SIECI KOMPUTEROWE WYKŁAD 5. WARSTWA SIECIOWA

Prezentacja na temat: "SIECI KOMPUTEROWE WYKŁAD 5. WARSTWA SIECIOWA"— Zapis prezentacji:

1 SIECI KOMPUTEROWE WYKŁAD 5. WARSTWA SIECIOWA
PROF. CZESŁAW SMUTNICKI

2 SIECI ZŁOŻONE CEL: przenoszenie pakietów od źródła do celu
Różnice między sieciami Łączenie sieci: routing wielo-protokółowy Tunelowanie Połączenie sieci (systemów autonomicznych): protokół bram (gateway = router) zewnętrzych (międzysieciowych) i wewnętrznych Fragmentacja: ograniczenia długości pakietu (sprzęt, system operacyjny, protokoły, standardy międzynarodowe i krajowe, ograniczenia poziomu retransmisji na skutek błędów, ograniczenie czasu zajętości kanału);

3 IMPLEMENTACJE W WARSTWIE SIECIOWEJ
Komutacja pakietów z buforowaniem Usługi świadczone na rzecz warstwy transportowej (niezależne od technologii routerów; izolowane od liczby, typu i topologii routerów; adresy sieciowe udostępniane warstwie transportowej powinny stosować jednolity plan numerowania) Usługa bezpołączeniowa (datagramy, podsieć datagramowa) Usługa połączeniowa (obwód wirtualny, podsieć obwodów wirtualnych) Wady zalety w/w usług

4 IMPLEMENTACJA USŁUGI BEZPOŁĄCZENIOWEJ
D 4 1 E H1 A F H2 2 3 C ROUTER A ROUTER A ROUTER C ROUTER E A - C B D E F

5 IMPLEMENTACJA USŁUGI POŁĄCZENIOWEJ
H3 B D PROCES P3 1 PROCES P2 E H1 A F H2 4 2 3 PROCES P1 C ROUTER A ROUTER C ROUTER E H1 1 C A E F H3 2 WE WY

6 WADY/ZALETY OBWODÓW WIRTUALNYCH I DATAGRAMOWYCH
CECHA DATAGRAMOWY WIRTUALNY Zestawienie obwodu niepotrzebne wymagane Adresowanie pełny adres tylko krótki nr VC Router a stan połączeń brak pamięci każde połączenie VC Routing niezależny ustalona trasa Awaria routera utracone pakiety zerwane VC Jakość usług trudna łatwa Kontrola przeciążeń

7 ALGORYTMY ROUTINGU Routing sesji Przekazywanie
Cechy: poprawność, prostota, odporność, stabilność, sprawiedliwość, optymalność Algorytm nieadaptacyjny, routing statyczny Algorytm adaptacyjny, routing dynamiczny Zasada optymalności

8 ALGORYTMY ROUTINGU. C.D. Routing z wyborem najkrótszej ścieżki
Routing rozpływowy, selektywny r. r. (nr seryjny, czas życia) Routing z użyciem wektorów odległości Problem naliczania do nieskończoności Routing z użyciem stanów połączeń: odkrywanie sąsiadów + poznanie ich adresów sieciowych (HELLO), pomiar opóźnienia lub kosztu połączenia do sąsiadów (ECHO), utworzenie pakietu informacyjnego, dystrybucja pakietu informacyjnego (nr sekwencyjny, wiek pakietu, bufor pakietów); modyfikacja połączeń; IS-IS, OSPF Routing hierarchiczny Routing rozgłoszeniowy Routing rozsyłania grupowego Routing dla hostów mobilnych (lokalizacja macierzysta, agent zewnętrzny i macierzysty) Routing w sieciach ad hoc (odkrywanie trasy, utrzymanie tras) Wyszukiwanie węzłów w sieciach równorzędnych

9 ALGORYTMY KONTROLI PRZECIĄŻEŃ
Kontrola wstępu Bit ostrzegawczy Pakiety tłumienia Pakiety tłumienia skok po skoku Zrzut obciążenia RED (Random Early Detection) Kontrola fluktuacji

10 JAKOŚĆ USŁUG Przepływ QoS Przewymiarowanie Buforowanie
Kształtowanie ruchu Algorytm cieknącego wiadra Algorytm wiadra żetonów Rezerwacja zasobów (pasmo, miejsce w buforach, czas procesora) Kontrola wstępu Routing proporcjonalny Szeregowanie pakietów

11 WARSTWA SIECIOWA W INTERNECIE
Protokół IPv4: nagłówek (cz. stała 20b plus opcjonalna zmienna) + dane; SPARC malejacy porządek bitów, Pentium – rosnący; maksymalna długość pakietu b 32 bity wersja IHL Typ usługi Długość całkowita Identyfikacja D F M F Pozycja fragmentu Czas życia Protokół Suma kontrolna nagłówka Adres źródłowy Adres docelowy Opcje (0 lub więcej słów) IHL długość nagłówka w słowach (min 5, max 15) Wszystkie fragmenty datagramu zawierają tą samą wartość identyfikacja DF don’f fragment, MF more fragments Datagram max 8192 fragmenty (fragmenty są wielokrotnością 8) Protokół: TCP, UDP, …

12 IPv4: OPCJE Bezpieczeństwo
Rygorystyczny routing wg nadawcy (podano ścieżkę routerów) Swobodny routing według nadawcy (podaje listę routerów, które mogą być pominięte) Rejestruj trasę (rejestruje IP routerów) Znacznik czasowy (rejestruje IP roterów i znaczniki czasowe)

13 FORMATY ADRESÓW IP 32 bity 1.0.0.0 127.255.255.255 A Sieć Host
Sieć Host B 1 0 Sieć Host C Sieć Host D Adres grupy E Zarezerwowane na przyszłość

14 SPECJALNE ADRESY IP 32 bity 0 0 0 0 0 Ten host 0 0 0 0 Host
Ten host Host Host w tej sieci Rozgłoszenie w sieci lokalnej Rozgłoszenie w sieci zdalnej Sieć 127 Cokolwiek Pętla zwrotna

15 PODSIECI: ADRESY IP KLASY B
32 bity 1 0 Sieć Podsieć Host maska /22

16 PROTOKOŁY CIDR bezklasowy routing międzydomenowy
NAT translacja adresów sieciowych Internetowe protokoły sterujące: ICMP, ARP Protokół bram wewnętrznych OSPF Protokół bram zewnętrznych BGP Rozsyłanie grupowe w Internecie

17 PROTOKÓŁ IPv6: ZAŁOŻENIA
Obsługa milionów hostów, nawet przy nieefektywnym przydzielaniu przestrzeni adresowej Zmniejszenie rozmiaru tablic routingu Uprościć protokoły, by routery mogły szybciej przetwarzać pakiety Zapewnić wyższe bezpieczeństwo (uwierzytelnianie i prywatność) niż bieżące IP Zwrócić uwagę na typy usług, patrz transmisja danych w czasie rzeczywistym Wspomagać rozsyłanie grupowe poprzez umożliwienie definiowania zakresów Umożliwić przenoszenie hosta bez zmiany adresu Pozwolić na ewolucję protokołu w przyszłości Umożliwić co-egzystencję IPv4 i IPv6

18 PROTOKÓŁ IPv6 Protokół IPv6: podstawowy nagłówek 32 bity Wersja
Klasa ruchu Etykieta przepływu Długość ładunku Następny nagłówek Limit przeskoków Adres źródłowy Adres docelowy

19 IPv6: NAGŁÓWKI DODATKOWE (po podstawowym)
Opcja skok po skoku Opcje odbiorcy Routing Fragmentacja Uwierzytelnianie Zaszyfrowany ładunek 32 bity Następny nagłówek 194 4 Nagłówek dodatkowy skok po skoku Długość ładunku jumbo Długośc nagłówka dodatkowego Następny nagłówek Typ routingu Zostało segmentów Nagłówek dodatkowy dla routingu Dane zależne od typu