Wykład 5 - tru.wstkt.pl

Systemy Teletransmisji I Transmisji
Danych
cz.5
dr inż. Tomasz Ruść
1
2010-06-28
1. Adresy IP i MAC
2. Urządzenia sieciowe
- koncentratory
- przełączniki/mosty
- routery
2
2010-06-28
Adresy IPv4

Adres IP (ostatni wykład)
4 oktety → oktet 8 bitów → 32 bity

Podstawowe klasy adresowe
Podział adresu IP na adres sieci i hosta
Ilość hostów w sieci
224-2=16 777 214
216-2=65 534
28-2= 254
3
2010-06-28
Adresy IPv4
 Adresy zastrzeżone:
127.0.0.0 – zarezerwowane wyłącznie do testowania (np. localhost 127.0.0.1)
Do adresowania sieci wewnętrznej i nie korzystania z Internetu:
• klasa A 10.0.0.0 do 10.255.255.255
• klasa B 172.16.0.0 do 172.31.255.255
• klasa C 192.168.0.0 do 192.168.255.255
 Sieć lokalna czy sieć zewnętrzna?
Podstawowe maski dla klas adresowych
• klasa A 255.0.0.0
1111 1111. 0000 0000. 0000 0000. 0000 0000
• klasa B 255.255.0.0
1111 1111. 1111 1111. 0000 0000. 0000 0000
• klasa C 255.255.255.0
1111 1111. 1111 1111. 1111 1111. 0000 0000
Adres źródłowy IP 176.16.2.3 a adres docelowy 176.16.4.5. Czy odbiorca jest w tej samej
sieci?
Dla maski 255.255.0.0? Dla maski 255.255.255.0?
4
2010-06-28
Adresy IPv4
Przykład
Zaprojektować sieć w której będzie 11 podsieci na bazie adresu 192.168.2.0
Rozwiązanie
1. Dodajemy 1 do wymaganej liczby 11 podsieci
2. 12d=1100b
3. Definiujemy maskę dla wszystkich podsieci
1100→4 bity→ 1111 0000
1111 1111. 1111 1111. 1111 1111. 1111 0000 → 255.255.255.240
4. Wyznaczamy podsieci z 192.168.2.0
1100 0000. 1010 1000. 0000 0010. 0000 0000
I 1100 0000. 1010 1000. 0000 0010. 0001 0000
II 1100 0000. 1010 1000. 0000 0010. 0010 0000
III 1100 0000. 1010 1000. 0000 0010. 0011 0000
IV 1100 0000. 1010 1000. 0000 0010. 0100 0000
V 1100 0000. 1010 1000. 0000 0010. 0101 0000
→
→
→
→
→
192.168.2.16/28
192.168.2.32/28
192.168.2.48/28
192.168.2.64/28
192.168.2.79/28
Adresy IP komputerów w I podsieci → 192.168.2.17 - 192.168.2.30/28
5
2010-06-28
Adresy IPv6
IPv4 – opracowano w latach 70
IPv6→IPng w czerwcu 1994 (RFC 1752), przyjęty w sierpniu 1998 jako standard
1998 prototyp sieci w oparciu o IPv6. Sieć 6BONE 400 miejsc sieciowych w 40 krajach.
IPv4 na 32 bitach daje w przybliżeniu 4 mld (4 294 697 296) unikatowych adresów IP.
IPv6 wykorzystuje 128 bitowe adresy:
- 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456
Powierzchnia Ziemi: 511 263 971 197 990
Na metr kwadratowy przypada: 665 570 793 348 866 943 898 599 unikatowych adresów IP
Przykład adresu IPv6 według RFC 1884 oraz 1924:
1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A
Uproszczenie zapisu:
1080:0:0:0:8:800:200C:417A
1080::8:800:200C:417A
6
2010-06-28
Adresowanie IPv6
Zamiana IPv4 na IPv6:
IPv4 192.168.2.100
IPv6 ::C0A8:0264
Pełna notacja adresu IPv6
0:0:0:0:0:0:C0A8:0264
Adres loopback
0:0:0:0:0:0:0:1
Rodzaje adresowania:
- Unicast- host do hosta
- Anycast – host do najbliższej grupy hostów
- Multicast- host do grupy hostów
Plan przejścia z IPv4 na IPv6 (SIT według RFC 1933)
7
2010-06-28
Format adresów MAC
MAC – Media Access Control, 66-bajtowy w formacie szesnastkowym – adres BIA burnedburned-in
address
8
2010-06-28
Składniki sieci:
- sprzęt komputerowy (w tym karty sieciowe NIC)
- okablowanie
- urządzenia sieciowe
- oprogramowanie sieciowe
Urządzenia sieciowe:
Koncentrator (ang. Hub –> piasta ) – koncentrator sieci LAN zawiera pewną liczbę
złączy (gniazda RJRJ-45) do których są przyłączone kable sieciowe do poszczególnych
komputerów.
Przełącznik (ang. Switch) – spełnia tą samą role co koncentrator tylko robi to sprawniej.
Router – do sieci WAN
9
2010-06-28
7
6
5
4
3
W. aplikacji
2
1
W. łącza danych
W. prezentacji
W. sesji
W. transportu
W. sieci
W. fizyczna
W. apl. zapewnia usługi aplikacjom użytkowników końcowych. Nie świadczy usług innej
warstwie OSI (np. Telnet i HTTP)
W. prez. Przekształca różne formaty danych. Podst. zad. szyfrowanie i deszyfrowanie.
Wspólne formaty graficzne to PICT, TIFF, JPEG. Przykłady standardów filmów i dźwięku:
MIDI, MPEG
W. sesji ustanawia, nadzoruje i kończy sesje pomiędzy komunikującymi się hostami.
Protokoły: X Window System, i ASP (AppleTalk Session Protocol)
W. transportu dzieli dane na mniejsze porcje. Definiuje usługi naprawy błędów. Protokoły
TCP (Transmission Control Protocol) UDP (User Datagram Protocol) i SPX (Interwork
Packet Exchange)
W. sieci zapewnia łączność oraz wybór ścieżki łączącej systemy dwóch hostów, zajmuje się
adresowaniem logicznym . Protokoły: IP, IPX (Internet Packet Exchange)
W. łącza danych definiuje reguły korzystania z takiego łącza. Zajmuje się adresowaniem
fizycznym, topologią sieci, dostępem do sieci, powiadamianie o błędach. Protokoły:
Ethernet, Token Ring, PPP i Frame Relay.
W. fizyczna definiuje elektryczne i mechaniczne proceduralne i funkcjonalne cechy
aktywowania, utrzymania, dezaktywowania fizycznego łącza.
Urządzenie sieciowe
Warstwa OSI
Wzmacniak
1
Koncentrator
1
Most
2
Przełącznik
2
Router
3
10
2010-06-28

Enakpsulacja / Dekapsulacja
Ramka- dane które mogą być wysłane przez sieć, zawierające nagłówek i stopkę
warstwy 2, wszystkie nagłówki warstw wyższych oraz dane dla użytkownika
końcowego
Pakiet – dane które mogą być wysłane przez sieć, zawierające nagłówek warstwy 3, wszystkie
nagłówki warstw wyższych oraz dane dla użytkownika końcowego
Segment – dane które mogą być wysłane przez sieć zawierające nagłówek warstwy 4,
11
wszystkie nagłówki warstw wyższych oraz dane użytkownika końcowego
2010-06-28
Mosty i przełączniki
Mosty – wykorzystywane 10 lat temu, 2 interfejsy ethernetowe, przełączanie dzięki
zaimplementowanym oprogramowaniu na komputerach
Przełączniki – stosowane obecnie, wiele interfejsów ethernetowych, przełączanie dzięki
specjalistycznym układom scalonym, szybsze niż mosty, mogą przekazywać wiele ramek

Podejmowanie decyzji: filtrować czy przekazać pakiet
- poprawnie zinterpretować przychodzący sygnał jako „0” i „1” (warstwa ? OSI).
- odszukać w ramce docelowy adres MAC (warstwa ? OSI).
- sprawdzić zawartość tablicy MAC i odpowiadających im interfejsów
mostu/przełącznika, przez który interfejs ma zostać przekazana ramka
- odnaleźć wpis odpowiadający w ramce docelowemu adresowi MAC
filtrowanie/przekazywanie
12
2010-06-28
Mosty i przełączniki

Uczenie się wpisów CAM oraz bramki jednostkowe
Uczenie się:
-sprawdzanie przychodzących ramek ze zwróceniem uwagi na adres źródłowy
MAC i interfejs przez który ramka została odebrana
- dodanie adresu źródłowego MAC i odpowiadającego mu adresu do tablicy
CAM (Content
(Content Addressable Memory)
Memory)
Pamięć dla przełączników CISCO ograniczona do 1024 albo 4096 wpisów.
Uaktualnianie tablicy?
13
2010-06-28
Mosty i przełączniki
Uczenie się wpisów w CAM dla sieci z dwoma przełącznikami
14
2010-06-28
Mosty i przełączniki
Ramki rozgłoszeniowe i grupowe
Ramki rozgłoszeniowe to ramki rozesłane na adres MAC FFFF.FFFF.FFFF. Tego
Typu ramki są dostarczone do wszystkich urządzeń w tej samej sieci LAN
Ramki grupowe to ramki wysłane na jeden z grupowych adresów MAC. Adresy
grupowe w sieci Ethernet zaczynają się od adresu 0100.5E albo 0100.5F
Jak zachowują się przełączniki przy przesyłaniu ramek rozgłoszeniowych?
Jak zachowują się przełączniki przy przesyłaniu ramek grupowych?
15
2010-06-28
Przepływ danych na podstawie
I,II i III w OSI
16
2010-06-28
Przypisywanie i odwzorowanie adresów IP
Statyczna konfiguracja adresów IP
Elementy do konfiguracji statycznej
- DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
17
2010-06-28
Przypisywanie i odwzorowanie adresów IP
Przydzielenie adresu IP dla klienta DHCP od serwera DHCP
1) Wiadomość jest rozgłoszeniową ramką ethernetową jak i rozgłoszeniowym pakietem IP (adres
MAC FFFF.FFFF.FFFF i adres IP 255.255.255.255)
Dzierżawienie adresów IP
Korzyści ze stosowania protokołu DHCP?
18
2010-06-28
Protokół ARP w sieci LAN
ARP – Address Resolution Protocol
Proces ARP
19
2010-06-28
Protokół ARP w sieci LAN
Przykład IP ARP dla większych sieci
Wysłanie pakietu do innej podsieci
z wykorzystaniem bramy domyślnej
Wykorzystanie ARP pośredniczącego (proxy)
arp –a
arp –d *
20
2010-06-28
Routing IP
Routing między dwiema połączonymi podsieciami LAN
Protokół IP i routing IP
Routing na poziomie warstwy łącza danych
21
2010-06-28
Routing IP
Zasady routingu na poziomie hosta
5 kroków enkapsulacji
Host decyduje gdzie wysłać pakiet:
- jeśli docelowy IP jest w tej samej sieci/podsieci to wysyła bezpośrednio do hosta
- jeśli docelowy IP jest nie w tej samej sieci/podsieci to wysyła do bramy domyślnej
22
2010-06-28
Routing IP
Podsumowanie szczegółów zasad routingu:
- jeśli docelowy IP jest w tej samej sieci/podsieci to pakiet będzie wysyłany
bezpośrednio do hosta
- jeśli docelowy IP jest nie w tej samej sieci/podsieci to pakiet będzie wysłany do bramy
domyślnej
- w celu poznania adresu MAC na który ma zostać wysłana ramka ethernetowa host może
użyć protokołu ARP
- router przetwarza ramkę (warstwy łącza danych) tylko jeśli jest adresowana do niego
albo jest to ramka rozgłoszeniowa/grupowa
- jeśli ramka jest adresowana do routera to po odebraniu w w. łącza danych router
odrzuca nagłówek oraz stopkę
- router porównuje docelowy adres IP z wpisami w tablicy routingu i na tej podstawie
decyduje gdzie przekazać pakiet
- w procesie enkapsulacji router zamyka pakiet w nowym nagłówku i stopce. Zawartość
nagłówka jest uzależniona od informacji z tablicy routingu
- router przekazuje ramkę przez interfejs wyjściowy
23
2010-06-28
Routing IP
Szczegóły routowania dla jednego routera (LAN)
Routowanie z perspektywy WAN
24
2010-06-28
Routing IP
Routowanie z wykorzystniem protokołów warstwy 2
25
2010-06-28
Routing IP
Porównanie routingu i przełączania
Porównanie protokołów routerów i przełączników
26
2010-06-28

Opisz strukturę adresu MAC i IPv4

Podobieństwa i różnice pomiędzy przełącznikami i mostami

Różnice pomiędzy routerem a przełącznikiem

Jaka jest różnica pomiędzy pakietem a ramką?

Podać kilka różnic pomiędzy IPv4 a IPv6


Do czego służy protokół ARP?
Co to jest DHCP i jakie parametry sieciowe są przez niego ustawiane?

Wymień rodzaje sprzętu sieciowego.

Co to jest tablica CAM i gdzie ona występuje?

Co to są ramki rozgłoszeniowe i grupowe?
27
2010-06-28