FORGALOMIRÁNYÍTÓK. 8. A TCP/IP protokollkészlet hiba és vezérlőüzenetei CISCO HÁLÓZATI AKADÉMIA PROGRAM IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA

Átírás

1 FORGALOMIRÁNYÍTÓK 8. A TCP/IP protokollkészlet hiba és vezérlőüzenetei

2 1. A TCP/IP hibaüzenetek áttekintése 2. A TCP/IP protokollkészlet vezérlőüzenetei

3 ICMP Internet Control Message Protocol Az adatok célállomáshoz való eljuttatása számos ok miatt hiúsulhat meg: többek közt hardverhiba, helytelen konfiguráció hibás irányítási információk miatt Az ICMP főbb jellemzői: Az ICMP internet vezérlőüzenet protokoll - az IP hibajelentő protokollja Ha a datagramok továbbításában hiba lép fel, az ICMP feladata ezeknek a hibáknak a jelentése a küldő állomás felé Az ICMP nem javítja ki a hálózati hibát, szerepe annak jelentésére korlátozódik. Az ICMP csak a forrás eszközt értesíti a csomagok továbbításának állapotáról, a közbülső ugrás eszközöket nem. Nem feladata az, hogy a hálózati topológiában beálló változásokat jelentse a forgalomirányítóknak.

4 Az ICMP üzenetek továbbítása Az ICMP-üzeneteket az IP az egyéb adatokhoz hasonlóan datagramokba ágyazva továbbítja. Az ICMP-üzenetek küldése bizonytalan. Emiatt előállhatnak olyan helyzetek, hogy a hibajelentések továbbításának sikertelensége további hibajelentéseket vált ki, és emiatt a terhelés fokozatosan nő az amúgy is meghibásodott hálózaton. Ennek elkerülését szolgálja az a szabály, hogy az ICMP-üzenetek továbbításakor jelentkező hibák nem okozhatják újabb azonos típusú ICMP-üzenetek elküldését. Lehetséges tehát, hogy egy-egy datagram továbbításának sikertelenségéről a küldő fél soha nem kap visszajelzést.

5 Elérhetetlen hálózatok Ha a célhálózatba nem lehet eljuttatni a csomagokat, akkor azt mondjuk, hogy a célhálózat elérhetetlen.

6 A célállomás elérhetőségének tesztelése Az ICMP protokoll a célállomás elérhetőségének tesztelésére is használható Ha a célállomás megkapja az ICMP visszhangkérést, egy visszhangválaszt állít össze, majd elküldi ezt a visszhangkérés forrásának. Ha a küldő megkapja a visszhangválaszt, akkor biztos lehet abban, hogy a célállomás az IP protokoll használatával elérhető. A visszhangkérés elküldését általában a ping parancs kiadása váltja ki.

7 A célállomás elérhetőségének tesztelése A következő példában a ping parancs négy visszhangkérést küld el, és ugyanennyi választ is kap, ezzel igazolva a IP alapú kapcsolat meglétét a két eszköz között. A ábrán láthatóan a visszhangkérésre adott válasz egy élettartam (time-to-live, TTL) értéket is tartalmaz. A TTL az IP csomag fejlécében egy olyan mező amelyet az IP protokoll csomagtovábbítási korlátozásra használ. Amikor az egyes forgalomirányítók feldolgozzák a csomagot, eggyel csökkentik annak TTL értékét. Ha a forgalomirányító olyan csomagot kap amelynek TTL értéke 1 a csomag nem továbbítható. Ilyenkor a forgalomirányító ICMP hibaüzenet állithat elő és küldhet vissza a csomag forrásállomásához és eldobja a kézbesíthetetlen csomagot.

8 A különösen hosszú útvonalak felismerése A hálózati kommunikációban adódhatnak olyan helyzetek, hogy egy datagram körbe-körbe, célállomását soha el nem érve utazik. Ilyen akkor történhet, ha két forgalomirányító egymás közt ismételten oda-vissza küldi a datagramot, abban a hitben, hogy a másik a következő ugrás a célállomás felé vezető útvonalon. A hibát a helytelen irányítási információk használata okozza. Az irányító protokoll korlátozott képességei miatt bizonyos célállomások elérhetetlenek lehetnek. A RIP ugráskorlátja 15, ami azt jelenti, hogy a 15 ugrásnál nagyobb méretű hálózatokat a RIP nem képes értelmezni. Mindegyik esetben egy különösen hosszú útvonal jött létre. Ha az útvonal hurkot tartalmaz, vagy túl sok ugrásból áll, akkor a csomag túl fogja lépni a maximális ugrásszámot.

9 Visszhangüzenetek Az ICMP-üzenetek is saját formátumot használnak. Az ICMP-üzenetek formátumra való tekintet nélkül mindig a következő három mezővel kezdődnek: -Típus - Kód A típus mező az ICMP-üzenet típusát adja meg. A kód mező az üzenettípust pontosítja. - Ellenőrző összeg Az ellenőrző összeg, hasonlóan más csomagokhoz, az adatok sértetlenségének ellenőrzését teszi lehetővé.

10 Visszhangüzenetek

11 Visszhangüzenetek Mindkét üzenettípus típusszáma és kódja is fel van tüntetve. Az azonosító és sorszám mezők a visszhangkérés és visszhangválasz üzenetek esetében egyediek, a kérések és a válaszok ugyanis ezek segítségével párosíthatók össze. Az adatmező további információkat tartalmaz, ezek a visszhangkérés vagy a visszhangválasz üzenet részét képezhetik.

12 A célállomás nem érhető el üzenet A datagramok nem minden esetben juttathatók el célállomásukra. Hardverhibák, protokollkonfigurálási problémák, interfészek leállása és helytelen irányítási információk amelyek meghiúsíthatják a datagram továbbítását a célhoz. Ezekben az esetekben az ICMP egy a célállomás elérhetetlenségét jelző üzenettel értesíti a küldő felet arról, hogy a datagram továbbítása sikertelen volt. Az ábrán a célállomás elérhetetlenségét jelző ICMP-üzenet fejléce látható, az üzenetnek ezt a jellegét a típus mezőben szereplő 3-as érték jelzi. A kód értéke a csomag továbbíthatatlanságának okát adja meg. Az ábrán a kód értéke 0, amely a hálózat elérhetetlenségére utal.

13 A célállomás nem érhető el üzenet

14 További hibajelzések A datagramokat az őket feldolgozó készülékek néha egy fejléc paraméterben található hiba miatt nem tudják továbbítani. Az ilyen hiba nem a célállomás vagy -hálózat elérhetőségével függ össze, ám a datagram feldolgozását és továbbítását ugyanúgy meggátolja. A fentiek következményeként a datagram megsemmisül. Ezekben az esetekben a datagram küldője 12-es típusú ICMP-üzenetet kap. Az ábrán a paraméterhibát jelző üzenet fejléce látható. A paraméterhiba üzenet fejlécében egy mutató mező is található. Ha a kód értéke 0, akkor a mutató mező a datagram azon bájtjára mutat, amely a hibát okozta.

15 1. A TCP/IP hibaüzenetek áttekintése 2. A TCP/IP protokollkészlet vezérlőüzenetei

16 A vezérlőüzenetek bemutatása Az ICMP a TCP/IP protokollkészlet integráns része. Az ICMP támogatását gyakorlatilag az IP minden megvalósításában biztosítani kell A hibaüzenetekkel ellentétben a vezérlőüzenetek nem csomagok elvesztését vagy továbbítás közben fellépő hibákat jeleznek. Feladatuk ehelyett az, hogy a hálózati körülményekről mint például hálózati torlódások kialakulása vagy egy jobb feltételekkel használható átjáró egy távoli hálózat felé tájékoztassák az állomásokat. Az ICMP-vezérlőüzenetek a többi ICMP-üzenethez hasonlóan egy IP datagramba ágyazva utaznak. Az ICMP-üzenetek normál IP fejlécet használva továbbítódnak a hálózatokon keresztül.

17 A vezérlőüzenetek bemutatása

18 ICMP átirányítás / váltás kérések Az egyik gyakran használt ICMP-vezérlőüzenet az átirányítás/váltás kérés. Ilyen típusú üzenetet csak "átjáró" küldhet (feladatuk jellege miatt sok esetben így nevezik a forgalomirányítókat). Minden olyan állomáson, amely több IP alapú hálózattal kommunikál, be kell állítani egy alapértelmezett átjárót. Az alapértelmezett átjáró egy az állomással azonos hálózatra csatlakozó forgalomirányító port címe.

19 ICMP átirányítás / váltás kérések Az ICMP-átirányítás "A forgalomirányító internetcíme" mezője azt az IP-címet tartalmazza, amelyet az adott hálózathoz alapértelmezett átjáróként kell használni. Az A forgalomirányító által a B állomásnak küldött ICMP-átirányítás a "A forgalomirányító internetcíme" mezőben értéket fog tartalmazni, amely a B forgalomirányító E0 interfészének IP-címe.

20 Óraszinkronizálás és az átviteli idő becslése egyes hálózatok a saját eljárásukkal végzik az óraszinkronizálást az eltérő hálózatokon lévő állomások problémákba ütközhetnek, ha olyan szoftver segítségével próbálnak kapcsolatot teremteni egymással, amely megköveteli az idő szinkronizálását. Az ICMP időbélyeg üzenettípus az ilyen problémák elhárítását segíti. ICMP időbélyegkérés-üzenet segítségével egy állomás lekérdezheti egy másik állomás órájának állását. A távoli állomás ICMP időbélyegválasz-üzenetben válaszol a kérésre Az ICMP időbélyeg-üzenetek típus mezője 13-as (időbélyeg-kérés) vagy 14-es (időbélyeg-válasz) értéket tartalmazhat A keletkezési, az érkezési és a válaszküldési időbélyegek az univerzális idő (Universal Time, UT) szerinti éjfél óta eltelt milliszekundumok számát tartalmazzák. Az ICMP időbélyegválasz-üzenetek mindig tartalmazzák a keletkezési, az érkezési és a válaszküldési időbélyeget. Ezek segítségével a vételi időből a keletkezési időt kivonva az állomás meg tudja határozni a hálózat átszelésének idejét.

21 Az információkérések és válaszok formátuma Az ICMP információkérés és -válasz üzenetek eredetileg arra szolgáltak, hogy egy állomás meghatározhassa saját hálózatszámát. Az ilyen üzenetek típuskódja kétféle lehet. A 15-ös típus információkérés, a 16-os pedig információválasz üzenetre utal. Ezeket az ICMP-üzenettípusokat ma már elavultnak tekintjük. Napjainkban már az állomások más protokollok például BOOTP, a RARP (Reverse Address Resolution Protocol, fordított címfeloldási protokoll) és a DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol, dinamikus állomáskonfiguráló protokoll) segítségével tudják meg saját hálózatszámukat.

22 Címmaszk kérés Az alhálózati maszk nélkülözhetetlen a hálózati, alhálózati és állomás biteknek az IP-címen belüli azonosításához. Ha egy állomás nem ismeri az alhálózati maszkot, akkor címmaszk-kérést küld a helyi forgalomirányítónak. Ha ismeri a forgalomirányító címét, akkor a kérést közvetlenül neki küldi, egyébként szórással terjeszti. Amikor a forgalomirányító megkapja a kérést, egy címmaszk-választ küld vissza. A címmaszk válasz alapján megállapítható az alhálózati maszk értéke. Az ICMP címmaszk-kérések és -válaszok ugyanazt a keretformátumot használják, viszont a kérések típusszáma 17, a válaszoké pedig 18.

23 Címmaszk kérés Példa: - egy állomás egy B osztályú hálózaton található, IP-címe Az állomás nem ismeri az alhálózati maszkot, ezért szórással egy címmaszk-kérést bocsát ki: Forráscím: Célcím: Protokoll: ICMP = 1 Típus: Címmaszk-kérés (Address Mask Request) = AM1 Kód: 0 Maszk: A szórásos kérés eljut a IP-című helyi forgalomirányítóhoz, amely a következő címmaszk-választ küldi: Forráscím: Célcím: Protokoll: ICMP = 1 Típus: Címmaszk-válasz (Address Mask Reply) = AM2 Kód: 0 Maszk:

24 Forgalomirányító-kereső (kérelem) üzenet Ha egy hálózati állomáson nincs kézzel beállítva az alapértelmezett átjáró, akkor rendszerindítás közben a forgalomirányító-keresés művelettel szerezhet tudomást az elérhető forgalomirányítókról. A folyamat első lépéseként az állomás egy forgalomirányító-kérelem üzenettel fordul az összes forgalomirányítóhoz. A kérelmet a csoportos célcímre továbbítja. A forgalomirányító-kereső üzenet szórással is terjeszthető, így a csoportcímzésre nem konfigurált forgalomirányítók is elérhetők. Ha a forgalomirányító-kereső üzenet egy olyan forgalomirányítóhoz jut el, amely a felismerési folyamatot nem támogatja, akkor a kereső kérés megválaszolatlan marad. Ha az üzenet a felismerési folyamatot támogató forgalomirányítóhoz jut el, akkor az válaszként egy forgalomirányító hirdetést küld el, amely egyben megadja az állomás számára az alapértelmezett átjáró címét.

25 Torlódásjelző és adatfolyam-vezérlő üzenetek Ha ugyanazt a célállomást egyszerre több állomás is megpróbálja elérni, akkor a célállomás túlterheltté válhat. Torlódás akkor is kialakulhat, ha egy nagyobb sebességű LAN forgalma egy lassabb WAN-kapcsolatra ér. A csomagok eldobására akkor kerül sor, ha a hálózaton túlságosan nagy a torlódás. Az ICMP forráselfojtás üzenetekkel az elveszett adatok mennyisége csökkenthető. A forráselfojtás üzenet arra kéri a küldő feleket, hogy csökkentsék csomagjaik elküldésének sebességét. A legtöbb esetben a torlódások rövid idő alatt megszűnnek, a forrás pedig fokozatosan újra emelheti az átviteli sebességet, egészen addig, míg újabb forráselfojtó üzenetet nem kap. A legtöbb Cisco forgalomirányító alapértelmezett beállítás szerint nem küld forráselfojtó üzeneteket, mert ezzel tovább fokozná a hálózat a telítettségét. Például: Egy SOHO környezet állhat például négy darab, 5-ös kategóriájú kábelen keresztül összekötött számítógépből és egy megosztott, 56 kbit/s sebességű modemen keresztül üzemelő internetelérésből. Könnyen belátható, hogy a SOHO LAN a maga 10 Mbit/s sebességével könnyedén túl tudja terhelni az 56 kbit/s sávszélességű WAN-összeköttetést, amelynek eredménye adatvesztés és újraküldések sorozata

26 Ellenőrző kérdések 1. 2.

27 Ellenőrző kérdések 3. 4.

28 Ellenőrző kérdések 5.

29 Köszönöm a figyelmet!