Hálózati alapismeretek 10. Alhálózatok és forgalomirányítási alapismeretek
1. Irányított protokollok 2. IP alapú irányító protokollok 3. Az alhálózatok működése
Irányított protokollok Irányított protokoll Hálózatok közötti adattovábbítást tesznek lehetővé Minden hálózati készülékhez képes hálózat és állomás azonosítót rendelni IP, mint irányított protokoll A legszélesebb körben használt hierarchikus hálózati címzési séma Összeköttetésmentes átvitel előtt nem jön létre dedikált áramköri kapcsolat nem megbízható, a továbbítást a legjobb szándék szerint végző protokoll nem ellenőrzi az adatok megérkezését felsőbb protokollok Minden hálózati interfészhez egy 32 bites azonosítót rendel Az azonosító egy része a hálózatot, más része az állomást jelöli IP alhálózatok használata IP címek csoportosítására szolgál Útválasztást teszi lehetővé
A csomagok terjesztése A csomag adatainak változása Minden harmadik rétegbeli eszköz lecseréli a csomag második rétegbeli címzését, mert az csak lokális címzésre jó Az adatokban a harmadik rétegbeli eszköz megváltoztatja a második rétegbeli információkat A forrás és cél MAC címek eszközről eszközre változnak A forrás és cél IP címek változatlanok maradnak 192.168.100.1 A2:B2:C2:33:44:55 192.168.200.1 A4:B4:C4:12:34:56 192.168.100.3 A1:B1:C1:00:11:22 192.168.200.2 A3:B3:C3:66:77:88 192.168.10.1 A5:B5:C5:78:90:12 192.168.10.4 A6:B6:C6:34:56:78 Forrás MAC Cél MAC Forrás IP Cél IP A5:B5:C5:78:90:12 A6:B6:C6:34:56:78 192.168.100.3 192.168.10.4
Összeköttetés alapú és mentes szállítás Feladatuk Végponttól végpontig tartó szállítás biztosítása Összeköttetés alapú szállítás Küldő és címzett az adatküldés előtt kiépít egy összeköttetést (pl: telefon: tárcsázás kapcsolat kommunikáció) Csomagok sorrendje kötött- egymás után, változatlan sorrendben haladnak Vonalkapcsolt hálózat Összeköttetés mentes szállítás Az egyes adatrészek más-más úton jutnak célba Küldés előtt a forrás nem veszi fel a célállomással a kapcsolatot (pl. posta: címzett nem tud a levélről, a küldő nem értesül a megérkezésről) Csomagok küldési és érkezési sorrendje nem ugyanaz a célkészülék újra összeállítja Csomagkapcsolt hálózat
Az IP csomagok felépítése 0 15 16 31 Verzió Hossz Szolgáltatástípus Teljes hossz Azonosítás (aktuális datagram) Jelzők Darabeltolás Élettartam (TTL) Protokoll Fejrész ellenőrző összege Forrás IP címe Cél IP címe IP opciók (pl. biztonsági szolgáltatások) Adatok (változó) Verzió: IPv4 vagy IPv6 Hossz: (Header Length, HLEN) az IP csomag fejrészének a hosszát adja meg Kitöltés Szolgáltatástípus: (Type of Service-ToS) felsőbb rétegbeli protokoll által megadott fontossági szint minimális várakozás' (Minimum Delay), 'maximális teljesítmény' (Maximum Throughput), 'maximális megbízhatóság' (Maximum Reliabilty) és 'minimális költség' (Minimum Cost) Teljes hossz: a teljes csomag hossza byte-ban Azonosítás: sorozatszám, az aktuális datagramot azonosítja Jelzők: a darabolást vezérli, engedélyezi, jelzi + a Darabeltolás a datagram darabjainak összeállítását segíti Élettartam: (Time to Live, TTL)a csomag hány ugráson haladt keresztül, csökken minden routernél 1-el Protokoll: megadja melyik felsőbb rétegbeli (4.) protokollnak kell továbbítani az adatot (TCP v UDP) Fejrész ellenőrző összege: az IP-fejrész sértetlenségének az ellenőrzésére IP opciók: IP kiegészítők küldhetők (pl.:biztonság; változó hosszúságú) + Kitöltés 32 bitre
1. Irányított protokollok 2. IP alapú irányító protokollok 3. Az alhálózatok működése
A forgalomirányítás áttekintése Az OSI modell harmadik rétegéhez tartozó funkció Hierarchikus séma, egyedi címek csoportos kezeléséhez Címek csoportjának kezelése egy egységben történik, amíg nincs szükség a konkrét célcímre Forrás és cél közötti legjobb út kiválasztása Forgalomirányítók feladata Forgalomirányítók funkciói Irányítótáblák fenntartása és más forgalom irányítók értesítése ezek változásáról (irányító protokollok használatával) Érkező csomag esetén az irányítótábla segítségével a megfelelő interfészekre kapcsolás, keretezés Optimális útvonal: egy vagy több irányítási mérték alapján, logikai döntésekkel választják ki a legjobb útvonalat.
Irányítás és kapcsolás összehasonlítása forgalomirányító - Kapcsoló irányítás - kapcsolás Jellemzők Forgalomirányító Kapcsoló Sebesség Lassabb Gyorsabb OSI modell 3. Réteg 2. Réteg Használt címzés IP MAC Adattábla ARP és irányítótábla is Csak ARP tábla Szórások Blokkolja Átengedi Biztonság Magasabb Alacsonyabb Például: helyi távolsági telefonhívás 48-as körzet azonos logikai hálózat 06 átjáró, más körzet
Irányító és irányított protokollok Irányított protokollok A hálózatokon keresztüli tényleges adattovábbítást végzik Olyan hálózati protokollok, melyek elegendő információt tudnak adni a forgalomirányítóknak, hogy azok az adatokat a célállomáshoz továbbítsák Definiálják a csomag mezőinek formátumát és használatát IP, Novell IPX, DecNET, AppleTalk, Banyan VINES, XNS Irányító protokollok Lehetővé teszik, hogy a routerek irányítsák az irányított protokollokat Irányítási információk megosztása céljából használják A forgalomirányítók irányítótábláinak kicserélését, frissítését lehetővé tevő kommunikáció szabályozása Az útvonal meghatározása után a forgalomirányító irányítani tud egy irányított protokollt RIP, IGRP, OSPF, BGP, EIGRP
Az útvonalak kiválasztása
Irányítótáblák A forgalomirányítók irányító protokollok segítségével építik fel és tartják karban az irányítási, útválasztási információkat tartalmazó irányítótáblákat. Mindez az útvonalak kiválasztásának folyamatát segíti. Feltöltés, karbantartás Irányító protokollok segítségével a forgalomirányítók kommunikálnak Automatikus, vagy manuális feltöltés, karbantartás Karbantartás útvonal-frissítési üzenet segítségével Irányítótáblák tartalma Protokolltípus a bejegyzést létrehozó irányító protokoll típusa Következő ugrás hozzárendelése közvetlenül csatlakozó vagy ugrás/másik router/ Irányítási mérték az útvonal előnyösségét az irányítási mértékek adják meg Kimenő interfész amelyen az adatot továbbítani kell a végső cél felé
Irányítási algoritmusok és mértékek Irányító algoritmusok jellemzői Optimalizálás a legjobb útvonal kiválasztó képesség Egyszerű működés, kis többletterhelés minél egyszerűbb, annál hatékonyabban futtatható Robosztusság, stabilitás szokatlan, előre nem látott körülmények között is jól kell működnie Rugalmasság gyorsan kell alkalmazkodniuk a hálózat változásaihoz Gyors konvergencia amikor minden router azonos képet alakít ki a hálózat útvonalairól Mértékek számítása Sávszélesség - adatátviteli kapacitás 10Mbit/s > 56 kbit/s Késleltetés - forrástól célig tartó idő /sávszélesség. távolság, torlódások, stb/ Terhelés - hálózati erőforrás lefoglaltságának mértéke Megbízhatóság - az összeköttetések hibaaránya Ugrásszám - hány forgalomirányítón kell áthaladni Költség - tetszőleges érték, ártól v a rendszergazdától függ
IGP és EGP Autonóm rendszer Közös felügyelet alatt álló hálózatok csoportja Forgalomirányítói egységes irányítási képet adnak IGP (Interior Gateway Protocol) Autonóm rendszeren belüli irányító protokollok RIP, RIPv2, IGRP, EIGRP, OSPF, IS-IS EGP (Exterior Gateway Protocol) Autonóm rendszerek közötti irányító protokollok BGP
Irányító protokollok típusai Távolságvektor alapú Egy összeköttetéshez egy irány(vektor) és távolság meghatározása Szomszédok felé rendszeresen teljes vagy részleges táblafrissítés Frissítések segítségével saját tábla ellenőrzése, módosítása Pletyka alapú forgalomirányítás, azaz egyes irányítók ismeretei a hálózatról más irányítók ismeretein alapulnak RIP, IGRP, EIGRP Kapcsolatállapot alapú Gyorsan reagálnak a hálózat változásaira Eseményvezérelt (Link State Advertisement, LSA) és időszakos, rendszeres (pl. 30 perc) (elárasztásos) frissítések Hálózati topológia adatok a kapcsolatállapot adatbázisban tárolódnak Irányító tábla az adatbázisból származtatható Minden irányító tisztában van a teljes hálózat állapotával OSPF, IS-IS
Irányító protokollok RIP (Routing Information Protocol forgalomirányító információs protokoll) Mértéke az ugrásszám, alhálózati maszkokat nem vesz figyelembe /osztályalapú/ Meghatározza az összeköttetések irányát és távolságát, max. 15 ugrás. RIPv2 A RIP kiegészítése osztály nélküli irányítás és VLSM használatával IGRP (Interior Gateway Routing Protocol belső átjáróirányító protokoll) A Cisco protokollja nagyobb hálózatokhoz, csak osztályalapú működés Mértéke a sávszélesség, terhelés, késleltetés és a megbízhatóság EIGRP (Enhaced IGRP továbbfejlesztett IGRP) IGRP továbbfejlesztése VLSM és néhány kapcsolatállapot képességgel Hibrid protokoll OSPF (Open Shorted Path First legrövidebb út protokoll) Nagyméretű összekapcsolt hálózatokhoz, VLSM és CIDR képességgel BGP4 (Border gateway Protokoll határátjáró-protokoll) Hurokmentes forgalomirányítás autonóm rendszerek között, CIDR Hálózati házirendek és BGP útvonaljellemzők a mértékei
1. Irányított protokollok 2. IP alapú irányító protokollok 3. Az alhálózatok működése
Az IP hálózatcímek osztályai IP címek bitmintái A osztály 0nnnnnnn hhhhhhhh hhhhhhhh hhhhhhhh B osztály 10nnnnnn nnnnnnnn hhhhhhhh hhhhhhhh C osztály 110nnnnn nnnnnnnn nnnnnnnn hhhhhhhh D osztály 1110xxxx xxxxxxxxx xxxxxxxxx Xxxxxxxxx E osztály 1111xxxx xxxxxxxxx xxxxxxxxx xxxxxxxxx Ha kisebb mennyiségű IP címre van szükség, az egyes hálózatok további alhálózatokra bonthatók A D osztályt csoportcímzéshez használjuk, nem kell elkülöníteni a hálózati (n) és állomás (h) biteket Az E osztály címei kutatási célokra lettek fenntartva
Alhálózatok és használatuk Az alhálózatok jelentősége Különböző címosztályok további bontására szolgálnak, hálózati címek jobb kihasználhatósága Egyszerűbb felügyelet, nagyobb biztonság, szórások kezelése Kezelésük LAN-on belül történik Az alhálózatok képzése Az alhálózat és állomáscím mezők az eredeti IP cím állomásmezőiből hozhatók létre, annak baloldali bitjeinek kölcsönadásával A osztályból 0nnnnnnn ssssssss sshhhhhh hhhhhhhh B osztályból 10nnnnnn nnnnnnn sssshhhh hhhhhhhh C osztályból 110nnnnn nnnnnnn nnnnnnnn ssshhhhh
Alhálózati maszkok számítása Alhálózati maszk Alhálózati maszkok C osztályú hálózat esetén 10000000 11000000 11100000 11110000 11111000 11111100 /25 /26 /27 /28 /29 /30 128 192 224 240 248 252 Alhálózatok 2 (0) 4 (2) 8 (6) 16 (14) 32 (30) 64 (62) Állomások 64 (62) 32 (30) 16 (14) 8 (6) 4 (2) # Alhálózat azonosító Maszk Állomás azonosítók Szórási cím 0 193.224.80.0 /27 193.224.80.1-.30 193.224.80.31 1 193.224.80.32 /27 193.224.80.33-.62 193.224.80.63 2 193.224.80.64 /27 193.224.80.65-.94 193.224.80.95 3 193.224.80.96 /27 193.224.80.97-.126 193.224.80.127 4 193.224.80.128 /27 193.224.80.129-.158 193.224.80.159 5 193.224.80.160 /27 193.224.80.161-.190 193.224.80.191 6 193.224.80.192 /27 193.224.80.193-.222 193.224.80.223 7 193.224.80.224 /27 193.224.80.225-.254 193.224.80.255
Köszönöm a figyelmet!