wszystkie komputery w sieci x.x
• adres, w którym części adresu komputera składa się z samych jedynek i jest dodana do prefiksu.
adres rozgłoszenia ukierunkowanego typu Berkeley
• x.x.0.0) – sufiks złożony z samych zer
•
•
•
•
•
•
wiele implementacji umożliwia wybranie pomiędzy standardem TCP/IP a rozwiązaniem typu Berkeley.
adres rozgłoszenia ograniczonego - ograniczony broadcast
255.255.255.255 – adres wszystkich hostów w sieci lokalnej
stosowany przy starcie systemu przez komputery, które nie znają w tym momencie numeru sieci, nigdy nie jest
przekazywany przez rutery.
adres komputera podczas startu
• 0.0.0.0 – ten komputer w tej sieci
• podawany jako adres źródłowy w trakcie uruchamiania komputera, gdy nie zna on jeszcze swojego adresu IP
adres pętli zwrotnej- loopback
• 127.x.y.z – pakiet wysłany na taki adres, nie może zostać wysłany poza komputer
adres komputera w danej sieci
• 0.x.y.z – komputer x.y.z w tej sieci
• podawany podczas uruchamiania jako adres źródłowy w komputerze posiadającym niekompletne informacje.
RFC 1918
aAdresy specjalne – do użytku wewnętrznego
`Nie powinny być routowane na zewnątrz sieci
korporacyjnych
`Sieć klasy A 10.0.0.0 maska
/8 255.0.0.0
`Sieć klasy B 172.16.0.0 maska /12 255.240.0.0
`Sieci klasy C 192.168.0.0 maska /16 255.255.0.0
2
Adresowanie i rutery
a Adres IP jest
związany z
interface a nie z
maszyną
a Każdy i/f ma co
najmniej jeden
adres
a Maszyna należąca
do dwóch sieci
jest nazywana
multi-homed
a Ruter jest
urządzeniem
multi-homed
a Nie każda
maszyna
multihomed musi
być ruterem
Jak przesyłać datagramy ?
a SRC- adres źródłowy 158.108.15.2
a DST1- adres przeznaczenia 158.108.15.3
`Jest w tej samej sieci bo różnica tylko w ostatnim bajcie
a SRC- adres źródłowy 158.108.15.2
a DST2- adres przeznaczenia 158.108.16.2
`Jest w innej samej sieci bo różnica „wcześniej”
a SRC xor DST and MASK ? =0 czy nie
a I/f ADDR = SRC zatem
3
Praca hosta w jednej sieci
Oblicza (i/f addr) xor DST and MASK
a Stacja końcowa podejmuje jedną decyzję
=0 dostarcz bezpośrednio do adresata
#0 dostarcz do rutera on przekaże dalej, next hop
a Jeśli default-gateway, ruter domyślny nie jest dany,
komunikacja tylko lokalna
a Decyzja jest prosta bo jest jeden i/f
a w hostach multi-homed ( wtym w ruterach jest trudniej)
Praca rutera
Oblicza i/f addr xor DST and MASK wielokrotnie
a stacja podejmuje kolejne decyzje
=0 dostarcz bezpośrednio do adresata
#0 obliczaj dalej
a Jeśli brak pozytywnego wyniku to błąd DESTINATION
UNREACHABLE
a Tworzy się tablica rutowania
a Co zrobić, żeby wynik zawsze był pozytywny?
a W jakiej kolejności wybierać i/f ?
4
Decyzje w małej sieci
158.108.15.0 /24 w lewo
158.108.16.0 /24 w prawo
192.150.250.0 /30 w dół
192.150.244.0 /24 daj do
192.150.250.2 on wie co
robić dalej
WERSJA 1
192.150.244.0 /24 w dół
192.150.250.0 /30 w górę
158.108.16.0 /24 do 192.150.250.1
158.108.15.0 /24 do 192.150.250.1
WERSJA 3
WERSJA 2
192.150.244.0 /24 w dół
192.150.250.0 /30 w górę
158.108.15.0 /23 do 192.150.250.1
192.150.244.0 /24 w dół
0.0.0.0 /0 do 192.150.250.1
Rutowanie statyczne
aTablica rutowania wpisywana ręcznie
aCzytelne
aŁatwe w diagnozowaniu
aTrudne w utrzymaniu
aBrak reakcji na zmiany w działaniu sieci, awarie
przeciążenia
aNie jest przydatne w dużych sieciach
aAlternatywą jest uruchomienie protokołu
rutowania dynamicznego
5
Planowanie adresowania w sieci
i podział klasowy
a Sieć klasy B to ponad 60000
hostów maska /16 255.255.0.0
a Trudno to utrzymać i zarządzać
a Poniżej została podzielona na
grupy po ok. 250 hostów
a Maska /24 255.255.255.0
a Będą straty !!!!!!!
a VLSM to sposób ich uniknięcia
158.108.1.x /24 255.255.255.0
158.108.2.x /24 255.255.255.0
…….
158.8.255.x /24 255.255.255.0
Planowanie adresowania w sieci
i VLSM (Variable Length Subnet Mask)
a Podział nie musi nastąpić na granicy oktetów (bajtów)
a Może być wybrany w dowolnym miejscu
a Maski /8 /16 24/ są klasyczne inne to VLSM
a Sieci najniższa i najwyższa nie zawsze mogą być używane
Przykład podziału sieci klasy B
6
VLSM (2)
Przykład w sieci
klasy C
Jak interpretować adres ?
Czyli host NR 15*256+2 = 3842
7
Rutowanie statyczne (2)
a W tablicy rutowania stworzą się samoczynnie wpisy
związane z interfejsami bezpośrednio połączone sieci,
wpisy te znikają jeśli i/f nie działa
a Wpisy ręcznie dodane nie znikają, statyczne trasy
a Każdy wpis ma dwa atrybuty:
`Metryka = odległość = koszt dostarczania
wskazuje na ile dana trasa jest atrakcyjna w porównaniu z innymi
(0- najlepiej)
`Dystans administracyjny = wiarygodność
na ile dana informacja jest rzetelna i aktualna
a dystans =0 bezpośrednio połączone
a dystans =1 statycznie dodane
a dystans >1 z protokołów rutowania
Rutowanie dynamiczne
a Administrator ustala tylko adresy sieci bezpośrednio
połączonych i co najwyżej niewielką cześć tablicy
rutowania statycznie
a „Sąsiednie” rutery wymieniają okresowo informacje o
tablicach rutowania i stanie sieci
a Informacje „statyczne” i z innych protokołów
dynamicznych
a Powszechnie stosowany w dużych sieciach i w Internecie
a Problem ze zbieżnością, czyli stanem zgodności wiedzy
ruterów ze sobą i z stanem faktycznym
8
Protokoły typu - distance vector
a
a
a
a
a
Distance = metryka, np. liczba hopów
Vector = kierunek w stronę celu
Rutery wymieniają tablice całe z sąsiadami
Ruter ma tylko informacje od sąsiadów i nie zna całej sieci
Protokół RIP (Routing Information Protocol)
` Metryka = liczba hopów (16== niedostępne)
` Prosty w konfiguracji
` Dobry do małych sieci
` Wolna zbieżność
` Dystans administracyjny (120)
Protokoły link state (stanu łącza)
a Używają złożonej metryki
`Bandwidth, delay, load, reliabilty, cost (EIGRP)
a Wymieniają informacje o kosztach z sąsiadami
a Używają komunikatów do informacji o zmianach
a Każdy ruter oblicza optymalną trasę o najniższym
koszcie (shortest path first)
a Każdy ruter zna całą topologię sieci
a Szybka zbieżność lepsza wiarygodność niż link state
`OSPF = dystans 90
`EIGRP = dystans 70
`BGP = dystans 4
9