6558/G558 DATAKOMMUNIKATION

1
6558/G558DATAKOMMUNIKATION

• Kapitel 4 Internät

2
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!

3
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

4
Sammanlänkning av nätverk

• Heterogen fysisk nivå och datalänksnivå hur
  överbrygga dem?

5
Protokollstack
6
Internet protokollet paket
7
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

8
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

9
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 lt datagram)
• undvik fragmentering hos sändaren
• fragmenteringen kan vara rekursiv
• fragmenten blir enskilda datagram
• assemblering hos mottagaren
• ingen felkontroll (borttappade fragment etc.)

10
Fragmentering och Assemblering
11
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

12
Subnet mask

• Addera ytterligare en hierarkisk nivå till
  nätverksadresseringen undernät (subnet)
• Subnet mask definierar en del av hostadressen som
  nätverksdel

13
Exmpel på undernät
14
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

15
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

16
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 vidarebefordringstabell
  er

17
Befordring av Datagram

• Exempel R2

Nätverksnummer Nästa hopp
1 R3
2 R1
3 adaptor 1
4 adaptor 0
18
Adresstranslation

• Översätt IP-adresser till hårdvaruadresser
• destinationsnods hårdvaruadress
• hårdvaruadress för router för nästa hopp
• Metoder
• hårdvaruadressen är del av IP-adressen
• 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

19
ARP paketformat
20
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 -gt sätt inte in i tabellen

21
Internet Control Message Protocol

• ICMP
• ping
• redirect (från router till sändare)
• Destination unreachable
• TTL exceeded
• Checksum failed
• Reassembly failed
• Cannot fragment

22
Vad behövs för nätkonfiguration?

• IP-adress
• Subnet mask
• Default router
• Domain name system server DNS

23
Övning 4, exempel 1
24
Övning 4, exempel 2
25
Övning 4, exempel 3
26
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