DATA (variable) D = Delay, késleltetés T = Throughput, átviteli sebesség R = Reliability, megbízhatóság. 32 bits (4 Bytes)

lab

IP ALAPÚ TÁVKÖZLÉS

IP protokoll Hálózati réteg

Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

TMIT BME


TCP hivatkozási modell, összes protokoll

2

TMIT BME


Internet protokoll jellemzői Csomagokat „továbbít, darabol és összerak” Megbízhatatlan kapcsolatmentes datagramm szolgáltatást nyújt: Megbízhatatlan Nincs garancia a sikeres célbaérésra Legjobb szándékú szolgáltatás (best effort) Ha bármilyen hiba lép fel: Eldobja a datagrammot ICMP üzenet a forráshoz a hibáról

kapcsolatmentes Nincs semmilyen állapotinformáció a datagrammokról A datagrammok sorrendje megváltozhat 3

1

TMIT BME


IP fejléc formátuma 32 bits (4 Bytes)

Version

Type of Service

IHL

Identification Time to Live Protocol

Total Length Flags Fragment Offset

IP fejléc hossza általában 20 bájt

Header Checksum

Source Address Destination address Options (variable)

Padding

DATA (variable)

4

TMIT BME


IP fejléc mezők 32 bits (4 Bytes)

Version (4 bit): verzió IPv4, IPv6

Version

IHL

Type of Service

Total Length

IHL - Internet Header Length (4 bit): fejléc hossza, 4byte/1bit (maximum 60 bájt)

TOS – Type of Service (8 bit) 3 bit precedencia mező (ignorált) 3 bit szolgáltatási típus azonosító min késleltetés, max átviteli sebesség, max megbízhatóság

2 bit nemhasznált (érték: 00)

Total length: IP datagramm teljes hossza, bájtban 5

TMIT BME


Type Of Service

3 PRECEDENCE

1

1

1

D

T

R

2 UNUSED

D = Delay, késleltetés T = Throughput, átviteli sebesség R = Reliability, megbízhatóság

6

2

TMIT BME


IP fejléc mezők 2

32 bits (4 Bytes)

Identification (16 bit): Identification datagramm azonosítás Egyedi egy forrás-célcím pár esetén Flags (3 bit)

Flags Fragment Offset

More flag – ha a datagramm fregmentált, és ez a csomag nem az utolsó fregmentum (még jön több darab is) DF – “do not fragment”, fregmentálás letiltása reserved, foglalt

Fragment offset (16 bit) Fregmentálás esetén megadja, hogy az adott fregmentum, az eredeti csomag hányadik bájtjától tartalmaz adatokat

7

TMIT BME


Darabolás, fragmentation Host A

Host B

TCP

TCP

Router

IP

IP

IP

Routing Hálózati interfész

Hálózati interfész

Csomag Fregmentált csomag

MTU1

>

MTU2 8

TMIT BME


IP datagramm darabolás IPorig

Non-fragmented data IPn

IP1

Ha a datagramm mérete nagyobb, mint az MTU Maximum Transmission Unit

Minden linknek az útvonalon saját MTU-ja van különbözhetnek MTU path discovery Egy útvonal MTU értékeinek minimuma ICMP csomagokkal deríthető ki – szabványosított Path MTU Discovery RFC-1191

9

3

TMIT BME


IP datagramm darabolás Non-fragmented data

IPorig

IPn

IP1

DF flaggel kérhető, hogy ne legyen fregmentálás – DE! Ha mégis szükséges lenne a datagramm elsdobásra kerül ICMP üzenet megy a feladónak a hibáról (Path MTU keresés ezen alapszik)

Ha darabolás szükséges, a datagramm csak a célállomásnál kerül összerakásra

10

TMIT BME


IP datagramm darabolás - példa IP Header Original IP Packet data area

IP Hdr 1

IP Hdr 2

Data 1

Data 2

IP Hdr 3

FDDI

FDDI

ETHERNET Router 1

Data 3

Router 2

MTU =1500 bytes

MTU = 4500 bytes

MTU = 4500 bytes 11

TMIT BME


IP datagramm darabolás – példa 2 IP datagram

1501 bájtos datagramm MTU=1500 byte

IP DATA UDP

IP header UDP header 20 byte

8 byte

IP header UDP header

UDP adat (1473 byte) 1472 byte

1472 byte adat

Fragment Offset = 0

1 byte

IP header 1 byte adat

Fragment Offset = 1480

12

4

TMIT BME


IP fejléc mezők 3 32 bits (4 Bytes) Time to Live Protocol

Header Checksum

TTL – time to live (8 bit) Eltévedt csomag ne maradhasson a hálózatban Egy kezdeti magas értéket (16, 64, 128), minden csomópont eggyel csökkent Ha eléri a 0-át, a csomag eldobásra kerül ICMP csomag a hibáról a feladónak

13

TMIT BME



Header Checksum

A szállítási réteg protokolljának azonosítója A bejövő csomag demultiplexálásához szükséges Value

Protocol name

Acronym

0

reserved

1

Internet Control Message Protocol

ICMP

2

Internet Group Management Prot.

IGMP

4

Stream Protocol

5

Transport Control Protocol

TCP

8

Exterior Gateway Protocol

EGP

9

Interior Gateway Protocol

IGP

17

User Datagram Protocol

UDP

ST

14

TMIT BME


Demultiplexálás .... •TCP vagy UDP fejléc •Port szám ICMP

IGMP

TCP

UDP •IP fejléc •Protokoll azonosító

ARP

IP

RARP •Ethernet fejléc •Keret típus

Ethernet illesztő 15

5

TMIT BME



Header Checksum

Header Checksum (16bit) 16 bites 1-es komplemensű ellenőrzőösszeg a fejlécre

16

TMIT BME


IP fejléc mezők 6 Source Address Destination address Options (variable)

Padding

Source – Destination Address Forrás és Cél IP cím 32 bit

17

TMIT BME


IP fejléc mezők 7 Options (variable)

Padding

Options (változó hossz)

Biztonsági és kezelési lehetőségek Útvonal feljegyzés (record route) Időbélyeg (timestamp) Útvonal megkötés (loose source routing) IP címek, melyeken átmenjen a csomag

Szigorú útvonal megkötés (strict source routing) IP címek, csak ezeken mehet a csomag

Padding Üres bitek kitöltése (ha az Options mező nem tölti ki) 18

6

lab


Hálózatkonfigurációs parancsok ifconfig


TMIT BME


ifconfig Unix alapú rendszerek Hálózati interfészek Beállításainak lekérdezése Módosítása

ifconfig bootoláskor lefut – beállításokat elvégzi minden elérhető interfészre Lekérdezéshez: ifconfig –a (All) Minden interfész információi

20

TMIT BME


Példa

21

7

TMIT BME


Példa – hálózati adatok Hoszt

IP cím

Subnet maszk

Net ID/ Subnet ID

Hoszt ID

Megjegyzés

sun

140.252.1.29 255.255.255.0 140.252.13.33 255.255.255.224

140.252.1 140.252.13.32

29 1

on subnet 1 on author's Ethernet

svr4

140.252.13.34 255.255.255.224

140.252.13.32

2

bsdi

140.252.13.35 255.255.255.224 140.252.13.66 255.255.255.224

140.252.13.32 140.252.13.64

3 2

on Ethernet point-to-point

slip

140.252.13.65 255.255.255.224

140.252.13.64

1

point-to-point

140.252.13.63 255.255.255.224

140.252.13.32

31

broadcast addr on Ethernet 22

TMIT BME


ifconfig lekérdezés

sun % /usr/etc/ifconfig -a leO : flags=63 inet 140.252.13.33 netmask ffffffe0 broadcast 140.252.13.63 slO : flags=105KUP, POINTOPOINT, RUNNING, LINKO> inet 140.252.1.29 -> 140.252.1.183 netmask ffffff00 loO: flags=49 inet 127.0.0.1 netmask ff000000

23

TMIT BME


Windows - ipconfig C:\>ipconfig Windows IP Configuration Ethernet adapter Local Area Connection: Connection-specific DNS Suffix . : IP Address. . . . . . . . . . . . : 192.168.0.94 Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0 Default Gateway . . . . . . . . . : 192.168.0.1 Ethernet adapter Wireless Local Area Connection: Media State . . . . . . . . . . . : Media disconnected

24

8

lab


netstat


TMIT BME


netstat Információk a hálózati interfészekről

MTU Beérkező csomagok száma Kimenő csomagok száma Hibák Sorok hossza stb.

Útvonalválasztási beállítások ...

26

TMIT BME


Példa

27

9

TMIT BME


Példa - netstat -in sun % netstat -in Name Mtu Net/Dest Collis Queue leO 1500 140.252.13.32 1 0 slO 552 140.252.1.183 0 0 loO 1536 127.0.0.0 0 0

Address

Opkts

Oerrs

140.252.13.33 67719 0

lpkts lerrs

92133

0

140.252.1.29

48035 0

54963

0

127.0.0.1

15548 0

15548

0

28

TMIT BME


Windows - netstat Protokoll statisztikák Pillanatnyi TCP/IP kapcsolatok C:\>netstat Active Connections Proto TCP TCP TCP

Local Address evoqn:1099 evoqn:1100 evoqn:1101

Foreign Address 192.168.0.2:netbios-ssn 192.168.0.2:epmap 192.168.0.2:epmap

State ESTABLISHED ESTABLISHED TIME_WAIT

29

lab


Address Resolution Protocol ARP


10

TMIT BME


Az Address Resolution Protocol

31

TMIT BME


Jellemzők Az IP datagrammok közvetlen továbbításához a küldőnek ismernie kell a célállomás hardveres címét is (az IP címen felül) Pl. helyi hálózaton belül

Az ARP protokollal lehetséges az IP címek alapján megkapni a hardver címet Helyi broadcast üzenetszórást használ az ARP A megszerzett IP-hardver cím párosokat az ARP gyorstárazza (cache) Legközelebbi küldés esetén nem kell újabb hardver címlekérdezés 32

TMIT BME


ARP működése „Ha az IP címed 160.30.100.10, kérlek küldj egy választ nekem a hardver címeddel!”

Küldő 160.30.100.20 00-AA-00-12-34-56 Broadcast

Unicast Célállomás 160.30.100.10 00-A0-C9-78-9A-BC

160.30.100.10 cím az enyém, a hardver címem pedig: 00-A0-C9-78-9A-BC

33

11

TMIT BME


ARP csomag felépítése 32 bit (4 bájt) Hardware Type HLEN

Protocol Type

PLEN

Operation code

Sender’s Hardware Address (Octets 0-3)

Változó hosszúságú

Sender HA (Octets 4-5) Sender IP (Octets 0-1) Sender IP (Octets 2-3) Target HA (Octets 0-1) Target HA (octets 2 - 5) Target IP (octets 0 - 3)

34

TMIT BME


ARP csomag felépítése 2 1

Hardware Type

Protocol Type

Hardware Type (16 bit) – hardver típusa Meghatározza a hardver interfész típusát Pl. Ethernet esetén az értéke 1

Protocol type (16 bit) – protokoll típusa Meghatározza a felsőbb rétegbeli protokollt (IP), mely által használt címet kell hardver címre fordítani IP esetén ez 0800

35

TMIT BME



HLEN

PLEN

Operation code

HLEN, Hardware address length (8 bit) – a hardver cím hossza Meghatározza bájtokban az adott csomagban szállított hardver cím hosszát Pl. Ethernet esetén 6

PLEN, Protocol address length (8 bit) – felsőbb protokoll címhossza Meghatározza a felsőbb protokoll által használt cím hosszát bájtokban Pl. IP esetén 4

Operation code (16 bit) – feladat kód Meghatározza, hogy az adott csomag egy ARP kérés (request) vagy ARP válasz (reply) 36

12

TMIT BME



Sender’s Hardware Address (Octets 0-3)

4

Sender HA (Octets 4-5) Sender IP (Octets 0-1)

5

Sender IP (Octets 2-3) Target HA (Octets 0-1)

Sender’s hardware address (48 bit) – küldő hardver címe Tartalmazza a küldő (ARP requester) hardver címét

Sender’s IP address (32 bit) – küldő IP címe Tartalmazza a küldő (ARP requester) felsőbb protokoll címét 37

TMIT BME



Sender IP (Octets 2-3) Target HA (Octets 0-1)

6

Target HA (octets 2 - 5)

7

Target IP (octets 0 - 3)

Target’s hardware address (48 bit) – Célállomás hardver címe Tartalmazza a célállomás (ARP responder) hardver címét

Target’s IP address (32 bit) – Célállomás IP címe Tartalmazza a célállomás (ARP responder) felsőbb protokoll címét 38

lab


Reverse Address Resolution Protocol RARP


13

TMIT BME


Reverse Address Resolution Protocol

A Reverse ARP protokoll hardver címeket fordít IP címekre A RARP protokollal egy újonnan bekapcsolt számítógép broadcast üzenetben meghirdetheti az Ethernet címét A RARP szerver fogadja ezt a kérést és visszaküldi a hardver címhez tartozó IP címet

40

lab


Ping program


TMIT BME


Ping Távoli hoszt elérhetőségének vizsgálata ICMP „Echo Request” üzenet küldése célállomáshoz „Echo Reply” választ vár rá a küldő a célállomástól

Távoli hoszt távolságának becslésére A program körülfordulási időt is mér Roundtrip time

A kérés elküldése és a válasz megérkezése közötti idő

Ping hoszt Ahonnan az „echo request” csomag indul

Ping szerver Ahonnan az „echo reply” indul 42

14

TMIT BME


Ping üzenetformátum 8 bit

8 bit

Type=0, 8

Code=0

Identifier

8 bit

8 bit

Checksum Sequence Number

Optional Data

Ping szerver válasza Identifier, Seq.Num egyező a kérés csomagjában lévőkkel

Unix implementációk Identifier = process ID Több ping esetén, mely processzhez, mely csomagok tartoznak

Seq.num 0-tól indul 43

TMIT BME


Példa - ping host> ping server4 PING server4 (140.252.13.34): 56 data bytes 64 bytes from 140.252.13.34: icmp_seq=0 ttl=255 time=0 ms 64 bytes from 140.252.13.34: icmp_seq=l ttl=255 time=0 ms 64 bytes from 140.252.13.34: icmp_seq=2 ttl=255 time=0 ms 64 bytes from 140.252.13.34: icmp_seq=3 ttl=255 time=0 ms 64 bytes from 140.252.13.34: icmp_seq=4 ttl=255 time=0 ms 64 bytes from 140.252.13.34: icmp_seq=5 ttl=255 time=0 ms 64 bytes from 140.252.13.34: icmp_seq=6 ttl=255 time=0 ms 64 bytes from 140.252.13.34: icmp_seq=7 ttl=255 time=0 ms ^? type interrupt key to stop --- server4 ping statistics --8 packets transmitted, 8 packets received, 0% packet loss round-trip min/avg/max = 0/0/0 ms

44

TMIT BME


IP opciók használata a Pinggel Ping programmal több opcionális IP szolgáltatás használható:

Record Route Timestamp (Strict source routing) (Loose source routing)

45

15

TMIT BME


Record Route Az IP csomag útvonalát rögzíti Bebillenti az elküldött IP csomagban az RR opciót Minden útválasztó hozzáadja IP címét az Option mezőhöz A célállomás (ping szerver) a válaszába belemásolja az eredeti címeket Visszaúton ismét hozzáadódnak az útválasztók címei A Ping hoszt a csomag visszaérkezésekor megjeleníti az útvonalat képező címeket

46

TMIT BME


RR példa C:\>ping -r 9 qosip.tmit.bme.hu Pinging qosip.tmit.bme.hu [152.66.244.189] with 32 bytes of data: Reply from 152.66.244.189: bytes=32 time=20ms TTL=254 Route: 152.66.244.254 -> 152.66.244.189 -> 152.66.244.189 -> 152.66.246.254 Reply from 152.66.244.189: bytes=32 time<10ms TTL=254 Route: 152.66.244.254 -> 152.66.244.189 -> 152.66.244.189 -> 152.66.246.254 Reply from 152.66.244.189: bytes=32 time<10ms TTL=254 Route: 152.66.244.254 -> 152.66.244.189 -> 152.66.244.189 -> 152.66.246.254 47

TMIT BME


RR probléma IP option mező hossza limitált Maximum 9 IP cím fér el az IP csomag option mezőjében Oda-vissza útra kéne elegendőnek lenni ARPANET-en ez még elegendő volt Mai Interneten ez gyakran kevés

Helyette Trace-Route!

48

16

TMIT BME


Példa - RR probléma C:\>ping -r 9 telin.rug.ac.be Pinging telin.rug.ac.be [157.193.140.25] with 32 bytes of data: Reply from 157.193.140.25: bytes=32 time=60ms TTL=242 Route: 152.66.0.122 -> 152.66.0.125 -> 62.40.103.74 -> 62.40.96.10 -> 62.40.96.1 -> 62.40.96.29 -> 62.40.96.18 -> 62.40.103.13 -> 193.190.197.182

9 cím után betelt az Option mező További információk elvesznek 49

TMIT BME


Timestamp (Hasonló a Record Route opcióhoz) Az option mezőbe az érintett útválasztók belehelyezik, hogy a csomagot, mikor kezelték 4 bájtos időbélyeg Éjféltől eltelt idő milliszekundumban

Lehetőségek: Csak időbélyeg (max 9) Időbélyeg és IP cím (max 4) Előre megadott (4) IP cím írjon csak időbélyeget

50

TMIT BME


Source Routing Ping programhoz megadhatók IP címek csak azokon haladhat keresztül Strict source routing Pontos útvonal megadás Hiba esetén: „source route failed” üzenet a feladónak

melyeken keresztül kell haladnia (többek között) Loose source routing Bármely megadott kettő cím között bármennyi más cím is szerepelhet

51

17

lab


Traceroute


TMIT BME


Traceroute Az IP Record Route opciójának kiegészítésére 9-nél több hop megjelenítése

Traceroute IP TTL mező értékének megfelelő változtatása minden hop-tól érkezzen válasz

UDP csomagok küldése a távoli hoszthoz egy biztosan nem élő portjára A címzett végül „port unreachable” üzenetet küld vissza Ez jelenti az útvonalkeresés végét

ICMP csomagok a közbenső hopoktól érkeznek TTL=0 esetén 53

TMIT BME


Működés A küldő a csomag TTL értékét 1-re állítja Az első útválasztó „time exceeded” ICMP üzenetet küld vissza, és eldobja a csomagot A küldő újabb csomagot küld 1-gyel nagyobb a TTL értékkel A 2. útválasztó küldi vissza a „time exceeded” üzenetet, és dobja a csomagot Folyamat addig tart míg a csomag célba nem ér és a célhoszt „port unreachable” üzenetet nem küld. (pl. UDP port#33435) A küldő a visszaérkező ICMP üzenetek alapján (folyamatosan) jeleníti meg az útvonalat

54

18

TMIT BME


Példa - Traceroute C:\>tracert telin.rug.ac.be Tracing route to telin.rug.ac.be [157.193.140.25] over a maximum of 30 hops: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

<10 <10 <10 <10 <10 20 30 40 40 40 40 40 40 40

ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms

<10 <10 <10 <10 10 30 30 40 40 50 50 51 50 50


<10 <10 <10 <10 10 20 30 40 41 40 50 50 50 50


cisco.tmit.bme.hu [152.66.246.254] ge2-4.taz.bme.hu [152.66.0.121] ge2-0.gsr16.vh.hbone.hu [152.66.0.126] hungarnet.hu1.hu.geant.net [62.40.103.73] hu.at1.at.geant.net [62.40.96.9] at.ch1.ch.geant.net [62.40.96.2] ch.fr1.fr.geant.net [62.40.96.30] fr.be1.be.geant.net [62.40.96.17] belnet-gw.be1.be.geant.net [62.40.103.14] g6-0.c12008.brussels.belnet.net [193.190.197.181] pvc1-101.c7206vxr.gent.belnet.net [193.190.61.230] rug.customer.gent.belnet.net [193.190.196.213] rtr-tech.rug.ac.be [157.193.138.10] telin.rug.ac.be [157.193.140.25]

55

TMIT BME


Source Routing A Ping programál ismertetett Source Routing opciók Traceroute esetén is használhatók

56

TMIT BME


Példa - Strict Source Routing Traceroute, megadott útvonalon westgate-ig sun> traceroute -G netb -G gateway -G gabby westgate traceroute to westgate (192.80.43.2), 30 hops max. 40 byte packets 1 netb (140.252.1.183) 272 ms 257 ms 261 ms 2 gateway (140.252.1.4) 263 ms 259 ms 234 ms 3 gateway (140.252.1.4) 263 ms !S * 235 ms !S

„Gabby” hop-nál a szigorú útvonalmegadás nem teljesült

57

19

DATA (variable) D = Delay, késleltetés T = Throughput, átviteli sebesség R = Reliability, megbízhatóság. 32 bits (4 Bytes)

Recommend Documents