UnfragmentiertesIP‐PaketFragmentiertes IP‐Paket

(1)

Grundlagen der Rechnernetze

Internetworking

(2)

Übersicht

• Grundlegende Konzepte

• Internet‐Routing

• Limitierter Adressbereich

2 Grundlagen der Rechnernetze ‐Internetworking

SS 2012

(3)

Grundlegende Konzepte

(4)

H6 R3

R1 H1

Erinnerung: Internet und IP

N1

N3 N2

R1

H1 H2

H3

R3

R2 H4

H5 H6

H9

H8

H7

4 Grundlagen der Rechnernetze ‐Internetworking

TCP IP ETH

IP

ETH FDDI

IP

FDDI ETH

TCP IP ETH

SS 2012

(5)

IP‐Service‐Model

Das IP‐Service‐Model muss so definiert sein, dass es auch von allen potentiell darunter liegenden Protokollen umgesetzt werden kann.

Beispielsweise wäre „jedes Paket wird mit höchstens 1ms

Verzögerung garantiert ausgeliefert“ ein nicht einhaltbares Service‐

Versprechen.

Das Service‐Model von IP ist einfach:

• Ein eindeutiges Addressierungsschema

• Ein „Best‐Effort“ Datagram‐Delivery‐Service

• Datagramme können verloren gehen (fehlerhafte

Datagramme werden beispielsweise von einem Router einfach verworfen)

• Folge von Datagrammen muss nicht in derselben Reihenfolge empfangen werden

• Datagramme können mehrfach ausgeliefert werden

(6)

Grundlegende Konzepte

Datagram‐Delivery‐Service

SS 2012 Grundlagen der Rechnernetze ‐Internetworking 6

(7)

IP‐Datagram

Version HLen TOS Length

Ident Flags Offset

TTL Protocol Checksum

SourceAdr DestinationAdr

Options (variable) Pad (variable) Data

0 4 8 16 19 32

(8)

Fragmentierung und Reassembly

H1 R1

R2 R3 H2

ETH IP (1400) FDDI IP (1400) PPP IP (512) PPP IP (512) PPP IP (376)

ETH IP (512) ETH IP (512) ETH IP (376)

Beispiel:

• H1 sendet Daten der Größe 1400 Bytes an H2

• MTU von ETH = 1500 Bytes

• MTU von FDDI = 4500 Bytes

• MTU von PPP = 532 Bytes

(Die Path‐MTU in diesem Beispiel = 532 Bytes)

(Dargestellt ist die Payload, also Payload + 20‐Byte‐Header = MTU) Reassembly findet nur auf dem Empfänger‐Host H2 statt

(9)

Fragmentierung und Reassembly

Start des Headers

UnfragmentiertesIP‐Paket Fragmentiertes IP‐Paket

Bemerkung: durch Speichern eines Offsets anstatt einer ID ist weitere Fragmentierung eines schon fragmentierten Paketes

Ident = x 0 Offset = 0 Rest des Headers

1400 Bytes Daten

Start des Headers

512 Bytes Daten Start des Headers

• Original IP‐Paket und dessen Fragmente lassen sich durch eine eindeutige Ident‐

Nummer zueinander zuordnen.

• Offset*8 = Byte‐Position in den Originaldaten

(10)

Grundlegende Konzepte

Adressierung

(11)

IP‐Adresse:

Netzklassen:

Subnetting

Erinnerung: Adressierung und Forwarding

Class A 0 Netz Host

7 24

1 0 Netz Host

14 16

Class B

1 1 0 Netz Host

21 8

Class C

10101011 01000101 11010010 11110101

171.69.210.245

1 0 Netz Host

14 16

Zum Beispiel Class B Adresse

11111111 11111111 11111111 (255.255.255.0)

Subnetz Maske ^00000000

Netznummer

Ergebnis ^Subnetz ^Host

(12)

Erinnerung: Adressierung und Forwarding

Supernetting (CIDR)

Internet‐Anbieter Advertise

128.112.128/21

128.112.128/24

128.112.135/24

…

Kunden‐Netze

(13)

Host Configuration (DHCP)

• IP‐Adressen haben einen Netz‐ und Host‐Anteil

• Im Gegensatz zu Ethernet‐Adressen kann die IP‐Adresse damit nicht fest mit der Netzhardware „verdrahtet“ sein. Warum?

• Es muss zumindest eine Möglichkeit bestehen, die IP‐Adressen manuell zu konfigurieren. Umständlich!

• Besser: dynamische Zuweisung von IP‐Adressen.

• Bei der Gelegenheit kann man dem DHCP‐Client auch gleich den Default‐Router mitteilen.

N S DHCP‐Server

DHCP Relay H

IP‐Broadcast DHCPDISCOVER

IP‐Unicast

DHCPDISCOVER

(14)

Beispiel:

ICMP‐Redirect

Error‐Reporting (ICMP)

ICPM (Internet Control Message Protocol) definiert eine Sammlung von Fehler‐ und Kontrollnachrichten.

Beispiel für Fehlernachrichten, die an den sendenden Host verschickt werden:

• Unerreichbarer Ziel‐Host

• Reassembly‐Prozess fehlerhaft

• TTL=0 erreicht

• IP‐Header‐Checksumme falsch Beispiel für Control‐Nachricht:

ICMP‐Redirect

H1

H2

R2 R1

Nachricht an H2 Default‐Router: R1