ALAPFOGALMAK. Internet - Szolgáltatások. Internet - Építőkövek. Az Internet napjainkban INFOKOMMUNIKÁCIÓS RENDSZEREK MENEDZSMENTJE INTERNET

2

Az Internet napjainkban INFOKOMMUNIKÁCIÓS RENDSZEREK MENEDZSMENTJE INTERNET Dr. Babarczi Péter egyetemi adjunktus BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék MTA-BME Lendület Jövő Internet Kutatócsoport

3

4

Internet - Szolgáltatások • Kommunikációs infrastruktúra • Elosztott alkalmazások

megjelenését teszi lehetővé: • Web, email, játékok, e-

kereskedelem, fájl megosztás

router

számítógép

szerver

mobil

lokális ISP

• Alkalmazások számára nyújtott

ALAPFOGALMAK

kommunikációs szolgáltatás:

regionális ISP

• Kapcsolat nélküli megbízhatatlan

Internet architektúra TCP/IP protokoll hierarchia Beágyazódás

• Kapcsolat-orientált megbízható

céges hálózat

5

Internet - Építőkövek • több millió számítási kapacitás

összeköttetése: host = végberendezés • futó hálózati alkalmazások • kommunikációs linkek

6

Internet - Építőkövek • protokollok vezérlik az

router

számítógép

szerver

mobil

lokális ISP

• Optika, réz, rádió, műhold • Adatátviteli sebesség =

regionális ISP

sávszélesség

• routerek: csomagokat (adat

darabkákat) továbbítanak céges hálózat

üzenetek küldését és fogadását • Pl., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP

• Internet: “hálózatok hálózata” • Lazán hierarchikus a telefonhálózathoz képest • Publikus Internet vs privát intranet • Internet szabványok • RFC: Request for comments • IETF: Internet Engineering Task Force

router

számítógép

szerver

mobil

lokális ISP

regionális ISP

céges hálózat

7

8

Internet – A hálózat széle (edge)

Internet – A hálózat belseje (core)

Végkészülékek közötti kommunikációs módok

Gerinchálózat

• Végkészülék (host): • Alkalmazásokat futtat • pl. Web, email • a “hálózat szélén” • Kliens/szerver modell: • A kliens host kéri és fogadja a mindig on-line szerver szolgáltatásait • pl. Web böngésző/szerver; email kliens/szerver • Peer-to-peer modell: • minimális (vagy nincs) szerver kommunikációs • Pl. Skype

• Összekötött routerek

szövevényes hálózata • az alap kérdés: hogyan

továbbítsuk az adatot a hálózaton keresztül? • áramkörkapcsolás: hívásonként

hozzárendelt áramkör • csomagkapcsolás: az adatot

feldarabolva küldjük át a hálózaton

9

Internet – IP routerek

10

Internet - Protokollok

Útvonalválasztók

• a protokoll meghatározza az üzenetek formáját,

küldésének és vételének sorrendjét a kommunikációs entitások között, azok átvitelekor és vételekor végrehajtandó operációkat

Emberi protokollok: • “mennyi az idő?” • “szeretnék kérdezni valamit” • kezdeményezés • … meghatározott üzenetek • … valamilyen válaszreakció az üzenet vételekor

Hálózati protokollok: • Emberek helyett gépek • Minden kommunikációt az Interneten protokollok vezérelnek

11

12

Internet – Protokollok

Internet – Protokoll hierarchia

Egyszerű SMTP (Simple Mail Transfer Protokol) protokoll

TCP/IP protocol stack

• • • • • • • • • • • • • • •

S: 220 hamburger.edu C: HELO crepes.fr S: 250 Hello crepes.fr, pleased to meet you C: MAIL FROM: S: 250 [email protected]... Sender ok C: RCPT TO: S: 250 [email protected] ... Recipient ok C: DATA S: 354 Enter mail, end with "." on a line by itself C: Do you like ketchup? C: How about pickles? C: . S: 250 Message accepted for delivery C: QUIT S: 221 hamburger.edu closing connection

• Alkalmazási réteg: hálózati

alkalmazások támogatása • FTP, SMTP, HTTP • Szállítási réteg: végpont-végpont

közötti adatátvitel

alkalmazási szállítási

• TCP, UDP

• Hálózati réteg: üzenetek

továbbítása a forrás és cél routerek között • IP, útvonalválasztó algoritmusok • Adatkapcsolati réteg: adatok

továbbítása szomszédos hálózati elemek között • PPP, Ethernet

• Fizikai réteg: a bitek a vezetéken,

moduláció

hálózati adatkapcs. fizikai

13

Internet – Beágyazódás

Internet – Protokoll hierarchia

Encapsulation – Minden réteg hozzáadja a saját fejlécét

Miért réteges szerkezet?

• Komplex rendszerek kezelése: • explicit struktúra könnyebbé teszi a komplex rendszer alkotóelemeinek azonosítását, azok közötti kapcsolatok felderítését • Érvek a réteges referencia modell

mellett

14

alkalmazási

üzenet szegmens H t csomag H H n t keret Hl Hn Ht

szállítási

M M M M

alkalmazási forráscsomópont transzport hálózati adatkapcsolati fizikai Hl Hn Ht

adatkapcs fizikai

M

hálózati

Hl Hn Ht

• Modularizáció megkönnyíti a

karbantartást, illetve a rendszer frissítését

M

kapcsoló

adatkapcs.

• A réteg szolgáltatásának (annak

implementációjának) megváltozása nem észrevehető a rendszer többi eleme számára (pl. szekrény fiókja kicserélhető a szekrény kicserélése nélkül)

fizikai

célcsomópont

Hn Ht

M

alkalmazási transzport hálózati adatkapcsolati fizikai

Hl Hn Ht

M

M

• Pl.: egy eljárás megváltoztatása nincs

hatással a rendszer többi részére

Ht

M

Hn Ht

M

Hl Hn Ht

M

hálózati adatkapcs fizikai

Hn Ht

M

Hl Hn Ht

M

IP útvonalválasztó

15

alkalmazási

16

Hálózati alkalmazások

szállítási

Programok készítése

hálózati

• Különböző végberendezéseken

adatkapcs. fizikai

application transport network data link physical

futnak • Hálózaton keresztül

kommunikálnak • Pl.: Web szerver szoftver

kommunikál a böngészővel

ALKALMAZÁSI RÉTEG

• Maghálózat nem futtat

felhasználói alkalmazás kódot

Folyamatok kommunikációja Transzport követelmények a szállítási réteg felé Domain Name System

• A végberendezéseken történő



alkalmazás fejlesztés gyors fejlődést és elterjedést tesz lehetővé.

17

18

Hálózati kommunikáció


Folyamatok (process) kommunikálnak

Csatlakozókon (socket) keresztül, port szám alapján

• Folyamat:

végberendezésen futó program • Azonos végberendezésen

belül két folyamat egymással közvetlenül kommunikál (az operációs rendszer által meghatározott módon). • Különböző végberendezéseken futó folyamatok üzenetekkel kommunikálnak

• Kliens folyamatok • kezdeményezik a kommunikációt. • Szerver folyamatok • várják, hogy kapcsolódjanak hozzájuk. • Peer-to-peer architektúra • Az alkalmazások mind szerver, mind kliens folyamatokat futtatnak

• A folyamatok a socketeken

keresztül küldenek / fogadnak üzeneteket • Socket – ajtó analógia • A küldő folyamat az ajtón

keresztül kilöki az üzenetet • A küldő folyamat függ az ajtó túloldalán lévő szállítási folyamattól, amely eljuttatja az üzenetet a fogadó folyamatához

• De honnan tudja, hol van az

a másik folyamat?

Végkészülék vagy szerver

Végkészülék vagy szerver

process

Alkalmazás fejlesztő vezérli

TCP bufferekkel, változók

process socket

socket Internet

TCP bufferekkel, változók

Operációs rendszer vezérli

IP cím azonosítja a hosztot, a port szám azonosítja a hoszton belül a folyamatot! Pl. HTTP: 80, SMTP: 25, SSH: 22

19

20

Domain Name System (DNS)


IP cím és nevek közötti hozzárendelésért felelős

Elosztott, hierarchikus adatbázis

• Internet hoszt, router azonosító: • IP cím (jelenleg 32 bit, de IPv6 már 128 bit hosszú) – a csomagok címzésére használjuk • Név: www.lendulet.tmit.bme.hu – az emberek által használt azonosító • Domain Name System: • Név / IP cím fordítás • A végberendezés, routerek, név szerverek kommunikálnak annak érdekében,

hogy feloldják a neveket • Maghálózati funkció, de alkalmazási rétegben implementálva (tartsuk a

komplexitást a hálózat szélein!) • További szolgáltatások: • Végberendezések alternatív néven történő hivatkozása (aliasing), e-mail szerverek altervatív néven történő hivatkozása, terhelés megosztás, stb. • Elosztott adatbázis (név szerverek) a különböző neveknek megfelelő

hierarchiába rendezve • Nem centralizált, mert: single point of failure, a forgalom intenzitás nagy lenne,

karbantarthatóság… egyszerűen nem skálázódna!

Root DNS Servers

org DNS servers

com DNS servers

edu DNS servers poly.edu umass.edu DNS serversDNS servers

pbs.org DNS servers

yahoo.com amazon.com DNS servers DNS servers

• A kliens a www.lendulet.tmit.bme.hu címet keresi (első ötlet) • Megkérdez egy root szervert, hogy hol találja a .hu DNS szervert • Megkérdezi a .hu szervert, hogy hol találja a bme.hu DNS szervert • Megkérdezi a bme.hu szervert, hogy hol találja a tmit.bme.hu DNS szervert • Végül megkérdezi a tmit.bme.hu szervert, hogy mi a lendulet.tmit.bme.hu szerver gép IP címe

21

22



Hiteles (szerver hálózatában!) és top level domain név szerverek

Helyi név szerverek (a végberendezés hálózatában!) • Nem tartoznak szigorúan a hierarhiához • Minden ISP (Internet szolgáltató) van (akárcsak cégeknek, egyetemeknek, stb.) • Más néven ők az elsődleges név szerverek “default name server”

• Authoritative (hiteles) DNS szerverek: • Cégek DNS szerverei

• Amikor egy végberendezés címfeloldást kér a DNS

• Top-level domain (TLD) szerverek • A com, org, net, edu, etc, és minden top-level ország domain nevéért felelősek, pl.: uk, fr, ca, jp.

rendszertől, akkor a kérését a helyi DNS szervernek küldi • Továbbító pontként (proxy) viselkedik, és továbbítja a kérést a

hierarchiába

• Hiteles végberendezés – IP cím megfeleltetéseket tartalmazza a cég

web, e-mail, stb. szervereinek • Mind az adott cég, mind pedig a hálózat szolgáltató nyújthatja

• „Network solutions „ tartja karban a com TLD szervereket • „Educause” az edu TLD szervereket • Stb.

23

24


DNS példa - iteratív lekérdezés

Root név szerverek

A cis.poly.edu a gaia.cs.umass.edu IP címét szeretné tudni root DNS szerver

a Verisign, Dulles, VA c Cogent, Herndon, VA (also Los Angeles) d U Maryland College Park, MD k RIPE London (also Amsterdam, Frankfurt) g US DoD Vienna, VA i Autonomica, Stockholm (plus 3 other locations) h ARL Aberdeen, MD j Verisign, ( 11 locations)

2

m WIDE Tokyo

3

e NASA Mt View, CA f Internet Software C. Palo Alto, CA (and 17 other locations)

b USC-ISI Marina del Rey, CA l ICANN Los Angeles, CA

TLD DNS szerver 4

világszerte 13 root szerver

•

5 helyi DNS szerver dns.poly.edu

• A végberendezés a helyi név szervert keresi, a helyi név

szerverek pedig kapcsolatba lépnek a root szerverrel, ha nem tudnak egy nevet feloldani • Root név szerver: • Felkeresi a hiteles név szervert ha a megfeleltetést nem ismeri • Elkéri a címfeloldást (rekurzív lekérdezés) • Visszaküldi a megfeleltetés a helyi név szervernek

1

8

7

6

authoritative DNS szerver dns.cs.umass.edu

Kérő végberendezés cis.poly.edu gaia.cs.umass.edu

A megkérdezett szerver a következő megkérdezendő szerver nevét adja vissza • „Nem ismerem azt a címet, de kérdezd őt”

25

DNS példa – rekurzív lekérdezés


A cis.poly.edu a gaia.cs.umass.edu IP címét szeretné tudni

Transzport (szállítási) réteg szolgáltatás követelmények

root DNS server

2

3 6

7

TLD DNS server local DNS server 5

dns.poly.edu

1

•

4

26

A névfeloldást a megkérdezett név szerverre bízza

• Adatvesztés • Néhány alkalmazás (pl. audio) bizonyos veszteséget képes tolerálni • Más alkalmazások (pl. fájl átvitel) 100% megbízható átvitelt kíván • Időzítés • Néhány alkalmazás (pl. Internet telefónia, interaktív játékok) kis késleltetés igényelnek, hogy hatékonyak legyenek • Sávszélesség • A multimédia alkalmazások számára minimális sávszélességet kell biztosítanunk, hogy élvezhetőek legyenek • Más „elasztikus” alkalmazások a rendelkezésükre álló sávszélességet használják

8

• Alkalmazás példák: • Web/e-mail: adatvesztés nem lehet, nincs időzítés követelmény, elasztikus • Valós idejű audio/video: vesztés tűrő, max. kb. 100 msec késleltetés engedhető meg, kb. 1 MBps minimális sávszélesség szükséges

authoritative DNS server dns.cs.umass.edu

requesting host cis.poly.edu gaia.cs.umass.edu

27

alkalmazási szállítási hálózati adatkapcs. fizikai

28

Szállítási réteg feladatai • Logikai kommunikációt valósít

meg a különböző végberendezésken futó alkalmazás folyamatok között • Szállítási protokollok a végberendezéseken futnak

application transport network data link physical network data link physical

• Adó oldal: feldarabolja az

network data link physical

alkalmazás üzeneteit szegmensekbe, és átadja a hálózati rétegnek • Vevő oldal: újra összeállítja a szegmenseket üzenetekké, és átadja az alkalmazás rétegnek

SZÁLLÍTÁSI RÉTEG Szállítási réteg feladatai TCP kapcsolatfelépítés



network data link physical application transport network data link physical

• Több különböző szállítási

rétegbeli protokoll az Interneten (a szállítási követelményeknek megfelelően): TCP és UDP

29

30

Szállítási réteg által nyújtott szolgáltatások

TCP kapcsolat menedzsment

TCP (Transmission Control Protocol) és UDP (User Datagram Protocol)

Háromutas kézfogás (three-way handshake)

• UDP (datagram) szolgáltatás: • Megbízhatatlan adattovábbítás a küldő és fogadó folyamatok között • NEM biztosít: kapcsolat felépítést, megbízhatóságot, folyamvezérlést, torlódás vezérlést, időzítést, vagy sávszélesség garanciát • Akkor minek is?

• 1. lépés: a kliens SYN

• Gyors, állapotmentes, kis szegmens fejléc, olyan gyorsan önti az adatokat,

ahogy tudja

• TCP szolgáltatás: • Megbízható átvitel a küldő és fogadó folyamatok között • Kapcsolat orientált: kapcsolat felépítés szükséges a kliens és szerver folyamatok között • Folyam vezérlés (flow control): a küldő nem fogja elárasztani a vevőt • Torlódás vezérlés (congestion control): visszafogja az adót, ha a hálózat túlterhelt • NEM biztosít: időzítés, minimális sávszélesség garancia

szegmenst küld a szervernek

Kliens

• inicializálja a sorszámot (SEQ) • nem tartalmaz adatot

• 2. lépés: szerver megkapja

a SYN szegmenst, SYN/ACK szegmenssel válaszol • szerver lefoglalja a buffert

Szerver SYN

SEQ # 1,000 Window 8,760 bytes Max segment 1,460 bytes SYN(ACK)

SEQ # 3,000 ACK # 1,001 Window 8,760 bytes Max segment 1,460 bytes

• inicializájla a szerver oldali

sorszámot (SEQ) • 3. lépés: kliens megkapja a

SYN/ACK szegmenst, ACK szegmenssel válaszol • adatot tartalmazhat

ACK # 3001

ACK

31

alkalmazási szállítási

32

Hálózati réteg feladatai • Logikai kommunikáció az adó

gép és a vevő végberendezése között

hálózati adatkapcs.

• Adó oldal: beágyazza a szegmenst

fizikai

csomagokba • Vevő oldal: átadja az összeállított szegmenseket a szállítási rétegnek





• Hálózati réteg protokollok minden

végberendezésbe és útvonalválasztóban • IP útvonalválasztók (router) megvizsgálják minden áthaladó IP csomag fejlécét!!!

HÁLÓZATI RÉTEG Hálózati réteg feladatai IP címek felépítése, csomagtovábbítási döntés Útvonalválasztó algoritmusok szerepe


33

IP címek felépítése

Hálózati szinten egyetlen protokoll

Interfészek azonosítása

• Csak egy protokoll az Internet

• IPv4 cím: 32-bit hosszú

router/végberendezés interfész azonosító • interfész: a router / végberendezés és a fizikai link közötti kapcsolat

szolgáltatás („best effort”)

• Telefon hálózat: buta terminálok,

intelligens hálózat • Internet: buta hálózat, intelligens

223.1.1.1 223.1.2.1 223.1.1.2 223.1.1.4

223.1.2.9

223.1.3.27

223.1.1.3

223.1.2.2

• Egy routernek tipikusan több

interfésze van

terminálok (Vint Cerf és Bob Kahn alapelvei)

• A hosztnak átlalában egy

223.1.3.2

223.1.3.1

interfész • Minden interfész saját IP címmel rendelkezik

• IP cím a végpontokat azonosítja • 152.66.244.224 = lendulet.tmit.bme.hu • DNS címfordítás a név-cím párok

223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001

feloldásra

223

1

1

35

Alhálózat azonosítása (prefix) 223.1.1.0/24

223.1.2.0/24

Csomagtovábbítás (forwarding): a csomagot a router megfelelő bemenetéről a megfelelő kimenetére továbbítja

•

223.1.1.1 223.1.2.1 223.1.1.2 223.1.1.4 223.1.1.3

•

223.1.2.9

223.1.3.27

223.1.2.2

subnet 223.1.3.1

223.1.3.2

•

Lokális továbbítási tábla (forwarding information base, FIB) alapján

Három alhálózatból álló hálózat

• Cél: minimális költségű útvonal

megtalálása, ahol a költség • Hop-ok száma • Link adminisztratív költsége vagy • Megbízhatóság • Késleltetés • Üzleti érdekek alapján (policy

routing)

Alhálózati maszk (pl.: /24): az IP cím alhálózati részének hosszát határozza meg

Útvonalválasztó algoritmus Lokális továbbítási tábla Fejléc érték Kimenő link 0100 0101 0111 1001

3 2 2 1

Útvonalválasztás (routing): a csomagok adótól vevőig való útját határozza meg

fizikai hossza

223.1.3.0/24

1

36

Útvonalválasztás és csomagtovábbítás

IP címek felépítése • IP cím: • Alhálózati rész (prefix) (nagy helyiértékű bitek) • Végberendezés rész (alacsony helyiértékű bitek) • Mi az az alhálózat? • Készülék interfészek azonos alhálózati résszel az IP címben • Fizikailag képesek egymást elérni routerek közbeiktatása nélkül • Az alhálózatok meghatározásához válasszuk le az interfészeket a routerektől, melyek izolált szigeteket hoznak létre. Minden sziget egy alhálózat lesz.


34

Hálózati réteg – Az IP homokóra

• Megbízhatatlan kommunikációs




• Skálázódási gondokhoz vezethet

szinten (Internet Protocol, IP)


Fejlécben lévő érték 0111

1 3 2

37

Útvonalválasztó algoritmusok osztályozása • Statikus vagy dinamikus • statikus: kézi bejegyzések, sosem frissül automatikusan • dinamikus: a routerek megosztják a hálózati topológiára vonatkozó információt (továbbítási tábla automatikus készítése ezek alapján) • Elosztott vagy központosított • elosztott: a routerek topológialeírókat cserélnek és egyenként állítanak FIBet • központosított: dedikált szerver (routeszerver, SDN controller) állítja a FIBeket • Egyutas vagy többutas • single path: minden célállomáshoz egy utat ismer a router • multi-path: több út van letárolva egy-egy célállomáshoz • Egyszintű vagy hierarchikus • flat: globális tudás, minden router ismer mindenkit a hálózatban • hierarchikus: ha a cél hálózaton kívül, routerek az alapértelmezet átjáróhoz továbbítódnak • Hop-by-hop vagy forrás útvonalválasztás • hop-by-hop: a routerek csak arról döntenek melyik legyen a következő hop • Source routing: a teljes útvonalat a forrás határozza meg • Intra- vagy inter-domain • Inter-domain: tartományok (AS-ek) közötti • Intra-domain: tartományon belüli

38

Útvonalválasztó algoritmusok osztályozása Internet: dinamikus, elosztott, egyutas, hierarchikus • Út-vektor alapú vagy link-állapot alapú • Link-állapot alapú • minden router teljes hálózati képet lát, ebben futtat Dijkstra algoritmust • tartományon belül legrövidebb út (Internet intra-domain routing)

• Út-vektor • nincs globális topológia információ, csak adott cél felé vezető (pl. legrövidebb) úton melyik a következő interfész • tartományok közötti útvonalválasztás (Internet inter-domain routing)

• Dinamikus elosztott útvonalválasztás menete • Szomszédos routerek felfedezik egymást • A routerek megosztják egymás közt a topológiával vagy a lehetséges útvonalakkal kapcsolatos információikat (routing state) • A hálózatleíró információkat a szomszédos routerek folyamatosan frissítik (így egy elosztott routing state adatbázist fenntartva) • Minden router minden általa ismert prefixre kiválasztja a legjobb útvonalat • A legjobb útvonal next-hop-ját letölti a FIBbe

39

40

alkalmazási

IP továbbítási (forwarding) döntés Longest prefix match

•

szállítási

Találd meg a célcímre leghosszabban illeszkedő prefixet Küldd ki az adott prefixhez bejegyzett interfészen (útvonalválasztó algoritmus segítségével meghatározva) Prefix fa adatstruktúra (gyors keresést és jó tömöríthetőséget biztosít)

hálózati adatkapcs. fizikai

32

Prefix hossza

• •

Leghosszabban illeszkedő prefix

ADATKAPCSOLATI RÉTEG

128.9.176.0/24

24

Default router bejegyzés

128.9.16.0/21 128.9.172.0/21 142.12.0.0/19 128.9.0.0/16 65.0.0.0/8 0.0.0.0/0

8

0

128.9.16.14

Adatkapcsolati réteg feladatai, szolgáltatások Címfeloldás (Address Resolution Protocol)

232-1

41

Adatkapcsolati réteg által nyújtott szolgáltatások

Adatkapcsolati réteg feladatai • Az adatkapcsolati réteg

feladata, hogy a kereteket továbbítsa szomszédos csomópontok között • Keretekbe ágyazza a csomagokat

• Modellezési terminológia: • Végberendezések és routerek csomópontok • A kommunikációs csatornák (linkek) melyek szomszédos csomópontokat kötnek össze az útvonal mentén • Vezetékes, vezetéknélküli, LAN, stb.

42

“link”

• Keretezés, link hozzáférés • Beágyazza a csomagot a keretbe, fejlécet (farok részt) ad hozzá • Közeghozzáférés (osztott közeg esetén) • MAC címeket alkalmazza a keret fejlécben a forrás és cél azonosítására (nem az IP címet!) • Megbízható átvitel szomszédos csomópontok között • Szállítási réteghez hasonlóan • Ritkán alkalmazzák kis vesztésű linkeken (optika, csavart érpár) • Vezetéknélküli linkek: nagy vesztési arány • Folyam vezérlés • Megfelelő adási távolság szomszédos adó és vevő csomópontok között • Hiba detektálás • Hibák keletkezhetnek zaj, illetve jel torzulás miatt • A vevő detektálja, ha hiba történt, értesíti az adót, hogy adja újra • Hiba javítás • A vevő azonosítja és javítja a hibás bite(ke)t • Half-duplex és full-duplex • Half-duplex átvitel esetén is mindkét végpont adhat, de nem azonos időben

43

44

Adatkapcsolati réteg

Address Resolution Protocol (ARP)

Ethernet (MAC) címek

Hogyan határozzuk meg a vevő MAC címét, ha csak az IP címét ismerjük?

• MAC (vagy LAN vagy fizikai vagy Ethernet) cím: • Keretek továbbítása egy interfésztől egy másik fizikai összeköttetésben (azonos alhálózatban) lévő interfészhez • 48 bites MAC cím (a legtöbb LAN esetén) az adapter ROM-ba égetve

• Minden IP csomópont (végberendezés, router) a LAN-on

1A-2F-BB-76-09-AD

Broadcast cím = FF-FF-FF-FF-FF-FF

71-65-F7-2B-08-53

LAN (vezetékes v. vezeték nélküli)

= adapter, a LAN-on minden adapternek egyedi LAN címe 58-23-D7-FA-20-B0

rendelkezik ARP táblával • ARP tábla: IP/MAC cím párok néhány LAN csphoz 237.196.7.78 • < IP address; MAC address; TTL> 1A-2F-BB-76-09-AD • TTL (Time To Live): lejárati idő 237.196.7.23 • A kommunikálni akar B-vel • B címe nincs az ARP táblában LAN • Broadcast ARP kérés B IP címével • Cél MAC cím= FF-FF-FF-FF-FF-FF, 71-65-F7-2B-08-53 mindenki megkapja a LAN-on • B válaszol a saját MAC címével A-nak

237.196.7.14

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

237.196.7.88

0C-C4-11-6F-E3-98

45

46

Internet – Hálózatok hálózata Csomagok több hálózaton haladnak keresztül (tracert)

local ISP

Tier 3 ISP

local local ISP ISP Tier-2 ISP

local ISP

Tier-2 ISP

Tier 1 ISP

INTERNET

NAP

Hálózatok hálózata

Tier 1 ISP Tier-2 ISP local local ISP ISP

Tier 1 ISP Tier-2 ISP local ISP

Tier-2 ISP local ISP

47

48

Internet – Autonóm rendszerek (AS)

Internet – Autonóm rendszerek (AS)

AS hierarchia

AS-ek közötti útvonalválasztás path-vektor alapon (Border Gateway Protocol)

• AS - azonos elv szerint működő eszközök, közös

• Útválasztási preferencia (routing policy): • egy ISP AS-AS szintű üzleti stratégiájának leképezése útválasztási szabályokra

felügyeIet (ISP-Internet Service Provider) • Minden azonos szintű AS egyenlő, de vannak AS-ek, melyek egyenlőbbek • Különböző szerepű AS-ek: content, transit, eyeball

• A bonyolult útválasztási preferenciák kifejezéséhez

hatékony útválasztási protokoll szükséges (BGP) • Két AS tipikusan vagy tranzit vagy peer kapcsolatot hoz

létre • tranzit: globális internet-hozzáférés pénzért • peer: „ingyen” adatcsere a két szolgáltató és azok összes

előfizetője között

Forrás: http://asrank.caida.org

49

50

Internet – Tier 1 ISP-k


Hierarchiában legfelső hálózatok (Tier1)

Legnagyobb AS-ek és az őket felügyelő ISP-k

• Lazán hierarchikus • középpontban: “Tier-1” ISPs (Internet Service Provider) (pl., MCI, Sprint, AT&T, Cable and Wireless), nemzeti/nemzetközi lefedettség • Egymást egyenlőnek tekintik

Tier-1 szolgáltatók társ (peer) összekötteté seket valósítanak meg (privát)

Tier 1 ISP

• Egy ISP több AS-t is felügyelhet

Tier-1 szolgáltatók publikus hálózat hozzáférési pontokon (NAPs) is kapcsolódhatnak

NAP

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

Forrás: http://asrank.caida.org

51



Sprint amerikai gerinchálózata

Kisebb (gyakran regionális) ISP-k DS3 (45 Mbps) OC3 (155 Mbps) OC12 (622 Mbps) OC48 (2.4 Gbps)

Seattle Tacoma

Stockton

Cheyenne

San Jose

52

Kansas City

New York Pennsauken Relay Wash. DC

Chicago Roachdale

Anaheim Atlanta Fort Worth

• Egy vagy több tier-1 ISP-hez kapcsolódnak, esetleg

más tier-2 ISP-khez Tier-2 ISP • Tier-2 ISP-k Tier-2 ISP fizetnek a tier-1 Tier 1 ISP ISP-knek, hogy NAP hozzáférjenek az Internet többi részéhez (tranzit) • tier-2 ISP vásárlója Tier 1 ISP Tier 1 ISP (customer) a tier-1 szolgáltatónak Tier-2 ISP Tier-2 ISP (provider)

Tier-2 ISP-k privát módon egymás között is összeköttetés létesíthetnek (peer), vagy a NAP-pal is Tier-2 ISP

Orlando

53

54


Megoldandó problémák

Helyi és Tier 3 ISP-k

Jövő Internet kutatásoknak többek között ezekre kell választ adniuk

• Utolsó hop (“hozzáférési”) hálózat (a végpontokhoz

• „Best effort” rendszer: • http://www.cnet.com/news/how-pakistan-knocked-youtube-offlineand-how-to-make-sure-it-never-happens-again/

legközelebb) local ISP Helyi és tier- 3 ISP-k vásárlói magasabb tier ISP-knek, hogy összekacsolják őket az Internet többi részével (tranzit)

Tier 3 ISP

local ISP

Tier-2 ISP

local ISP

local ISP Tier-2 ISP

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP local ISP


NAP

Tier 1 ISP Tier-2 ISP local ISP


• Skálázhatósági problémák: • http://index.hu/tech/2014/08/15/megint_betelt_az_internet/ • Folyamatos fenyegetések: • http://index.hu/tudomany/2014/08/18/a_capak_megtamadtak_az_in ternetet/

55

Border Gateway Protocol (BGP) Policy (üzleti preferencia) alapú útvonalválasztás BGP Frissítések vétele

Az attribútum Értékek alapján

Bemeneti policyk Legjobb út alkalmazása kiválasztása

Utak szűrése & Attribútumok állítása

BGP Frissítések hirdetése Legjobb út tábla

Legjobb utakhoz Tartozó tábla Bejegyzések mentése IP Továbbítási tábla

Kimeneti policyk alkalmazása

Utak szűrése & Attribútumok állítása

ALAPFOGALMAK. Internet - Szolgáltatások. Internet - Építőkövek. Az Internet napjainkban INFOKOMMUNIKÁCIÓS RENDSZEREK MENEDZSMENTJE INTERNET

Recommend Documents