Számítógépes Hálózatok 2012

Hasonló dokumentumok
Az Ethernet példája. Számítógépes Hálózatok Az Ethernet fizikai rétege. Ethernet Vezetékek

Számítógépes Hálózatok 2008

MAC alréteg. Számítógépes Hálózatok Protokollok korlátozott versennyel. Adaptív fa bejárás protokoll

Számítógépes Hálózatok 2013

Kollízió felismerés (collision detection) CSMA/CD. Számítógépes Hálózatok CSMA/CD periódusai. Mi a teendő kollízió esetén? B Idle!

Számítógépes Hálózatok ősz Adatkapcsolati réteg, MAC korlátozott verseny, Ethernet, WLAN; LAN-ok összekapcsolása

Számítógépes Hálózatok és Internet Eszközök

MAC sub-réteg. Számítógépes Hálózatok ősz Protokollok korlátozott versennyel. Adaptív fa protokoll

MAC alréteg. Számítógépes Hálózatok persistent CSMA. Vivő-érzékelés (Carrier Sensing)

Hálózati Technológiák és Alkalmazások

LAN Technológiák. Osztott médium hálózatok. LAN-ok

Hálózati architektúrák laborgyakorlat

MAC címek (fizikai címek)

Hálózatok Rétegei. Számítógépes Hálózatok és Internet Eszközök. TCP/IP-Rétegmodell. Az Internet rétegei - TCP/IP-rétegek

Hálózat szimuláció. Enterprise. SOHO hálózatok. Más kategória. Enterprise. Építsünk egy egyszerű hálózatot. Mi kell hozzá?

Lokális hálózatok. A lokális hálózat felépítése. Logikai felépítés

A MAC-cím (Media Access Control) egy hexadecimális számsorozat, amellyel még a gyártás során látják el a hálózati kártyákat. A hálózat többi eszköze

Számítógépes Hálózatok

Számítógépes Hálózatok. 6. gyakorlat

Helyi hálózatok. (LAN technológiák, közös médium hálózatok)

Számítógépes Hálózatok 2010

Rohonczy János: Hálózatok

Tartalom. Hálózati kapcsolatok felépítése és tesztelése. Rétegek használata az adatok továbbításának leírására. OSI modell. Az OSI modell rétegei

Hálózati architektúrák laborgyakorlat

Számítógép-hálózatok zárthelyi feladat. Mik az ISO-OSI hálózati referenciamodell hálózati rétegének főbb feladatai? (1 pont)

Adatkapcsolati réteg 1

Az adott eszköz IP címét viszont az adott hálózat üzemeltetői határozzákmeg.

Hálózati réteg. Feladata: a csomag eljusson a célig Több útválasztó Ez a legalacsonyabb rétek, mely a két végpont

LOKÁLIS HÁLÓZATOK 1.RÉSZ

Számítógépes Hálózatok ősz 2006

Organizáció. Számítógépes Hálózatok ősz Tartalom. Vizsga. Web-oldal

Számítógép hálózatok gyakorlat

Számítógépes Hálózatok és Internet Eszközök

Dr. Wührl Tibor Ph.D. MsC 04 Ea. IP kapcsolás hálózati réteg

Újdonságok Nexus Platformon

Organizáció. Számítógépes Hálózatok Gyakorlati jegy. Vizsga. Web-oldal

2: Minimális feszítőfák, legrövidebb utak. HálózatokII, 2007

Számítógép hálózatok

Tájékoztató. Használható segédeszköz: -

Hálózati alapismeretek

Tartalom. Az adatkapcsolati réteg, Ethernet, ARP. Fogalma és feladatai. Adatkapcsolati réteg. Ethernet

Számítógép-hálózatok. Gyakorló feladatok a 2. ZH témakörének egyes részeihez

Routing IPv4 és IPv6 környezetben. Professzionális hálózati feladatok RouterOS-el

Számítógépes Hálózatok ősz Hálózati réteg IP címzés, ARP, Circuit Switching, Packet Switching

Hálózati architektúrák és Protokollok Levelező képzés - 1. Kocsis Gergely

Informatikai hálózattelepítő és - Informatikai rendszergazda

A számítógépes hálózat célja

Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet. Jákó András BME EISzK

Számítógépes Hálózatok. 4. gyakorlat

Hálózati Technológiák és Alkalmazások

* Rendelje a PPP protokollt az TCP/IP rétegmodell megfelelő rétegéhez. Kapcsolati réteg

Tartalom. 1. és 2. rétegű eszközök. Hálózati kábelek. Első réteg. UTP kábel. Az UTP kábel felépítése

LAN-ok összekapcsolása. Számítógépes Hálózatok Repeater. Hub. 8. LAN-ok összekapcsolása; Hálózati réteg Packet Forwarding, Routing

Tartalom. Az adatkapcsolati réteg, Ethernet, ARP. Fogalma és feladatai. Adatkapcsolati réteg. A hálókártya képe

- 1 - LAN (Helyi hálózti környezet)

Számítógépes Hálózatok 2013

Kiszolgálók üzemeltetése. Iványi Péter

Hálózati architektúrák és Protokollok GI 7. Kocsis Gergely

Hálózati architektúrák és Protokollok Levelező II. Kocsis Gergely

Hálózati Architektúrák és Protokollok GI BSc. 3. laborgyakorlat

2014 UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS UNIVERSITY OF SZEGED

Hálózati architektúrák laborgyakorlat

Számítógép hálózatok, osztott rendszerek 2009

Kiszolgálók üzemeltetése. Iványi Péter

Járműinformatika Multimédiás buszrendszerek (MOST, D2B és Bluetooth) 4. Óra

4: Az IP Prefix Lookup Probléma Bináris keresés hosszosztályok alapján. HálózatokII, 2007

Routing update: IPv6 unicast. Jákó András BME EISzK

Számítógép rendszerek. 1. óra. Számítógépes hálózatok, internet

Hálózati architektúrák és Protokollok PTI 6. Kocsis Gergely

Számítógépes Hálózatok. 5. gyakorlat

A TCP/IP modell hálózati rétege (Network Layer) Protokoll-készlet: a csomagok továbbítása. Legjobb szándékú kézbesítés

Számítógép hálózatok 3. gyakorlat Packet Tracer alapok M2M Statusreport 1

Számítógépes Hálózatok 2011

Számítógépes Hálózatok

Hálózatok. Alapismeretek. A hálózatok célja, építőelemei, alapfogalmak

Internet Protokoll 6-os verzió. Varga Tamás

Lokális hálózatok I. rész

Ethernet hálózatok. Számítógép-hálózatok. Dr. Lencse Gábor. egyetemi docens Széchenyi István Egyetem, Távközlési Tanszék

Hálózati architektúrák és Protokollok GI 8. Kocsis Gergely

Informatikai hálózattelepítő és - Informatikai rendszergazda

MULTIMÉDIA TOVÁBBÍTÁSA AZ IP FELETT

Hálózati architektúrák és Protokollok PTI 5. Kocsis Gergely

Tájékoztató. Értékelés. 100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 40%.

Számítógép rendszerek. 1. óra. Számítógépes hálózatok, internet

Ethernet/IP címzés - gyakorlat

Számítógépes Hálózatok 2010

Számítógépes Hálózatok 2013

2017 UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS UNIVERSITY OF SZEGED

routing packet forwarding node routerek routing table

1: Bevezetés: Internet, rétegmodell Alapok: aszimptótika, gráfok. HálózatokII, 2007

Számítógépes hálózatok GY

Hálózati réteg, Internet

6.óra Hálózatok Hálózat - Egyedi számítógépek fizikai összekötésével kapott rendszer. A hálózat működését egy speciális operációs rendszer irányítja.

UTP vezeték. Helyi hálózatok tervezése és üzemeltetése 1

Programozható vezérlő rendszerek KOMMUNIKÁCIÓS HÁLÓZATOK 2.

Számítógépes Hálózatok ősz Adatkapcsolati réteg MAC, Statikus multiplexálás, (slotted) Aloha, CSMA

Mediumhozzáférés (Medium Access Control -- MAC) alréteg az adatkapcsolati rétegben. Számítógépes Hálózatok ősz 2006

Számítógépes Hálózatok 2012

(jegyzet) október 6-8-i óra anyaga A kezdetek Az ARPA project Okok és célok ISO OSI...

Számítógépes hálózatok GY

Átírás:

Számítógépes Hálózatok 2012 7. Adatkapcsolati réteg, MAC Ethernet; LAN-ok összekapcsolása; Hálózati réteg Packet Forwarding, Routing 1 Az Ethernet példája Gyakorlati példa: Ethernet IEEE 802.3 standard A IEEE 802.3 standard pontjai Vezeték Fizikai réteg Adatkapcsolati réteg médium hozzáférés kontrollal 2

Ethernet Vezetékek 10Base5 10Base2 10BaseT 3 Az Ethernet fizikai rétege Médiumtól függő Tipikusan: Manchester kód +/- 0.85 V Kód megsértés jelzi a frame-ek határát 4

Az Ethernet adatkapcsolati rétege, MAC alrétege Az állomások, melyek egy kábelhez csatlakoznak egy ütközési tartományt (collision domain) definiálnak. minden kapcsolódó állomás hall mindent MAC: lényegében CSMA/CD, binary exponential backoff Frame formátum: Időszinkronizálás: 10101010 MAC-címek A frame kitöltéséhez, hogy a 64 byte minimális hosszt elérje 5 Ethernet: Collision Detection -- Minimum Packet Size Ethernet minimum packet size = 64 byte = 512 bit Miért? Emlékezzünk, mi történik, ha két állomás A és B nagyon rövid frame-eket küldene A küld egy csomagot közvetlenül, mielőtt B észlelné ezt, B is elkezd küldeni ez kollíziót okoz, amit B detektál hogy A garantáltan detektálja ezt a kollíziót, az kell, hogy a csomag generálásához szükséges idő T packet 2 d Ha A és B a kábel két legtávolabbi pontján van: T min packet size 2 x max propagation delay d t T packet t+d t+2d-ε A B t+d-ε 6

Ethernet: End-to-End késés Miért 512 bit a minimális csomag méret? c kábelben = 60% * c vákuumban = 1.8 x 10 8 m/s 10Mbps Ethernet A maximális konfigurált Ethernet hossza: 2,5km, ráta: 10Mbps delay = 2500 m / 1,8 x 10 8 m/s 12.5µs +bevezetett repeaterek (max. 4 repeater: max. 5 szegmens) legrosszabb esetben: 2 x max prop delay 51.2µs 51.2µs x 10Mbps = 512bit tehát a minimális csomag méret (512 bit van éppen úton a kábelben) 51.2µs után a küldőnek garantált az egyedüli hozzáférés a linkhez 51.2µs: slot time az exponential backoff-ban 7 Ethernet: Csomagméret Mi a helyzet a maximális csomagmérettel? Szükséges ahhoz, hogy egy csomópont ne sajátíthassa ki a hálózatot 1500 byte az Ethernet-ben 8

Fast Ethernet Eredetileg az Ethernet 10 MBit/s átviteli rátát ért el Fast Ethernet Cél: Hátrafele kompatibilitás Eredmény: 802.3u Fast Ethernet (standard 1995) Fast Ethernet Frame formátum, protokoll azonos maradt az eredetivel A bitátviteli rátát 100 MBit/s-re növeli Ennek következtében csökkenti a maximális kábelhosszt (és az egy szegmensen megengedett repeater-ek számát) 9 Fast Ethernet Vezetékek Standard category-3 twisted pair (telefon kábel) nem támogat 200 MBaud rátát 100 m-en (100Mbps Manchester kóddal) Megoldás: 2 kábelpár csökkentett rátával Manchester helyett 4B/5B-kód Cat-5-kábelen 10

Gigabit Ethernet Gigabit Ethernet Cél: a korábbi Ethernet standard messzemenő átvétele Erdmény: 802.3z Gigabit Ethernet (standard 1998) Ennek az ára: korlátozás pont-pont kapcsolatra, Minden kábelhez pontosan két állomás kapcsolódik vagy switch vagy hub 11 Gigabit Ethernet Switch esetén Nincs kollízió CSMA/CD nem szükséges Full-duplex operációt tesz lehetővé minden linken Hub esetén Kollíziók, fél-duplex operáció (azaz váltakozva simplex), CSMA/CD Max. kabelhossz 25 m Carrier Extension: Az Ethernet kompatibilitás megtartása miatt a minimum packet size nem változott. Ehelyett a küldő hardware az 512 byte-nál rövidebb frame-eket saját kitöltő jeleivel kiegészíti 512 byte hosszúra (padding). Ezt a fogadó hardware eltávolítja. Ennek a módszernek a neve Carrier Extension. Frame bursting: Több rövid frame-et egybefűzve vihet át. Az összhosszt kitölti 512 byte-ra 12

Gigabit Ethernet Vezetékek 13 LAN-ok összekapcsolása 14

Repeater Szignál-regenerátor Fizikai réteg komponense Két kábelt köt össze Fogad egy szignált és azt regenerálva továbbítja a másik kábelen Csak az elektromos vagy az optikai szignált továbbítja A tartalmat (biteket) nem interpretálja Repeaterek a hálózatot fizikai szegmensekre osztják A logikai topológia megmarad A csatlakozó kábelek közös ütközési tartományt alkotnak 15 Hub Kábeleket köt össze csillag topológiában Hasonló a Repeaterhez A szignálokat minden csatlakozó kábelen továbbítja Fizikai réteg komponense A tartalmat nem interpretálja A csatlakozó kábelek egy ütközési tartományt alkotnak 16

Switch Terminálokat csillag topológiába kapcsol össze Adatkapcsolati réteg komponense Kollíziók egy szegmensen belül maradnak A frame-ek célcímét megvizsgálja és a frame-et csak a megfelelő kábelen továbbítja ehhez szükséges puffer és tudni kell melyik állomás hol csatlakozik Egy táblázatot tart nyilván: Megfigyeli, hogy honnan jön egy csomag, a küldőt azon a kábelen lehet elérni Backward learning 17 Bridge Lokális hálózatokat kapcsol össze Ellentétben switch-ekkel (azok csak állomásokat -- eredetileg) Adatkapcsolati réteg komponense Elkülöníti a kollíziókat Megvizsgálja az érkező frame-eket A frame-et csak a megfelelő kábelen továbbítja Csak korrekt frame-eket továbbít Az átmenet bridge és switch között folyamatos Összekapcsolhat többféle LAN tipust 18

Switches & bridges Tipikus kombináció: bridge csak egy másik állomás a swich számára Switch Bridge Switch 19 Backward learning a bridge-ekben Backward learning trivialis switch-ekben mi a helyzet a bridge-ekben? Példa: A küld frame-et E-nek Tegyük fel, B1 és B2 tudja, hogy hol van E B2 azt fogja látni, hogy A frame-je LAN2-ből jön Mivel B2 nem tud LAN1-ről, B2 azt feltételezi, hogy A LAN2-ben van Ami jó! B1 továbbítani fog minden A-nak küldött csomagot LAN1-nek, amely LAN2-be érkezik 20

Backward learning a bridge-ekben bootstrapping Az előző példában: honnan tudja B2 kezdetben, hogy hol van E? Válasz: NEM tudja Opció 1: kézi konfiguráció nem éppen szép megoldás! Opció 2: nem számít egyszerűen továbbítja az ismeretlen című csomagot mindenfele Azon hálózat kivételével, ahonnan érkezett Az algoritmus: elárasztás (flood) ha a cím ismeretlen; dobja el ha tudja, hogy nem szükséges; továbbítsa specifikusan, ha a cél címe ismert 21 Elárasztás bridge által problémák Backward learning by flooding egyszerű, de problémás Példa: Egy második bridge is összeköti a két LAN-t a nagyobb megbízhatóság miatt LAN2 F2 F1 B1 F2 B2 F1 LAN1 F Az F frame küldése ismeretlen célhoz F végtelen ciklusba kerül Hogy kerüljünk el ilyen ciklusokat? 22

1. Megoldás: Valahogy korlátozzuk az elárasztást Korlátozatlan, brute-force flooding nyilvánvalóan rossz Kerüljük el a ciklust azáltal, hogy megjegyezzük, hogy mely frame-ek azok, amelyeket már továbbítottunk Ha már láttunk és továbbítottunk egy frame-et, dobjuk el Előfeltétel: állapot és egyértelműség Bridge-eknek meg kell jegyezni, hogy mely frame-eket továbbította A frame-eknek egyértelműen azonosíthatóknak kell lenni legalább küldő, fogadó és sorozatszám szükséges az azonosításhoz Nagy overhead! Különösen az állapotok tárolása a probléma, és a keresés a sok állapot között Nem igen használják 23 2 Megoldás: Feszítőfák A csomagok ciklusai csak akkor jöhetnek létre, ha a gráf, amit a bridge-ek definiálnak kört tartalmaz Tekintsük a LAN-okat és a bridge-eket csomópontoknak Egy LAN-csomópont és egy bridge-csomópont össze van kötve egy éllel, ha a LAN a bridge-hez kapcsolódik Redundáns élek köröket formálnak ebben a gráfban Ötlet: alakítsuk át a gráfot köröktől mentessé Legegyszerűbb megoldás: Számítsunk ki egy feszítőfát ebben a LAN-bridge gráfban Definíció: Legyen G=(V,E) egy gráf. G egy olyan T=(V, E T ) részgráfját, E T E, ami egy fa (összefüggő és nem tartalmaz kört), G feszítőfájának nevezzük Egyszerű, önkonfiguráló, nem kell kézi beavatkozás De nem optimális: az installált bridge-ek kapacitását nem biztos hogy kihasználja IEEE 802.1D: Spanning Tree Protocol (STP), Egy feszítőfa IEEE 802.1w: Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) 24

Konvergencia: Switch és bridge Tradícionálisan, a megkülönböztetés bridge és switch között értelmes volt Ma: a legtöbb készülék kínálja mindkét tipusú funkcionalitást Gyakran inkább marketing megkülönböztetés, mint műszaki 25 Hálózati réteg 26

A hálózati réteg Lokális hálózatokat összeköthetünk hub-okkal, switch-ekkel, bridgeekkel az alacsonyabb retegekben Hub(fizikai réteg): kollíziók száma nagyon gyorsan növekszik Switch (Adatkapcsolati réteg): Az útvonalakról a forgalom megfigyelésével gyűjt információt Ismeretlen célcím esetén a broadcast problémákat okoz Az Internet kb.10 Mio. lokális hálózatot tartalmaz... Nagy hálózatokban a csomagok továbbításához útvonal információk szükségesek. A hálózati réteg feladatai Az útvonal információk felépítése (route detection) A csomagok továbbítása (packet forwarding) Az Internet-Protokoll lényegében hálózati réteg protokoll 27 Routing-tábla és csomag továbbítás (packet forwarding) IP-Routing-tábla Tartalmazza cél címekhez (destination) a következő számítógép (gateway) címét a hozzá vezető úton A cél meghatározhat egy számítógépet vagy egy egész sub-net-et Ezen kívül tartalmaz egy default-gateway-t Packet forwarding (korábban packet routing-nak nevezték) IP csomag (datagram) tartalmazza a küldő IP címét és a cél IP címét Amikor egy IP csomag megérkezik egy routerhez: Ha a cél IP cím = saját IP cím, akkor a csomagot kiszállítja Ha a cél IP cím a routing-táblában van, továbbítja a megadott gateway-hez Ha a cél IP-subnet a routing-táblában van, továbbítja a megadott gatewaynek Egyébként továbbítja a default-gateway-nek 28

Internet Protocol IP Az adatok a küldőtől a cél-állomásig IP-csomagokban kerülnek átvitelre A csomagok fejléce tartalmazza a cél IP-címét IPv4: 32 Bit-címek IPv6: 128 Bit-címek 20 octet 0 4 8 16 31 Ver HL ToS Total Length Identification - D M Fragment Offset TTL Protocol Source Address Destination Address Options (max. 40 octet) Header Data IPv4 csomag 29 Csomag továbbítás az Internet Protokollban IP-csomag (datagram) tartalmazza TTL (Time-to-Live): hop-ok számát Küldő IP címét Cél IP címét Egy csomag kezelése a routerben TTL = TTL - 1 Ha TTL 0 akkor packet-forwarding a routing-tábla alapján Ha TTL = 0 vagy probléma lép fel a packet-forwarding-nél: Töröljük a csomagot Ha a csomag nem ICMP-csomag (Internet Control Message Protocol), akkor Küldjünk ICMP-csomagot (TTL equals 0 during transit), melyben Küldő IP címe = aktuális IP cím Cél IP címe = az eredeti küldő IP címe 0 4 8 16 31 Ver HL ToS Total Length Identification - D M Fragment Offset TTL Protocol Source Address Destination Address Options (max. 40 octet) Data 30