Computer Networks CN Lecture Notes PDF

05/16/1446 Computer Networks CN ‫المحاضرة السادسة & المحاضرة السابعة‬ Network Layer ‫ ازدهار شاليش‬.‫م‬ Note...

05/16/1446 Computer Networks CN ‫المحاضرة السادسة & المحاضرة السابعة‬ Network Layer ‫ ازدهار شاليش‬.‫م‬ Note The first address in a block is normally not assigned to any device; it is used as the network address that represents the organization to the rest of the world. 19.28 1 05/16/1446 Figure 5 A frame in a character-oriented protocol 19.29 Figure 6 Two levels of hierarchy in an IPv4 address 19.30 2 ‫‪05/16/1446‬‬ ‫‪Note‬‬ ‫‪Each address in the block can be‬‬ ‫‪considered as a two-level‬‬ ‫‪hierarchical structure:‬‬ ‫‪the leftmost n bits (prefix) define‬‬ ‫;‪the network‬‬ ‫‪the rightmost 32 − n bits define‬‬ ‫‪the host.‬‬ ‫‪19.31‬‬ ‫‪Example 10‬‬ ‫بفرض أنه تم منح شركة ما كتلة العناوين ‪ ،17.12.14.0/26‬أي ما مقداره ‪64‬‬ ‫عنوان‬ ‫بفرض أيضا ً أن الشركة مكونة من ثالثة مكاتب وأنها تحتاج إلى تقسيم الكتلة‬ ‫السابقة إلى ‪ 3‬كتل جزئية تحوي على التوالي‪ 32 :‬و‪ 16‬و‪ 16‬عنوانا ً‪.‬‬ ‫يمكننا إيجاد القناع الجديد كما يلي‪:‬‬ ‫أي أن ‪n1=27‬‬ ‫‪.232-n1‬‬ ‫‪ ‬بفرض أن قناع الشبكة الجزئية األولى هو ‪ ،n1‬ينتج عنه أن ‪= 32‬‬ ‫‪ ‬بنفس الطريقة نستنتج أن ‪ n2=28‬و ‪.n3=28‬‬ ‫‪ ‬بالنتيجة‪ ،‬يصبح لدينا القناع ‪ 26‬للشركة وثالثة أقنعة لكل شبكة جزئية ‪.‬‬ ‫‪32‬‬ ‫‪3‬‬ 05/16/1446 Figure 7 Configuration and addresses in a subnetted network 19.33 Figure 8 Three-level hierarchy in an IPv4 address 19.34 4 05/16/1446 Example 11 An ISP is granted a block of addresses starting with 190.100.0.0/16 (65,536 addresses). The ISP needs to distribute these addresses to three groups of customers as follows: a. The first group has 64 customers; each needs 256 addresses. b. The second group has 128 customers; each needs 128 addresses. c. The third group has 128 customers; each needs 64 addresses. Design the subblocks and find out how many addresses are still available after these allocations. 19.35 Example 11 (continued) Solution Figure 19.9 shows the situation. Group 1 For this group, each customer needs 256 addresses. This means that 8 (log2 256) bits are needed to define each host. The prefix length is then 32 − 8 = 24. The addresses are 19.36 5 05/16/1446 Example 11 (continued) Group 2 For this group, each customer needs 128 addresses. This means that 7 (log2 128) bits are needed to define each host. The prefix length is then 32 − 7 = 25. The addresses are 19.37 Example 11 (continued) Group 3 For this group, each customer needs 64 addresses. This means that 6 (log264) bits are needed to each host. The prefix length is then 32 − 6 = 26. The addresses are Number of granted addresses to the ISP: 65,536 Number of allocated addresses by the ISP: 40,960 Number of available addresses: 24,576 19.38 6 ‫‪05/16/1446‬‬ ‫‪Figure 9 An example of address allocation and distribution by an ISP‬‬ ‫‪19.39‬‬ ‫مثال‬ ‫منح مزود خدمة إنترنت كتلة العناوين ‪ 190.100.0.0/16‬أي ‪ 65,536‬عنوان‬ ‫يحتاج مزود الخدمة هذا إلى تخصيص كتلة العناوين هذه إلى المجموعات التالية‪:‬‬ ‫‪ ‬تضم المجموعة األولى ‪ 64‬زبون؛ كل زبون يحتاج ‪ 256‬عنوانا ً‪.‬‬ ‫‪ ‬تضم المجموعة الثانية ‪ 128‬زبون؛ كل زبون يحتاج ‪ 128‬عنوانا ً‪.‬‬ ‫‪ ‬تضم المجموعة الثالثة ‪ 128‬زبون؛ كل زبون يحتاج ‪ 64‬عنوانا ً‪.‬‬ ‫صمم الكتل الجزئية وبين أنه ما زال يوجد عناوين متاحة‪.‬‬ ‫‪40‬‬ ‫‪7‬‬ ‫‪05/16/1446‬‬ ‫‪190.100.0.0/16‬‬ ‫المجموعة األولى‬ ‫‪ ‬بما أن كل زبون يحتاج ‪ 256‬عنوانا ً فإننا بحاجة إلى ‪ 8‬بتات لعنونة األجهزة‬ ‫‪ ‬سيكون طول السابقة ‪32-8 = 24‬‬ ‫‪ ‬أما العناوين فهي‪:‬‬ ‫الزبون األول ‪ 190.100.0.0/24‬إلى ‪190.100.0.255/24‬‬ ‫الزبون الثاني ‪ 190.100.1.0/24‬إلى ‪190.100.1.255/24‬‬ ‫‪....................‬‬ ‫‪ 190.100.63.0/24‬إلى ‪190.100.63.255/24‬‬ ‫الزبون رقم ‪64‬‬ ‫المجموع الكلي للعناوين المخصصة ‪64 x 256 = 16,384‬‬ ‫‪41‬‬ ‫المجموعة الثانية‬ ‫‪ ‬بما أن كل زبون يحتاج ‪ 128‬عنوانا ً فإننا بحاجة إلى ‪ 7‬بتات لعنونة األجهزة‬ ‫‪ ‬سيكون طول السابقة ‪.32-7 = 25‬أما العناوين فهي‪:‬‬ ‫‪ 190.100.64.0/25‬إلى ‪190.100.64.127/25‬‬ ‫‪ ‬الزبون األول‬ ‫‪ 190.100.64.128/25‬إلى ‪190.100.64.255/25‬‬ ‫‪ ‬الزبون الثاني‬ ‫‪....................‬‬ ‫‪ 190.100.127.128/25‬إلى ‪190.100.127.255/25‬‬ ‫‪ ‬الزبون رقم ‪128‬‬ ‫‪ ‬المجموع الكلي للعناوين المخصصة ‪: 128 x 128 = 16,384‬‬ ‫‪42‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪05/16/1446‬‬ ‫المجموعة الثالثة‬ ‫‪ ‬بما أن كل زبون يحتاج ‪ 64‬عنوانا ً فإننا بحاجة إلى ‪ 6‬بتات لعنونة األجهزة‪.‬سيكون طول‬ ‫السابقة ‪.32-6 = 26‬أما العناوين فهي‪:‬‬ ‫‪ 190.100.128.0/26‬إلى ‪190.100.128.63/26‬‬ ‫‪ ‬الزبون األول‬ ‫‪ 190.100.128.64/26‬إلى ‪190.100.128.127/26‬‬ ‫‪ ‬الزبون الثاني‬ ‫‪....................‬‬ ‫‪ 190.100.159.192/26‬إلى ‪190.100.159.255/26‬‬ ‫‪ ‬الزبون رقم ‪128‬‬ ‫‪ ‬المجموع الكلي للعناوين المخصصة ‪: 128 x 64 = 8,1924‬‬ ‫‪ ‬عدد العناوين الممنوحة إلى مزود الخدمة‪65,535 :‬‬ ‫‪ ‬عدد العناوين التي خصصها مزود الخدمة‪40,960 :‬‬ ‫‪ ‬عدد العناوين المتاحة ‪24,576 :‬‬ ‫‪43‬‬ ‫‪Table 3 Addresses for private networks‬‬ ‫‪19.44‬‬ ‫‪9‬‬ 05/16/1446 Figure 10 A NAT implementation 19.45 Figure 11 Addresses in a NAT 19.46 10 05/16/1446 Figure 12 NAT address translation 19.47 Table 4 Five-column translation table 19.48 11 ‫‪05/16/1446‬‬ ‫‪Figure 13 An ISP and NAT‬‬ ‫‪19.49‬‬ ‫أجب عن االسئلة التالية‬ ‫‪ -1‬أوجد ‪ codeword‬للكلمة ‪ dataword=1010‬باستخدام‬ ‫هامنك كود ‪.‬‬ ‫‪ -2‬باستخدام ‪ checksum 16‬اوجد الكلمة المرمزة المراد‬ ‫ارسالها ‪ ,‬اذا علمت ان )‪dataword(7,10,5,1,4‬‬ ‫‪ -3‬أوجد اول واخر عنوان في ‪:block‬‬ ‫‪ 16.100.50.10/28‬وعدد عناوين الممكنة في هذا ‪block‬‬ ‫‪19.50‬‬ ‫‪12‬‬ 05/16/1446 2 IPv6 ADDRESSES Despite all short-term solutions, address depletion is still a long-term problem for the Internet. This and other problems in the IP protocol itself have been the motivation for IPv6. Topics discussed in this section: Structure Address Space 19.51 Note An IPv6 address is 128 bits long. 19.52 13 05/16/1446 Figure 14 IPv6 address in binary and hexadecimal colon notation 19.53 Figure 15 Abbreviated IPv6 addresses 19.54 14 05/16/1446 Example 11 Expand the address 0:15::1:12:1213 to its original. Solution We first need to align the left side of the double colon to the left of the original pattern and the right side of the double colon to the right of the original pattern to find how many 0s we need to replace the double colon. This means that the original address is. 19.55 Table 5 Type prefixes for IPv6 addresses 19.56 15 05/16/1446 Table 5 Type prefixes for IPv6 addresses (continued) 19.57 Figure 16 Prefixes for provider-based unicast address 19.58 16 05/16/1446 Figure 17 Multicast address in IPv6 19.59 Figure 18 Reserved addresses in IPv6 19.60 17 ‫‪05/16/1446‬‬ ‫‪Figure19 Local addresses in IPv6‬‬ ‫‪19.61‬‬ ‫وظيفة‬ ‫أوجد العنوان األول و العنوان األخير و عدد العناوين بكل‬ ‫‪block‬عدد بتات الشبكة و ‪ host‬بكل ‪block‬‬ ‫‪1.‬‬ ‫‪205.16.37.120/25‬‬ ‫‪2.‬‬ ‫‪16.100.50.10/28‬‬ ‫‪3.‬‬ ‫‪205.16.37.13/30‬‬ ‫‪4.‬‬ ‫‪400.1.1.1/16‬‬ ‫‪5.‬‬ ‫‪60.1.090.5/12‬‬ ‫‪6.‬‬ ‫‪3.1.2.3.4/28‬‬ ‫مالحظة‪ :‬كل عنوان هنا يمثل ‪block‬‬ ‫‪19.62‬‬ ‫‪18‬‬