Themen. Vermittlungsschicht. Routing-Algorithmen. IP-Adressierung ARP, RARP, BOOTP, DHCP

Transkript

1 Themen outing-algorithmen IP-Adressierung AP, AP, OOTP, DHCP echnernetze

2 Schicht 3 des OSI-, sowie TCP/IP-Modells Aufgaben: Vermittlung von Paketen von einer Quelle zum Ziel Finden des optimalen Weges durch ein Netzwerk Eindeutige Adressierung von echnern outing z.. IP ereitstellen von Diensten für die Transportschicht echnernetze

3 Ziel: einheitliches globales (logisches) Netz Host Host Host Globales Netz echnernetze

4 Ziel: einheitliches globales (logisches) Netz Kommunikation über lokales Netz hinaus Einheitliches Protokoll Einheitliches Adressierungsschema Host Host outer Host outer echnernetze

5 Ziel: einheitliches globales (logisches) Netz Kommunikation über lokales Netz hinaus Einheitliches Protokoll Einheitliches Adressierungsschema Ausgewählte Fragen: Wie kann man echner in entfernten Netzen erreichen? Wie kann man optimale Wege finden? echnernetze

6 Wie kann man echner in entfernten Netzen erreichen? echner im gleichen LAN --> direkt erreichbar z.. Host 1 zu Host 2 echner außerhalb des LAN --> outer verwenden z.. Host 1 zu Host 3 Host 2 Host 1 Host 3 outer LAN A LAN LAN C outer echnernetze

7 Wie kann man echner in entfernten Netzen erreichen? Jedes logische Netz repräsentiert ein LAN Logische Netze haben eine eindeutige Adresse Hosts haben eine eindeutige Adresse innerhalb logischer Netze Host 2 Host 1 Host 3 outer LAN A Netz A LAN outer LAN C Netz C echnernetze

8 Wie kann man echner in entfernten Netzen erreichen? Deshalb: Jedes logische Netz repräsentiert ein LAN Logische Netze haben eine eindeutige Adresse Hosts haben eine eindeutige Adresse innerhalb logischer Netze Jede Adresse muss Adresse des Zielnetzes, sowie Adresse des Ziel-Hosts enthalten Ermittlung des Weges zum Zielnetz sollte schnell sein Jeder echner im Netz muss mindestens einen outer kennen echnernetze

9 outing-algorithmen Finden des Weges von einer Quelle zum Ziel ealisiert durch outer Nutzen Informationen über: Verwenden verschiedene Algorithmen zur estimmung des Weges Topologie des Netzes, in dem sie sich befinden Auslastung der Leitungen, an die sie angeschlossen sind Statisches outing Dynamisches outing echnernetze

10 outing-tabellen und -Informationen Jeder outer führt eine Tabelle Spalte Zielnetz outing-adresse Kriterium Interface edeutung (bei IP) Adresse eines erreichbaren Netzes Adresse des nächsten outers zur Weitervermittlung ( next hop ) Anzahl der Hops bis zum Ziel lokaler Netzadapter Jeder outer kennt seine Nachbar-outer Jeder outer kann ermitteln, wie lange ein Paket von ihm zum Nachbar-outer unterwegs ist Jeder outer kann von seinem Nachbarn Informationen aus dessen outing-tabelle abrufen echnernetze

11 Statisches outing outing-tabellen werden offline erstellt Initialisierung der Tabelle während outer-start Status der outing-tabelle ändert sich während des etriebes nicht automatisch Problematisch, wenn andere outer ausfallen z.. durch Administrator Eventuell Update der Tabelle erforderlich Keine etrachtung der Netzlast sp.: Shortest Path outing, Flooding echnernetze

12 Shortest Path outing Erzeugen von outing-tabellen anhand der Pfad-Länge Ziel A echnernetze Über - Länge -

13 Shortest Path outing Erzeugen von outing-tabellen anhand der Pfad-Länge Ziel A G echnernetze Über G Länge 2 6

14 Shortest Path outing Erzeugen von outing-tabellen anhand der Pfad-Länge Ziel A C E G echnernetze Über G Länge

15 Shortest Path outing Erzeugen von outing-tabellen anhand der Pfad-Länge Ziel A C E F G echnernetze Über Länge

16 Shortest Path outing Erzeugen von outing-tabellen anhand der Pfad-Länge Ziel A C E F G H echnernetze Über G Länge

17 Shortest Path outing Erzeugen von outing-tabellen anhand der Pfad-Länge Ziel A C E F G H echnernetze Über Länge

18 Shortest Path outing Erzeugen von outing-tabellen anhand der Pfad-Länge Ziel A C D E F G H Über Länge outing-tabelle für outer A echnernetze

19 Dynamisches outing outing-tabellen werden dynamisch generiert Status der outing-tabelle ändert sich während des etriebes automatisch elativ unproblematisch, wenn andere outer ausfallen Aber: u.u. Zeitaufwand für Anpassung der outing-tabelle etrachtung der Netzlast fließt in Algorithmen ein sp.: durch Informationsaustausch benachbarter outer Distance Vector outing Link State outing Hierarchisches outing echnernetze

20 Hierarchisches outing Aufteilung von outern auf egionen Aufteilung von egionen in Cluster Aufteilung der Cluster in Zonen Aufteilung der Zonen in Gruppen... echnernetze

21 Hierarchisches outing echnernetze

22 Hierarchisches outing egion 1 egion 2 egion 3 egion 4 echnernetze egion 5

23 Hierarchisches outing egion 1 egion 2 egion 3 egion 4 echnernetze egion 5

24 Hierarchisches outing echnernetze

25 Internet-Protokoll (IP) echnernetze

26 Internet-Protokoll (IP) Protokoll A Protokoll Protokoll C IP-Datagram IP Ethernet FDDI X.25 Ethernet FDDI Stellt einen verbindungslosen Dienst Versendet werden Datagramme Protokoll C IP Protokoll A Protokoll X.25 Header + Textteil Info: Übertragung in ig-endian-eihenfolge Versionen: IPv4 und IPv6 echnernetze

27 IPv4-Protokoll-Header echnernetze

28 IP-Adressen echnernetze

29 Spezielle IP-Adressen echnernetze

30 Subnetz Adressen Aufteilung eines Klasse -Netzes in (64) Subnetze echnernetze

31 IP-Adressen Problem: IP-Adressen werden knapp über 2 Mrd. Hosts rechnerisch möglich Verschwendung durch Netz-Klassifizierung Immer mehr echner wollen online sein Lösungen: Network Address Translation IPv6 echnernetze

32 Network Address Translation NAT sp.: Firmennetz Internet-Datenverkehr über eindeutige IP-Adresse (wie bisher) Unternehmensinterne Vergabe von eindeutigen IPAdressen für jeden Unternehmensrechner Geringe Anzahl, z.. 10 IP-Adressen Datenverkehr innerhalb des Unternehmens über diese Adressen : Hosts /12 : Hosts /16 : Hosts Internetverkehr der echner durch Transformation in NAT-ox echnernetze

33 Network Address Translation NAT echnernetze

34 IPv6 Neue unabhängige Version 16 yte statt 4 yte für Adresse 7 statt 13 Header-Felder Unterstützung für Multimedia Immer genügend freie Adressen trotz Verschwendung Datendurchsatz, Übertragungsverzögerung Geringere Verarbeitungszeit für outer Unterstützung von Sicherheitsmechanismen echnernetze

35 IPv6-Protokoll-Header echnernetze

36 Ausgewählte Protokolle der Schicht 3 echnernetze

37 ICMP Internet Control Message Protocol Versenden von Nachrichten zw. outern Diagnose- und Fehler-Nachrichten Anwendung: ping, traceroute echnernetze

38 AP Address esolution Protocol Auflösung von IP- in MAC-Adressen Problem: Lösung: Logische Adressierung über IP-Adresse Physikalische Adressierung über MAC-Adresse Wie erkennt ein Sender, an welche MAC-Adresse er übertragen soll? AP-roadcast-Paket an alle echner im eigenen Netz und an outer Enthält IP-Adresse des Empfängers Alle Empfangen das Paket (roadcast) Ausschl. Empfänger mit gesuchter IP-Adresse antwortet Sendet die eigene MAC-Adresse echnernetze

39 everse AP, OOTP, DHCP IP-Adresse aufgrund der MAC-Adresse Verwendung für z.. Workstations (Linux-Pool) Host kennt nur seine MAC-Adresse und fordert damit eine IP-Adresse an AP-, OOTP-, DHCP-Server liefert IP-Adresse AP OOTP Server für IP-Adressvergabe muss sich im eigenen Netz befinden Server darf sich auch außerhalb des eigenen Netzes befinden echnernetze

40 everse AP, OOTP, DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Client Nutzung der IP-Adresse zeitl. begrenzt: meist 3600 s DHCP-Server Discover (roadcast) Offer (Entfernung) equest (MAC-Adr.) Acknowledge (Konfiguration) echnernetze