Introduction to Routing in Internet Internet basics IPv4 and IMP Internet ddressing RP - ddress Resolution Protocol Routing Information (Distance Vector ) Protocol Principles S38./RKa s-00 3-
Internetin reititys perustuu reititysprotokolliin, joilla kerätään lähtötiedot Internetiin ei liity off-line reitityssuunnittelua, off-line tehdään ainoastaan mitoitus Itse reititys toimii kokonaan automaattisesti. Reititys jaetaan sisäiseen ja ulkoiseen. S38./RKa s-00 3-
Levels of analysis - we deal with principles, protocols and specifications Products Markets Specifications, RFs, draft specs Protocols Principles, Requirements S38./RKa s-00 3-3
Internet rchitecture Principles Does it exist? End-to-end principle by Dave lark all e.g. error and flow control in end stations trusting networks is redundant more reliable transport works for IP no state information/connection in the network same as distributed systems S38./RKa s-00 3-4
Principles - IP over everything Interconnection based on IP overlay over all kinds of networks framing or encapsulation address mapping for each transport technology interconnection based on translation: e.g. signalling interworking - inperfect mapping by Vinston erf S38./RKa s-00 3-5
Principles - onnectivity is its own reward e liberal with what you receive, conservative with what you send try to make your best to understand what you receive maximum adherance to standard when sending snowballing effect keeps all interested in connectivity thus keeps adhering to standards S38./RKa s-00 3-6
Internet kerrosmalli - isäntäkoneet ja reitittimet Host Reititin Host Sovellus TP/ UDP IP IP Sovellus TP/ UDP IP Verkko Verkko S38./RKa s-00 3-7
Internet kerrosmalli - sanomien välitys Sovellus TP/UDP IP verkko IP Sovellus TP/UDP IP verkko Paketointi: a c, IP Ethernet otsake, TP IP otsake TP otsake + data Paketointi: c b, IP Ethernet otsake, TP IP otsake TP otsake + data S38./RKa s-00 3-8
Internet arkkitehtuuri sisältää nykyään joukon TP/IP:n päällä olevia palvelutason komponentteja Video gateway Web server Web proxy DNS Voice gateway Firewall Multicast router Mobile gent TP UDP IP Tässä kurssissa puututaan yo komponentteihin vain sikäli kuin ne liittyvät reititykseen. S38./RKa s-00 3-9
Yhdistämällä Ethernet segmentit reitittimellä segmenttien liikenteet pystytään erottamaan Host Ethernet Reititin Ethernet Host S38./RKa s-00 3-0
IP paketin otsikko 4 4 8 6 Versio IOP Palvelutyyppi Kokonaispituus Tunnistus Flag Fragment offset Elinaika Protokolla Otsikon tarkistus Lähettäjän osoite Vastaanottajan osoite Valinnainen Täyte 3 bittiä Oletus: Lähettäjä tietää oman osoitteensa jos ei --> itsekonfigurointi (RRP, OOTP, DHP - dynamic host conf. protocol) S38./RKa s-00 3-
IP versio IP version numero. Nykyinen versionumero on 4 IHL Internet header s length. IP -otsikon pituus ilmaistuna 3 -bittisten sanojen määränä Palvelutyyppi Sisältää kaksi alikenttää, 3MS:paketin prioriteettia + palvelutyyppi. Paketin kokonaispituus Identifikaatio, liput ja Offset TTL Koko datapaketin, IP -otsikko mukaanlukien kokonaispituus ilmaistuna oktettien määränä Käytetään jaettaessa isoja datapaketteja pienemmiksi osiksi tiettyjä siirtotien osia varten. Datapaketin elinikä. Luku, josta vähennetään verkon laatua kuvaava kokonaisluku kaikissa kohdatuissa reitittimissä. Paketin reitittäminen päättyy, kun TTL saa arvon 0. S38./RKa s-00 3-
Protokolla Tarkistussumma Lähdeosoite Kohdeosoite Optiot Protokolla, jolla vastaanottavan Hostin tulee käsitellä datapaketti. Esim. TP Otsikon tarkistussumma, lasketaan 6 bittisenä yhden komplementtina. Paketin lähettäneen Hostin osoite Sen Hostin osoite, jolle paketti on lähetetty Käytetään erityisinformaation lähettämiseen. Yksittäise paketit voivat sisältää useita optiokenttiä S38./RKa s-00 3-3
IPv4 osoiteformaatit 3 bittiä 8 8 8 8 MS(t) Verkkotaso Isäntäkone Luokka 0 7 bittiä 4 bittiä 0 4 bittiä 6 bittiä 0 bittiä 8 bittiä 0 8 bittiä - multicast osoite Kokeiluja varten D E IP -osoite määrittelee rajapinnan (interface). liverkkomaskilla erotetaan verkko-osa ja aliverkko+isäntäkoneosa. S38./RKa s-00 3-4
IP paketin otsikon reitityksen kannalta tärkeät tiedot ovat kohdeosoite ja TTL Versio IHL Palvelun tyyppi Kokonaispituus Tunnistus Liput Viipaleen siirtymä TTL - elinaika Protokolla Otsakkeen tarkistussumma Lähdeosoite Kohdeosoite Optiot Täytebitit palvelun tyyppi = reitin valintakriteeri: D - viiveen minimointi tai T - siirtokapasiteetin maksimointi tai R - luotettavuuden maksimointi tai - kustannusten minimointi prioriteetti - suurin arvo --> otetaan jonosta ensin reititettäväksi Optiot: mm. source routing - käytetään harvoin. S38./RKa s-00 3-5
Internet adress structure network number subnet host Mask ddress Net Subnet Host 0xFFFF0000 0xFFFFFE00 0xFFFFFF0 0.7.3.00 36.7.33.00 36.7.34.4 93.7.3.97 : 0 : 36.7 36.7 : 93.7.3 7 6 (3) 7(34) 3(9) 3.00.00 0.4 5 High order bits: 0... 0-7. --> -class 0... 8. - 9. --> -class 0...9. - 3. --> -class S38./RKa s-00 without right zeroes (and with right zeroes) 3-6
IMP - Internet ontrol Message Protocol antaa lähettäjälle palautetta verkon toiminnasta Kaikkien hostien ja reitittimien täytyy tukea IMP:tä. IMP paketti lähetetään takaisinpäin, jos esim. vastaanottajaa ei tavoiteta reititin tuhoaa paketin TTL = 0 Jos IMP viesti tuhotaan, ei generoida uutta IMP-viestiä, jottei tule lumivyöryä S38./RKa s-00 3-7
IMP viestejä Tyyppi = 0 - Kaikuvastaus 3 - Kohde saavuttamaton 4 - (Hiljennä tahtia) 5 - Uudelleenohjaus 8 - Kaiku 9 - Reititin mainos 0 - Reititin mainoksen pyyntö - Elinaika loppui - Parametrionglema 3 - ikaleima 4 - ikaleimavastaus 5 - Informaatiopyyntö 6 - Informaatiovastaus S38./RKa s-00 8 8 8 8 Tyyppi Koodi Otsikon tarkistussumma 0-kenttä Internet otsikko + 64 bittiä alkuperäisestä datagrammista (4 - source quench has been dropped from recommendations) 3 bittiä Koodi = 0 - verkko saavuttamaton - isäntäkone saavuttamaton - protokolla saavuttamaton 3 - portti saavuttamaton 4 - sanoma paloiteltava 5 - lähdereitti viallinen 3-8
RP - ddress resolution protocol (RF-86) sovittaa IP:n allaolevaan verkkoon. Lähettäjän toiminta:. Tutkitaan onko kohdeosoite omassa aliverkossa vertaamalla oman ja kohdeosoitteen maskattuja arvoja. Jos =, kohde on samassa aliverkossa, jos ei viesti pitää lähettää reitittimelle.. Etsitään kohteen mediaosoite Lähettäjä RP pyyntö yleislähetyksenä RP vastaus Vastaanottaja tunnistaa IP osoitteensa S38./RKa s-00 Talletus käteismuistiin Joka teknologia vaatii oman RP sovituksen. Helppoa, jos teknologia tukee yleis- tai monilähetystä. Esim TM:ssä tarvitaan RP - palvelin. 3-9
Verkossa voi olla useita reitittimiä, joista pitää löytää se, joka on lähinnä kohdetta verkko X Y IMP sanomat Reititin mainos kaikille isännille (esim. / 7min) Reititin mainospyyntö kaikille reitittimille Poimi vain oman aliverkon mainokset Oletusreitittimen preferenssi on korkein. Mainos sisältää listan reitittimen osoitteista. osoitteiden preferenssit, joilla merkataan normaali-, vara- jne reititin tai reititinosoite tiedon elinaika (esim 30 min) S38./RKa s-00 3-0
Reititin voi lähettää uudelleenohjauksen osoittaakseen lyhyemmän reitin kohteeseen verkko X Oletusreititin Y Paketti -->) IMP uudelleenohjaus 8 8 8 8 Tyyppi = 5 Koodi Otsikon tarkistussumma IP osoite --> reititin=y Internet otsikko + 64 bittiä alkuperäisestä datagrammista 0 - uudelleenohjaus verkolle - uudelleenohjaus kohteelle - uo palvelutyypille ja verkolle 4 - uo palvelutyypille ja isäntäkoneelle S38./RKa s-00 3 bittiä 3-
Redirect is a slow mechanism. Hot-standby addressing is an improvement Virtual router redundancy protocol (RF 338-4/98) a router may have a virtual IP address a router can take the IP and M addresses of a failed router (in the same segment) fter recovery routers negotiate about address assignments lients are configured with a static (virtual) router address isco and DE have equivalent proprietary protocols Host can listen to RIP or OSPF not recommended but used sometimes anyway S38./RKa s-00 3-
Isäntäkoneen täytyy saada palautetta ensimmäiseltä reitittimeltä, jotta se ei lähettäisi mustaan aukkoon Palautteeksi kelpaa TP tason kuittaukset Reititinmainokset RP-vastaukset Reitittimien välillä reititysprotokollat huolehtivat viallisten reitittimien paljastamisesta IMP kaikuvastaus S38./RKa s-00 3-3
Routing can be static or dynamic Static routing is based on manually configured routing tables. Static routing is used when e.g. two peer providers do not trust each other Static routing is difficult to maintain Dynamic routing is based on routing protocols which create and maintain the routing tables automatically examples of routing protocols are RIP, OSPF, GP... S38./RKa s-00 3-4
RIP - Routing Information Protocol on sisäisen reitityksen perusprotokolla RIP on etäisyysvektoriprotokolla. 3 4 5 D E 6 Esimerkkiverkko, jossa solmut,, Tarkastellaan EV-protokollien toimintaperiaatetta lkutila: Noodit tuntevat omat osoitteensa ja liitäntänsä, mutta ei muuta Solmu muodostaa reititystaulun: :sta solmuun Linkki Kustannus paikallinen 0 Taulua vastaa etäisyysvektori =0. S38./RKa s-00 3-5
Reititystaulujen muodostus käynnistyy, kun kaikki solmut lähettävät toisilleen omat etäisyysvektorinsa kaikista liitännöistä Tarkastellaan vastaaottoa solmussa 3 4 5 D E 6 =0 :sta solmuun Linkki Kustannus paikallinen 0. lisää heti etäisyysvektoriin + --> = ja. etsii tulosta omasta taulusta, ei löydy 3. lisää saamansa tiedon reititystauluunsa, tulos on :sta solmuun Linkki Kustannus paikallinen 0 S38./RKa s-00 3-6
muodostaa oman vektorinsa ja lähettää sen kaikille naapureille =>=0 :sta Linkki Kustannus D paikallinen 3 0 S38./RKa s-00 D D 3 4 5 6 E 3 4 5 6 D=0, = =0, = E :sta Linkki Kustannus - 0 E:sta Linkki Kustannus E - 0 4 4 D 6 = == = ei huomioida 3-7
S38./RKa s-00 Solmut, joiden reititystaulut muuttuivat lähettävät uudet etäisyysvektorit naapureille :sta Linkki Kustannus D E D:sta Linkki Kustannus D E - 3 3 6-4 0 =0, =, D= 0 3 4 5 D E 6 =0, =, = 3 4 5 D D 6 E 3 4 5 6 E E=0, =, =, D= E:sta Linkki Kustannus E - 0 4 4 D 6 5 3-8
Muutokset lähetetään taas... =0, =, D=, =, E= :sta Linkki Kustannus D E - 3 D:sta Linkki Kustannus D - 3 0 E 3 6 6 0 D=0,=,=,E= D D D 3 4 5 6 E 3 4 5 6 E 3 4 5 6 E :sta Linkki Kustannus E D E=0,=,=, D=,= - 5 5 0, D, ja muodostavat vielä vektorit, lähettävät ne mutta ne eivät enää aiheuta muutoksia. S38./RKa s-00 3-9