06 Kompjuterski komunikacijski protokoli

06 Kompjuterski komunikacijski
protokoli
Osnove računarsih mreža (ORM),
Doc. dr Kemal Hajdarevid
1:16:56
1
Kontakt informacije za konsultacije i pitanja
• Kemal Hajdarevid
• Dostupan za konsultacije svaki radni dan uz
najavu na neki od dole navedenih načina
preferncijalno kako je navedeno:
1. Na pauzi između predavanja, ili na hodniku....
2. E-mail:
khajdarevic@etf.unsa.ba,
khajdarevic@cbbh.ba
3. Telefon:
– Telefon u kancelariji 278 136 (od 08:00 do 16:00)
13:16:56
2
Organizacija predmeta (predavanja i vježbe)
1.
3.
Uvod u kompjuterske komunikacije i mreže
kompjutera
Fizički sloj i Transmisioni medij
Laboratorijska vježba 1 - Procedure i oprema za rad u
laboratoriji
Mrežne operacije / Funkcionisanje mreže
Laboratorijska vježba 2 - Kablovi i kabliranje
4.
Detekcija i korekcija grešaka
Laboratorijska vježba 3 - Mrežni adapter
5.
Klase kompjuterskih komunikacija
6.
Kompjuterski komunikacijski protokoli
Laboratorijska vježba 4 - Windump i Hub (Auditorne vježbe
1.)
Laboratorijska vježba 5 – Ethereal, Switch i subnetiranje
7.
Mrežne tehnologije
Laboratorijska vježba 6 - Linux i umrežavanje
8.
Sloj linka podataka
Laboratorijska vježba 7 - OPNET Switch (Auditorne vježbe 2.)
9.
Mrežni / Internet sloj i tehnike rutiranja
Laboratorijska vježba 8 – VLAN
2.
10. Transportni sloj TCP /IP protokol
Laboratorijska vježba 9 – Rutiranje
11. Aplikacijski sloj
Laboratorijska vježba 10 - Wireless ad-hoc
12. Mrežno modeliranje – Teorija redova čekanja
Laboratorijska vježba 11 - Wireless_infrastructure
(Auditorne vježbe 3.)
13. Dizajn i Upravljanje velikim kompjuterskim mrežama Laboratorijska vježba 12 – Simulacija MM1 reda za čekanje
OPNET
14. Internet i međusobno povezivanje mreža
24.10.2011 13:59:29
3
Diskusija
1:59:29
4
Ciljevi
• Objasniti opšte karakteristike protokola
• Objasniti funkcije protokola u mreži
• Poređenje protokola
– Konekciono – nekonekciono orijentisani
– Rutirajudi – ne rutirajudi
• Protokoli TCP/IP slojeva
– Aplikacijski protkoli
– Transportni protkoli
– Mrežni protkoli
• ARP
• ICMP
• IP
• IP protokol
14:24:46
– IP Adresiranje,
– Sabnetiranje
– Classles Interdomain Routing (CIDR)
5
Protokoli
• Stritkno govoredi, protokoli su
pravila i procedure za komuniciranje
–Dva kompjutra da bi komunicirali,
moraju govoriti isti jezik i moraju se
dogovoriti o pravilima komunikacije
13:59:28
6
Protokoli u slojevitoj arhitekturi
Aplikacijski sloj
Iniciranje ili prihvatanje zahtijeva za
transfer podataka
Prezentacijski sloj
Dodaje se formatiranje, prikazivanje i
enkripcijske informacije
Sesijski sloj
Transportni sloj
Dodaju se komunikacisjko sesijske
informacije
Dodaju se kontrola toka, sekvenciranje, i
informacije za osiguranje pouzdanog prenosa
Mrežni sloj
Dodaju se adresne informacije i logičke
adrese
Sloj linka podataka
Dodaje se provjera greške, fizičke adrese, i
formatiraju podaci za fizičku transmisiju.
Fizički sloj
Podaci se šalju kao bitstream
Funkcije protokola na slojevima OSI modela
13:59:27
7
• Objasniti opšte karakteristike protokola
• Objasniti funkcije protokola u mreži
• Poređenje protokola
– Konekciono – nekonekciono orijentisani
– Rutirajudi – ne rutirajudi
• Protokoli TCP/IP slojeva
– Aplikacijski protkoli
– Transportni protkoli
– Mrežni protkoli
• ARP
• ICMP
• IP
• IP protokol
14:26:23
– IP Adresiranje,
– Sabnetiranje
– Classles Interdomain Routing (CIDR)
8
Karakteristike
•
•
•
•
Direktni / Indirektni
Monolitni / Struktuirani
Simetrični / Asimetrični
Standardni / Nestandardni
1:59:28
9
Funkcija protokola
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Enkaspulacija
Segmentacija i reasembliranje
Kontrola konekcije
Isporuka po poredku
Kontrola toka
Kontrola grešaka
Adresiranje
Multipleksiranje
Transmisioni servisi
2:20:33
10
• Objasniti opšte karakteristike protokola
• Objasniti funkcije protokola u mreži
• Poređenje protokola
– Konekciono – nekonekciono orijentisani
– Rutirajudi – ne rutirajudi
• Protokoli TCP/IP slojeva
– Aplikacijski protkoli
– Transportni protkoli
– Mrežni protkoli
• ARP
• ICMP
• IP
• IP protokol
14:26:46
– IP Adresiranje,
– Sabnetiranje
– Classles Interdomain Routing (CIDR)
11
Funkcije protokola
• Obzirom da protokoli obavljaju svoje funkcije u OSI modelu,
oni mogu raditi na jednom ili više slojeva.
• Skup protokola koji rade u saradnji se zove stek protokola ili
protokol stek
– Najpopularniji protokol stek je TCP / IP, Internet protokol
stek
– IPX/SPX, je korišten u starijim verzijama Novell NetWare
OS-a, nestao je kako je tvrtka Novell nadogradila novije
verzije NetWare OS-a.
– Nivoi steka protokola mapiraju svoje funkcije na OSI
model
13:59:27
12
• Objasniti opšte karakteristike protokola
• Objasniti funkcije protokola u mreži
• Poređenje protokola
– Konekciono – nekonekciono orijentisani
– Rutirajudi – ne rutirajudi
• Protokoli TCP/IP slojeva
– Aplikacijski protkoli
– Transportni protkoli
– Mrežni protkoli
• ARP
• ICMP
• IP
• IP protokol
14:27:07
– IP Adresiranje,
– Sabnetiranje
– Classles Interdomain Routing (CIDR)
13
Poređenje konekciono-neorijentisanih i
konekciono-orijentisanih protokola
Protokoli koji koriste nekonekciono-orijentisanu (connectionless)
isporuku, šalju podatke preko mreže predpostavljajudi da de podaci dodi
do primaoca:
– Nekonekciono-orijentisani protokol nisu u potpunosti pouzdani
–Brzi su: malo dodatnih podataka (little overhead), ne troše vrijeme
na uspostavi / upravljanju / zatvaranju konekcije
•Konekciono-orjentisani (Connection-oriented) protokoli su više
pouzdani i prema tome sporiji.
–Dva kompjutera uspostavljaju konekciju prije prebacivanja
podataka preko mreže
•Nakon uspostavljanja konkecije podaci se šalju po redoslijedu.
–Osigurava se da su svi podaci primljeni i da su odgovarajudli ili da su
odgovarajude poruke koje ukazuju na pojavu greške generisane.
13:59:27
11:23:09
14
Poređenje rutirajudih, nerutirajudih i protokola koji
rutiraju rutirajude protokole
• Mrežni sloj OSI modela je odgovoran za
prebacivanje podataka preko različitih mreža
–Ruteri su odgovorni za proces rutiranja
• Protokoli koji funkcionišu na mrežnom sloju su
rutirajudi protokoli; ako se ne mogu rutirati onda
se nazivaju nerutirajudi protokoli.
–TCP/IP i IPX/SPX su protokoli koje je mogude rutirati.
–Stari Microsoft protokol koji se ne više i ne koristi
NetBEUI, je rutirajudi ptokol koji se koristio u malim
mrežama ali su mu perfotrmanse padale kada bi se
veličina mreže povedala.
• Pored protokola koji se mogu rutirati postoje i
protokoli koji rutiraju rutirajude protokole – ruting
protokoli.
13:59:27
15
Uobičajene skupine protokola (protocol suite)
Zato što vedina protokola sadrže kombinaciju
komponenti, ove komponente se nazivaju
skupine protokola ili protocol suite, npr:
–TCP/IP
•Ovaj protkol dominira do te tačke da ostali
protokoli postaju skoro zastarjeli:
–IPX/SPX
–NetBIOS/NetBEUI
–AppleTalk
13:59:26
16
Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)
Poređenje TCP / IP i OSI modela
13:59:26
17
Ostale skupine protokola
• Ostale skupine protokola se nekada koriste na starijim
mrežama, tamo gdje upotreba TCP/IP nije neophodna
ili tamo gdje je potrebno koristiti određena pravila gdje
su drugi protokoli superiorniji
–NetBIOS/NetBEUI
• Primarno korišten za starijim Windows mrežama
–IPX/SPX
• Dizajniran za korištenje na NetWare mrežama
–AppleTalk
• Korišten gotovo eksluzivno na Macintosh mrežama
13:59:26
18
NetBIOS and NetBEUI
13:59:26
19
IPX/SPX
13:59:25
20
• Objasniti opšte karakteristike protokola
• Objasniti funkcije protokola u mreži
• Poređenje protokola
– Konekciono – nekonekciono orijentisani
– Rutirajudi – ne rutirajudi
• Protokoli TCP/IP slojeva
– Aplikacijski protkoli
– Transportni protkoli
– Mrežni protkoli
• ARP
• ICMP
• IP
• IP protokol
14:27:39
– IP Adresiranje,
– Sabnetiranje
– Classles Interdomain Routing (CIDR)
21
Protokoli TCP/IP slojeva
1:59:23
22
Protokoli u slojevitoj arhitekturi
Aplikacijski sloj
Prezentacijski sloj
Aplikacijski
protokoli
Sesijski sloj
Transportni
protokoli
Transportni sloj
Mrežni sloj
Sloj linka podataka
Mrežni
protokoli
Fizički sloj
Tri glavna tipa protokola
13:59:23
23
Instalacija / konfiguracija protokol skupa
(protocol suite)
1:59:23
24
• Objasniti opšte karakteristike protokola
• Objasniti funkcije protokola u mreži
• Poređenje protokola
– Konekciono – nekonekciono orijentisani
– Rutirajudi – ne rutirajudi
• Protokoli TCP/IP slojeva
– Aplikacijski protkoli
– Transportni protkoli
– Mrežni protkoli
• ARP
• ICMP
• IP
• IP protokol
14:29:16
– IP Adresiranje,
– Sabnetiranje
– Classles Interdomain Routing (CIDR)
25
Protokoli TCP/IP Aplikativnog sloja
Aplikacijski sloj
Prezentacijski sloj
Aplikacijski
protokoli
Sesijski sloj
Transportni sloj
Transportni
protokoli
Mrežni sloj
Sloj linka podataka
Mrežni
protokoli
Fizički sloj
1:59:22
26
Protokoli TCP/IP Aplikativnog sloja
File Transfer Protocol (FTP) – (TCP) manipulacija datotekama
i direktorijima, transfer datoteka na udaljenom serveru
Trivial File Transfer Protocol (TFTP) – (UDP)manipulacija
datotekama i direktorijima, transfer datoteka na udaljenom
serveru
Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) – Slanje / primanje
maolova
Terminal emulation (Telnet) – povezivanje na udaljeni server
i rad na tom serveru
Simple Network Management Protocol (SNMP) –
upravljanje mrežom
Domain Name System (DNS) - ime-u-adersa rezolucija
Hypertext Transport Protocol (HTTP) – Transfer Web
stranica
u Web pretraživač
13:55:39
27
• Objasniti opšte karakteristike protokola
• Objasniti funkcije protokola u mreži
• Poređenje protokola
– Konekciono – nekonekciono orijentisani
– Rutirajudi – ne rutirajudi
• Protokoli TCP/IP slojeva
– Aplikacijski protkoli
– Transportni protkoli
– Mrežni protkoli
• ARP
• ICMP
• IP
• IP protokol
14:29:44
– IP Adresiranje,
– Sabnetiranje
– Classles Interdomain Routing (CIDR)
28
Protokoli TCP/IP Transportnog sloja
Aplikacijski sloj
Prezentacijski sloj
Aplikacijski
protokoli
Sesijski sloj
Transportni sloj
Transportni
protokoli
Mrežni sloj
Sloj linka podataka
Mrežni
protokoli
Fizički sloj
1:55:39
29
Protokoli TCP/IP Transportnog sloja
• Transmission Control Protocol (TCP) je primarni Internet
trasnmisijski protokol konekciono-orijentisani
–Konekciono orijentisani koristi three-way handshake
–Fragmentacija i reasembliranje
–Koristi portvrde (acknowledgements) da osigurada su svi
podaci primljeni i da obezbjedi kontrolu toka
• Koristi ga SMTP i Telnet
• User Datagram Protocol (UDP) je nekonekcionoorijentisani
–Generalno brži, ali manje pouzdan od TCP-a
• Ne segmentira podatke niti radi ponovno sekvenciranje
paketa
• Ne koristi potvrde (acknowledgements) za pouzdanost
• Koristi ga DNS i TFTP
13:55:43
30
• Objasniti opšte karakteristike protokola
• Objasniti funkcije protokola u mreži
• Poređenje protokola
– Konekciono – nekonekciono orijentisani
– Rutirajudi – ne rutirajudi
• Protokoli TCP/IP slojeva
– Aplikacijski protkoli
– Transportni protkoli
– Mrežni protkoli
• ARP
• ICMP
• IP
• IP protokol
14:30:00
– IP Adresiranje,
– Sabnetiranje
– Classles Interdomain Routing (CIDR)
31
Protokoli TCP/IP mrežnog sloja
Aplikacijski sloj
Prezentacijski sloj
Aplikacijski
protokoli
Sesijski sloj
Transportni sloj
Transportni
protokoli
Mrežni sloj
Sloj linka podataka
Mrežni
protokoli
Fizički sloj
1:55:48
32
Protokoli TCP/IP mrežnog sloja
• Internet Protocol version 4 i 6(IPv4, IPv6) je mrežni
protkol koji omogudava izvorno i odredišno
adresiranje i rutiranje za TCP/IP
–Nekonekciono orijenitan protokol; brz ali nepouzdan
• Internet Control Message Protocol (ICMP) je mrežni
protokol koji se koristi da se pošalju poruke o grešci ili
kontrolne poruke između sitema ili uređaja
–Ping program (utility program) koristi ICMP zahtijeve da se
zatraži odgovor od udaljenog uređaja (hosta) da se provjeri
dostunost
• Address Resolution Protocol (ARP) uapruje (resolve)
logičke (IP) adrese u fizičke (MAC) adrese
13:55:52
33
• Objasniti opšte karakteristike protokola
• Objasniti funkcije protokola u mreži
• Poređenje protokola
– Konekciono – nekonekciono orijentisani
– Rutirajudi – ne rutirajudi
• Protokoli TCP/IP slojeva
– Aplikacijski protkoli
– Transportni protkoli
– Mrežni protkoli
• ICMP
• ARP
• IP
• IP protokol
14:30:59
– IP Adresiranje,
– Sabnetiranje
– Classles Interdomain Routing (CIDR)
34
ICMP
1:55:57
35
Internet Control Message Protocol (ICMP)
• ICMP obezbjeđuje mehanizam prijave
grešaka koje nastaju u toku rutiranja paketa.
• Format ICMP paketa je prikazan na slici
Format ICMP paketa
Objašnjenje pojedinih polja je dato u tabeli
1:56:01
Polje
Opis polja
Tip
8 bitno polje označava tip ICMP paketa
Kod
Dodatne informacije koje se ne nalaze u polju tip
Kontrolna
suma
Detekcija greške
Podaci
Sadržaj polja zavisi od tipa poruke
Opis polja ICMP paketa
36
ICMP, ARP, i IP, u akciji
IP – Internet protokol
ICMP – Internet Control Message Protocol
ARP- Aadress resolution Protocol
Kompjuter A
192.168.0.1
Kompjuter B
192.168.0.2
Primjer kompjuterske mreže
13:56:05
37
ICMP, ARP, i IP u akciji
192.168.0.1
192.168.0.2
192.168.0.2
192.168.0.2
Formiranje ICMP poruke u podatkovni okvir
13:56:10
38
Ping aplikacija koristi ICMP pakete
Da li je B
dostupan
Da dostupan
sam
192.168.0.1
Kompjuter A
192.168.0.2
Kompjuter B
Generisan PING komandom
13:56:13
39
Saobradaj generisan PING komandom
ICMP Echo Request - ICMP Echo Reply
ICMP Echo Request
ICMP Echo Reply
Wireshark / Ethereal - screenshot
13:56:14
40
• Objasniti opšte karakteristike protokola
• Objasniti funkcije protokola u mreži
• Poređenje protokola
– Konekciono – nekonekciono orijentisani
– Rutirajudi – ne rutirajudi
• Protokoli TCP/IP slojeva
– Aplikacijski protkoli
– Transportni protkoli
– Mrežni protkoli
• ICMP
• ARP
• IP
• IP protokol
14:31:12
– IP Adresiranje,
– Sabnetiranje
– Classles Interdomain Routing (CIDR)
41
ARP
1:56:17
42
ARP Operacije 1.
• U RFC 826 se kaže da bi dva računara mogla uspješno da
komuniciraju na mreži potrebno je da znaju fizičke adrese mrežnih
kartica.
• Ovo je mogude pomodu ARP protokola.
• ARP je odgovoran za prevođenje IP adrese odredišnog računara u
MAC adresu. Također provjerava, da li odredišni računar može da
izvede istu operaciju, tj. da IP adresu izvornog računara pretvori u
MAC adresu.
•
• Da se ne bi stalno vršili upiti za MAC adresu i vršilo opteredavanje
servera, mogude je korištenje ARP keša.
• ARP keš posjeduje listu IP adresa koje su ved prevedene u MAC
adrese. Ukoliko se odredišna adresa nalazi u kešu, odgovarajuda
MAC adresa iz keša se koristi kao odredišna adresa.
1:56:23
43
ARP Operacije 2.
• ARP pretvara Internet Protocol (IP) adrese u
odgovarajudu fizičku mrežnu adresu. ARP je
mrežni protokol niskog nivoa, koji djeluje na sloju
2 od OSI modela. ARP se obično implementira u
upravljačkim programima (drajverima) uređaja
(NIC) mrežnih operativnih sustava. Rad ARP-a se
najčešde može vidjeti na Ethernet mrežama, ali je
ARP također implementiran na ATM, Token Ring, i
drugim mrežnim tehnologijama. U RFC-u
(Request For Comment) 826 je dokumentiran
početni dizajn i implementacija ARP-a.
13:56:23
44
ARP Operacije 3.
13:57:13
45
ARP Operacije 4.
14:31:30
46
• Objasniti opšte karakteristike protokola
• Objasniti funkcije protokola u mreži
• Poređenje protokola
– Konekciono – nekonekciono orijentisani
– Rutirajudi – ne rutirajudi
• Protokoli TCP/IP slojeva
– Aplikacijski protkoli
– Transportni protkoli
– Mrežni protkoli
• ICMP
• ARP
• IP
• IP protokol
14:31:46
– IP Adresiranje,
– Sabnetiranje
– Classles Interdomain Routing (CIDR)
47
IP, IP Adresiranje, Sabnetiranje
i
Classles Interdomain Routing
(CIDR)
High Performance
Switching and Routing
Telecom Center Workshop: Sept 4, 1997.
13:57:59
48
Internet protokol (IP)
• Svaki uređaj na Internetu koji želi da komunicira sa drugima
mora imati jedinstven identifikator. Taj identifikator je poznat
kao IP adresa zbog toga što ruteri koriste protokol tredeg sloja
OSI modela, tj. IP protokol, da bi pronašli najbolju rutu do tog
uređaja.
• RFC 791: Internet protokol obezbjeđuje sve logičke adrese
računarima u mreži. Dakle, svakom računaru se dodjeljuje
jedinstvena IP adresa. IP ostvaruje nekonekcioni tip veze, što
znači da ako dva računara žele da komuniciraju oni ne moraju
uspostaviti sesiju.
• Format IP paketa je prikazan na slici
1:59:09
49
Format IP paketa
• Verzija - verzija IP protokola. Verzija je 4 ili 6. Dužina ovog polja je 4 bita.
• Dužina - određuje dužinu IP zaglavlja. Sva polja su fiksne dužine, osim
polja opcije i umetak.
• Tip Servisa - ukazuje IP protokolu kako da rukuje sa IP paketom, a ima četiri
podpolja i to: prioritet, kašnjenje, propusnost, pouzdanost. Prioritet
predstavlja nivo važnosti, tj. prioritet paketa. Dužina je 3 bita i može imati
vrijednosti od 0 do 7.
• Ostala tri polja, kašnjenje, propusnost i pouzdanost, specificiraju poželjne
vrijednosti pri prijenosu.
• Dužina paketa - određuje ukupnu dužinu IP paketa
• Sljededa 3 polja imaju veliku važnost u procesu fragmentacije i
defragmentacije.
• Polje za identifikaciju - sadrži jedinstveni
identifikator koji označava originalni paket
(datagram). Ako je razbijen na tri djela,
svaki od ova 3 nova paketa de imati istu
vrijednost polja za identifikaciju.
2:00:27
50
Format IP paketa
• Polja za opcije - svaka opcija ima dužinu od 8 bita i sadrži 3 podpolja, i to:
• Copy flag , dužine 1 bit
• Option class, dužine 2 bita
• Broj opcije, dužine 5 bita
• Copy flag - može imati vrijednost 0 ili 1. Pri fragmentiranju, vrijednost 0
označava da de se ova opcija kopirati samo na prvi fragment, a vrijednost 1
znači, da de se opcija kopirati na sve fragmente originalnog paketa.
• Option class (klasa opcije) - može imati četiri mogude vrijednosti.
Vrijednost 0 označava da opcija ima neku funkciju nad paketima, dok
vrijednost 2 ukazuje na opciju za funkcije otkrivanja grešaka (debug).
Vrijednosti 1 i 3 su rezervisane za budude primjene.
• Broj opcije - ima dužinu pet bitova. U kombinaciji sa različitim
vrijednostima za klasu opcije se implementiraju razne kombinacije.
• Polje umetak - sadržaj ovog
polja zavisi od opcija izabranih za IP paket.
Obezbjeđuje da veličina paketa bude
zaokružena na parni broj.
2:00:28
51
Format IP paketa
• Polje identifikator - ima dužinu 3 bita i kontroliše fragmentaciju. Prvi bit se ne
koristi, drugi znači DF (don’t fragment – ne fragmentirati), tredi bit je MF
(fragmentiran).
• Polje Fragment Offset - koristi se kada je potrebno na odredišnom računaru
pristigle fragmentu ponovo spojiti u izvorni paket.
• Time To Live (TTL) - ukazuje na period egzistencije paketa u mreži. Pri svakom
prolasku preko rutera, ova vrijednost se umanjuje za jedan. Ako vrijednost dostigne
nulu, paket se uklanja iz mreže. Ovim je obezbjeđeno da zalutali paketi, ne kruže
beskonačno po mreži.
• Protokol polje - ovim poljem se definiše format podataka, a identifikacioni broj
protokola je dodijeljen od strane NIC (Network Information Center).
• Kontrolna suma zaglavlja - obezbjeđuje
integritet zaglavlja paketa, time što je
osigurano da paket nije ošteden.
Kontrolna suma se pri prolasku kroz
ruter nanovo računa, jer si pri tome
mijenja veličina zaglavlja paketa.
• Polja za izvornu i ciljnu IP adresu - ova polja
sadrže 32 bitne IP adrese ciljnog i izvornog
računara.
2:01:39
52
Odakle IP adrese dolaze?
IETF
Delegiranje
Internet Assigned Number Agency
IANA
Alociranje
RIR / NIR / RIPE
Alociranje
Mreža
Dodijeljivanje
Korisnik
14:06:42
53
Alokacija IPv4 adresa
IANA: Internet Assigned Numbers Authority
ARIN: American Registry for Internet Numbers
Izvor: iana.org
Total Addresses: 4,295m.
US Commercial
369m.
Reserved (IANA)
1,896m.
US Government 201m.
ARIN (N. America) 268m.
Asia/Pacific 151m.
Europe 218m.
International
1,191m.
14:02:37
54
Šta je IP Adresa?
• Kako je ved rečeno IP adresa je jedInstvena, statička
globalna adresa mrežnog interfejsa
• Izuzeci:
– Dinamički dodijeljena IP adresa ( DHCP)
– IP adrese na privatnim mrežama ( NAT)
• IP adresa:
- je 32 bit dug
identifikator
- enkodira mrežni broj (mrežni prefiks network prefix) i broj
hosta
14:03:18
55
Izuzeci:
Network Address Translation (NAT)
NAT u akciji
14:07:06
56
Izuzeci:
Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
• Detaljne konfiguracija uređaja, pradenje dodijeljenih adresa
i na koje su kompjutere raspoređene je teško u velikim
mrežama
• DHCP je razvijen da bi taj proces olakšao
• DHCP server mora biti konfigurisan sa blokom raspoloživih
IP adresa i njihovim subnet maskama
• Klijenti moraju biti konfigurisan za korištenje DHCP-a
• Broadcast zahtijev DHCP klijent šalje na server kompjuteru
• Klijent posuđuje adresu od serevra
14:07:31
57
Podešavanje Internet Protkola
2:05:57
58
• Objasniti opšte karakteristike protokola
• Objasniti funkcije protokola u mreži
• Poređenje protokola
– Konekciono – nekonekciono orijentisani
– Rutirajudi – ne rutirajudi
• Protokoli TCP/IP slojeva
– Aplikacijski protkoli
– Transportni protkoli
– Mrežni protkoli
• ICMP
• ARP
• IP
• IP protokol
14:32:25
– IP Adresiranje,
– Sabnetiranje
– Classles Interdomain Routing (CIDR)
59
IP adresiranje
• IP adresa je 32-bitni broj koji jedinstveno identifikuje svaki
računar na mreži. U velikim mrežama, kao što je Internet,
postoji organizacija koja dodjeljuje IP adrese, a to obavlja
Internet Assigned Number Agency IANA.
• IP adresa zapisuje se kao niz od četiri cjelobrojne
vrijednosti u opsegu od 1 do 255.
• IP adresa: 128.25.146.2.
Postoji ukupno 5 klasa IP adresa (A, B, C, D, E).
• Od toga samo se prve tri klase mogu dodijeliti hostovima na
mreži. Također samo prve tri klase se sastoje od mrežnog i
host dijela.
11:40:12
60
• A klasa koristi 8 bitova za mrežni dio, a 24 bita za host dio adrese.
Ovim se može obezbjediti 126 različitih mreža sa po 16.774.214
hostova po mreži. Prvi oktet uzima vrijednosti od 1 do 126.
• B klasa koristi 16 bitova za mrežni dio, a 16 bitova za host dio
adrese. Ovim se može obezbjediti 16.384 različitih mreža sa 65.534
hostova po mreži. Prvi oktet uzima vrijednosti od 128 do 191.
• C klasa koristi 24 bita sa oznaku mreže i 8 bita za oznaku hostova.
Ovim se može obezbjediti 2,097,152 različitih mreža sa 254 hosta
po mreži. Prvi oktet uzima vrijednosti od 192 do 223.
• D klasa – adrese su rezervisane za multicast upotrebu. Vrijednost
prvog okteta uzima vrijednosti od 224 i 239.
• E klasa – ove klase su eksperimentalne i nisu dostupne za javnu
upotrebu.
11:40:13
61
Subnet maske
• Maska podmreže definiše koji bitovi IP adrese
de ukazivati na mrežni dio adrese, a koji na
host dio adrese.
• Podrazumijevane (default) maske su:
• A klasa - 255.0.0.0
• B klasa - 255.255.0.0
• C klasa - 255.255.255.0
11:40:14
62
IP Adrese
32 bits
version
(4 bits)
header
length
Type of Service/TOS
(8 bits)
flags
(3 bits)
Identification (16 bits)
TTL Time-to-Live
(8 bits)
Total Length (in bytes)
(16 bits)
Protocol
(8 bits)
Fragment Offset (13 bits)
Header Checksum (16 bits)
Source IP address (32 bits)
Destination IP address (32 bits)
Ethernet Header
IP Header
TCP Header
Application data
Ethernet Trailer
Ethernet frame
11:40:14
63
IP Adrese
32 bits
0x4
0x5
0x00
9d08
12810
4410
0102
00000000000002
0x06
8bff
128.143.137.144
128.143.71.21
Ethernet Header
IP Header
TCP Header
Application data
Ethernet Trailer
Ethernet frame
11:40:15
64
Poređenje IPv6 i IPv4 Adresa
• IPv4 ima maksimum
232 4 biliona adresa
• IPv6 ima maksimum
2128 = (232)4 4 bilion x 4 bilion x 4 bilion x 4 bilion
adresa
11:40:25
65
IPv4 - IPv6
• IP Verzija 6
– Naslijednik trenutno korištene IPv4
– Specifikacija završena u 1994
– Napravljenja poboljšanja u IPv4 (bez revolucionarnih promjena)
• Jendo (ne i jedino!) poboljšanje IPv6 je povedanje IP
adrese na 128 bits (16 bytes)
• IPv6 riješava – preobleme sa IP adresiranjem
• 1024 adresa po kvadratnom inču na površini zemlje.
11:40:26
66
IPv6 Header
32 bits
version
(4 bits)
Traffic Class
(8 bits)
Payload Length (16 bits)
Flow Label
(24 bits)
Next Header
(8 bits)
Hop Limits (8 bits)
Source IP address (128 bits)
Destination IP address (128 bits)
Ethernet Header
IPv6 Header
TCP Header
Application data
Ethernet Trailer
Ethernet frame
11:40:27
67
IPv4 - IPv6
UDP/IPv4 Header
UDP/IPv6 Header
11:40:28
68
Hostovi, Mreže, Routeri
Host 7
Host 1
Mreža A
Host 2
Host 1
Ruter
Mreža B
Mreža C
Jedinstvena IP Adresa =
Mrežmni broj + Host broj
Host 12
11:40:37
Host 2
69
Host može biti kompjuter, ruter, drugi uređaj
IP Adrese dolaze u dva dijela
11111111 00010001 10000111 00000000
Mrežni broj
Host broj
Gdje je ova linije koja dijeli mrežni i host dio?
Pa, zavisi ....
11:41:27
70
Classful Adrese
Klasa A
0nnnnnnn hhhhhhhh hhhhhhhh hhhhhhhh
Klasa B
10nnnnnn nnnnnnnn hhhhhhhh hhhhhhhh
Klasa C
110nnnnn nnnnnnnn nnnnnnnn hhhhhhhh
n = mrežni adresni biti
11:41:31
h = host identifikacijski biti
71
Clasful Adresni prostor
Klasa
Mreže
A
127
B
C
16,384
65,534
2,097,152 254
Hostovi
Djeljenje IP
adresnog
prostora
16,777,214 1/2
1/4
1/8
Ovo vodi do veoma velike neiskorištenosti adresnog prostora …
11:41:32
72
IP Adresiranje (nastavak)
Clase
–Klasa A: prvi oktet između 1-126
•16,777,214 hostova po mrežnoj adresi
–Klasa B: prvi oktet između 128-191
•65,534 hostova po mrežnoj adresi
–Klasa C: prvi oktet između 192-223
•254 hostova po mrežnoj adresi
–Klasa D: prvi oktet između 224-239
•Rezervisano za multicasting
–Klasa E: prvi oktet između 240-255
• Rezervisano za eksperimentalne porebe
11:41:32
73
IP Adresiranje (nastavak)
• 127.0.0.0 (127.0.0.1) mreža se naziva loopback
adresa
–localhost (lokalni kompjuter) se uvijek veže za adresu
127.0.0.1
• IETF rezervisane adrese za privatne mreže
–Klasa A adrese počinju sa 10
–Klasa B adrese počinju od 172.16 do 172.31
–Klasa C adrese počinju od 192.168.0 do 192.168.255
–Ove adrese ne mogu biti rutirane preko Interneta
–Jedan od načina pristupa internetu je korištenjem NAT-a
–IPv6 eliminira potrebu za privatnim adresiranjem jer
11:41:33
omogudava 128-bit adresiranje (vs. IPv4’s 32 bita) 74
Problemi sa Classful IP Adresama
• Do ranih 1990ih, originalna clasful adresna šema je imali puno
problema
– Flat adresni prostor. Ruting tabele na kičmama Interneta su morali da
imaju zapis za svaku mrežu. Do 1993, veličine ruting tabela su počele da
rastu i prerasle su kapacitite rutera (C mreže).
Ostali problemi:
– Premalo mrežnih adresa za velike mreže
• Klasa A i Klasa B adrese potrošene
– Limitirana fleksibilnost mrežnih adresa:
• Klase A i B adresa imaju previše (>64,000 adresa)
• Klase C adresa ima nedovoljno
11:41:33
75
Alokacija Classful Adresa
13:01:21
76
Flat mrežno adresiranje
P
Y
T
W
X
S
13:01:21
Eksportuje najmanje 12
mrežnih adresa
R
N
V
Q
Ovaj ruter treba najmanje
12 zapisa u tabeli
U
Z
77
Limitacija Classful IP Adresiranja
Troše se IP Adrese
Klasa B
255
w
Mrežni ID
255
x
0
y
Host ID
0
z
Mreži od 2000 kompjutera
dodijeljeno 65,534 IP Adresa
63,534
Potrošeno
13:03:27
2000
Alocirano
78
Limitacija Classful IP Adresiranja
Dodaje se više zapisa u ruting tabelama
Klasa C
255
w
Mrežni ID-evi organizacije
192.168.1.0
Mrežni ID
255
x
255
y
Host ID
0
z
Internet
192.168.2.0
192.168.3.0
192.168.4.0
192.168.5.0
192.168.6.0
192.168.7.0
192.168.8.0
1:03:27
Dio Internet Ruting Tabela
192.168.1.0
192.168.2.0
192.168.3.0
192.168.4.0
192.168.5.0
192.168.6.0
192.168.7.0
192.168.8.0
255.255.255.0
255.255.255.0
255.255.255.0
255.255.255.0
255.255.255.0
255.255.255.0
255.255.255.0
255.255.255.0
192.168.1.1
192.168.2.1
192.168.3.1
192.168.4.1
192.168.5.1
192.168.6.1
192.168.7.1
192.168.8.1
79
• Objasniti opšte karakteristike protokola
• Objasniti funkcije protokola u mreži
• Poređenje protokola
– Konekciono – nekonekciono orijentisani
– Rutirajudi – ne rutirajudi
• Protokoli TCP/IP slojeva
– Aplikacijski protkoli
– Transportni protkoli
– Mrežni protkoli
• ICMP
• ARP
• IP
• IP protokol
14:33:13
– IP Adresiranje,
– Sabnetiranje
– Classles Interdomain Routing (CIDR)
80
Subneti
• Ideja je da se dijeli isti IP mrežni broj na više subneta
• Subneti mreže treba da budu generalno na istoj
lokaciji (npr. Univerzitetski kampus, korporacijska
lokacija, …)
• Ruteri na IP mrežama znaju svoje lokalne subnete
• Udaljeni ruetri znaju samo mrežne adrese.
13:03:32
81
Subneti
• Problem: Organizacija ima
više mreža kojima se
neovisno upravlja
– Rješenje 1: Alocirati posebnu
mrežnu adrsu za svaku mrežu
• Teško za upravljati
• Izvan organizacije svaka
mreža mora biti adresirana.
– Rješenje 2: Dodati još jedan
nivo hijerarhije u IP adresnu
strukturu
13:03:45
Univerziteska Mreža
ETF
Saobraćaj
Bblioteka
Subnetiranje
82
Dodjeljivanje adresa subnetiranjem
• Svakom dijelu organizacije je alicoran skup IP adresa (subneti ili
subnetworks)
• Adresa u svakom subnetu može biti asdministrirana lokalno
128.143.0.0/16
Univerziteska Mreža
128.143.71.0/24
128.143.136.0/24
128.143.56.0/24
ETF
Saobraćaj
Bblioteka
128.143.121.0/24
13:03:46
83
Osnova ideja subnetiranja
• Razbiti host broj na dijelove IP adrese u subnet broj i (manji)
host broj.
• Rezultat je 3-slona hijerarhija
mrežni prefiks
mrežni prefiks
host broj
subnet broj
host broj
• Tada:
Prošireni mrežni prefiks
• Subneti se mogu slobodno dodjeljivati u organizaciji
• Interno, subneti se tertiraju kao posebne mreže
• Subnet struktura nije vidljiva izvan organizacije
13:03:46
84
Subnetmask
• Ruteri i hostovi koriste Prošireni mrežni prefiks
(subnetmask) da identificiraju početak host brojeva
128.143
137.144
Mrežni prefiks
host broj
128.143
137
144
Mrežni prefiks
subnet
broj
host broj
Prošireni mrežni prefiks
1111111111111111 1111111100000000
subnetmaska
13:03:47
85
Prednosti Subnetiranja
• Sa Subnetiranjem, IP adrese koriste 3-slojnu hijerarhiju:
» Mreža
» Subnet
» Host
• Reducira se kompleksnost kod rutera. Obzirom da eksterni
ruteri ne zanju o subnetiranju u internim mrežama,
kompleksnost ruting tabela je reducirana.
• Važno: Dužina subnet maske mora biti identična za sve
podmreže (subnetworks).
13:03:47
86
Primjeri: Subnetmaski
• 128.143.0.0/16 je IP adresa mreže
• 128.143.137.0/24 je IP adresa subenta
• 128.143.137.144 je IP adres hosta
• 255.255.255.0 (ili ffffff00) je subnetmaska hosta
• Korištenjem subnetinga ili dužine subnetmaske je odluka
koju donosi adminsitrator mreže
• Konzistentnsot subnetmaski je odgvornost adminsitratora
13:03:47
87
Bez subnetiranja
• Svi hsotovi “misle” da su svi ostali hostovi u
istoj mreži
128.143.137.32/16
subnetmask: 255.255.0.0
128.143.137.144/16
subnetmask: 255.255.0.0
128.143.71.21/16
subnetmask: 255.255.0.0
128.143.71.201/16
subnetmask: 255.255.0.0
128.143.70.0/16
13:03:48
88
Sa subnetiranjem
• Hostovi sa istim proširenim mrežnim prefiksom
pripadaju istoj mreži
128.143.137.32/24
128.143.137.144/24
128.143.71.21/24
128.143.71.201/24
subnetmask: 255.255.255.0
subnetmask: 255.255.255.0
subnetmask: 255.255.255.0
subnetmask: 255.255.255.0
128.143.137.0/24
Subnet
128.143.71.0/24
Subnet
128.143.0.0/16
13:03:48
89
Variable Length Subnet Maske (VLSM)
• Sa samo jednom subnet maskom preko jednog mrežnog
prefiksa, organizacija je zaključana u fiksan broj subneta
fiksne veličine
• Kada je mreži dodjijeljeno više od jedne subnet maske, onda
je to mreža sa “variable length subnet maskama” jer
prošireni mrežni prefiksi imaju različite dužine
• VLSM omogudava slicing and dicing (slobodno
organizovanje)subneta u različite veličine tako i broj hostova i
subneta sa jedinstvenim mrežnim ID-em, minimiziranjem ako
ne i eliminisanjem pojave protradenih adresa.
13:03:48
90
Sa subnetiranjem
• Različite subnetmaske vode različitim pogledima na
veličinu i opseg mreže
128.143.137.32/26
128.143.137.144/26
subnetmask: 255.255.255.192 subnetmask: 255.255.255.192
128.143.137.0/26
Subnet
128.143.71.21/24
128.143.71.201/16
subnetmask: 255.255.255.0
subnetmask: 255.255.0.0
128.143.137.128/26
Subnet
128.143.71.0/24
Subnet
128.143.0.0/16
13:01:19
91
Maska može da varira sa lokacijom
12.0.0.0/16
12.1.0.0/16
12.2.0.0/16
12.3.0.0/16
12.0.0.0/8
Ovo omogućava
da sve ove
(pod)mreže budu
agregirane u
jedan zapis IP
forwarding tabeli
13:01:19
:
:
:
12.253.0.0/16
12.254.0.0/16
12.3.0.0/24
12.3.1.0/24
:
:
:
:
:
12.3.254.0/24
12.253.0.0/19
12.253.32.0/19
12.253.64.0/19
12.253.96.0/19
12.253.128.0/19
12.253.160.0/19
12.253.192.0/19
92
Hijerarhisjko mrežno adresiranje
(Subnetting and Supernetting)
Mreža Z-T
M
Q
Z
M
K
Mreža Z
13:01:03
T
P
Oov se naziva
Agregacija
W
S
Ovaj ruter treba samo
3 zapisau u tabeli za
Z-T, Z-S, i Z-U
P
F
J
Eksprotuje
samo jednu adresu
W
U
S
X
Mreža Z-U-X
93
Optimizacija i alokacija IP adresa
Poslije Subnetiranja
220.78.168.0
Ruting tabela za Ruter B
220.78.168.0
255.255.255.0
220.78.168.1
220.78.168.64
220.78.168.128
220.78.168.192
220.78.169.0
220.78.169.64
220.78.169.128
Router
A
Router B
220.78.169.192
220.78.170.0
220.78.170.64
1:04:41
94
Optimizacija i alokacija IP adresa
Before Supernetting:
Poslije
220.78.168.0
220.78.169.0
Routing
Ruting tabela
Table za
forRuter
Router
BB
220.78.168.0
220.78.168.0
220.78.169.0
220.78.170.0
220.78.171.0
220.78.172.0
220.78.173.0
220.78.174.0
220.78.175.0
255.255.255.0
255.255.255.0
255.255.255.0
255.255.255.0
255.255.255.0
255.255.255.0
255.255.255.0
255.255.255.0
255.255.255.0
220.78.168.1
220.78.168.1
220.78.168.1
220.78.168.1
220.78.168.1
220.78.168.1
220.78.168.1
220.78.168.1
220.78.168.1
220.78.170.0
220.78.171.0
220.78.168.0
220.78.172.0
220.78.173.0
Router
RouteA
rA
Router B
Router B
220.78.174.0
220.78.175.0
13:01:04
95
• Objasniti opšte karakteristike protokola
• Objasniti funkcije protokola u mreži
• Poređenje protokola
– Konekciono – nekonekciono orijentisani
– Rutirajudi – ne rutirajudi
• Protokoli TCP/IP slojeva
– Aplikacijski protkoli
– Transportni protkoli
– Mrežni protkoli
• ICMP
• ARP
• IP
• IP protokol
14:33:40
– IP Adresiranje,
– Sabnetiranje
– Classles Interdomain Routing (CIDR)
96
CIDR - Classless Interdomain Routing
• IP backbone (backbone - kičma) ruteri imaju ruting tabelu za
svaku mrežnu adresu:
– Sa subnetiranjem, backbone ruter treba samo da zna zapis svaku klasu A,
B, ili C mreže
– Ovo je prihvatljivo za mreže klase A i B
• 27 = 128 klasa A
• 214 = 16,384 klasa B
– Ali ovo nije prihvatljivo mreže klase C
• 221 = 2,097,152 klase C mreže
• U 1993, veličina ruting tabela je počela da raste i prevazilazi
kapacitete rutera
• Poslijedice: Klasno bazirano dodijeljivanje IP adresa je odbačeno
CIDR notacija IP adrese:
192.0.2.0/18
13:12:51
"18" označava prefiks dužine, koji govori da je prvih 18 bita mrežni
prefiks adrese (preostalih 14 bita je slobodno za određenu adresu
97
hosta)
CIDR address blocks
CIDR Block Prefix
/27
/26
/25
/24
/23
/22
/21
/20
/19
/18
/17
/16
/15
/14
/13
11:42:40
# Host Adresa
32
64
128
256
512
1,024
2,048
4,096
8,192
16,384
32,768
65,536
131,072
262,144
524,288
98
Rezime
• Objasniti opšte karakteristike protokola
• Objasniti funkcije protokola u mreži
• Poređenje protokola
– Konekciono – Nekonekciono orijentisani
– Rutirajudi – Nerutirajudi
• Protokoli TCP/IP slojeva
– Aplikacijski protkoli
– Transportni protkoli
– Mrežni protkoli
• ICMP
• ARP
• IP
• IP protokol
14:34:02
– IP Adresiranje,
– Sabnetiranje
– Classles Interdomain Routing (CIDR)
99

Download Report