TKK | Tietoverkkolaboratorio | Opetus

Luento: verkkoliikenne

Verkkojen välinen liikenne S-38.188 Tietoliikenneverkot 15.10.1997
Luennon aiheet Internet Protocol (IP) IPng eli IPv6 Internetin nimipalvelu Muut verkkoprotokollat
Internet Protocol (IP, DoD IP) nykyisin käytössä versio 4 (RFC 791, 1981) toimii verkkokerroksella sähkepohjainen tarjoaa best-effort -palvelun 32-bittinen osoite sisältää verkkonumeron alunperin jako A, B ja C-luokkiin nykyään aliverkon koko voidaan melko vapaasti valita (CIDR)
IP - paketti
Pakettien lohkominen Paketin maksimikoko vaihtelee verkoissa PPP (ld): 296, x.25: 576, eth: 1500, FDDI: 4352, ATM Classical IP: 9168, 16Mb TR: 17914, Hyperchannel: 65535 isommat paketit tehokkaimpia Lohkominen: joka yhteydellä, kasaus jokaisessa reitittimessä viive, hukkuneet paketin osat, muistitarve vain tarvittaessa pienemmiksi, kasaus kohdekoneessa käytössä IP:ssä
Liikennöinti samassa verkossa Vastapuolen MAC-osotteen selvittäminen: Address Resolution Protocol lähettää levitysviestinä ARP-kyselyn muut koneet oppivat kone vastaa joko kohde- tai levitysviestinä mikäli ei käyttöä, poistuvat vähitellen (~15 min) Reverse ARP oman IP-osotteen selvittäminen
Liikennöinti toiseen verkkoon Tunnistetaan verkkomaskin perustella reititystaulut koneissa yleensä yksi "default gateway" lähetetään reitittimen MAC osotteeseen proxy arp Reititin päättää taulukon perusteella kohteen staattinen konfigurointi ei vikasietoinen reititysprotokolla päivittää taulukkoa reitittimet vaihtavat määrävälein taulukoitaan turvallisuus?
Internet control message protocol Pakollinen osa kaikkia IP-toteutuksia virheistä tiedottaminen saavutettavuustestaus, suorituskykymittaus ruuhkanhallinta reitin muutos, aliverkkomaski sovellukset ping - kohteen saavutettavuus, viive traceroute - reitti kohteeseen lähettää UDP-paketin, vastauksena ICMP
IP:n päällä käytettävät protokollat TCP - luotettava tavuvirta UDP - sähkepalvelu GGP, BGP, EGP, OSPF, RIP, ISIS - reititystieto VINES - Banyan Vines mikroverkko ISO-IP - ISO Internet Protocol, ISO-TP4 - ISO Transport Protocol Class 4
IP: tulevaisuuden vaatimukset nykyään palvelee "tietokoneyhteisöä": nykyisin Internettin liittyneiden verkkojen määrä kaksinkertaistuu vuosittain kasvun seuraava vaihe jakautuu useille markkinoille liikkuvat informaatiovälineet langattomat (radio/infrapuna) verkot verkkoviihde tilausvideo, pelit laitteiden ohjaus kotiautomatio
IP->IPng väistämätöntä 3-7 seuraavan vuoden aikana reititys ja osotteistus IPv4:ää tekohengitetty Classless Inter-Domain Routing C-luokan verkkoja annettu operaattoreille nipuissa verkot loppuvat tuki liikkuville laitteille siirtyminen helpompaa niin kauan kuin osoitteet ja verkot riittävät edellytykset: IPv4 ja IPng toimivat yhdessä, joustava siirtyminen taaksepäin yhteensopiva (vrt x86-prosessorit) Turvallisuuden parantaminen
IPng: IPv6 laajennetut reititys- ja osoituskapasiteetit 32->128 bittiä: enemän hierarkiatasoja, enemän mahdollisia asemia ja yksinkertaisempi konfigurointi jakelulähetysreititys (multicast) skaalattavampi jokulähetys (anycast): lähetetään jollekin useasta yksinkertaisempi otsake enemän optionaalista: osoite 4*=>otsake 2* nopeampi käsittely ja kaistanleveyden säästö parempi tuki optioille tehokkaampi edelleenohjaus, vähemän rajoituksia ja mahdollisuus uusille järjestys määrätty => nopeampi käsittely
IPng: IPv6... palvelun laatu paketit kuuluvat tiettyihin virtoihin, joille pyydetään erityiskäsittelyä, esim tosiaikasovellukset tunnistaminen ja yksityisyys mekanismit tunnistamiseen, tiedon eheyteen ja luottamuksellisuuteen ovat peruselementteinä: mukaan kaikkiin toteutuksiin
IPv6 otsake
IPng osoitteistuis 128 bittiä 7,9*1028 kertaa IPv4:n osoiteavaruus tehollisia osotteita 8*1017 - 2*1033 (1500 - 3*1018 osoitetta/m2) nyt 15 %:n käyttö määritelty
Osoitehierrarkiat Tarjoajapohjainen Maantieteellinen Paikallinen (MAC-osotteeseen perustuva) esim. käynnistyksen ajaksi, myös osittaiseen MAC-osotteeseen IPv4-osotteita vastaavat sekä IPv6 että IPv4 osaaville vain IPv4 IPX, NSAP-osotteiden muunnos Anycast: ryhmälle reitittimiä Jakeluosoite (multicast) laajuusmäärittelyllä
IP v6 osoitteet
IPng reititys lähes kuten IPv4 Classless Inter-Domain Routing:llä vanhat reititysprotokollat käyttökelpoisia suoraviivaisilla muutoksilla OSPF, RIP, BGP uudet ominaisuudet tarjoajan valinta (hinta, suorituskyky...) liikkuvuus (reitti nykyiseen sijaintiin) automaattinen uudelleenosoitteistus (reitti uuteen osoitteeseen) perustuvat "Routing"-optioon reitti tallentuu ja vastapuoli lähettää samaa reittiä takaisin
IPng palvelun laatu vuotunnus "satunnainen" mahdollistaa erikoispalvelujen tarjoamisen voidaan käyttää reitityksen ja vuonvarauksen tehostamiseen prioriteetti 15-8: realiaikasovellukset 8: pakettien hukkuminen ei vakavaa (laatuvideo) 15: paras mahdollinen (pieninopeuksinen ääni) 7-0: ruuhkaohjattu liikenne (TCP) hallinnalle (reititys, SNMP) korkein prioriteetti (7) interaktiivinen käyttö (6), interaktiivinen siirto (4) valvomaton siirto (2), "täyte"liikenne (1)
IPng turvallisuus Tunnistaminen ja eheys käyttää "IPng Authentication Header"-osaketta suojaa "tekeytymiseltä" ylemmillä kerroksilla ei ole ollut hyvää suojaa Eheys ja luottamuksellisuus käyttää "IPng Encapsulating Security Header" ei sidoksissa yhteen salausalgoritmiin Ongelmana (USA:n) vientikiellot, patentit ja viranomaisten politiikka vahva salaus kielletty tai rajoitettu Ranskassa, Belgiassa ja Englannissa
IPng:hen siirtyminen Vaiheittainen siirtyminen pienet riippuvuudet (DNS) osotteita ei ole välttämätöntä muuttaa Pienet kustannukset IPv4-osotteita voidaan käyttää (::123.45.67.89) alkuvaiheessa laitteet kaksineuvoisia (::00FF:123.45.67.89) IPv6 kapselointi IPv4-paketteihin IPv4-liikenteen reitittäminen vain-IPv6 verkossa suunniteltu (siirtymän viimevaihe) paikallisia laitteita (esim kirjoittimet) ei tarvitse koskaan päivittää
Nimipalvelu Numerot vaikeasti muistettavia koneille helppoja käsitellä (kiinteämittaisina) Kuvaavat nimet helpompia ihmisille Litteä nimiavaruus ei rakennetta nimissä Hierrarkinen nimiavaruus nimet muodostavat puumaisen rakenteen 80-luvun puoliväliin kaikki Internetin koneet yhtenä tiedostona keskitetty ylläpito, lähetettiin sähköpostitse jokaiselle ylläpitäjälle
DNS Hierrarkinen jaettu hallinnollisesti itsenäisiin osa-alueisiin kaksi tai useampi nimipalvelin joka alueella Tietokanta <nimi, arvo, tyyppi, luokka, elinikä> tyyppi: miten nimi-arvo tulkitaan luokka: tyyppien määrittelijä (IN) elinikä: kuinka kauan tietue on voimassa
Nimen selvittäminen Ohjelma kysyy käyttöjärjestelmän kirjastolta Kirjasto omalta nimipalvelimelta Oma nimipalvelin lähtee selvittämään niin ylhäältä kuin tarpeen saa joko kysytyn vastauksen tai tiedon "kuka tietää" tallentaa kyselyjen vastaukset myös negatiiviset
Nimen valitseminen Päätason maatunnisteet (ISO3166) USA: com, org, net, gov, mil Kunkin päätason hallinnoija jakaa organisaatiotunnisteet Suomi: THK, tietokantaa ylläpitää Eunet Organisaation sisällä vapaa: litteä tai hierrarkinen esimerkiksi osastoittain Koneiden nimeäminen palveluiden mukaan (mail, news, ftp, www,….) teeman mukaan (planeetat, alkuaineet,…) organisatorisesti (hyflt12, lk-hp-1,..) käyttäjän mukaan (erkkipc, ...)
IP-liikenteen vaiheet Nimikysely ARP-kysely nimipalvelijan tai (oletus)reitittimen osotteelle nimikysely nimipalvelijalta mahdollisesti vastaus vaatii kyselyjä IP-datagrammin lähettäminen ARP-kysely kohdekoneen tai (oletus)reitittimen osotteelle Ylempien protokollien yhteyden luominen
ISO-protokollat palvelumäärittely (ô) mitä palveluja protokolla tarjoaa ylöspäin ja mitä palveluja se voi käyttää request, confirm, indication, response protokollamäärittely (ó) määrittää Protocol Data Unit:n vertaisolioiden kanssa keskusteluun Service Access Point määrittää kunkin kerroksen palvelunsaajan
ISO protokollan määrittely määritellään kaikki tulevat tapahtumat tilat lähtevät tapahtumat ja toiminnot tilamuuttujat ja määritteet luodaan laajennettu tapahtuma-tila -taulukko ainoastaan määritellyt tapahtumat laillisia
ISO Internet Protocol (ISO IP) Connectionless Network Protocol/Service Network Service Access Point
ISO Esitystapakerros ASN.1 (abstract syntax notation number one) koodaus- ja purkurutiinit UNIVERSAL: esim kokononaisluvut CONTEXT-SPECIFIC APPLICATION PRIVATE rakenteet UNIVERSAL SEQUENCE SEQUENCE OF SET SET OF CHOISE
ASN.1 Formaali määrittely, josta voidaan tuottaa koodia Koodaus Tunniste luokka rakenne tyyppi Pituus Sisältö
Novell Internet Packet Exchange (IPX) perustuu Xerox Network Services:n Internet Datagram Protocol:aan verkko.kone.portti-osoite voi käyttää useita eri kehysmuotoja raaka 802.3 (ilman LLC-kehystä) LLC-paketointi (oma DSAP/SSAP-koodi) SNAP-kehystys (Sub-Network Access Protocol: Ethernet-kehystys LLC-kehyksessä) tarjoaa yhteydettömän sähkepohjaisen liikenteen (kuten DoD IP) reititettävä protokolla Point-to-Point protokollaa kaksipisteyhteyksillä IPX-pakettien "tunnelointi" IP-paketteihin IP-verkkojen yli
Network [Basic] Input/Output System palvelurajapinta IBM PC-koneissa verkkoliikennöinnistä IBM:n dokumenttiin 6322916: "Technical Reference PC Network" siirtomedian suhteen joustava TCP/IP, DECnet, DLC, XNS, ISO TP4, IPX... perustuu nimiin (16 tavua) litteä nimiavaruus reititys vaatii usein lisä-älyä reitittimeen "yksinkertaisin" siirtomedia NetBIOS Extended User Interface reititys ei mahdollista
Yhteenveto IP merkittävin verkkoprotokolla koeteltu skaalautuvuus uusi versio tulossa Muilla omat käyttösovelluksensa parempi turvallisuus (ehkä) eri protokollien sekakäyttö kuormittaa laajasta skaalautuvuudesta ei kokemuksia

Tietoverkkolaboratorio on nyt osa Tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan laitosta. Tällä sivulla oleva tieto voi olla vanhentunutta.

Kurssien ajantasainen tieto on MyCourses-palvelussa.

Tämän sivun sisällöstä vastaavat ja Webmaster. Sivua on viimeksi päivitetty 20.10.1997 10:17. URI: http://www.netlab.tkk.fi/opetus/s38188/1997/luento05/index.shtml [ TKK > Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto > Tietoverkkolaboratorio > Opetus ]

Kysy

Anna palautetta!