06 Kompjuterski komunikacijski protokoli - …kemal.bhsearch.com/.../10/06_Kompjuterski_komunikacijski_protokoli.… · 06 Kompjuterski komunikacijski protokoli 1:16:56 1 Osnove računarsih

06 Kompjuterski komunikacijskiprotokoli

11:16:56

Osnove računarsih mreža (ORM),

Doc. dr Kemal Hajdarevid

Kontakt informacije za konsultacije i pitanja• Kemal Hajdarevid

• Dostupan za konsultacije svaki radni dan uz najavu na neki od dole navedenih načina preferncijalno kako je navedeno:

1. Na pauzi između predavanja, ili na hodniku....

2. E-mail:[email protected],

[email protected]

3. Telefon:– Telefon u kancelariji 278 136 (od 08:00 do 16:00)

13:16:56 2

mailto:[email protected]




Organizacija predmeta (predavanja i vježbe)

24.10.2011 13:59:29 3

1. Uvod u kompjuterske komunikacije i mreže

kompjutera

2. Fizički sloj i Transmisioni medij Laboratorijska vježba 1 - Procedure i oprema za rad u

laboratoriji

3. Mrežne operacije / Funkcionisanje mreže Laboratorijska vježba 2 - Kablovi i kabliranje

4. Detekcija i korekcija grešaka Laboratorijska vježba 3 - Mrežni adapter

5. Klase kompjuterskih komunikacija Laboratorijska vježba 4 - Windump i Hub (Auditorne vježbe

1.)

6. Kompjuterski komunikacijski protokoli Laboratorijska vježba 5 – Ethereal, Switch i subnetiranje

7. Mrežne tehnologije Laboratorijska vježba 6 - Linux i umrežavanje

8. Sloj linka podataka Laboratorijska vježba 7 - OPNET Switch (Auditorne vježbe 2.)

9. Mrežni / Internet sloj i tehnike rutiranja Laboratorijska vježba 8 – VLAN

10. Transportni sloj TCP /IP protokol Laboratorijska vježba 9 – Rutiranje

11. Aplikacijski sloj Laboratorijska vježba 10 - Wireless ad-hoc

12. Mrežno modeliranje – Teorija redova čekanja Laboratorijska vježba 11 - Wireless_infrastructure

(Auditorne vježbe 3.)

13. Dizajn i Upravljanje velikim kompjuterskim mrežama Laboratorijska vježba 12 – Simulacija MM1 reda za čekanje

OPNET

14. Internet i međusobno povezivanje mreža

Diskusija

1:59:29 4

Ciljevi• Objasniti opšte karakteristike protokola• Objasniti funkcije protokola u mreži• Poređenje protokola

– Konekciono – nekonekciono orijentisani– Rutirajudi – ne rutirajudi

• Protokoli TCP/IP slojeva– Aplikacijski protkoli– Transportni protkoli– Mrežni protkoli

• ARP• ICMP• IP

• IP protokol– IP Adresiranje, – Sabnetiranje – Classles Interdomain Routing (CIDR) 514:24:46

Protokoli

6

• Stritkno govoredi, protokoli su pravila i procedure za komuniciranje

–Dva kompjutra da bi komunicirali, moraju govoriti isti jezik i moraju se dogovoriti o pravilima komunikacije

13:59:28

Protokoli u slojevitoj arhitekturi

713:59:27

Podaci se šalju kao bitstream

Dodaje se provjera greške, fizičke adrese, i formatiraju podaci za fizičku transmisiju.

Dodaju se adresne informacije i logičke adrese

Dodaju se komunikacisjko sesijske informacije

Dodaje se formatiranje, prikazivanje i enkripcijske informacije

Dodaju se kontrola toka, sekvenciranje, i informacije za osiguranje pouzdanog prenosa

Iniciranje ili prihvatanje zahtijeva za transfer podataka

Funkcije protokola na slojevima OSI modela

Aplikacijski sloj

Prezentacijski sloj

Sesijski sloj

Transportni sloj

Mrežni sloj

Sloj linka podataka

Fizički sloj

• Objasniti opšte karakteristike protokola• Objasniti funkcije protokola u mreži• Poređenje protokola





Karakteristike

• Direktni / Indirektni

• Monolitni / Struktuirani

• Simetrični / Asimetrični

• Standardni / Nestandardni

1:59:28 9

• Enkaspulacija• Segmentacija i reasembliranje• Kontrola konekcije• Isporuka po poredku• Kontrola toka• Kontrola grešaka• Adresiranje• Multipleksiranje• Transmisioni servisi

2:20:33 10

Funkcija protokola






• Obzirom da protokoli obavljaju svoje funkcije u OSI modelu, oni mogu raditi na jednom ili više slojeva.

• Skup protokola koji rade u saradnji se zove stek protokola ili protokol stek

– Najpopularniji protokol stek je TCP / IP, Internet protokol stek

– IPX/SPX, je korišten u starijim verzijama Novell NetWare OS-a, nestao je kako je tvrtka Novell nadogradila novije verzije NetWare OS-a.

– Nivoi steka protokola mapiraju svoje funkcije na OSI model

1213:59:27

Funkcije protokola






Poređenje konekciono-neorijentisanih i konekciono-orijentisanih protokola

11:23:09 1413:59:27

Protokoli koji koriste nekonekciono-orijentisanu (connectionless) isporuku, šalju podatke preko mreže predpostavljajudi da de podaci dodi do primaoca:

– Nekonekciono-orijentisani protokol nisu u potpunosti pouzdani–Brzi su: malo dodatnih podataka (little overhead), ne troše vrijeme na uspostavi / upravljanju / zatvaranju konekcije

•Konekciono-orjentisani (Connection-oriented) protokoli su više pouzdani i prema tome sporiji.

–Dva kompjutera uspostavljaju konekciju prije prebacivanja podataka preko mreže

•Nakon uspostavljanja konkecije podaci se šalju po redoslijedu.–Osigurava se da su svi podaci primljeni i da su odgovarajudli ili da su odgovarajude poruke koje ukazuju na pojavu greške generisane.

Poređenje rutirajudih, nerutirajudih i protokola koji rutiraju rutirajude protokole

• Mrežni sloj OSI modela je odgovoran za prebacivanje podataka preko različitih mreža–Ruteri su odgovorni za proces rutiranja

• Protokoli koji funkcionišu na mrežnom sloju su rutirajudi protokoli; ako se ne mogu rutirati onda se nazivaju nerutirajudi protokoli.–TCP/IP i IPX/SPX su protokoli koje je mogude rutirati.–Stari Microsoft protokol koji se ne više i ne koristi

NetBEUI, je rutirajudi ptokol koji se koristio u malim mrežama ali su mu perfotrmanse padale kada bi se veličina mreže povedala.

• Pored protokola koji se mogu rutirati postoje i protokoli koji rutiraju rutirajude protokole – ruting protokoli.

1513:59:27

1613:59:26

Uobičajene skupine protokola (protocol suite)

Zato što vedina protokola sadrže kombinaciju komponenti, ove komponente se nazivaju skupine protokola ili protocol suite, npr:

–TCP/IP•Ovaj protkol dominira do te tačke da ostali protokoli postaju skoro zastarjeli:

–IPX/SPX–NetBIOS/NetBEUI–AppleTalk

1713:59:26

Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)

Poređenje TCP / IP i OSI modela

• Ostale skupine protokola se nekada koriste na starijim mrežama, tamo gdje upotreba TCP/IP nije neophodna ili tamo gdje je potrebno koristiti određena pravila gdje su drugi protokoli superiorniji–NetBIOS/NetBEUI

• Primarno korišten za starijim Windows mrežama–IPX/SPX

• Dizajniran za korištenje na NetWare mrežama–AppleTalk

• Korišten gotovo eksluzivno na Macintosh mrežama

1813:59:26

Ostale skupine protokola

NetBIOS and NetBEUI

1913:59:26

IPX/SPX

2013:59:25






1:59:23 22

Protokoli TCP/IP slojeva

2313:59:23

Protokoli u slojevitoj arhitekturi

Aplikacijski sloj

Prezentacijski sloj

Sesijski sloj

Transportni sloj

Mrežni sloj

Sloj linka podataka

Fizički sloj

Tri glavna tipa protokola

Mrežni protokoli

Transportniprotokoli

Aplikacijski protokoli

Instalacija / konfiguracija protokol skupa(protocol suite)

1:59:23 24






1:59:22 26

Aplikacijski sloj

Prezentacijski sloj

Sesijski sloj

Transportni sloj

Mrežni sloj

Sloj linka podataka

Fizički sloj

Mrežni protokoli



Protokoli TCP/IP Aplikativnog sloja

2713:55:39

File Transfer Protocol (FTP) – (TCP) manipulacija datotekama i direktorijima, transfer datoteka na udaljenom serveruTrivial File Transfer Protocol (TFTP) – (UDP)manipulacija datotekama i direktorijima, transfer datoteka na udaljenom serveruSimple Mail Transfer Protocol (SMTP) – Slanje / primanje maolovaTerminal emulation (Telnet) – povezivanje na udaljeni server i rad na tom serveruSimple Network Management Protocol (SNMP) –upravljanje mrežomDomain Name System (DNS) - ime-u-adersa rezolucijaHypertext Transport Protocol (HTTP) – Transfer Web stranica u Web pretraživač

Protokoli TCP/IP Aplikativnog sloja






1:55:39 29

Aplikacijski sloj

Prezentacijski sloj

Sesijski sloj

Transportni sloj

Mrežni sloj

Sloj linka podataka

Fizički sloj

Mrežni protokoli



Protokoli TCP/IP Transportnog sloja

Protokoli TCP/IP Transportnog sloja

• Transmission Control Protocol (TCP) je primarni Internet trasnmisijski protokol konekciono-orijentisani–Konekciono orijentisani koristi three-way handshake–Fragmentacija i reasembliranje–Koristi portvrde (acknowledgements) da osigurada su svi podaci primljeni i da obezbjedi kontrolu toka

• Koristi ga SMTP i Telnet• User Datagram Protocol (UDP) je nekonekciono-

orijentisani–Generalno brži, ali manje pouzdan od TCP-a

• Ne segmentira podatke niti radi ponovno sekvenciranje paketa

• Ne koristi potvrde (acknowledgements) za pouzdanost• Koristi ga DNS i TFTP

3013:55:43






1:55:48 32

Aplikacijski sloj

Prezentacijski sloj

Sesijski sloj

Transportni sloj

Mrežni sloj

Sloj linka podataka

Fizički sloj

Mrežni protokoli



Protokoli TCP/IP mrežnog sloja

Protokoli TCP/IP mrežnog sloja

• Internet Protocol version 4 i 6(IPv4, IPv6) je mrežni protkol koji omogudava izvorno i odredišno adresiranje i rutiranje za TCP/IP –Nekonekciono orijenitan protokol; brz ali nepouzdan

• Internet Control Message Protocol (ICMP) je mrežni protokol koji se koristi da se pošalju poruke o grešci ili kontrolne poruke između sitema ili uređaja–Ping program (utility program) koristi ICMP zahtijeve da se

zatraži odgovor od udaljenog uređaja (hosta) da se provjeri dostunost

• Address Resolution Protocol (ARP) uapruje (resolve) logičke (IP) adrese u fizičke (MAC) adrese

3313:55:52




• ICMP• ARP• IP


ICMP

1:55:57 35

Internet Control Message Protocol (ICMP)

• ICMP obezbjeđuje mehanizam prijave grešaka koje nastaju u toku rutiranja paketa.

• Format ICMP paketa je prikazan na slici

1:56:01 36

Format ICMP paketa

Polje Opis polja

Tip 8 bitno polje označava tip ICMP paketa

Kod Dodatne informacije koje se ne nalaze u polju tip

Kontrolna

suma

Detekcija greške

Podaci Sadržaj polja zavisi od tipa poruke

Objašnjenje pojedinih polja je dato u tabeli

Opis polja ICMP paketa

ICMP, ARP, i IP, u akciji

3713:56:05

Kompjuter A Kompjuter B

Primjer kompjuterske mreže

192.168.0.1 192.168.0.2

IP – Internet protokolICMP – Internet Control Message ProtocolARP- Aadress resolution Protocol

ICMP, ARP, i IP u akciji

3813:56:10

Formiranje ICMP poruke u podatkovni okvir

192.168.0.1 192.168.0.2

192.168.0.2192.168.0.2

13:56:13 39

Ping aplikacija koristi ICMP pakete

192.168.0.2 Kompjuter B

192.168.0.1 Kompjuter A

Da li je B dostupan

Da dostupan sam

Generisan PING komandom

13:56:14 40Wireshark / Ethereal - screenshot

ICMP Echo Request

ICMP Echo Reply

Saobradaj generisan PING komandom ICMP Echo Request - ICMP Echo Reply






ARP

1:56:17 42

• U RFC 826 se kaže da bi dva računara mogla uspješno da komuniciraju na mreži potrebno je da znaju fizičke adrese mrežnih kartica.

• Ovo je mogude pomodu ARP protokola. • ARP je odgovoran za prevođenje IP adrese odredišnog računara u

MAC adresu. Također provjerava, da li odredišni računar može da izvede istu operaciju, tj. da IP adresu izvornog računara pretvori u MAC adresu.

•

• Da se ne bi stalno vršili upiti za MAC adresu i vršilo opteredavanje servera, mogude je korištenje ARP keša.

• ARP keš posjeduje listu IP adresa koje su ved prevedene u MAC adrese. Ukoliko se odredišna adresa nalazi u kešu, odgovarajuda MAC adresa iz keša se koristi kao odredišna adresa.

1:56:23 43

ARP Operacije 1.

ARP Operacije 2.

• ARP pretvara Internet Protocol (IP) adrese uodgovarajudu fizičku mrežnu adresu. ARP jemrežni protokol niskog nivoa, koji djeluje na sloju2 od OSI modela. ARP se obično implementira uupravljačkim programima (drajverima) uređaja(NIC) mrežnih operativnih sustava. Rad ARP-a senajčešde može vidjeti na Ethernet mrežama, ali jeARP također implementiran na ATM, Token Ring, idrugim mrežnim tehnologijama. U RFC-u(Request For Comment) 826 je dokumentiranpočetni dizajn i implementacija ARP-a.

13:56:23 44

13:57:13 45

ARP Operacije 3.

14:31:30 46

ARP Operacije 4.






IP, IP Adresiranje, Sabnetiranjei

Classles Interdomain Routing (CIDR)

48

High PerformanceSwitching and RoutingTelecom Center Workshop: Sept 4, 1997.

13:57:59

Internet protokol (IP)• Svaki uređaj na Internetu koji želi da komunicira sa drugima

mora imati jedinstven identifikator. Taj identifikator je poznat kao IP adresa zbog toga što ruteri koriste protokol tredeg sloja OSI modela, tj. IP protokol, da bi pronašli najbolju rutu do tog uređaja.

• RFC 791: Internet protokol obezbjeđuje sve logičke adrese računarima u mreži. Dakle, svakom računaru se dodjeljuje jedinstvena IP adresa. IP ostvaruje nekonekcioni tip veze, što znači da ako dva računara žele da komuniciraju oni ne moraju uspostaviti sesiju.

• Format IP paketa je prikazan na slici

1:59:09 49

• Verzija - verzija IP protokola. Verzija je 4 ili 6. Dužina ovog polja je 4 bita.• Dužina - određuje dužinu IP zaglavlja. Sva polja su fiksne dužine, osim

polja opcije i umetak.• Tip Servisa - ukazuje IP protokolu kako da rukuje sa IP paketom, a ima četiri

podpolja i to: prioritet, kašnjenje, propusnost, pouzdanost. Prioritet predstavlja nivo važnosti, tj. prioritet paketa. Dužina je 3 bita i može imati vrijednosti od 0 do 7.

• Ostala tri polja, kašnjenje, propusnost i pouzdanost, specificiraju poželjne vrijednosti pri prijenosu.

• Dužina paketa - određuje ukupnu dužinu IP paketa• Sljededa 3 polja imaju veliku važnost u procesu fragmentacije i

defragmentacije. • Polje za identifikaciju - sadrži jedinstveni identifikator koji označava originalni paket (datagram). Ako je razbijen na tri djela, svaki od ova 3 nova paketa de imati istu vrijednost polja za identifikaciju.

2:00:27 50

Format IP paketa

• Polja za opcije - svaka opcija ima dužinu od 8 bita i sadrži 3 podpolja, i to:• Copy flag , dužine 1 bit • Option class, dužine 2 bita• Broj opcije, dužine 5 bita• Copy flag - može imati vrijednost 0 ili 1. Pri fragmentiranju, vrijednost 0

označava da de se ova opcija kopirati samo na prvi fragment, a vrijednost 1 znači, da de se opcija kopirati na sve fragmente originalnog paketa.

• Option class (klasa opcije) - može imati četiri mogude vrijednosti. Vrijednost 0 označava da opcija ima neku funkciju nad paketima, dok vrijednost 2 ukazuje na opciju za funkcije otkrivanja grešaka (debug). Vrijednosti 1 i 3 su rezervisane za budude primjene.

• Broj opcije - ima dužinu pet bitova. U kombinaciji sa različitim vrijednostima za klasu opcije se implementiraju razne kombinacije.

• Polje umetak - sadržaj ovog polja zavisi od opcija izabranih za IP paket.Obezbjeđuje da veličina paketa bude zaokružena na parni broj.

2:00:28 51

Format IP paketa

• Polje identifikator - ima dužinu 3 bita i kontroliše fragmentaciju. Prvi bit se ne koristi, drugi znači DF (don’t fragment – ne fragmentirati), tredi bit je MF(fragmentiran).

• Polje Fragment Offset - koristi se kada je potrebno na odredišnom računaru pristigle fragmentu ponovo spojiti u izvorni paket.

• Time To Live (TTL) - ukazuje na period egzistencije paketa u mreži. Pri svakom prolasku preko rutera, ova vrijednost se umanjuje za jedan. Ako vrijednost dostigne nulu, paket se uklanja iz mreže. Ovim je obezbjeđeno da zalutali paketi, ne kruže beskonačno po mreži.

• Protokol polje - ovim poljem se definiše format podataka, a identifikacioni broj protokola je dodijeljen od strane NIC (Network Information Center).

• Kontrolna suma zaglavlja - obezbjeđuje integritet zaglavlja paketa, time što je osigurano da paket nije ošteden. Kontrolna suma se pri prolasku kroz ruter nanovo računa, jer si pri tome mijenja veličina zaglavlja paketa.• Polja za izvornu i ciljnu IP adresu - ova polja sadrže 32 bitne IP adrese ciljnog i izvornogračunara.

2:01:39 52

Format IP paketa

Odakle IP adrese dolaze?

53

Korisnik

Dodijeljivanje

Mreža

Alociranje

RIR / NIR / RIPE

Alociranje

IANA

Delegiranje

IETF

14:06:42

Internet Assigned Number Agency

Alokacija IPv4 adresa

54

US Commercial

369m.US Government 201m.

ARIN (N. America) 268m.

Asia/Pacific 151m.

Europe 218m.

International

1,191m.

Reserved (IANA)

1,896m.

Izvor: iana.org

Total Addresses: 4,295m.

IANA: Internet Assigned Numbers Authority

ARIN: American Registry for Internet Numbers

14:02:37

Šta je IP Adresa? • Kako je ved rečeno IP adresa je jedInstvena, statička

globalna adresa mrežnog interfejsa

• Izuzeci:

– Dinamički dodijeljena IP adresa ( DHCP)

– IP adrese na privatnim mrežama ( NAT)

• IP adresa:

- je 32 bit dug identifikator

- enkodira mrežni broj (mrežni prefiks network prefix) i broj hosta

5514:03:18

Network Address Translation (NAT)

5614:07:06

NAT u akciji

Izuzeci:

Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)• Detaljne konfiguracija uređaja, pradenje dodijeljenih adresa

i na koje su kompjutere raspoređene je teško u velikim mrežama

• DHCP je razvijen da bi taj proces olakšao

• DHCP server mora biti konfigurisan sa blokom raspoloživih IP adresa i njihovim subnet maskama

• Klijenti moraju biti konfigurisan za korištenje DHCP-a

• Broadcast zahtijev DHCP klijent šalje na server kompjuteru

• Klijent posuđuje adresu od serevra

5714:07:31

Izuzeci:

2:05:57 58

Podešavanje Internet Protkola






IP adresiranje• IP adresa je 32-bitni broj koji jedinstveno identifikuje svaki

računar na mreži. U velikim mrežama, kao što je Internet, postoji organizacija koja dodjeljuje IP adrese, a to obavlja Internet Assigned Number Agency IANA.

• IP adresa zapisuje se kao niz od četiri cjelobrojne vrijednosti u opsegu od 1 do 255.

• IP adresa: 128.25.146.2.Postoji ukupno 5 klasa IP adresa (A, B, C, D, E).

• Od toga samo se prve tri klase mogu dodijeliti hostovima na mreži. Također samo prve tri klase se sastoje od mrežnog i host dijela.

11:40:12 60

• A klasa koristi 8 bitova za mrežni dio, a 24 bita za host dio adrese. Ovim se može obezbjediti 126 različitih mreža sa po 16.774.214hostova po mreži. Prvi oktet uzima vrijednosti od 1 do 126.

• B klasa koristi 16 bitova za mrežni dio, a 16 bitova za host dio adrese. Ovim se može obezbjediti 16.384 različitih mreža sa 65.534hostova po mreži. Prvi oktet uzima vrijednosti od 128 do 191.

• C klasa koristi 24 bita sa oznaku mreže i 8 bita za oznaku hostova. Ovim se može obezbjediti 2,097,152 različitih mreža sa 254 hostapo mreži. Prvi oktet uzima vrijednosti od 192 do 223.

• D klasa – adrese su rezervisane za multicast upotrebu. Vrijednost prvog okteta uzima vrijednosti od 224 i 239.

• E klasa – ove klase su eksperimentalne i nisu dostupne za javnu upotrebu.

11:40:13 61

Subnet maske

• Maska podmreže definiše koji bitovi IP adrese de ukazivati na mrežni dio adrese, a koji na host dio adrese.

• Podrazumijevane (default) maske su:

• A klasa - 255.0.0.0

• B klasa - 255.255.0.0

• C klasa - 255.255.255.0

11:40:14 62

IP Adrese

63

Application dataTCP HeaderEthernet Header Ethernet Trailer

Ethernet frame

IP Header

version

(4 bits)

header

length

Type of Service/TOS

(8 bits)

Total Length (in bytes)

(16 bits)

Identification (16 bits)flags

(3 bits)Fragment Offset (13 bits)

Source IP address (32 bits)

Destination IP address (32 bits)

TTL Time-to-Live

(8 bits)

Protocol

(8 bits)Header Checksum (16 bits)

32 bits

11:40:14

IP Adrese

64


Ethernet frame

IP Header

0x4 0x5 0x00 4410

9d08 0102

00000000000002

128.143.137.144

128.143.71.21

12810

0x06 8bff

32 bits

11:40:15

Poređenje IPv6 i IPv4 Adresa

• IPv4 ima maksimum232 4 biliona adresa

• IPv6 ima maksimum

2128 = (232)4 4 bilion x 4 bilion x 4 bilion x 4 bilionadresa

6511:40:25

IPv4 - IPv6• IP Verzija 6

– Naslijednik trenutno korištene IPv4

– Specifikacija završena u 1994

– Napravljenja poboljšanja u IPv4 (bez revolucionarnih promjena)

• Jendo (ne i jedino!) poboljšanje IPv6 je povedanje IP adrese na 128 bits (16 bytes)

• IPv6 riješava – preobleme sa IP adresiranjem

• 1024 adresa po kvadratnom inču na površini zemlje.

6611:40:26

IPv6 Header

67


Ethernet frame

IPv6 Header

version

(4 bits)

Traffic Class

(8 bits)

Flow Label

(24 bits)

Payload Length (16 bits)Next Header

(8 bits)Hop Limits (8 bits)

Source IP address (128 bits)

32 bits

Destination IP address (128 bits)

11:40:27

11:40:28 68

UDP/IPv6 Header

UDP/IPv4 Header

IPv4 - IPv6

Hostovi, Mreže, Routeri

69

Mreža A

Mreža BMreža C

Ruter

Host 1

Host 2

Host 7

Host 1

Host 12 Host 2

Jedinstvena IP Adresa =

Mrežmni broj + Host broj

11:40:37Host može biti kompjuter, ruter, drugi uređaj

IP Adrese dolaze u dva dijela

70

11111111 00010001 10000111 00000000

Mrežni broj

Gdje je ova linije koja dijeli mrežni i host dio?

Pa, zavisi ....

11:41:27

Host broj

Classful Adrese

71

0nnnnnnn

10nnnnnn nnnnnnnn

nnnnnnnn nnnnnnnn110nnnnn

hhhhhhhh hhhhhhhh hhhhhhhh

hhhhhhhh hhhhhhhh

hhhhhhhh

n = mrežni adresni biti h = host identifikacijski biti

Klasa A

Klasa C

Klasa B

11:41:31

Clasful Adresni prostor

72

Klasa Mreže Hostovi Djeljenje IP

adresnog

prostora

A 127 16,777,214 1/2

B 16,384 65,534 1/4

C 2,097,152 254 1/8

Ovo vodi do veoma velike neiskorištenosti adresnog prostora …

11:41:32

7311:41:32

IP Adresiranje (nastavak)Clase–Klasa A: prvi oktet između 1-126

•16,777,214 hostova po mrežnoj adresi–Klasa B: prvi oktet između 128-191

•65,534 hostova po mrežnoj adresi–Klasa C: prvi oktet između 192-223

•254 hostova po mrežnoj adresi–Klasa D: prvi oktet između 224-239

•Rezervisano za multicasting–Klasa E: prvi oktet između 240-255

• Rezervisano za eksperimentalne porebe

• 127.0.0.0 (127.0.0.1) mreža se naziva loopbackadresa

–localhost (lokalni kompjuter) se uvijek veže za adresu127.0.0.1

• IETF rezervisane adrese za privatne mreže

–Klasa A adrese počinju sa 10

–Klasa B adrese počinju od 172.16 do 172.31

–Klasa C adrese počinju od 192.168.0 do 192.168.255

–Ove adrese ne mogu biti rutirane preko Interneta

–Jedan od načina pristupa internetu je korištenjem NAT-a

–IPv6 eliminira potrebu za privatnim adresiranjem jer omogudava 128-bit adresiranje (vs. IPv4’s 32 bita) 7411:41:33

IP Adresiranje (nastavak)

Problemi sa Classful IP Adresama• Do ranih 1990ih, originalna clasful adresna šema je imali puno

problema– Flat adresni prostor. Ruting tabele na kičmama Interneta su morali da

imaju zapis za svaku mrežu. Do 1993, veličine ruting tabela su počele da rastu i prerasle su kapacitite rutera (C mreže).

Ostali problemi:

– Premalo mrežnih adresa za velike mreže• Klasa A i Klasa B adrese potrošene

– Limitirana fleksibilnost mrežnih adresa: • Klase A i B adresa imaju previše (>64,000 adresa)

• Klase C adresa ima nedovoljno

7511:41:33

Alokacija Classful Adresa

7613:01:21

Flat mrežno adresiranje

77

Ovaj ruter treba najmanje

12 zapisa u tabeli

Eksportuje najmanje 12

mrežnih adresa

Z

Y

X

WT

UV

SQ

R

P

N

13:01:21

Limitacija Classful IP Adresiranja

78

Troše se IP Adrese

Mreži od 2000 kompjutera

dodijeljeno 65,534 IP Adresa

63,534

Potrošeno

2000

Alocirano

Klasa B

w x y z

Mrežni ID Host ID

255 0 0255

13:03:27

1:03:27 79

Limitacija Classful IP Adresiranja

Dodaje se više zapisa u ruting tabelama

Klasa C

w x y z

Mrežni ID Host ID

0255 255 255

192.168.1.0

192.168.2.0

192.168.3.0

192.168.4.0

192.168.5.0

192.168.6.0

192.168.7.0

192.168.8.0

Dio Internet Ruting Tabela192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.1.1

192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.2.1

192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.3.1

192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.4.1

192.168.5.0 255.255.255.0 192.168.5.1

192.168.6.0 255.255.255.0 192.168.6.1

192.168.7.0 255.255.255.0 192.168.7.1

192.168.8.0 255.255.255.0 192.168.8.1

Mrežni ID-evi organizacijeInternet






Subneti

• Ideja je da se dijeli isti IP mrežni broj na više subneta

• Subneti mreže treba da budu generalno na istoj lokaciji (npr. Univerzitetski kampus, korporacijska lokacija, …)

• Ruteri na IP mrežama znaju svoje lokalne subnete

• Udaljeni ruetri znaju samo mrežne adrese.

8113:03:32

Subneti• Problem: Organizacija ima

više mreža kojima se

neovisno upravlja

– Rješenje 1: Alocirati posebnu mrežnu adrsu za svaku mrežu

• Teško za upravljati

• Izvan organizacije svaka mreža mora biti adresirana.

– Rješenje 2: Dodati još jedan nivo hijerarhije u IP adresnu strukturu

82Subnetiranje

Univerziteska Mreža

Saobraćaj

Bblioteka

ETF

13:03:45

Dodjeljivanje adresa subnetiranjem

• Svakom dijelu organizacije je alicoran skup IP adresa (subneti ili subnetworks)

• Adresa u svakom subnetu može biti asdministrirana lokalno

83

128.143.0.0/16

128.143.71.0/24128.143.136.0/24

128.143.56.0/24

128.143.121.0/24

13:03:46

Univerziteska Mreža

Saobraćaj

Bblioteka

ETF

Osnova ideja subnetiranja• Razbiti host broj na dijelove IP adrese u subnet broj i (manji) host broj.

• Rezultat je 3-slona hijerarhija

• Tada: • Subneti se mogu slobodno dodjeljivati u organizaciji

• Interno, subneti se tertiraju kao posebne mreže

• Subnet struktura nije vidljiva izvan organizacije

84

mrežni prefiks host broj

subnet brojmrežni prefiks host broj

Prošireni mrežni prefiks

13:03:46

Subnetmask• Ruteri i hostovi koriste Prošireni mrežni prefiks

(subnetmask) da identificiraju početak host brojeva

85

128.143 137.144

Mrežni prefiks host broj

128.143 144

Mrežni prefiks host broj subnet

broj

137

Prošireni mrežni prefiks

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0

subnetmaska

13:03:47

Prednosti Subnetiranja

• Sa Subnetiranjem, IP adrese koriste 3-slojnu hijerarhiju:» Mreža

» Subnet

» Host

• Reducira se kompleksnost kod rutera. Obzirom da eksterni ruteri ne zanju o subnetiranju u internim mrežama, kompleksnost ruting tabela je reducirana.

• Važno: Dužina subnet maske mora biti identična za sve podmreže (subnetworks).

8613:03:47

Primjeri: Subnetmaski• 128.143.0.0/16 je IP adresa mreže

• 128.143.137.0/24 je IP adresa subenta

• 128.143.137.144 je IP adres hosta

• 255.255.255.0 (ili ffffff00) je subnetmaska hosta

• Korištenjem subnetinga ili dužine subnetmaske je odluka koju donosi adminsitrator mreže

• Konzistentnsot subnetmaski je odgvornost adminsitratora

8713:03:47

Bez subnetiranja

• Svi hsotovi “misle” da su svi ostali hostovi u istoj mreži

88

128.143.70.0/16

128.143.137.32/16

subnetmask: 255.255.0.0

128.143.71.21/16


128.143.137.144/16


128.143.71.201/16


13:03:48

• Hostovi sa istim proširenim mrežnim prefiksom pripadaju istoj mreži

89

128.143.0.0/16

128.143.137.32/24


128.143.71.21/24


128.143.137.144/24


128.143.71.201/24


128.143.137.0/24

Subnet

128.143.71.0/24

Subnet

13:03:48

Sa subnetiranjem

Variable Length Subnet Maske (VLSM)

• Sa samo jednom subnet maskom preko jednog mrežnog prefiksa, organizacija je zaključana u fiksan broj subneta fiksne veličine

• Kada je mreži dodjijeljeno više od jedne subnet maske, onda je to mreža sa “variable length subnet maskama” jer prošireni mrežni prefiksi imaju različite dužine

• VLSM omogudava slicing and dicing (slobodno organizovanje)subneta u različite veličine tako i broj hostova i subneta sa jedinstvenim mrežnim ID-em, minimiziranjem ako ne i eliminisanjem pojave protradenih adresa.

9013:03:48

• Različite subnetmaske vode različitim pogledima na veličinu i opseg mreže

91

128.143.0.0/16

128.143.137.32/26

subnetmask: 255.255.255.192

128.143.71.21/24


128.143.137.144/26

subnetmask: 255.255.255.192

128.143.71.201/16


128.143.71.0/24

Subnet128.143.137.128/26

Subnet

128.143.137.0/26

Subnet

13:01:19

Sa subnetiranjem

Maska može da varira sa lokacijom

92

12.0.0.0/8

12.0.0.0/16

12.254.0.0/16

12.1.0.0/16

12.2.0.0/16

12.3.0.0/16

:

:

:12.253.0.0/16

12.3.0.0/24

12.3.1.0/24

:

:

12.3.254.0/24

12.253.0.0/19

12.253.32.0/19

12.253.64.0/19

12.253.96.0/19

12.253.128.0/19

12.253.160.0/19

12.253.192.0/19

:

:

:

Ovo omogućava

da sve ove

(pod)mreže budu

agregirane u

jedan zapis IP

forwarding tabeli

13:01:19

Hijerarhisjko mrežno adresiranje

(Subnetting and Supernetting)

93Mreža Z

Ovaj ruter treba samo

3 zapisau u tabeli za

Z-T, Z-S, i Z-U

Z

T

S

UMreža Z-U-X

Oov se naziva

Agregacija

Mreža Z-TEksprotuje

samo jednu adresuM P

Q W

WP

SX

M

FK

J

13:01:03

1:04:41 94

Optimizacija i alokacija IP adresa

Poslije Subnetiranja

Router B

220.78.168.0

220.78.168.64

220.78.168.128

220.78.168.192

220.78.169.0

220.78.169.64

220.78.169.128

220.78.169.192

Router

A

220.78.170.0

220.78.170.64

Ruting tabela za Ruter B

220.78.168.0 255.255.255.0 220.78.168.1

Optimizacija i alokacija IP adresa

95

Routing Table for Router B220.78.168.0 255.255.255.0 220.78.168.1

220.78.169.0 255.255.255.0 220.78.168.1

220.78.170.0 255.255.255.0 220.78.168.1

220.78.171.0 255.255.255.0 220.78.168.1

220.78.172.0 255.255.255.0 220.78.168.1

220.78.173.0 255.255.255.0 220.78.168.1

220.78.174.0 255.255.255.0 220.78.168.1

220.78.175.0 255.255.255.0 220.78.168.1

Before Supernetting:

Route

r A

220.78.168.0

220.78.169.0

220.78.170.0

220.78.171.0

220.78.172.0

220.78.173.0

220.78.174.0

220.78.175.0

Router B

Ruting tabela za Ruter B

220.78.168.0 255.255.255.0 220.78.168.1

Router B220.78.168.0 Router A

Poslije Supernetting:

13:01:04






CIDR - Classless Interdomain Routing• IP backbone (backbone - kičma) ruteri imaju ruting tabelu za

svaku mrežnu adresu:– Sa subnetiranjem, backbone ruter treba samo da zna zapis svaku klasu A,

B, ili C mreže

– Ovo je prihvatljivo za mreže klase A i B • 27 = 128 klasa A

• 214 = 16,384 klasa B

– Ali ovo nije prihvatljivo mreže klase C • 221 = 2,097,152 klase C mreže

• U 1993, veličina ruting tabela je počela da raste i prevazilazi kapacitete rutera

• Poslijedice: Klasno bazirano dodijeljivanje IP adresa je odbačeno

9713:12:51

CIDR notacija IP adrese: 192.0.2.0/18

"18" označava prefiks dužine, koji govori da je prvih 18 bita mrežni prefiks adrese (preostalih 14 bita je slobodno za određenu adresuhosta)

CIDR address blocks

CIDR Block Prefix # Host Adresa/27 32

/26 64/25 128/24 256/23 512/22 1,024/21 2,048/20 4,096/19 8,192/18 16,384/17 32,768/16 65,536/15 131,072/14 262,144/13 524,288

9811:42:40


– Konekciono – Nekonekciono orijentisani– Rutirajudi – Nerutirajudi




Rezime

Documents

06 Kompjuterski komunikacijski protokoli - …kemal.bhsearch.com/.../10/06_Kompjuterski_komunikacijski_protokoli.… · 06 Kompjuterski komunikacijski protokoli 1:16:56 1 Osnove računarsih