12. Üb ung zur V orlesung „V ernetzte Systeme“ WS 2001/2 002 Prof. Dr . F . Mattern Ausgabedatum:21.Jan.2002 Abgabedatum:28.Jan.2002 Hinweis:BitteschreibenSieimmerIhreÜbungsgruppennummerunddieNamender beidenBearbeiteraufdieLösung! A ufgabe 40 (Sour ce Routing)
InAufgabe38wurdegezeigt,wiemitdemDistanceVectorRouting-Algorithmusein Spannbaumberechnetwerdenkann,entlangdemdiePaketedannverschicktwerden. EineAlternativedazuistdasSource-Routing.HierbeikenntderAbsendereinesDa- tenpaketesdieRoutezumEmpfänger.DerAbsenderträgtdieIDsderKnotenaufdem WegzumEmpfängerindenHeaderdesPaketesein.JederKnotenaufdemWegsucht beiEmpfangdesPaketesdieID,welcheimHeaderaufdieeigeneIDfolgt.Diese bezeichnetdenNachbarknoten,andendasPaketweitergeleitetwerdenmuss. FallseinemSenderdieRoutezumEmpfängerunbekanntist,führtereinsoge- nanntesRouteDiscoverydurch:ErsendeteinspeziellesTestpaket(DiscoveryFrame), daszuBeginnseineeigeneIDunddiedesZielknotensenthält,analleNachbarn.Ein EmpfängereinessolchenTestpaketesfügtseineeigeneIDhinzuundleitetesanalle anderenNachbarnweiter,sofernsienichtschonimPaketvorkommen. DasTestpaketenthältausserdemeinFeldfürdieKostendesbisherigenWeges. DieseswirdvomEmpfängeraktualisiert,indemerdieKostenderVerbindunghinzu- addiert,überdiedasPaketempfangenwurde. EmpfängtderZielknotendasDiscoveryFrame,soschickteresaufdernunim PaketgespeichertenRoutezurückzumAusgangsknoten.FallsesverschiedeneWege zumZielknotengibt,erhältderSendermehrereTestpaketezurück. (4Punkte)ImuntenabgebildetenBeispielnetzsendetKnotenCeinDiscoveryFra- meanKnotenH.GebenSiean,welchePaketeCschliesslichzurückerhältund wiedortjeweilsdieIDsunddieWegekostengesetztsind. 1
H
F GA
B EC
D
2 3 19
7 22
6 4
2 4
A ufgabe 41 (TCP , UDP , IP , ARP)
a)(4Punkte)BeurteilenSiedieEignungvonTCPbzw.UDPbzgl.folgenderEigen- schaften1: Eigenschaftbzw.AufgabeTCPUDP Verbindungsorientiert ErkennenvonPaketverlusten BehebenvonPaketverlusten ErkennenvonDuplikaten GarantiertePaketreihenfolge Echtzeitfähig BessergeeignetfürAudio-oderVideokonferenz Multicast b)(2Punkte)WelcheStrukturhabenIPv4-Adressen,welcheMAC-Adressen? c)(2Punkte)BestimmenSiedieAdressklassefolgenderRechner:www.ethz.ch, www.mit.edu,mtp.mcast.net,www.sourceforge.net.Bestimmen Sieausserdemjeweilsdienetidundhostid. d)(2Punkte)DieAdressabbildungIPv4MACgeschiehtnormalerweisemitdem Address-Resolution-Protocol(ARP).ErläuternSiedieFunktionsweisevonARP.A ufgabe 42 (Fra gmentierung v o n IPv4 P ake ten)
DieGesamtlängeeinesIP-Paketes,inklusiveHeaderundDaten,kannbiszu65535 Bytesbetragen.DieserWertistfürdiemeistenNetzejedochzuhoch.Etherneter- laubtz.B.einemaximalePaketlängevon1500Bytes;FDDIvon4500Bytes.Diese maximalePaketlängefüreinNetzwirdMaximumTransmissionUnit(MTU)genannt. UmdennochgrosseIP-PaketeüberNetzemitkleinerMTUtransportierenzukönnen, werdendieseinmehrerekleineTeilstückefragmentiertundbeimEmpfängerwieder zusammengesetzt. 1BegründenSiebitteIhreAussagen 2VerschiedeneFelderimIP-Header2sorgendafür,dasssichdieFragmentewieder zumAusgangspaketzusammensetzenlassen.BeimFragmentierenwirdderursprüng- licheWertdesIdentification-Feldeskopiert,sodassesfürzusammengehörigeFrag- mentedengleichenWertaufweist.EingesetztesMoreFragments(MF)-Bitzeigtan, dassessichbeieinemIP-PaketumeinFragmenthandelt,demnochweitereFrag- mentefolgen.DasOffset-FeldgibtdiePositionan,diedasFragmentimGesamtpaket einnimmt.DabeibezeichnetderWertdesFeldesdieAnzahlder8-Byte-Blöcke,die vordemFragmentliegen.EinFragmentmitMF=1enthältalsoimmerkomplette8- Byte-BlöckealsNutzdaten. a)(2Punkte)WarumgibtdasOffset-FeldimIP-HeaderdenOffsetin8-Byte-Ein- heitenan?(Hinweis:BeachtenSie,dassdasOffset-Feldnur13Bitlangist.) b)(4Punkte)EineNachrichtmiteinerLängevon1000BytessollperUDP/IPv4 verschicktwerden.DazuwirdsiezunächstineinUDP-Datagramm3eingebet- tet.DieAdressedesSenderssei129.132.200.35:12344,diedesEmpfängers 130.83.47.128:8080.NehmenSiean,dassSenderundEmpfängerüberzwei benachbarteNetzeverbundensind:PaketelaufenvomSenderüberNetz1zu einemRouterundvondortüberNetz2zumEmpfänger.DasersteNetzhateine MTUvon1024Bytes;daszweitehateineMTUvon512Bytes.BeachtenSie, dassderIPv4-Headerselbst20Byteslangist. SkizzierenSiediePakete,dieaufderVermittlungsschicht(NetworkLayer)beim Empfängerankommen.TragenSiedazudiefehlendenAngabenindieOffset-, Length-undMF-FelderderabgebildetenSchablonenein.UntenstehendeAbbil- dungzeigtdasunfragmentierteAusgangspaket. 0 1 2 3 0 1 2 3 456 78 9 0 1 234 56 7 8 9 012 34 5 6 7 8901 UDP-Header Ver. = 4IHL = 5TOS = 0Length = 1008 + 20 = 1028 Identification = 13853MF=0Offset (Blocks) = 0 TTLProt. = 17 (UDP)Header Checksum Source Address = 129.132.200.35 Destination Address = 130.83.47.128 Src. Port = 1234Dst. Port = 8080 UPD Data (Nutzdaten, 1000 Bytes) ...
IP-Header Nachricht
Length = 1000 + 8= 1008Checksum c)(2Punkte)DasAusgangspaketausTeilaufgabeb)wirdschonbeimSenderfrag- mentiert.WarumdarfdieNetzwerkschichtaufSenderseitedasUDP-Datagramm nichtstattdessenaufzweiodermehrIP-Paketeaufteilen,diesiedannunfrag- mentiertverschickt? 2DiegenaueSpezifikationderFelderindenIP-bzw.UDP-HeadernistindenRFCs791(IP)und768 (UDP)zufinden. 3DerHeadereinesUDP-Datagrammsist8ByteslangundspezifiziertQuellport,Zielport,Längedes UDP-Datagrammsinkl.HeaderundeinePrüfsumme. 4BeidieserNotationbezeichnetderTeillinksvomSemikolondieIP-AdresseundderTeilrechtsdavon diePortnummer. 3 0 1 2 3 0 1 2 3 456 78 9 0 1 234 56 7 8 9 012 34 5 6 7 8901 Ver. = 4IHL = 5TOS = 0Length = Identification = 13853MF=Offset (Blocks) = TTLProt. = 17 (UDP)Header Checksum Source Address = 129.132.200.35 Destination Address =130.83.47.128 IP Data ... 0 1 2 3 0 1 2 3 456 78 9 0 1 234 56 7 8 9 012 34 5 6 7 8901 Ver. = 4IHL = 5TOS = 0Length = Identification = 13853MF=Offset (Blocks) = TTLProt. = 17 (UDP)Header Checksum Source Address = 129.132.200.35 Destination Address =130.83.47.128 IP Data ... 0 1 2 3 0 1 2 3 456 78 9 0 1 234 56 7 8 9 012 34 5 6 7 8901 Ver. = 4IHL = 5TOS = 0Length = Identification = 13853MF=Offset (Blocks) = TTLProt. = 17 (UDP)Header Checksum Source Address = 129.132.200.35 Destination Address =130.83.47.128 IP Data ... 0 1 2 3 0 1 2 3 456 78 9 0 1 234 56 7 8 9 012 34 5 6 7 8901 Ver. = 4IHL = 5TOS = 0Length = Identification = 13853MF=Offset (Blocks) = TTLProt. = 17 (UDP)Header Checksum Source Address = 129.132.200.35 Destination Address =130.83.47.128 IP Data ... 4
