Roskilde Universitetscenter, Datalogisk Afdeling E-mail: ncjuul@acm.org Netværkslaget Rutning og sammenkobling Niels Christian Juul Mandag den 2. oktober 2000 Tanenbaum: CN kap. 5 5.1, 5.2, 5.4 Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 1 Mål Efter idag skal I: kende og forstå funktionerne i netværkslaget kunne identificerer brugen af løse og faste forbindelsestyper i lag 3 service og internt i lag 3 vide hvad rutning i et netværk er kende og kunne anvende statiske og dynamiske vejvalgsalgoritmer (protokoller for rutning) kende ligheder og forskelle på repeater, bridge og gateway Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 2 Copyright 1999-2000, Niels Christian Juul 1
Dagens program Pakkeposten (netværkslaget) Hvordan sendes pakker fra sender til modtager via et antal mellemstationer? Netværkstopologier. Faste og løse forbindelser. Dynamisk og statisk rutning af pakker i netværk. Broer, sluser og andre forbindelser mellem netværk. Tunneller og brandmure Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 3 ISO-OSI: Model for datanet 7 Anvendelseslaget 6 Repræsentationslaget 5 Sessionslaget 4 Transportlaget 3 Netværkslaget 2 Forbindelseslaget 1 Det fysisk lag UDP IP Ethernet Rutning IP IP Ethernet UDP IP Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 4 Copyright 1999-2000, Niels Christian Juul 2
Lag 3 - Pakkepost The network layer - netværkslaget En sikker pakketransport fra sender til modtager evt. via mellemmænd Laget indeholder beslutninger om: Topologi Vej Vejvalg Inter-net kommunikation Køafvikling Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 5 Pakkepostservice Pakkepost med postbil er principielt: uafhængig af postbilens udformning uafhængig af postbilens rute sikre at en pakke der afsendes med modtagerens adresse angivet bliver leveret på modtagerens adresse før eller siden uafhængig af andre pakkers transport Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 6 Copyright 1999-2000, Niels Christian Juul 3
Mål for lag 3 service... Service uafhængig af teknologi på lag 1-3 Service uafhængig af og skjuler topologi, subnet m.v. for lag 4 Uniform (global) adressering stilles tilrådighed for brugeren (lag 4) Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 7 NSAP = Netadresse En ensartet måde at lave adresser på tværs af organisationer og netværk Ex: Telefonnumre +1 (909) 682-3115 +45 38 15 3789 AFI IDI DSP Authority Format ID Initial Domain ID Domain Specific Part Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 8 Copyright 1999-2000, Niels Christian Juul 4
NSAP AFI Authority Format ID IDI Initial Domain ID DSP Domain Specific Part IDP Initial Domain Part Sådan opbygges IP-numre også: 32 bit 130.226.32.36 men felterne er ikke afgrænset af punktum!!! Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 9 Løse eller faste forbindelser Skal lag 3 understøtte: løse forbindelser bare flytte bit omkring subnet er nødvendigvis upålidelige ARPAnet/Internet forventer intet andet faste forbindelser oprette forbindelser med aftalt service/kvalitet virker som to køer af pakker, en hver vej Tele-selskaberne takserer forbindelser/kvalitet Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 10 Copyright 1999-2000, Niels Christian Juul 5
Intern opbygning af lag 3 Lag 3 kan opbygges ved hjælp af en af to metoder internt: Virtual Circuit faste forbindelser (connection-oriented) telefonforbindelse Datagram løse forbindelser (connectionless) telegram Begge metoder kan tilbyde fast/løs lag 3 service Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 11 Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 12 Copyright 1999-2000, Niels Christian Juul 6
Netværkstopologi Stjerne Hierarkisk Fuldt forbundet Forbundet Ring Bus Kombinationer af disse Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 13 11-14 Figure 11-3 Interconnected Configuration Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 14 Copyright 1999, Addison Wesley Longman Copyright 1999-2000, Niels Christian Juul 7
Vejvalg - Rutning (Routing) To klasser af rutningsalgoritmer: Statiske (Non-adaptive algorithms) Korteste vej (shortest path) Flervejs rutning (multipath) Dynamiske (Adaptive algorithms) Centraliseret (centralized) Varm kartoffel (isolated adaptive) Erfaringsbaseret (isolated learning) Oversvømmelse (flooding) Distribueret (distributed) Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 15 11-16 Figure 11-14 Change in the Message Path Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 16 Copyright 1999, Addison Wesley Longman Copyright 1999-2000, Niels Christian Juul 8
Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 17 Statisk rutning Looping packets Ingen alternativ rute Store tabeller Mange opdateringsbeskeder Hvad så? Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 18 Copyright 1999-2000, Niels Christian Juul 9
Flooding Hop count no resending selective flooding Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 19 Nyere rutningsmetoder Fuld graf opbygges på hver knude Korteste vej algoritme køres på den lokale udgave af grafen Nye linieomkostninger rundspredes (broadcast) for egne linier Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 20 Copyright 1999-2000, Niels Christian Juul 10
11-21 Figure 11-15 Weighted Routing Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 21 Copyright 1999, Addison Wesley Longman 11-22 Figure 11-16 Routing Based on Congestion Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 22 Copyright 1999, Addison Wesley Longman Copyright 1999-2000, Niels Christian Juul 11
Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 23 Link State Routing Opdag naboer og lær deres adresser Mål omkostning ved at nå naboerne Lav en pakke som fortæller hvad vi har lært Send pakken til alle andre routers Beregn korteste vej til alle andre routers Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 24 Copyright 1999-2000, Niels Christian Juul 12
Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 25 Netværkssamarbejde Internetworking Dvs. sammensætning af: To lokalnet: LAN-LAN Et lokalnet og et globalt net: LAN-WAN To globale net: WAN-WAN To lokalnet via et global net: LAN-WAN-LAN Her var Internettet 10 år forud for OSImodellen, som blot lader samarbejdet foregå i lag 3. Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 26 Copyright 1999-2000, Niels Christian Juul 13
Relay Repeater Bit kopiering mellem kabler Bridge Store-and-forward frames (mellem LANs) Gateway (Routers) Store-and-forward packets (mellem netværk) Protocol Converter højere lags omformning Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 27 Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 28 Copyright 1999-2000, Niels Christian Juul 14
Resume I har nu lært: Protokol eksempel IMP-IMP fra ARPANET Pakkeposten (netværkslaget, lag 3) Rutning Relæ mellem netværk Læs herom i CN kapitel 5 (afsnit 5.1, 5.2, 5.4) Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 29 Opgaver NCJ Opgave 1 Tanenbaum, kapitel 5: 6, 3, 8, 9, 13, 14 1, 11, 10 Copyright 2000, Niels Christian Juul 2000-10-02 30 Copyright 1999-2000, Niels Christian Juul 15