Adressauflösung. IP Adresse Physikalische Adresse :FF:AA:36:AB: :48:A4:28:AA:18

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1 Adressauflösung IP Adresse Physikalische Adresse :FF:AA:36:AB: :48:A4:28:AA:18 IP Adresse Physikalische Adresse ??? :48:A4:28:AA: :35:FE:36:42:55 57:FF:AA:36:AB:11 85:48:A4:28:AA:18 H1 R1 H2 Grundlagen der Rechnernetze Einführung 32

2 Motivation für Super Netting Betrachten wir als Beispiel die IT Abteilung eines Uni Campus, die autonom eine Menge von IP Adressen nutzt. Mit Sub Netting können wir gegebene Menge von IP Adressen effizient nutzen. Aber, die IT Abteilung muss immer noch IP Adressmenge in den Granularitäten Class A, B, oder C Netz beantragen/verwalten. Was ist wenn wir z.b. 256 Hosts im Netz haben? 1. Beantrage ein Class B Netz. Effizienz? 2. Beantrage zwei Class C Netze. C Nt Grundlagen der Rechnernetze Einführung 33

3 Lösung: Classless Interdomain Routing (CIDR) Aggregiere Netz Adressen. Beispiel: Annahme wir haben 16* Hosts. Verwenden Adressen von 16Class C Netzen. C Aber Adressen nicht beliebig, sondern hintereinanderliegend, z.b.: Beobachtung: alle Adressen beginnen mit denselben 20 Bits: Grundlagen der Rechnernetze Einführung 34

4 Lösung: Classless Interdomain Routing (CIDR) Beobachtung: alle Adressen beginnen mit denselben 20 Bits: Im Beispiel also eine 20 Bit Netzadresse Liegt zwischen Class C C (24 Bit) und Class B (16 Bit) Erforderte Ausgabe von 2^4 = 16 Class C Adressen Allgemein: i Bit Netzadresse erfordert wie viele Class C Netze? Internet Router beachten nur noch die i Bit Netzadresse. Grundlagen der Rechnernetze Einführung 35

5 Lösung: Classless Interdomain Routing (CIDR) Wir brauchen für das Schema noch eine passende Notation. Notation am Beispiel: wird zusammengefasst dargestellt als: /20 Also, /20 bedeutet Netzadresse besteht aus ersten 20 Bit und fasst die2^4=16aufeinander 416 folgenden Class C Netze C beginnend mit zusammen Grundlagen der Rechnernetze Einführung 36

6 Quiz Wie fasst man die Class C Netze bis mittels /X Notation zusammen? Wie stellt man das einzelne Class C Netz in /X Notation dar? Grundlagen der Rechnernetze Einführung 37

7 Lösung: Classless Interdomain Routing (CIDR) Umgang mit aggregierten Adressen im Router: Adressen in den Routing Tabellen: <länge,wert> Paar Vergleichbar mit <mask,wert> Paar im Subnetting, wenn Mask aus aufeinanderfolgenden 1 Bit Werten besteht CIDR erlaubt weitere Routenaggregation. Bi Beispiel: il Kunden Netze Advertise / /24 Internet Anbieter /24 Es müssen noch nicht mal alle 8 aufeinanderfolgenden Netze aktuell genutzt sein! Grundlagen der Rechnernetze Einführung 38

8 Lösung: Classless Interdomain Routing (CIDR) CIDR und Routingtabelleneinträge? Prefixe dürfen überlappen. Beispiel Routingtabelle: Network Address Next Hop /16 if /24 if2 Wohin mit der Nachricht an ? 10 Wohin mit der Nachricht an ? Generell: Longest Prefix Match (erfordert effiziente Algorithmen/Datenstrukturen zum Finden des längsten passenden Prefix.) Grundlagen der Rechnernetze Einführung 39

9 Subnetting versus CIDR Subnetting erlaubt das Aufteilen einer Netzadresse in Teilnetze Aufteilung annähernd beliebig; alles was mit der Subnetzmaske ausdrückbar ist CIDR dient dem Aggregieren von Netzadressen in einer einzigen Adresse Aggregation g nicht beliebig; Netzadressen müssen aufeinanderfolgend sein; zusammengefasst werden immer nur 2^i viele Netze Gewisse Flexibilität, indem man Netze Grundlagen der Rechnernetze Einführung 40

10 Protokolle und Schichten Grundlagen der Rechnernetze Einführung 41

11 Protokoll und Interface Host 1 Host 2 High Level Objekt High Level Objekt Service Interface Service Interface Protokoll Peer to peer Interface Protokoll Grundlagen der Rechnernetze Einführung 42

12 Message Sequence Chart (MSC) H1 H2 Grundlagen der Rechnernetze Einführung 43

13 Protokollzustandsautomat connection request/ connection response file request/ file response Wait for connection request Wait for file request close request Grundlagen der Rechnernetze Einführung 44

14 Beispiel H N S Service Primitiven: File f GET_FILE(), void ABORD_FILE_RETRIVAL(), RETRIVAL(),... Zustände: CLIENT_IDLE, IDLE, CLIENT_WAITS_FOR_FILE, FILE,... Zeitvorgaben: if client waits 1000ms the change in state CLIENT_ ERROR Nachrichtenformate: FILE_ REQUEST_ MESSAGE: CLIENT_ ADR SERVER_ ADR FILE_ NAME Grundlagen der Rechnernetze Einführung 45

15 Protokollgraph Host 1 Host 2 Protokoll 1 Protokoll 2 Protokoll 1 Protokoll 2 Protokoll 3 Protokoll 3 Protokoll 4 Protokoll 4 Grundlagen der Rechnernetze Einführung 46

16 Nachrichtenkapselung Host 1 Anwendung 1 Daten Protokoll 1 Host 2 Anwendung 1 Daten Protokoll 1 H1 Daten H1 Daten Protokoll 2 Protokoll 2 H2 H1 Daten H2 H1 Daten Protokoll 3 Protokoll 3 H3 H2 H1 Daten Grundlagen der Rechnernetze Einführung 47

17 Multiplexing und Demultiplexing Host 1 Host 2 Protokoll 1 Protokoll 2 Protokoll 1 Protokoll 2 Protokoll 3 Protokoll 3 Protokoll 4 Protokoll 4 Grundlagen der Rechnernetze Einführung 48

18 OSI Modell Bildquelle: Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, Fourth Edition, 2003 Grundlagen der Rechnernetze Einführung 49

19 Internet Modell Nothing stated by TCP/IP model Bildquelle: Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, Fourth Edition, 2003 Grundlagen der Rechnernetze Einführung 50

20 Internet Protokolle Bildquelle: Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, Fourth Edition, 2003 Grundlagen der Rechnernetze Einführung 51

21 Anwendungssicht auf TCP Erzeugen eines Sockets int socket(int domain, int type, int protocol) domain : PF_INET, PF_UNIX, PF_PACKET,... type : SOCK_STREAM, SOCK_DGRAM,... protocol : UNSPEC,... Passive Open auf der Server Seite int bind(int socket, struct sockaddr *address, int len) int listen(int socket, int backlog) int accept(int socket, struct sockaddr *address, int *len) address : enthält IP-Adresse und Port backlog : Anzahl erlaubter Pending-Connections Active Open auf der Client Seite int connect(int socket, struct sockaddr *address, int len) Senden und Empfangen von Daten int send(int socket, char *message, int len, int flags) int recv(int socket, char *buffer, int len, int flags) Grundlagen der Rechnernetze Einführung 52

22 Adressen im Internet Modell Host 1 Host 2 Application Application Application Application Port TCP UDP UDP TCP Demux Key IP IP IP Adresse LINK physical Physikalische Adresse LINK physical Grundlagen der Rechnernetze Einführung 53

23 Performance Grundlagen der Rechnernetze Einführung 54

24 Bandbreite s 1 Sekunde Bandbreite b in obigem Beispiel: Grundlagen der Rechnernetze Einführung 55

25 Bps und bps Kenngröße Größenordnung Wert KBps 2 10 Byte/s MBps 2 20 Byte/s GBps 2 30 Byte/s TBps 2 40 Byte/s Kbps 10 3 Bits/s Mbps 10 6 Bits/s Gbps 10 9 Bits/s Tbps Bits/s Vereinfachung für Überschlagsrechnungen: Grundlagen der Rechnernetze Einführung 56

26 Propagation Delay H1 d H2 Zeit x zur Übertragung eines Bits bei Distanz d und Signalausbrei tungsgeschwindigkeit itll Grundlagen der Rechnernetze Einführung 57

27 Delay einer Single Hop Übertragung d H1 H2 Zeit x zur Übertragung von n Bitsbei Distanz d Signalausbreitungsgeschwindigkeit l und Bandbreite b: Grundlagen der Rechnernetze Einführung 58

28 Delay einer Multi Hop Übertragung H1 d H2 Zeit x zur Übertragung von n Bits bei Distanz d Signalausbreitungsgeschwindigkeit l und Bandbreite b und Queuing Zeit q: Grundlagen der Rechnernetze Einführung 59

29 Delay Bandbreiten Produkt Bandbreite Delay Beispiel: Anzahl Bits n die ein Kanal mit 100ms Latenz und 50Mbps Bandbreite speichert Grundlagen der Rechnernetze Einführung 60

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