Tartalom Adatkapcsolati réteg A hálózati kártya (NIC-card)
Az adatkapcsolati réteg, Ethernet, ARP
Ethernet ARP Az ARP protokoll Az ARP protokoll által beírt adatok Az ARP parancs Az ARP folyamat alhálózaton belüli és kívüli kommunikáció esetén 6-1
6-2
Fogalma és feladatai
Fogalma
Adatkapcsolati réteg
Az adatkapcsolati réteg a keret mozgatását végzi egy önálló linken belül. Lakásunk - Budapest – New York – célváros, s ennek internetes megfeleltetése
Feladatai
keretezés közeghozzáférés vezérlés (determinisztikus és nem determinisztikus) címzés megbízható szállítás (pl. vezeték nélküli hálózat) adatfolyam vezérlés (pl. PPP protokoll) hibafelismerés (pl. Ethernet) hibajavítás (pl. ATM)
6-3
6-4
A hálókártya képe A hálózati kártya (NIC-card)
6-5
6-6
1
A hálókártya feladatai I.
A hálókártya feladatai II. Adott kommunikációs linken az
adatkapcsolati protokollt tipikusan egy adapter-PÁRban valósítják meg. Ezek fizikailag egy-egy hálókártyát jelentenek (akár az alaplapra integrálva), melyek tartalmaznak saját
digitális jelfeldolgozó processzort,
RAM-ot, ROM-ot, alaplap a
felé csatlakozó interfészt és hálózat felé csatlakozó interfészt.
6-7
A hálókártya feladatai III.
A hálókártya feladatai IV.
A küldő állomás
Amennyiben az adatkapcsolati réteg protokollja
(például egy számítógép vagy egy router-port) 3., azaz a hálózati rétege, továbbítja a csomagokat a hálókártyához, mely kezeli a kommunikációs link küldő oldalát. A hálókártya a csomagokat keretekbe ágyazza, majd a kommunikációs linken át elküldi a kereteket.
A kommunikációs link túloldalán, a vevő hálókártya
6-8
megkapja a kereteket, kimetszi belőle a csomagot és feladja azt a 3., azaz a hálózati réteg számára.
hibafelderítést biztosít (például az Ethernet), akkor a küldő hálókártya beállítja az ellenőrző biteket, s a fogadó hálókártya pedig ellenőrzi azokat, megbízható átvitelt biztosít (például az ATM), akkor a megbízható átvitel teljes mechanizmusát (például sorszámozást, időzítés, nyugtázást) teljes egészében a hálókártyában valósítják meg, determinisztikus közeghozzáférést biztosít (például a Token Ring, FDDI), akkor ezt a protokollt teljes egészében a hálókártyákban valósítják meg. Azért hálókártyáK, mert a kommunikációhoz mindig minimum 2 db hálókártyára van szükség, egy a küldı egységben (például számítógép), egy pedig a fogadó egységben, például a routernek az adott alhálózatba tartozó portja).
6-9
A hálókártya félig autonóm egység
6-10
A hálókártya félig autonóm egység II.
Önállóan végzett feladatok
Adás során • a processzor a harmadik rétegtől átadva a csomagot teljesen rábízza az összes feladatot, s a hálókártya a keretezéstől a továbbküldésig mindent önállóan végez, beleértve például – a 2. rétegű címzést – a közeghozzáférés vezérlésést.
Vétel során • önállóan hibát kereshet és a processzor engedélye nélkül törölheti a hibás keretet (Ethernetnél) • amennyiben keretet kap, csak akkor adja fel a processzornak, ha
Fogadó hálózati kártya LLC – Logical Link Control
– az a saját MAC-címét tartalmazza, – illetve a szórási üzenet, – egyébként önállóan törli a beérkező kereteket.
MAC – Media Access Control
6-11
6-12
2
A hálókártya félig autonóm egység III. Függ a befogadó számítógéptől, azaz a
hálókártya NEM önállóan végzett feladatai csatlakozik
a számítógép sínrendszerére:
• vezérlés, • adatkapcsolat, • tápellátás a
számítógépházban, ma tipikusan az alaplapra integráltan található.
6-13
6-14
Ethernet “domináns” LAN technológia: olcsó $20 egy 100Mbs átvitelre! Egyszerőbb, olcsóbb, mint a Token Ring és az ATM Folyamatosan nı az átviteli sebessége: 10, 100, 1000 Mbps, 10 Gbps, 120 Gbps
Ethernet
Metcalfe’s Ethernet sketch
6-15
6-16
Ethernet keret-struktúra (folytatás)
Ethernet keret-struktúra A küldı számítógép hálókártyája az IP (vagy más harmadik rétegő csomagot) Ethernet keretbe ágyazza be
Címek: 6+6 bájt, a keretet a LAN-on lévı összes adapter megkapja, és amennyiben nem ı a címzett, akkor eldobja Típus: a magasabb rétegő protokoll típusa, legtöbbször az IP, de támogatható a Novell IPX, az AppleTalk). Az IP protokoll kódja 0x800, az ARP protokollé pedig 0x806 Adat: a beágyazott csomag helyezkedik itt el CRC a lábrészben: a küldı kiszámítja és beírja, a címzett is kiszámítja, s ha nem egyezik a keretet egyszerően eldobja
Preamble: 7 bájt 10101010 bitmintával, amit egy 10101011 bitmintájú bájt követ (összesen tehát 8 bájt). Ennek a feladata a címzett és a feladó óráütemének a szinkronizálása 6-17
6-18
3
Ethernet címek
Az Ethernet cím két része
Ez fizikai cím vagy MAC (Media Access Control) cím 48 bit hosszú, ami 12 hexadecimális számjeggyel ábrázolható az ember számára Az IEEE által adminisztrált elsı hat hexadecimális számjegy azonosítja a gyártót, a második hat számjegyet a gyártó adja ki Elvben a világon egyedi Sík, NEM hierarchikus címtér Beégetett cím – a hálózati kártya ROM-jába van beégetve 6-19
6-20
Wireshark sajátosságok Sok CRC-hibás üzenetet látunk: ez a
Wireshark hibája, ezek az üzenetek valójában jók A Wireshark csak az alábbi ábrán lévı ZÖLD részt jeleníti meg, azaz NEM látjuk a a
ARP (Address Resolution Protocol)
Preamble és Frame Check Sequence mezıt
6-21
6-22
ARP beágyazás Az Ethernet keretbe, amennyiben ott a típusmezıben
ARP protokoll, azaz a 0x806 hexadecimális érték szerepel, akkor
Az ARP protokoll által beírt adatok
adatként a következı szerkezet kerül beágyazásra : 0
8
16
HARDWARE TYPE HW-LEN
PROTO-LEN
24
31
PROTOCOL TYPE OPERATION
SENDER HA (octets 0-3) 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) 6-23
6-24
4
ARP beágyazás
ARP beágyazás
Hardver típus: a hálókártya technológiája, például Ethernet 0x0001, de itt állhat Token Ring, FDDI technológiát jelölı kód is. Protokoll típus: a magasabb rétegő protokoll típusa, például IP esetén 0x0800 HW-LEN a hardver-cím hossza bájtban: például Ethernet esetén 6 (azaz 6x8 = 48), IPX esetén 0 PROTO-LEN a protokoll-függı cím hossza bájtban: például IP esetén 4 (azaz 4x8-32), IPX esetén 10 (azaz 10x8 = 80) Mővelet: ARP kérés esetén 0x0001, ARP válasz esetén pedig 0x0002
forrás hardvercím forrás IP-cím Cél hardvercím: ARP kérés esetén ez a
mezı csupa bináris nullával van kitöltve, hiszen pont ennek a címnek a megismerése a cél, tehát a forrás ezt még nem tudhatja Cél IP-cím
6-25
ARP protocol alhálózaton belüli kommunikáció esetén
ARP: Address Resolution Protocol A LAN-on lévı minden IP csomópont (állomás, router) rendelkezik ARP modullal, táblával ARP tábla: IP/MAC címmegfeleltetés bizonyos csomópontok vonatkozásában
< IP cím; MAC cím; TTL> < ………………………….. >
TTL (Time To Live): az az idı, ami után a bejegyzés törlıdik (tipikusan számítógép 1-2 perc, router 8 óra) 6-27
ARP kérés
A cél-cím szórás, a cél hardver-címe mezı csupa bináris nullával van kitöltve
6-26
Az A állomás ismeri a B IP címét és a beágyazáshoz szeretné megtudni a B fizikai (MAC) címét Az A állomás szórásos üzenettel elküld egy ARP kérést az egész alhálózatba Az alhálózat minden gépe megkapja ezt az ARP kérést Többek között a B is megkapja az ARP kérést, és felismerve benne a saját IP-címét, egyedi üzenettel válaszol az A állomásnak a saját MAC címével Az A állomás eltárolja az ARP táblájában a B állomás IP-címével együtt a MAC címét (egyébként a B is eltárolja az A állomás MAC címét az IP címével együtt).
6-28
ARP válasz
6-29
Itt már a keresett gép MAC-címe, immár forrás-címként két mezıben is szerepel.
6-30
5
ARP protocol alhálózaton kívüli kommunikáció esetén Az A állomás ismeri a B IP címét A saját IP-címe és alhálózati maszkja, valamint a cél IP-címe alapján megállapítja, hogy az az alhálózaton kívül van Ezért az A állomás a (kézzel illetve DHCP-vel beállított) alapértelmezett átjárónak (a router portnak) az IP címét küldi el szórásos üzenettel az ARP kérésben az egész alhálózatba, hogy megtudja annak a MAC címét és így össze tudja állítani az oda küldendı keretet Az alhálózat minden gépe megkapja ezt az ARP kérést Többek között az alapértelmezett átjáró is megkapja az ARP kérést, és felismerve benne a saját IP-címét egyedi üzenettel válaszol az A állomásnak a saját MAC címével Az A állomás eltárolja az ARP táblájában az alapértelmezett átjáró IP-címével együtt a MAC címét (egyébként alapértelmezett átjáró is eltárolja az A állomás MAC címét az IP címével együtt).
Az ARP parancs
6-31
Az ARP parancs lehetıségei
6-32
Az ARP tábla lekérdezése
6-33
A leggyakoribb arp parancs
6-34
Beágyazási folyamat
arp –a a helyi ARP cache tartalmát listázza ki
6-35
6-36
6
Az ARP és a beágyazás
Vége 6-37
7
