A hálózati réteg. Számítógépes Hálózatok Internet Protocol IP. Routing-tábla és csomag továbbítás (packet forwarding)

Hasonló dokumentumok
Számítógépes Hálózatok 2010

Számítógépes Hálózatok 2011

Számítógépes Hálózatok LAN-ok összekapcsolása; Hálózati réteg Packet Forwarding, Link-State-Routing, Distance- Vector-Routing

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

LAN-ok összekapcsolása. Számítógépes Hálózatok Repeater. Hub

Számítógépes Hálózatok 2011

Az előadáshoz. Tartalom

Számítógépes Hálózatok

Hálózati Algoritmusok

Számítógépes Hálózatok 2013

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

2: Minimális feszítőfák, legrövidebb utak. HálózatokII, 2007

Dinamikus routing - alapismeretek -

Számítógépes Hálózatok 2012

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

Statikus routing. Hoszt kommunikáció. Router működési vázlata. Hálózatok közötti kommunikáció. (A) Partnerek azonos hálózatban

Hálózatok építése és üzemeltetése

Hálózati Technológiák és Alkalmazások. Vida Rolland, BME TMIT október 29. HSNLab SINCE 1992

Forgalomirányítás (Routing)

Routing update: IPv6 unicast. Jákó András BME EISzK

Hálózati Technológiák és Alkalmazások

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

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

20 bájt 8 bájt. IP fejléc UDP fejléc RIP üzenet. IP csomag UDP csomag

Hálózati Technológiák és Alkalmazások

Az internet ökoszisztémája és evolúciója. Gyakorlat 4

IP alapú kommunikáció. 4. Előadás Routing 1 Kovács Ákos

Konfiguráljuk be a TCP/IP protokolt a szerveren: LOAD INETCFG A menüpontokból válasszuk ki a Proctcols menüpontot:

Hálózati architektúrák és Protokollok PTI 6. Kocsis Gergely

Az internet ökoszisztémája és evolúciója. Gyakorlat 4

Számítógépes hálózatok

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

Hálózati Technológiák és Alkalmazások. Vida Rolland, BME TMIT november 5. HSNLab SINCE 1992

Forgó mágneses tér létrehozása

V2V - routing. Intelligens közlekedési rendszerek. VITMMA10 Okos város MSc mellékspecializáció. Simon Csaba

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

Hálózati Technológiák és Alkalmazások

Internet használata (internetworking) Készítette: Schubert Tamás

Hálózatok építése és üzemeltetése

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

Számítógépes hálózatok

Számítógépes Hálózatok. 6. gyakorlat

Tájékoztató. Használható segédeszköz: -

Villámvédelem 3. #5. Elszigetelt villámvédelem tervezése, s biztonsági távolság számítása. Tervezési alapok (norma szerint villámv.

Számítógépes Hálózatok 2011

routing packet forwarding node routerek routing table

Számítógépes Hálózatok

Internet Protokoll 6-os verzió. Varga Tamás

Számítógépes hálózatok

Hálózati architektúrák laborgyakorlat

FORGALOMIRÁNYÍTÓK. 6. Forgalomirányítás és irányító protokollok CISCO HÁLÓZATI AKADÉMIA PROGRAM IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA

Forgalomirányítás, irányító protokollok (segédlet az internet technológiák 1 laborgyakorlathoz) Készítette: Kolluti Tamás RZI3QZ

20 bájt 8 bájt. IP fejléc UDP fejléc RIP üzenet. IP csomag UDP csomag

FORGALOMIRÁNYÍTÓK. 7. Távolságvektor alapú forgalomirányító protokollok CISCO HÁLÓZATI AKADÉMIA PROGRAM IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA

Hálózati architektúrák és Protokollok Levelező II. Kocsis Gergely

A kapcsolás alapjai, és haladó szintű forgalomirányítás. 1. Ismerkedés az osztály nélküli forgalomirányítással

Gyakorló feladatok Az alábbiakon kívül a nappalis gyakorlatokon szereplő feladatokból is lehet készülni.

Tartalom. Router és routing. A 2. réteg és a 3. réteg működése. Forgalomirányító (router) A forgalomirányító összetevői

Hálózati architektúrák és Protokollok PTI 5. Kocsis Gergely

Hálózati alapismeretek

Bevezető. Az informatikai biztonság alapjai II.

Számítógépes Hálózatok GY 8.hét

Hálózati architektúrák és Protokollok GI 7. Kocsis Gergely

Újdonságok Nexus Platformon

IP alapú kommunikáció. 5. Előadás Routing 2 Kovács Ákos

Unicast. Broadcast. Multicast. A célállomás egy hoszt. A célállomás az összes hoszt egy adott hálózaton

Unicast A célállomás egy hoszt. Broadcast A célállomás az összes hoszt egy adott hálózaton

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

Kidolgozott minta feladatok kinematikából

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

6. Forgalomirányítás

Számítógépes Hálózatok. 8. gyakorlat

Hálózati rendszerek adminisztrációja JunOS OS alapokon

Beállítások 1. Töltse be a Planet_NET.pkt állományt a szimulációs programba! A teszthálózat már tartalmazza a vállalat

Számítógép hálózatok, osztott rendszerek 2009

TARTÓSZERKEZETEK II.-III.

Modbus kommunikáció légkondícionálókhoz

IP anycast. Jákó András BME TIO

Address Resolution Protocol (ARP)

Számítógépes Hálózatok

Hálózatok II. A hálózati réteg funkciói, szervezése

Változók közötti kapcsolat II. A nominális / ordinális eset: asszociációs mérőszámok.

Hálózati architektúrák és Protokollok GI 8. Kocsis Gergely

Perifériakezelés. Segítség március 16. Izsó Tamás Perifériakezelés/ 1

IP multicast routing napjainkban. Jákó András BME EISzK

Ethernet/IP címzés - gyakorlat

10: Peer-To-Peer Hálózatok I. HálózatokII, 2007

MAC címek (fizikai címek)

Hálózati architektúrák laborgyakorlat

III. Felzárkóztató mérés SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM GYŐR TÁVKÖZLÉSI TANSZÉK

IP alapú kommunikáció. 6. Előadás MPLS Kovács Ákos

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

2014 UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS UNIVERSITY OF SZEGED

Hálózati réteg, Internet

1. Mit jelent a /24 címmel azonosított alhálózat?

2016 UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS UNIVERSITY OF SZEGED

Kommunikációs rendszerek programozása. Routing Information Protocol (RIP)

Számítógép hálózatok 3. gyakorlat Packet Tracer alapok M2M Statusreport 1

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

Az internet ökoszisztémája és evolúciója. Gyakorlat 2

Átírás:

hálózati réteg Számítógépe Hálózatok 0 8. Hálózati réteg Packet orwarding, Routing, itance Vector Routing, Link State Routing, RIP, OSP, IGRP Lokáli hálózatokat özeköthetünk hub-okkal, witch-ekkel, bridgeekkel az alaconyabb retegekben Hub(fizikai réteg): kollíziók záma nagyon gyoran növekzik Switch (datkapcolati réteg): z útvonalakról a forgalom megfigyeléével gyűjt információt Imeretlen célcím eetén a broadcat problémákat okoz z Internet kb.0 Mio. lokáli hálózatot tartalmaz... Nagy hálózatokban a comagok továbbítáához útvonal információk zükégeek. hálózati réteg feladatai z útvonal információk felépítée (route detection) comagok továbbítáa (packet forwarding) z Internet-Protokoll lényegében hálózati réteg protokoll Hálózatok, 0 Hálózatok, 0 Routing-tábla é comag továbbítá (packet forwarding) IP-Routing-tábla Tartalmazza cél címekhez (detination) a következő zámítógép (gateway) címét a hozzá vezető úton cél meghatározhat egy zámítógépet vagy egy egéz ub-net-et zen kívül tartalmaz egy default-gateway-t Packet forwarding (korábban packet routing-nak nevezték) IP comag (datagram) tartalmazza a küldő IP címét é a cél IP címét mikor egy IP comag megérkezik egy routerhez: Ha a cél IP cím = aját IP cím, akkor a comagot kizállítja Ha a cél IP cím a routing-táblában van, továbbítja a megadott gateway-hez Ha a cél IP-ubnet a routing-táblában van, továbbítja a megadott gatewaynek gyébként továbbítja a default-gateway-nek Internet Protocol IP z adatok a küldőtől a cél-állomáig IP-comagokban kerülnek átvitelre comagok fejléce tartalmazza a cél IP-címét IPv: it-címek IPv: 8 it-címek 0 8 Ver HL ToS Total Length Identification - M ragment Offet 0 octet TTL Protocol Source ddre Header etination ddre Option (max. 0 octet) ata IPv comag Hálózatok, 0 Hálózatok, 0

omag továbbítá az Internet Protokollban IP-comag (datagram) tartalmazza TTL (Time-to-Live): hop-ok zámát Küldő IP címét él IP címét gy comag kezelée a routerben TTL = TTL - 0 8 Ver HL ToS Total Length Identification - M ragment Offet TTL Protocol Source ddre etination ddre Option (max. 0 octet) Ha TTL 0 akkor packet-forwarding a routing-tábla alapján Ha TTL = 0 vagy probléma lép fel a packet-forwarding-nél: Töröljük a comagot Ha a comag nem IMP-comag (Internet ontrol Meage Protocol), akkor Küldjünk IMP-comagot (TTL equal 0 during tranit), melyben Küldő IP címe = aktuáli IP cím él IP címe = az eredeti küldő IP címe ata Statiku é dinamiku routing orwarding: omagok továbbítáa Routing: Útvonalak meghatározáa, azaz routing-tábla felépítée (rute detection) Statiku routing routing-táblát manuálian építjük fel Ki é tatiku LN-ok eetén értelme inamiku routing routing-tábla felépítée é aktualizáláa automatizált entalizált algoritmu, pl. Link State gy/minden állomának imerni kell minden információt ecentráli algoritmu, pl. itance Vector minden routeren lokálian dolgozik, lokáli információkkal Hálózatok, 0 Hálózatok, 0 Legrövidebb utak fája ingle ource hortet path dott: gy irányított gráf G = (V,), w : R 0 nem negatív élúlyokkal Kezdő comópont V Legyen P útvonal úlya w(p) := e P w(e) az élek úlyainak özege P-ben u é v távolága G-ben, u,v V, egy legrövidebb út úlya G-ben u é v között : d(u,v) := min{ w(p) : P egy út u-tól v-hez G-ben}. Kereük: egy legrövidebb utat kezdő comóponttól minden má v V \ {} comóponthoz G-ben eltezük, hogy minden v V \ {} elérhető -ből. Nem elérhető comóponthoz nem létezhet legrövidebb út em Megoldá: gy fa, melynek gyökere é minden v V \ {} comóponthoz tartalmaz egy legrövidebb utat -től v-hez G-ben ijktra algoritmua Ötlet: legrövidebb utakat hozuk zerint növekvő orrendben zámítjuk ki. Minden v V comóponthoz kizámítjuk a következő értékeket: d[v]: egy legrövidebb út hoza -től v-hez, pred[v]: a v-t megelőző comópont egy legrövidebb úton -től v-hez. z algoritmu végrehajtáa után az élhalmaz { (pred[v],v) : v V \ {} } megadja egy legrövidebb utak fáját gyökérrel G-ben. gy v comópontot kéz -nek jelölünk: ready[v] = true, ha már meghatároztunk egy legrövidebb utat -től v-hez (röv. legrövidebb -v utat). nem kéz comópontok halmazát, amelyeket egy current ditance d[v] kéz comópontból egy éllel elérünk, horizont-nak nevezzük. 0 ready ource node horizon Hálózatok, 0 7 Hálózatok, 0 8

ijktra algoritmua Invariánok: Minden horizont beli comópontot egy Q priority-queue-ban tárolunk, úgy hogy minden v Q comópontra a következő érvénye: d[v] egy legrövidebb -v út hoza mindazon utak között, melyek v-n kívül cak kéz comópontokat tartalmaznak, pred[v] a v-t megelőző comópont egy ilyen úton, v prioritáa Q-ban d[v] Inicializálá d[]:=0, ready[]:=true, minden v zomzédjára: d[v]:=w(,v), pred[v]:=, ready[v]:=fale, 0 Q.Inert(v,d[v] ). Minden v V \ {} comópontra: d[v]:=, ready[v]:=fale. ijktra algoritmua z invariánok megőrzée egy iteráció után Minden lépében egy új comópont lez kéz, egy comópont v minimáli prioritáal. d[v] már tartalmazza a helye értéket. Mivel v minimáli prioritáú comópont, minden olyan -v út úlya, amely nem kéz comópontot i tartalmaz, legalább olyan nagy, mint annak az útnak a hoza, amit már megtaláltunk a cak kéz comópontokat tartalmazó utak között. Legyen dj[v] := { u : (v,u) }, v V, a v-hez adjacen comópontok halmaza minden u dj[v], ha u Q, meg kell vizgálni, hogy -től u-hoz direkt v-ből egy rövidebb út vezet-e, mint azok az utak, amik cak v-től különböző kéz comópontot tartalmaznak. Ha igen, akkor aktualizáljuk pred[u] := v é d[u] := d[v] + w(v,u), cökkentük u prioritáát Q-ban. minden u dj[v], ha u Q é u nem kéz : pred[u] := v, d[u] := d[v] + w(v,u), u-t be kell zúrni Q-ba d[u] prioritáal. 0 Hálózatok, 0 9 Hálózatok, 0 0 ijktra algoritmua ijktra algoritmua ijktra(g,,w) Output: egy legrövidebb utak fája T=(V, ) G-ben gyökérrel 0 := Ø; 0 ready[] := true; 0 ready[v] := fale; v V \ {}; 0 d[] := 0; 0 d[v] :=; v V \ {}; 0 priority_queue Q; 07 forall v dj[] do 08 pred[v] := ; 09 d[v] := w(,v); 0 Q.Inert(v,d[v]); od while Q Ø do v := Q.eleteMin(); := U {(pred[v],v)}; ready[v] := true; forall u dj[v] do 7 if u Q and d[v] + w(v,u) < d[u]) then 8 pred[u] := v; 9 d[u] := d[v] + w(v,u); 0 Q.ecreaePriority(u,d[u]); ele if u Q and not ready[u] then pred[u] := v; d[u] := d[v] + w(v,u); Q.Inert(u,d[u]); fi od 7 od utái idő (ibonacci Heap-pel): # Q.Inert(): n (comópontonként ) -- O(n) idő # Q.eleteMin(): n (comópontonként ) -- O(n log n) idő # Q.ecreaePriority(): m (élenként ) -- O(m) idő # tezt a 7. é. orban: m (élenként ) -- O(m) idő Inicializálá: O(n) idő Özeen: O(n log n + m) idő Tárigény: O(n+m) Hálózatok, 0 Hálózatok, 0

ijktra: Példa ellman-ord algoritmu zimmetrikuan irányított élek Negatív élúlyok eetén ijktra algoritmua nem működik ellman-ord algoritmu (97) megoldja a problémát O( V ) idő alatt. inamiku programozá: a k-adik iteráció után, k=,, V -, minden v V: ha d[v], akkor d[v] egy -v út P v úlya é d[v] nem nagyobb mint egy legrövidebb -v út úlya, amely k élt tartalmaz pred[v] = ha d[v] =, egyébként pedig (pred[v],v) az utoló él a P v úton ellman-ord(g,,w) 0 forall v V do 0 d[v] := ; pred[v] := 0 d[] := 0 0 for k := to V do 0 forall (u,v) do 0 if d[u] + w(u,v) < d[v] then 07 d[v] := d[u] + w(u,v) 08 pred[v] := u 09 forall (u,v) do 0 if d[u] + w(u,v) < d[v] then error negatív úlyú ciklut találtunk" Hálózatok, 0 Hálózatok, 0 ellman-ord: Példa - - - - ügg az élek feldolgozáának orrendjétől 7 - - itance Vector Routing Protokoll ellman-ord algoritmunak az eloztott változatát haználja, azaz minden comópont cak a direkt zomzédjaival kommunikál zinkron működé comópontoknak nem ugyanabban a körben kell információkat cerélniük Minden router nyilvántart egy táblát minden lehetége célhoz egy bejegyzéel (ditance vector) egy bejegyzé tartalmazza a legrövidebb út (becült) költégét (delay, vagy #hop) a következő comópont címét ezen az úton (next hop) minden router imeri a költéget a direkt zomzédaihoz Periodikuan elküldi a tábláját minden zomzédjának mikor egy router megkapja a zomzéd tábláját aktualizálja a aját tábláját Initial ditance vector of cot next hop - - - vector after received vector cot next hop - Initial ditance vector of cot next hop - - final ditance vector cot next hop Hálózatok, 0 Hálózatok, 0

ount to Infinity Probléma Jó hír gyoran terjed Új kapcolat létrejöttekor gyoran aktualizálódnak a táblák Roz hír laan terjed Kapcolat kieik zomzédok felváltva növelik a távolágokat ount to Infinity Probléma é nem tudja, hogy nem elérhető (amíg a távolág el nem ér egy limitet, amit -nek tekintenek) ikluok keletkezhetnek itance vector of cot next hop - itance table of cot next hop itance table of cot next hop cot next hop 7 cot next hop 7 Röviddel utánna itance vector of cot next hop itance table of cot next hop itance table of cot next hop cot next hop cot next hop 9 ount to Infinity Probléma Módoítáok a itance-vector routing protokollokban a ping-pong-cikluokat (count to infinity) megakadályozáához plit horizon: olyan orokat nem küld viza a comópont annak a zomzédjának, amit tőle tanult a példában nem küldi a (,,) ort viza -nek, mert azt -től kellett tanulnia plit horizon with poion revere: negatív információt küld viza pl. (,) utat küldi viza -nek Mindkét módzer cak két comópontból álló ciklut kerül el itance table of cot next hop itance table of cot next hop - Hálózatok, 0 7 Hálózatok, 0 8 Link State Protokoll Minden Link State router tárolja a hálózat topológiáját egy nem-eloztott legrövidebb utak algoritmut haznál routerek Link State Packet (LSP) által cerélnek ki információkat LSP tartalmazza az LSP-t létrehozó r router IP címét a költégét r minden direkt zomzédjához orozatzámot (SQNO) TTL (time to live) mezőt Megbízható eláraztá (Reliable looding) minden comópont aktuáli LSP-jét tároljuk továbbítjuk az LSP-ket minden zomzédo comóponthoz azon comópont kivételével, amely az LSP-t felénk továbbította továbbítánál cökkentjük a TTL értékét periodikuan létrehozunk egy új aját LSP-t növekvő SQNO-val Hálózatok, 0 9 lapo routing korlátai Link State Routing O( n) bejegyzére van zükég, ahol n a routerek záma, a maximáli fok Minden comópont minden má comópontnak el kell hogy küldje az információit itance Vector O(n) bejegyzé routerenként ikluokat okozhat Konvergencia ideje a hálózat méretével nő z Internet több mint 0 routert tartalmaz ezek a u.n. lapo routing módzerek nem haználhatók az egéz Internetre Megoldá: Hierarchiku routing Hálózatok, 0 0

utonomou Sytem (S), Intra-S é Inter-S routing utonomou Sytem (S) gy két zintű modellt ad a routinghoz az Interneten Példa S-re: elte.hu Intra-S-routing routing az S-en belül pl. RIP, OSP, IGRP,... Inter-S-routing a Kapcolódái pont: átjáró (gateway) teljeen decentráli routing Mindeki aját maga határozza meg az optimalizálái kritériumát pl. GP, GP (korábban).b b Hot Inter-S routing between and Gateway.a.a Gateway Hot.c c a a b c Intra-S routing b within S d Intra-S routing within S Intra-S routing: RIP Routing Information Protocol (R 08) itance Vector algoritmu távolág metrika = hop zám (linkek záma) távolág vektorokat (ditance vector) minden router minden 0 Repone-üzenettel (advertiement) adja át a zomzédjának zomzédok zintén egy új advertiement-et küldenek ha a táblájuk ezáltal megváltozott Minden dvertiement-ben célhálózathoz hirdetik meg az utakat UP-vel (UP port 0) Ha 80-ig nem kap a router advertiement-et egy zomzédjától az utakat a zomzédon kereztül érvénytelennek deklarálja új dvertiment-eket küld a zomzédainak Hogy elkerülje a ping-pong-cikluokat (count to infinity), plit horizon with poion revere módzert haznál Végtelen távolág = Hop (limitet zab a hálózat átmérőjére) Hálózatok, 0 Hálózatok, 0 Intra-S routing: OSP routing (Open Shortet Path irt) open = nyilvánoan rendelkezére álló Link-State algoritmu LS comagok terjeztée a topológiát minden comópontban tárolja az útvonalakat ijktra algoritmuával zámítja ki OSP-advertiment TP-vel, növeli a biztonágot (ecurity) az egéz S-be eláraztja (broadcat) több egyenlő költégű útvonal lehetége Intra-S routing -- Hierarchiku OSP Nagy hálózatokhoz két hierarchia zint: Lokáli terület é gerinchálózat (backbone) Lokáli: Link-tate advertiement Minden comópont cak az irányt zámítja ki má lokáli területek hálózataihoz Local rea order Router: aját lokáli területeik távolágait foglalják öze zeket má Lokal rea order Router-eknek meghirdetik (advertiement) ackbone Router OSP protokollt haználnak a gerinchálózatra korlátozva oundary Router: Má S-ekkel kapcolnak öze Hálózatok, 0 Hálózatok, 0

Intra-S routing: IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) ISO-Protokoll (980-a évek közepe), a RIP utódja itance-vector-protokoll, mint a RIP Holddown time Split horizon Poion revere Különböző költég metrikákat támogat elay, andwidth, Reliability, Load, tb TP-t haznál a routing információk kicerélééhez Hálózatok, 0