Ja taas OSI Tietoliikenneverkot 7 sovelluskerros 7 sovelluskerros /XHQWR5HLWLW\V 6 esitystapakerros 5 yhteysjakso 6 esitystapakerros 5 yhteysjakso 4 kuljetus 4 kuljetus verkkokerros verkko kerros verkkokerros siirtoyhteys siirtoyhteys siirtoyhteys siirtoyhteys fyysinen fyysinen fyysinen fyysinen..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma Malliverkko Terminologiaa S (utonomous System) Joukko verkkoja, joilla on yhteinen reititys strategia ja joita hallinnoi yksi organisaatio Kaikki osat on sisäisesti kytkettyjä eli jokaisesta S:n osasta on polku toiseen S:n osaan käyttäen vain S:n resursseja lue (rea) S:n sisäinen yhteinäisten verkkojen ja pätelaitteiden muodostama joukko..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 4 Terminologiaa IGP (Interior Gateway Protocol) utonomisen alueen sisällä reititystauluja ylläpidetään sisäisellä reititysprotokollalla utonomisen alueen ulkopuolinen tieto saadaan ulkoisella reititysprotokollalla, jonka informaatio siirretään sisäiseen protokollaan (Exterior Gateway Protocol) utonomisten alueiden välillä reititys informaatiota siirretään ulkoisella reititysprotokollalla Terminologiaa Reuna (Border router) Reititin on reunareitin, jos sillä on vähintään yksi ulkopuolinen naapuri. Sisäiset naapurit (interior neighbours) Kaksi tä on sisäisiä naapureita, jos ne ovat reunareitittimiä samassa autonomisessa alueessa. Ne voivat olla epäsuorasti kytkettyjä tai suoraan kytkettyjä toisiinsa Ulkoiset naapurit (exterior neighbours) Kaksi tä on ulkoisia naapureita, jos niillä on yhteinen verkko ja ne kuuluvat eri autonomiseen alueeseen..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 5..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 6
Terminologiaa Topologinen tietokanta Tietokanta verkoista ja niihin liittyvistä reitittimistä lue (domain) Osa verkkoa, jolla on yhteneväinen topologinen tietokanta Usein korvaa termin autonominen alue Käsiteltävät protokollat sisäiset protokollat RIP ulkoiset protokollat +..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 7..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 8 RIP Router Information Protocol lunperin Xerox PRC Universal Protocol (GWINFO) Käytettiin Xerox Network System (XNS) protokolla mallissa Formaalisti kuvattu XNS Internet Transport Protocol määrittelyssä (98) sekä RFC 58:ssa (988) Otettiin TCP/IP käyttöön BSD UNIXin myötä vuonna 98 ohjelmana routed RIP Perustuu hajautettuun etäisyysvektori algoritmiin Käytetään sekä ajastettua tietokannan päivitysta (joka s) sekä herätepohjaista tietokannan päivitystä...997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 9..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma RIP sanoman vaihto Jokainen lähettää reititystaulunsa muille reitittimille jakelulähetyksenä 55.55.55.55 UDP-porttiin 5 Joka s Reititystaulun muuttuessa (RND -5s) RIP sanoman vastaanottajan tilakone Sanoman vastaanottaja alustaa reititystaulunsa vastaamaan sanoman sisältöä lustaa timeout ajastimen 8s» Mikäli ei tämän ajan kuluesa vastaanota päivitystä, oletetaan reitin kadonneen. Mikäli reitti katoaa setetaan sen etäisyys äärettömään (6) ja alustetaan garbage-collection ajastin s Jos ajastin laukeaa, poistetaan reitti reititystaulusta..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma
RIP reititystaulu Network - verkon osoite (, B, C -luokka) Next Hop - seuraavan reitittimen osoite Distance - etäisyys reitittimestä kohteeseen Timers - ajastimet (timeout, garbage-collection) Flag - lippu (kuvaa tietoa siitä onko reitti muuttunut edellisen lähetyksen jälkeen)..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma RIP paketti Maksimissaan 5 tavua + UDP ja IP otsikot Kentät:» Command - request/response» Version - RIP-» ddress - IP» IP address, metric 7 8 5 6 4 command () version () must be zero () address family identifier () must be zero () IP address (4) must be zero (4) must be zero (4) metric (4).....997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 4 RIP Sallii etäisyydelle arvot - 6 6 tarkoittaa tavoittamatonta Nopeuttaa silmukoiden purkautumista RIP ei ole tarkoitettu suurempiin verkkoihin (vrt päivitysten kompleksisuus luennolta 4) Verkko 4.....997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 5 RIP Sisältää älykkään reitityssilmukoita poistavan mekanismin Yhteyden katkettua verkon ja reitittimen välillä mainostaa etäisyyttä 6 verkolle Reititin ei mainosta taulukossa olevaa tietoaa () sillä se on tallentanut myös tiedon, että kyseinen etäisyys oli reitittimen kautta.» päivittää tietonsa äärettömäksi Verkko Verkko B..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 6 Open Shortest Path First voin kaikille toteuttajille Hyödyntää Dijkstran lyhimmän tien algoritmia Perustuu RPNET reititys kokeiluihin OSIn IS-IS reititysprotokollaan Virallinen versio RFC 47 Nopea ja silmukaton uudelleen reititys Etäisyysvektoriprotokollat muodostavat reitit verkossa, kun taas linkkitila protokolla tekee sen paikallisesti Mahdollisuus useisiin etäisyysarvoihin Mahdollistaa eri tyyppisille liikenteille erillaiset lyhimmät polut Mahdollisuus monipolku reititykseen Mahdollistaa useita reittejä samaan päätepisteeseen ja siten kuormituksen jakamisen verkossa Mahdollisuus useisiin ulkoisiin reitteihin Osaa neutraloida silmukat sisäisesti..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 7..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 8
Erotetaan käsitteet päätelaite ja Reititin kokoaa verkon päätelaitteet aliverkoksi Tuki levitysverkoille Parien välisiä läheisyyksiä puretaan valitsemalla pää, joka toimii isäntänä muille Muut solmivat läheisyyssuhteen vain isäntään Isäntäkone Isäntäkone B Isäntäkone..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 9..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma Suurten verkkojen osittaminen Suuret autonomiset järjestelmät on mahdollista osittaa alueisiin Jokaisella reitittimellä topologiatietokanta Topologiatietokanta muodostetaan eri reitittimien linkkitila ilmoituksista kokoamalla..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma Uusi sisältää tyhjän topologiatietokannan luksi muodostetaan naapuruussuhde helloprotokollalla Tämän jälkeen linkkitilatietokannat siirretään naapureiden välillä Kahden synkronoidun reitittimen sanotaan olevan läheisiä (adjacent) Jokainen reitin lähettää määrävälein linkkitilailmoituksia läheisilleen..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 5 6 Versio Tyyppi Paketin pituus Versio: -versio Reitittimen tunnus lueen tunnus Tyyppi: -sanomatyyppi Tarkistussumma Tunnistustyyppi Hello Tunnistus Topologiatietokannan kuvaus Data Linkkitila pyyntö Linkkitila päivitys (vastaus) Linkkitila kuittaus (edelliseen) Reitittimen linkki-ilmoitus Verkkolinkki-ilmoitus Reitittimen tunnus (monipääsyverkoissa) lueen tunnus Linkkikoosteilmoitus Tarkistussumma Ulkoisten linkkien ilmoitus Tunnistustyyppi: Paketin pituus Salasana.....997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 4 4
5 6 Optiot Tyyppi jatin ID Mainostava Järjestysnumero Tarkistussumma Pituus Data jastin: ensimmäisestä ilmoituksesta kulunut aika Optiot: Tuki TOS:lle (muut määrittelemättä) Tyyppi: Tietokannan tyyppi verkko kooste IP-verkosta kooste reunareitittimistä ulkoinen ID: riippuu mainostavasta reitittimestä ja käytettävästä linkistä Mainostava Järjestysnumero Pituus: koko ilmoituksen pituus Reititin ilmoitus Lähetetään tieto, jokaisen linkin tyypistä» yksipiste» kauttakulkuverkko» aliverkko Linkin tunnus Ilmoittavan laitteen tunnus TOS-kenttä ja sitä vastaava etäisyys Verkko ilmoitus Määrätty lähettää kauttakulkuverkkoon Sisältää lähettäjän tiedon Verkko tai liverkkomaski Kaikkien liitettyjen reittitimien tunnukset..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 5..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 6 Koostelinkit Reunareitittimet lähettävät Riippuen reitittimestä lähettäjä tunnus on» reunareittimen IP-osoite» verkon osoite» aliverkon osoite Verkkomaski lähettäjä tunnusta vastaten Etäisyys määritykset Ulkoiset linkit Reunareittimet lähettävät ID on kohteen osoite Verkkomaski on kohteen maski TOS-arvo ja sitä vastaava etäisyys Lisäkenttä ylimääräisen reititysinformaation vaihtoon Exterior Gateway Protocol RFC 94 (984) Korvasi vanhan Gateway to Gateway protokollan, jolla ensimmäiset reitittimet kommunikoivat keskenään 8 84 89 9 9 94 95 year ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ (S) -(DS) -4(DS) (DS) -(PS) -4(PS) -(E)..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 7..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 8 Perustuu 8-luvun alun periaatteeseen, että internet on puumainen rakenne, jossa ei ole silmukoita sisältää kaksi hierarkia tasoa» juuri: RPNET + STNET» lehdet: Yksittäiset alueet, jotka on liitetty yhdestä pisteestä juureen Puu rakenne ei silmukoita» ei silmukoita poistavia mekanismeja yksi reitti runkoon» ei monta reittiä mahdollistavaa valintaa Ulkoiset naapurit vaihtavat keskenään tietoa mitä verkkoja niiden kautta tavoitetaan ensinmäinen väli (first-hop) ja sen etäisyys ilmoitetaan sanomassa» etäisyys on -55 (55 tarkoitaa tavoittamatonta)..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 9..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 5
Tilakone ja sen toiminta Naapurin hankinta - kaksi ulkoista naapuria sopivat vaihtavansa tietoa keskenään Naapurin saavutettavuus - ulkoiset naapurit vaihtavat määrävälein (s) sanomia varmistaakseen linkin toiminnan Verkon saavutettavuus - ulkoiset naapurit vaihtavat määrävälein (s) tietoa heiän kauttaan saavutettavista verkoista..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma Versio: :n versio 8 9 6 Versio Sanomatyyppi Sanomatyyppi: Koodi Tila Naapurin hankinta Tarkistussumma S:n tunnus Naapurin saavutettavuus Järjestys numero Data Verkon saavutettavuus (poll) Reitityksen päivitys Vika Koodi: erottele alasanomatyypit Tila: erilaisia vikatilan tarkennuksia Tarkistussumma S:n tunnus Järjestysnumero: kysymys/vastaus sanomien kohdistaminen..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma Ongelmia Säännölliset koko saavutettavuus informaation siirrot reitittimeltä toiselle vaativat erittäin suurta MTU:n kokoa. Käytännössä sanoma joudutaan osittamaan useaan pakettiin, joiden katoaminen aiheuttaa koko sanoman uudelleen lähetyksen Ei tarjoa minkäänlaista suojaa väärinkäytöksiä vastaan Käytännössä verkossa on aina silmukoita ja niitä tuleekin olla varmistuksien takia Border Gateway Protocol Virallinen määrittely RFC 6 Seuraavan sukupolven Hyödyntää TCP:n palveluja reititysinformaation siirtoon 8 84 89 9 9 94 95 year ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ (S) -(DS) -4(DS) (DS) -(PS) -4(PS) -(E)..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 4 Mallintaa Internetin topologiaa yleisenä graafina (vrt ) autonomiset järjestelmät ovat graafin kytkentäpisteitä yhteydet autonomisten järjestelmien välillä ovat graafin särmiä Purkaa reitityssilmukoita polkuverktorilla Mainostetava reitti sisältää polkuvektorin, joka kuvaa kauttakulku alueita (S) Reuna ei hyväksy reittiä, mikäli sen oma alue on jo polkuvektorissa utonomisen alueen sisäisten naapureiden välillä reititys informaatio siirretään suorina yhteyksinä EI sisäisiä reititysprotokollia hyödyntäen..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 5..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 6 6
6 7 Markkeri Pituus Tyyppi Data Markkeri: Sisältää autentikointiin tarvitavaa tietoa, jonka vastaanottaja voi ennustaa Pituus: koko sanoman pituus - 89 tavua Tyyppi: määrittelee sanomatyypin vaus Päivitys Ilmoitus Ylläpito vaus Naapurin hankinta Kaksi naapuria sopii reititys informaation vaihdosta TCP-porttiin 79 Hyväksyntä ylläpitosanomalla Päivitys Reititysinformaation vaihto Sanomat sisältävät polun tiettyyn S:n Verkot, jotka on saavutetavissa tässä S:ssa..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 7..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 8 Ilmoitus Virheilmoituksien siirtoon käytetty sanomatyyppi Sisältää» virheilmoituksen» virheen aiheuttaneen tietueen Ylläpito vauksen hyväksynttään käytetty sanoma määrävälein yhteyden tarkistus (s) Classless Inter-Domain Routing B-luokan osoiteavaruuden rajoitukset B-luokan osoitteiden määrä 6555 C-luokan verkot liian pieniä suurelle osalle yrityksiä Reititysinformaation räjähdysmäinen kasvu Reitittimien muisti ja prosessori kapasiteetti ei riittänyt turvaamaan nopeuksien pysymistä kohtuullisina..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 9..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 4 C-luokan osoiteavaruus 56 osoitetta on liian pieni suurelle osaa yrityksiä Tarvitaan isompia lohkoja osoitteita B-luokan osoiteavaruus 6555 osoitetta on vastaavasti aivan liian iso Joulukuussa 99 Internetissä oli 9 reittiä Joulukuussa 99 Internetissä oli 85 reittiä Heinäkuussa 995 Internetissä oli yli 9 reittiä 5 5 8 6 4 NETWORK HOST 5 B NETWORK HOST 99 99 994 996 C NETWORK HOST Routes NETWORK HOST..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 4..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 4 7
jatus on suorittaa reittien kokoamista perustuen osoiteavaruuden kattavaan kuvaamiseen: verkko-osoitteella verkko maskilla Kyseinen osoiteistus mahdollistaa myös osoiteavaruuden jakamisen :n potensseina [xxx.xxx.xxx.xxx zzz.zzz.zzz.zzz]..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 4 Toiminta edellyttää, että osoitteet on jaettu topologisesti mielekkäästi: Palvelun tarjoalla on yhtenäinen osoiteavaruus Palvelun käyttäjällä on yhtenäinen osoiteavaruus Multi-regional 9... - 9.55.55.55 Europe 94... - 95.55.55.55 Others 96... - 97.55.55.55 North merica 98... - 99.55.55.55 Central/South merica... -.55.55.55 Pacific Rim... -.55.55.55 Others 4... - 5.55.55.55 Others 6... - 7.55.55.55..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 44 Reittien ilmoittamisen säännöt: Reititys kaikkii verkkoihin täytyy tehdä pisimmän yhtäläisyyden perusteella» Monikotiset alueet täytyy ainaa ilmoittaa yksilöllisesti Reitittimen, joka suorittaa reittien kokoamista, täytyy hylätä paketit, jotka ovat kootun reitin osia mutta eivät kuulu yhteenkään yksilölliseen reittiin. C 9.4.. - 9.4.7. 9.4../55.55.48. C 9.4.6. - 9.4.. 9.4.6./55.55.4. C 9.4.8. - 9.4.. 9.4.8./55.55.5. C6 9.4.4. - 9.4.5. 9.4.4./55.55.54. S () C7 9... - 9..5. 9.../55.55.4. C4 9.4.. - 9.4.5. 9.4../55.55.5. C5 9.4.. - 9.4.. 9.4../55.55.54. B S (B) 9.4../55.55.5. (C4) 9.../55.55.4. (C7) 9.4../55.48.. () 9.4../55.55.5. (C4) 9.4../55.55.54. (C5) 9.../55.48.. (B)..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 45 BB..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 46 Reititysprotokollat lueen sisäinen» lueiden väliset protokollat toimivat myös alueiden sisällä» Käyttää protokollaa, joka tukee kokooma informaation levitystä RIP II Integrated IS-IS E-IGRP lueiden välillä»-4...997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 47 -pohjaisissa verkoissa täytyy reititystietoa vaihdettaessa huomioida Vaihdettavan informaation tyyppi:» Oletus» Perinteinen verkkokohtainen informaatio» informaatio Molemmissa päissä täytyy huolehtia osoitteiden oikeasta käsittelystä (kokoaminen ja purkaminen)..997 S-8.88 Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 48 8