Презентация на тему: Образовательный комплекс Компьютерные сети

Образовательный комплекс Компьютерные сети
Содержание
Маршрутизация IP Обработка IP- пакетов …
Маршрутизация IP Обработка IP- пакетов …
Маршрутизация IP Обработка IP- пакетов
Маршрутизация IP Address Resolution Protocol …
Маршрутизация IP Address Resolution Protocol …
Маршрутизация IP Address Resolution Protocol
Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация…
Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация…
Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация…
Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация…
Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация…
Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация
Формат IP- пакета
Формат IP- пакета ( v4 )
Формат IP- пакета ( v4 )
Формат IP- пакета ( v4 )
Формат IP- пакета ( v4 )
Формат IP- пакета Фрагментация IP- пакетов…
Формат IP- пакета Фрагментация IP- пакетов…
Формат IP- пакета Фрагментация IP- пакетов…
Формат IP- пакета Фрагментация IP- пакетов
Internet Control Message Protocol (ICMP), Reversed Address Resolution Protocol (RARP)
ICMP
ICMP Формат пакета
RARP
RARP…
RARP
Заключение
Тема следующей лекции
Вопросы для обсуждения
Литература
1/33
Средняя оценка: 4.3/5 (всего оценок: 60)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (158 Кб)
1

Первый слайд презентации: Образовательный комплекс Компьютерные сети

Лекция 13 Межсетевой уровень TCP/IP (ч.2) Линёв А.В. 2007 Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского Факультет Вычислительной математики и кибернетики

Изображение слайда
2

Слайд 2: Содержание

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 2 из 33 Содержание Межсетевой уровень модели TCP/IP Маршрутизация IP Формат IP- пакета Протоколы ICMP, RARP

Изображение слайда
3

Слайд 3: Маршрутизация IP Обработка IP- пакетов …

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 3 из 33 Маршрутизация IP Обработка IP- пакетов … Действия источника при обработке IP- пакета Присваивает параметру TTL (Time To Live) IP- пакета значение, заданное вышележащим уровнем, либо значение по умолчанию Вычисляет контрольную сумму заголовка Определяет маршрут (согласно алгоритму выбора маршрута) Если подходящего маршрута нет, вышележащему протоколу сообщается об ошибке маршрутизации Определяет IP- адрес следующего перехода и NIC, который следует использовать для передачи IP- пакета Передает пакет и информацию об IP- адресе следующего перехода и NIC протоколу ARP, который определяет MAC -адрес следующего перехода и пересылает пакет

Изображение слайда
4

Слайд 4: Маршрутизация IP Обработка IP- пакетов …

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 4 из 33 Маршрутизация IP Обработка IP- пакетов … Действия маршрутизатора при обработке IP- пакета Проверяет контрольную сумму заголовка IP- пакета. В случае несовпадения со значением, записанным в заголовке, пакет уничтожается. Если IP -адрес получателя совпадает с IP- адресом маршрутизатора, обрабатывает пакет как получатель (см. следующий слайд) Уменьшает значение параметра TTL (Time To Live) на 1 Если значение TTL стало равно 0, пакет уничтожается, источнику посылается ICMP- сообщение " Time Exceeded/TTL Expired " Вычисляет контрольную сумму заголовка Определяет маршрут (согласно алгоритму выбора маршрута) Если подходящего маршрута нет, пакет уничтожается, источнику посылается ICMP- сообщение " Destination Unreachable/Network Unreachable " Определяет IP- адрес следующего перехода и NIC, который следует использовать для передачи IP- пакета Передает пакет и информацию об IP- адресе следующего перехода и NIC протоколу ARP, который определяет MAC -адрес следующего перехода и пересылает пакет

Изображение слайда
5

Слайд 5: Маршрутизация IP Обработка IP- пакетов

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 5 из 33 Маршрутизация IP Обработка IP- пакетов Действия получателя при обработке IP- пакета Проверяет контрольную сумму заголовка IP- пакета. В случае несовпадения со значением, записанным в заголовке, пакет уничтожается. Если IP -адрес получателя (в IP- пакете) не совпадает с IP- адресом узла, пакет уничтожается Передает датаграмму без IP- заголовка вышележащему протоколу, указанному в заголовке Если указанный протокол отсутствует, пакет уничтожается, источнику посылается ICMP- сообщение " Destination Unreachable/Protocol Unreachable " Для пакетов TCP и UDP проверяется порт назначения и обрабатывается TCP- сегмент или UDP -заголовок Если на указанном UDP- порте нет зарегистрированного приложения, пакет уничтожается, источнику посылается ICMP- сообщение " Destination Unreachable/Port Unreachable " Если на указанном TCP- порте нет зарегистрированного приложения, пакет уничтожается, источнику посылается TCP- сегмент " Connection Reset "

Изображение слайда
6

Слайд 6: Маршрутизация IP Address Resolution Protocol …

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 6 из 33 Маршрутизация IP Address Resolution Protocol … Address Resolution Protocol ( ARP ) – протокол разрешения адресов определяет по IP -адресу следующего перехода MAC- адрес следующего перехода (выполняет разрешение адресов межсетевого уровня в адреса уровня доступа к сети) выполняет передачу пакета по разрешенному MAC- адресу ARP поддерживает кеш ARP- запросов, который может содержать записи двух типов динамические – формируются на основе результатов выполненных ARP- запросов и удаляются по истечении некоторого временного интервала (например, 10 мин.) статические – формируются в результате выполнения специальных команд и присутствуют в кеше в течение неограниченного времени

Изображение слайда
7

Слайд 7: Маршрутизация IP Address Resolution Protocol …

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 7 из 33 Маршрутизация IP Address Resolution Protocol … Для определения MAC -адреса по известному IP- адресу посылается ARP- запрос Тип операции: ARP -запрос IP- адрес источника: IP A IP- адрес приемника: IP B MAC- адрес источника: MAC A MAC- адрес приемника: адрес широковещательной рассылки в используемой технологи передачи (обычно состоит из одних единиц) B IP A MAC A A IP B MAC B ARP -запрос Source IP : IP A Dest. IP : IP B Source MAC : MAC A Dest. MAC: 1…1

Изображение слайда
8

Слайд 8: Маршрутизация IP Address Resolution Protocol

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 8 из 33 Маршрутизация IP Address Resolution Protocol Все узлы получают и обрабатывают ARP- запрос. Узел, IP -адрес которого указан в запросе, формирует и посылает ARP- ответ Тип операции: ARP -ответ IP- адрес источника: IP B IP- адрес приемника: IP A MAC- адрес источника: MAC B MAC- адрес приемника: MAC A B IP A MAC A A IP B MAC B ARP -ответ Source IP : IP B Dest. IP : IP A Source MAC : MAC B Dest. MAC: MAC A

Изображение слайда
9

Слайд 9: Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация…

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 9 из 33 Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация… В ходе динамической маршрутизации маршрутизаторы обмениваются информацией о сетевых соединениях и автоматически изменяют свой таблицы маршрутизации Однако, Интернет очень велик, и обмен информацией между всеми маршрутизаторами привел бы к росту служебного трафика и сильной загруженности маршрутизаторов, поэтому Интернет разбит на автономные системы Автономная система – это группа маршрутизаторов из одной административной области, взаимодействующая с другими автономными системами посредством внешнего протокола маршрутизации, и использующая в пределах системы внутренний протокол маршрутизации External Gateway Protocol (EGP) – внешний протокол маршрутизации Interior Gateway Protocol (IGP) – внутренний протокол маршрутизации

Изображение слайда
10

Слайд 10: Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация…

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 10 из 33 Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация… Внутренние протокол маршрутизации (IGP) Routing Information Protocol (RIP) Open Shortest Path First (OSPF) Interior Gateway Routing Protocol ( IGRP) Extended Interior Gateway Routing Protocol ( EIGRP) Intermediate System to Intermediate System protocol ( IS-IS ) Внешние протоколы маршрутизации ( EGP ) Border Gateway Protocol ( BGP ) Exterior Gateway Protocol (E GP ) Автономная Система 1 Автономная Система 2 EGP IGP IGP

Изображение слайда
11

Слайд 11: Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация…

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 11 из 33 Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация… В зависимости от алгоритмов, на которых основан алгоритм маршрутизации, он относится к одному из двух типов Дистанционно-векторные протоколы основаны на алгоритме вектор-длина (Distance Vector Algorithm, DVA) Протоколы состояния канала связи основаны на алгоритме состояния канала (Link State Algorithm, LSA)

Изображение слайда
12

Слайд 12: Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация…

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 12 из 33 Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация… Алгоритм вектор-длина Каждый маршрутизатор начинает функционировать, имея набор маршрутов к непосредственно подключенным сетям Периодически каждый маршрутизатор посылает копию своей таблицы маршрутизации всем маршрутизаторам, которым он может передавать данные через общую сеть Соседние маршрутизаторы, используя принятую информацию, обновляют свои таблицы маршрутизации Недостатки алгоритма Медленное распространение информации об изменении структуры сети Большой объем передаваемой информации Не учитывается скорость и надежность каналов (маршрутов)

Изображение слайда
13

Слайд 13: Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация…

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 13 из 33 Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация… Алгоритм состояния канала Каждый маршрутизатор предоставляет остальным информацию о каналах, непосредственно подключенных к нему; состоянии (стоимости) этих каналов; узлах, подключенных к этим каналам Таким образом, каждый маршрутизатор имеет базу топологии, описывающие все узлы в его области (база одинакова на всех маршрутизаторах) База топологии используется маршрутизатором для построения дерева кратчайших путей для каждого пункта назначения с собой в корне На основании дерева кратчайших путей строится таблица маршрутизации

Изображение слайда
14

Слайд 14: Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 14 из 33 Маршрутизация IP Динамическая маршрутизация Алгоритм состояния канала Достоинства Обычно посылается только информация о каналах состояние которых изменилось (передача полной информации выполняется, как правило, 1-2 раза в час) Протоколы обычно позволяют разбивать сеть на области, при этом маршрутизаторы должны поддерживать базу топологии только для своей области Стоимость каналов можно определять на основе любых критериев (тип, пропускная способность, стоимость и т.д.) Недостатки Хранение и обработка базы топологии может потребовать значительного объема памяти (оперативной и дисковой) Обработка базы топологии может потребовать большой вычислительной мощности

Изображение слайда
15

Слайд 15: Формат IP- пакета

Изображение слайда
16

Слайд 16: Формат IP- пакета ( v4 )

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 16 из 33 fragment offset (13 bit) Формат IP- пакета ( v4 ) Vers – версия протокола IP ( мы рассматриваем 4 версию ) Len – длина заголовка IP в 32-битных словах Type Of Service (TOS) – тип сервиса IP- пакета, содержит 3 поля Precedence (3 бита) – определяет происхождение и приоритет пакета (обычный, приоритетный, критический,…) Type Of Service (4 бита ) – определяет тип сервиса Минимальная задержка Максимальная пропускная способность Максимальная надежность Минимальные денежные затраты Обычный сервис Must Be Zero (MBZ, 1 бит) – должно быть 0 Vers(4) Len(4) TOS (8 bit) Total Length (16 bit) Identification (16 bit) flags(3) TTL (8 bit) Protocol (8 bit) Header Checksum (16 bit) Source IP (32 bit) Destination IP (32 bit) Options+Padding (N*32 bit) Data

Изображение слайда
17

Слайд 17: Формат IP- пакета ( v4 )

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 17 из 33 fragment offset (13 bit) Формат IP- пакета ( v4 ) Total Length – общая длина пакета (заголовка и данных) в байтах (максимум, 64Кб-1=65535) Identification – уникальный номер, присваиваемый пакету источником, и используемый при сборке IP- пакета из фрагментов Flags MBZ ( 1 бит) Don't Fragment (DF, 1 бит ) – если DF=1, пакет нельзя фрагментировать More Fragments (MF, 1 бит ) – если MF=0, то данный фрагмент – последний Fragment Offset – смещение данных из данного фрагмента в поле данных исходного пакета, выраженное в 64-битных блоках Vers(4) Len(4) TOS (8 bit) Total Length (16 bit) Identification (16 bit) flags(3) TTL (8 bit) Protocol (8 bit) Header Checksum (16 bit) Source IP (32 bit) Destination IP (32 bit) Options+Padding (N*32 bit) Data

Изображение слайда
18

Слайд 18: Формат IP- пакета ( v4 )

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 18 из 33 fragment offset (13 bit) Формат IP- пакета ( v4 ) Time To Live (TTL) – определяет время в секундах, в течение которого может передаваться данный пакет (в реальности время жизни меньше, поскольку маршрутизатор при обработке IP- пакета уменьшает это время на 1, а время обработки намного меньше 1 с) Protocol – протокол вышележащего уровня, которому предназначены данные IP- пакета (список протоколов в UNIX можно посмотреть в файле /etc/protocols ) Header Checksum – контрольная сумма заголовка IP- пакета Source IP - address – IP- адрес источника Destination IP - address – IP- адрес получателя Vers(4) Len(4) TOS (8 bit) Total Length (16 bit) Identification (16 bit) flags(3) TTL (8 bit) Protocol (8 bit) Header Checksum (16 bit) Source IP (32 bit) Destination IP (32 bit) Options+Padding (N*32 bit) Data

Изображение слайда
19

Слайд 19: Формат IP- пакета ( v4 )

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 19 из 33 fragment offset (13 bit) Формат IP- пакета ( v4 ) Options – опции доставки IP- пакета, может содержать несколько опций и имеет переменную длину. С помощью опций можно Указать полностью или частично маршрут, по которому IP- пакет должен доставляться получателю Записать маршрут, который прошел IP- пакет Указать маршрутизаторам ставить в IP- пакете временную отметку, соответствующую времени обработки и т.д. Padding – дополнения поля Options до размера, кратного 32 битам Data – данные протокола вышележащего уровня Vers(4) Len(4) TOS (8 bit) Total Length (16 bit) Identification (16 bit) flags(3) TTL (8 bit) Protocol (8 bit) Header Checksum (16 bit) Source IP (32 bit) Destination IP (32 bit) Options+Padding (N*32 bit) Data

Изображение слайда
20

Слайд 20: Формат IP- пакета Фрагментация IP- пакетов…

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 20 из 33 Формат IP- пакета Фрагментация IP- пакетов… При передаче IP- пакета могут использоваться различные технологии уровня доступа к сети Технологии передачи имеют характеристику MTU (Maximum Transmission Unit), ограничивающую максимальный размер кадра Если IP- пакет нельзя передать в одном кадре, он разбивается на фрагменты и передается фрагментами. Сборка исходного пакета из фрагментов производится получателем. Для использования IP необходимо, чтобы размер MTU был не менее 576 байт

Изображение слайда
21

Слайд 21: Формат IP- пакета Фрагментация IP- пакетов…

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 21 из 33 Формат IP- пакета Фрагментация IP- пакетов… В исходном пакете значения полей More Fragments (MF) = 0 Fragment Offset (FO) = 0 При разбиении на фрагменты Если флаг Don't Fragment = 1, пакет уничтожается Исходя из значения MTU поле данных разбивается на несколько частей; размер блоков данных должен быть кратен 8 Блоки данных размещаются в IP- пакетах, которые представляют собой копии исходного пакета со следующими отличиями Флаг MF устанавливается в единицу у всех фрагментов кроме последнего Поле FO заполняется в соответствии с размещением данных фрагмента в поле данных исходного пакета Копируются опции пакета (если в опциях задано копирование опции в каждый фрагмент) Рассчитываются контрольные суммы заголовков фрагментов Рассчитывается длина каждого фрагмента

Изображение слайда
22

Слайд 22: Формат IP- пакета Фрагментация IP- пакетов…

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 22 из 33 Формат IP- пакета Фрагментация IP- пакетов… DF flag = 0 Total Length = 20 2 0 Identification = 12345 Source IP = 1.2.3.4 Destination IP = 5.6.7.8 Data MF flag = 0 Fragment Offset = 0 DF flag = 0 Total Length = 1 0 2 0 Identification = 12345 Source IP = 1.2.3.4 Destination IP = 5.6.7.8 MF flag = 1 Fragment Offset = 0 Data DF flag = 0 Total Length = 1 0 2 0 Identification = 12345 Source IP = 1.2.3.4 Destination IP = 5.6.7.8 MF flag = 0 Fragment Offset = 125 Data Исходный пакет Фрагменты Header Checksum Header Checksum Header Checksum

Изображение слайда
23

Слайд 23: Формат IP- пакета Фрагментация IP- пакетов

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 23 из 33 Формат IP- пакета Фрагментация IP- пакетов Каждый из фрагментов доставляется как независимый IP- пакет (например, они могут быть доставлены по разным маршрутам) При сборке фрагментов получатель выделяет буфер при приходе первого фрагмента и запускает таймер обратного отсчета Начальное значение таймера берется из поля TTL фрагмента При поступлении фрагментов данные из них записываются в буфер по заданному смещению Если IP- пакет получен полностью, его обработка продолжается, если к истечению времени работы таймера IP- пакет не собран – он уничтожается

Изображение слайда
24

Слайд 24: Internet Control Message Protocol (ICMP), Reversed Address Resolution Protocol (RARP)

Изображение слайда
25

Слайд 25: ICMP

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 25 из 33 ICMP Internet Control Message Protocol (ICMP) – протокол управляющих сообщений Интернет, используется для оповещения источника об ошибках, возникших при доставке IP- пакета Протокол сетевого уровня Использует IP в качестве нижележащего протокола Не обеспечивает надежность доставки Используется для сообщения об ошибках доставки любых IP- пакетов за исключением тех, которые содержат ICMP -пакеты В случае фрагментированных пакетов сообщается об ошибке доставки только первого пакета Маршрутизатор или получатель не обязательно посылают ICMP -сообщение при возникновении ошибки

Изображение слайда
26

Слайд 26: ICMP Формат пакета

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 26 из 33 ICMP Формат пакета Заголовок IP Type Of Service = 0 Protocol = 1 (ICMP) Type – тип сообщения 0 – echo reply 3 – destination unreachable … Code – код ошибки Checksum – контрольная сумма сообщения ICMP Data – дополнительная информация ICMP ( обычно, заголовок и первые 64 бита данных IP- пакета, при доставке которого произошла ошибка ) Заголовок IP Type (8 бит ) Code (8 бит ) Checksum (16 бит ) Data

Изображение слайда
27

Слайд 27: RARP

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 27 из 33 RARP Reversed Address Resolution Protocol (RARP) – протокол обратного разрешения адресов, используется узлами, не имеющими собственных IP- адресов При старте сетевой системы узел, не имеющий IP- адреса, посылает широковещательный RARP- запрос RARP предполагает, что в сети имеется RARP- сервер, поддерживающий базу соответствия между MAC- адресами и IP- адресами, и формирующий RARP- ответы

Изображение слайда
28

Слайд 28: RARP…

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 28 из 33 RARP… Для определения своего IP- адреса узел посылает RARP- запрос Тип операции: RARP -запрос IP- адрес источника: 0.0.0.0 IP- адрес приемника: 255.255.255.255 MAC- адрес источника: MAC A MAC- адрес приемника: адрес широковещательной рассылки в используемой технологи передачи (обычно состоит из одних единиц) MAC A RARP- клиент IP B MAC B RARP -запрос Source IP : 0.0.0.0 Dest. IP : 255.255.255.255 Source MAC : MAC A Dest. MAC: 111…111 RARP- сервер

Изображение слайда
29

Слайд 29: RARP

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 29 из 33 RARP RARP- сервера, получившие запрос, формируют и посылают RARP- ответ Тип операции: ARP -ответ IP- адрес источника: IP B IP- адрес приемника: IP A MAC- адрес источника: MAC B MAC- адрес приемника: MAC A Узел будет использовать IP- адрес из первого полученного им RARP- ответа B MAC A A IP B MAC B RARP -ответ Source IP : IP B Dest. IP : IP A Source MAC : MAC B Dest. MAC: MAC A

Изображение слайда
30

Слайд 30: Заключение

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 30 из 33 Заключение Существует несколько способов управления маршрутизацией в сети (статическое, динамическое с разными протоколами) Вспомогательные протоколы межсетевого уровня Address Resolution Protocol Reversed Address Resolution Protocol Internet Control Message Protocol

Изображение слайда
31

Слайд 31: Тема следующей лекции

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 31 из 33 Тема следующей лекции Уровень Хост-Хост модели TCP/IP Протокол UDP Протокол TCP Программный интерфейс сокетов

Изображение слайда
32

Слайд 32: Вопросы для обсуждения

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 32 из 33 Вопросы для обсуждения

Изображение слайда
33

Последний слайд презентации: Образовательный комплекс Компьютерные сети: Литература

Нижний Новгород 2007 Компьютерные сети Межсетевой уровень TCP/IP, часть 2 33 из 33 Литература Сети TCP/IP. Ресурсы Microsoft Windows 2000 Server. – М. : Русская редакция, 2001. В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. СПб: Питер, 2001.

Изображение слайда