Sieci komputerowe - adresacja internetowa

Transkrypt

1 Sieci komputerowe - adresacja internetowa mgr inż. Rafał Watza Katedra Telekomunikacji AGH 1

2 Wprowadzenie Co to jest adresacja? Przedmioty adresacji Sposoby adresacji Układ domenowy, a układ numeryczny Adresy i maski Protokoły ARP, RARP, BOOTP, DHCP Przyszłość adresacji 2

3 Co to jest adresacja? Przypisanie jednostce lub urządzeniu pracującemu w sieci unikalnego w skali globalnej numeru identyfikacyjnego wskazanie właściwego miejsca (punktu) obioru wiadomości 3

4 Przedmioty adresacji Sieci Serwery Komputery osobiste Drukarki, skanery, streamery Mosty, rutery, gateway e Inne urządzenia sieciowe. 4

5 Sposoby adresacji Adresacja jawna / ukryta Maskarada Adresacja stała / dynamiczna DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Uwaga: zmiana miejsca lokalizacji hosta wiąże się ze zmianą adresów logicznych (IP) 5

6 Hierarchia domen w sieci X ROOT COM EDU GOV PL DEC MIT NFS EDU AGH LAB WOR ICS KT 6

7 Hierarchia serwerów nazw root server server dla.com server dla.edu server dla.pl server dla.dec.com server dla.mit.edu server dla.edu.pl server dla.ics.mit.edu server dla.agh.edu.pl server dla.kt.agh.edu.pl 7

8 Internetowe domeny Nazwa domeny COM EDU GOV MIL NET ORG ARPA INT Kod kraju (np. pl) <nazwa firmy> Opis Organizacje komercyjne (firmy) Instytucje edukacyjne Instytucje rządowe Organizacje wojskowe Centra utrzymania sieci (inst.sieciowe) Inne organizacje Stara domena sieci ARPA Organizacje międzynarodowe Poszczególne kraje Strony poszczególnych providerów 8

9 Działanie nameserverów Przechowują informacje o powiązaniach nazw domenowych i adresów IP, Odebranie zapytania adresowego od hosta, Sprawdzenie własnych wpisów, Sprawdzenie własnego cache, Zapytanie sąsiednich nameserverów, Odpowiedź dla hosta. 9

10 Adresacja numeryczna 32 bity, 4 oktety po 8 bitów, Numeracja binarna dla maszyn Numeracja dziesiętna dla ludzi Zamiana postaci liczb binarnych na dziesiętne 10

11 Klasy adresów IP v Klasa A 0 Identyfikator sieci Identyfikator hosta Klasa B 1 0 Identyfikator sieci Identyfikator hosta Klasa C Identyfikator sieci Identyfikator hosta Klasa D Adres multicastowy (rozgłoszeniowy) Klasa E Zarezerwowane dla przyszłych rozwiązań 11

12 Klasy adresów IP v Klasa A 0 Klasa B 1 0 Klasa C Pierwszy bajt Zakres Przykład Numer sieci Numer hosta Klasa A 0 x x x x x x x Klasa B 1 0 x x x x x x Klasa C x x x x x Najniższy adres Najwyższy adres

13 Pojemności adresowe Rozmiar sieci Klasa Bity sieci Bity hosta do A do B do 254 C

14 Adresy nierutowalne i zastrzeżone Dla klasy A: Dla klasy B: Dla klasy C: loopback broadcast 14

15 Maski sieciowe Celem stosowania maski jest wyznaczenie jaka część adresu identyfikuje sieć lub podsieć (NID), a jaka identyfikuje urządzenie w ramach tej podsieci (HID), Adres podsieci wyznacza się przez logiczną koniunkcję adresu IP i maski, Maska ma taką samą długość, jak adres IP (czyli 32-bity dla IPv4, 128-bitów dla IPv6), 15

16 Maski sieciowe Zasady zamiany notacji dziesiętnej, binarnej i szesnastkowej Stosowane do wydzielenia podsieci z dużej sieci, np. sieć KT w ramach AGH, Pozwalają na adresację większej liczby hostów w skali globalnej - likwidują potencjalne dziury puli adresów Możliwość stosowania dowolnej liczby (nie 8,16 czy 24) bitów na określenie adresu sieci Praca w układzie {nr sieci}{nr podsieci}{nr hosta} 16

17 Maski sieciowe Reprezentacja maski MUSI* składać się z kolejno po sobie następujących bitów 1 Dozwolone Niedozwolone *) specyfikacja standardu dopuszcza nieciągłości bitów maski, jednak takie stosowanie doprowadziło by do złej interpretacji algorytmów rutingu i kłopotów komunikacyjnych 17

18 Maski sieciowe - notacje Zapis pełny cała maska binarnie lub dziesiętnie Zapis skrócony tylko ostatni oktet.128 Zapis skrócony liczba bitów 1 w masce adres IP/ /24 Zapis trójkowy ozn.adres klasy B sieci x.x, same 1 w polu adresu i same 0 w polu id hosta { ,-1,0} 18

19 Przykład użycia maski bity Adres sieci Identyfikator sieci Identyfikator hosta maska Adres podsieci Numer sieci Numer hosta 19

20 Obliczenia adresów z użyciem maski Dany jest adres sieci x Podzielić ją na dwie / cztery równe podsieci Dany jest adres sieci x Podzielić ją na jedną podsieć z 2 urządzeniami, jedną z 32 urządzeniami oraz podsieć z pozostałymi urządzeniami. 20

21 Maskarady adresów Zapewnia translację adresów IP zewnętrznych i wewnętrznych Konieczność użycia dodatkowego hosta (np. PC lub gateway) Umożliwia stosowanie podsieci z adresacją z puli zabronionej Konieczność posiadania min. jednego adresu zewnętrznego z puli rutowalnej Pozwala na ukrycie prawdziwego adresu hosta Konieczność nadzorowania translacji przez administratora i oprogramowanie Zastosowania: kawiarenka internetowa, sieć blokowa 21

22 Protokoły ARP i RARP Protokół ARP (Address Resolution Protocol) poszukiwanie adresu sprzętowego na podstawie jego adresu IP ARC(Address Resolution Cache) Protokół RARP (Reverse ARP) poszukiwanie adresu IP na podstawie jego adresu fizycznego serwery uprawnione 22

23 Wady protokołu RARP pracuje na niskim poziomie, bezpośredni dostęp do sprzętu sieciowego trudna implementacja serwerów wiadomość otrzymana od serwera zawiera 4 oktety niewykorzystanie pakietu (np. 46 oktetów Ethernet) uniemożliwia stosowanie protokołu w sieciach z dynamicznym przydziałem adresu niskopoziomowego 23

24 Przesłania zapytań Określenie adresu fizycznego maszyny B znając adres IP (ARP) a) zapytanie b) odpowiedź Określenie adresu IP przez maszynę A (RARP) a) zapytanie b) odpowiedź uprawnionych serwerów 24

25 Transmisja w ramce fizycznej Wiadomość ARP lub RARP Nagłówek ramki Pole danych ramki Format taki sam dla ARP i RARP, pytania i odpowiedzi Brak pola danych, tylko wiadomość (kod) 25

26 Format ramek ARP i RARP Rodzaj adresu sprzętowego Rodzaj protokołu Dł. adresu sprzętowego Dł. adresu protokołu Adres sprzętowy nadawcy (oktety 0-3) Operacja Adres sprz. nadawcy (oktety 4-5) Adres IP nadawcy (oktety 0-1) Adres IP nadawcy (oktety 2-3) Adres sprz. odbiorcy (oktety 0-1) Adres sprzętowy odbiorcy (oktety 2-5) Adres IP odbiorcy (oktety 0-3) 26

27 BOOTP - BOOTstrap Protocol Służy do określania adresów IP (osiąga stan działania hosta w sieci) Odpowiedź na wady protokołu RARP (szybszy, efektywniejszy) Korzysta z protokołów UDP i IP Umieszczony jako mały programik w pamięci ROM Format komunikatu BOOTP Procedura startowania hosta etapy zapytania 27

28 Format wiadomości BOOTP Operacja Sekundy Typ sprzętu Dług. adresu sprzętowego Identyfikator transakcji Nie używane Adres IP odbiorcy Adres IP nadawcy Adres IP serwera Adres IP routera Adres sprzętowy odbiorcy (16 oktetów) Etapy Nazwa węzła serwera (64 oktety) Nazwa pliku startowego (128 oktetów) Dane specyficzne dla producenta (zmienna długość) 28

29 Adresy przydzielane dynamicznie - DHCP Odmiana protokołów RARP i BOOTP Efektywniejsze (niż stałe) zarządzanie pulą adresową danej podsieci Architektura klient-serwer (klient skonfigurowany tylko na serwer DHCP) Automatyczne nadawanie adresu IP, podanie maski, bramy i serwera DNS Szybsza (niż RARP) rezerwacja zasobów IP Możliwość okresowego odnawiania rezerwacji adresu IP lub ustawienia limitu czasu ważności 29

30 Adresy przydzielane dynamicznie - DHCP Optymalny dla sieci bezprzewodowych Pełna kontrola administratora nad adresami (unikanie ręcznych błędów) Konieczność współgrania z adresami nadanymi na stałe Brak możliwości uruchomienia aplikacji wymagającej stałego adresu IP, np. FTPserwer Formaty komunikatu DHCP 30

31 Format informacji DHCP Operacja Sekundy Typ sprzętu Dług adresu sprzętowego Identyfikator transakcji Znaczniki Adres IP odbiorcy Adres IP nadawcy Adres IP serwera Adres IP routera Adres sprzętowy odbiorcy (16 oktetów) Etapy Nazwa węzła serwera (64 oktety) Nazwa pliku startowego (128 oktetów) Opcje (zmienna długość) 31

32 Przyszłość adresacji Konieczność rozszerzenia dostępnej puli adresów Wprowadzenie IPv6 i IPng Nowe protokoły adresujące i etykietujące (MPLS, RSVP) Wprowadzenie wspólnej adresacji all-in-one Adresowanie wszystkiego co jest mobilne 32

33 Podsumowanie 33