10. IPv4, IPv6, dělení směrovacích protokolů.pdf

Otázka VOŠ a SPŠ, Jičín | Maturita  Adresní systém IPv4, IPv6 a dělení směrovacích protokolů Relevantní otázky Co je to IPv4 adresa? Kolika bitová je IPv4 adresa? Z čeho se skládá IPv4 adresa? Proč je rozpětí hodnot od 0-255? Na jaké vrstvě pracujeme s IP adresou? Co je to IPv4 datagram? Jaké ex...

Otázka VOŠ a SPŠ, Jičín | Maturita  Adresní systém IPv4, IPv6 a dělení směrovacích protokolů Relevantní otázky Co je to IPv4 adresa? Kolika bitová je IPv4 adresa? Z čeho se skládá IPv4 adresa? Proč je rozpětí hodnot od 0-255? Na jaké vrstvě pracujeme s IP adresou? Co je to IPv4 datagram? Jaké existují třídy IPv4 adres? Co je to adresace? Jaký je princip adresace? Jak postupujeme při adresaci? Co je to subsíť/subnet? Co je to síťová maska? Co je to pre x? Co je to segment? (Data payload) Co je to paket? (Packet) Co je to rámec? (Frame) Co je to IPv6 adresa? Co je to IPv6 datagram? Zápis a zkracování IPv6 Rovnocenné zápisy IPv6 adresy Jaké jsou typy adres? Co jsou to směrovací protokoly? (Routing Protocols) Základní pojmy Co je to RIP? Co je to OSPF? Vypracovaná otázka Co je to IPv4 adresa? unikátní identi kátor zařízení v síti Kolika bitová je IPv4 adresa? 32 bitová 232 možností IPv4 adresy (přibližně 4 miliardy) Z čeho se skládá IPv4 adresa? ze 4 oktetů (4 * 8 bitů; 1 oktet = 8 bitů) formát IPv4 adresy je xxx.xxx.xxx.xxx xxx je v rozmezí 0-255 síťová část: prvních 24 bitů (3 oktety) část hosta: posledních 8 bitů (1 oktet) Proč je rozpětí hodnot od 0-255? rozpětí hodnot je 0-255, protože když 1 oktet je 8 bitů, tak 28 = 256 možností maximální hodnota je 255 a ne 256, protože počítáme od nuly, abychom mohli reprezentovat i 0 bitů Na jaké vrstvě pracujeme s IP adresou? pracujeme s ní na 3. vrstvě (Síťová vrstva) OSI/ISO modelu pracujeme s ní na 2. vrstvě (Síťová vrstva) TCP/IP modelu Co je to IPv4 datagram? obsahuje v sobě: IP adresu odesílatele (zdrojovou adresu) IP adresu příjemce (cílovou adresu) verze IP protokolu = v daném případě verze 4 Time-to-Live (TTL) – životnost paketu (jakmile jeho hodnota klesne na 0, zmizí) každý router, který IP paket obdrží, tuto hodnotu sníží o 1 ochrana proti tomu, aby paket nebloudil z routeru na router a nikdy nedorazil do cíle (kvůli chybě v routovací tabulce) kontrolní součet hlavičky (Header checksum) - při každém průchodu routerem se přepočítává router musí vždy upravit kontrolní součet, pokud změní IP hlavičku (tedy když se např. sníží TTL) identi kace = odesílatel přidělí každému odeslanému paketu jednoznačný identi kátor pokud byl datagram při přepravě fragmentován, pozná se podle této položky, které fragmenty patří k sobě obsahuje i další parametry (výše jsou uvedeny ty nejhlavnější) Jaké existují třídy IPv4 adres? mají spíše historický význam podle IP adresy, kterou jsme zadali se automaticky poznala i maska (pozůstatek ve Windows kon guraci sítě) Třída A malý počet velkých sítí první oktet: 0–127 rozsah: 0.0.0.0 – 127.255.255.255 maska: 255.0.0.0 (/8) sítí: 2⁷ = 128 počet stanic: 2²⁴ − 2 = 16 777 214 Třída B střední počet středních sítí první oktet: 128–191 rozsah: 128.0.0.0 – 191.255.255.255 maska: 255.255.0.0 (/16) sítí: 2¹⁴ = 16384 počet stanic: 2¹⁶ − 2 = 65 534 Třída C velký počet malých sítí první oktet: 192–223 rozsah: 192.0.0.0 – 223.255.255.255 maska: 255.255.255.0 (/24) sítí: 2²¹ = 2 097 152 počet stanic: 2⁸ − 2 = 254 Co je to adresace? proces, při kterém vymýšlíme podobu sítě z pohledu IP adres 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 192.168.1.0/24 Zaměstnanci – 20 zařízení WiFi – 50 zařízení Návštěvníci – 16 zařízení 1) Seřadíme sítě dle velikosti WiFi (50) Zaměstnanci (20) Návštěvníci (16) WiFi (50) ----------------------a) Máme 50 zařízení => 2⁶ = 64 adres b) 1 adresa pro identifikaci sítě = 64 - 1 = 63 adres c) 1 adresa pro broadcast = 63 - 1 = 62 adres d) prefix = /(32 - exponent_dvojky) e) prefix = /(32 - 6) f) prefix = /26 g) první host: 192.168.1.1 (0 + 1) h) poslední host: 192.168.1.62 (0 + 62) ch) síť: 192.168.1.0/26 i) broadcast: 192.168.1.63 (poslední host + 1) Zaměstnanci (20) ----------------------a) síť: 192.168.1.64 b) Máme 20 zařízení => 2⁵ = 32 adres c) 1 adresa pro identifikaci sítě = 32 - 1 = 31 adres d) 1 adresa pro broadcast = 31 - 1 = 30 adres e) prefix = /(32 - exponent_dvojky) f) prefix = /(32 - 5) g) prefix = /27 h) první host: 192.168.1.65 (64 + 1) ch) poslední host: 192.168.1.94 (64 + 30) i) síť: 192.168.1.64/27 j) broadcast: 192.168.1.95 (poslední host + 1) Návštěvníci (16) ----------------------a) b) c) d) e) síť: 192.168.1.96 Máme 16 zařízení => 2⁵ = 32 adres 1 adresa pro identifikaci sítě = 32 - 1 = 31 adres 1 adresa pro broadcast = 31 - 1 = 30 adres prefix = /(32 - exponent_dvojky) f) prefix = /(32 - 5) g) prefix = /27 h) první host: 192.168.1.97 (96 + 1) ch) poslední host: 192.168.1.126 (96 + 30) i) síť: 192.168.1.96/27 j) broadcast: 192.168.1.127 (poslední host + 1) Jak postupujeme při adresaci? chyták: L3 switch v topologii ten nemusí nutně pracovat L3 režimu (ve výchozím stavu pracuje jako klasický L2 switch) 1. Spočítáme, kolik je v topologii sítí 2. Určíme počet hostů pro dané sítě (min. 2 čísla neberu v potaz pro PC = jedno musím použít pro identi kaci sítě a jedno pro broadcast) 3. Seřadíme sítě dle počtu hostů od největší sítě po nejmenší Co je to podsíť? anglicky: subnet označení pro samostatnou část počítačové sítě označením podsíť je obvykle míněna konkrétní (menší) vyčleněná část větší sítě Co je to síťová maska? určuje, které bity IP adresy, ke které se pojí, označují síť a které zařízení dále určuje velikost dané sítě a tím i počet možných zařízení (hostů) Co je to pre x? zkrácený zápis masky vyjadřuje počet jedniček v masce převedené z desítkové do dvojkové soustavy při převodu ignorujeme mocninu dvojky u nuly pre x /8 = 8 jedniček = 11111111.00000000.00000000.00000000 = 255.0.0.0 11111111 (zprava doleva) = 2⁰ + 2¹ + 2² + 2³ + 2⁴ +2⁵ + 2⁶ + 2⁷ = 1 + 2 + 4 + 8 + 16 + 32 + 64 + 128 = 255 pre x /16 = 16 jedniček = 11111111.11111111.00000000.00000000 = 255.255.0.0 pre x /24 = 24 jedniček = 11111111.11111111.11111111.00000000 = 255.255.255.0 pre x /25 = 25 jedniček = 11111111.11111111.11111111.10000000 = 255.255.255.128 11111111 (zprava doleva) = 2⁰ + 2¹ + 2² + 2³ + 2⁴ +2⁵ + 2⁶ + 2⁷ = 1 + 2 + 4 + 8 + 16 + 32 + 64 + 128 = 255 10000000 (zprava doleva) = 2⁷ = 128 pre x /26 = 26 jedniček = 11111111.11111111.11111111.11000000 = 255.255.255.192 11111111 (zprava doleva) = 2⁰ + 2¹ + 2² + 2³ + 2⁴ +2⁵ + 2⁶ + 2⁷ = 1 + 2 + 4 + 8 + 16 + 32 + 64 + 128 = 255 11000000 (zprava doleva) = 2⁶ + 2⁷ = 64 + 128 = 192 Co je to segment? (Segment) přenášená data jsou rozporcována na menší kusy segment takový kus reprezentuje má své ID, dle kterého jej lze dále poznat jedná se o část přenášených dat Co je to paket? (Packet) zaobaluje IP hlavičku a segment hlavička je jako nadpis obálky se všemi potřebnými informacemi k doručení a segment je obsah obálky, který je určen příjemci nemá patičku s kontrolním součtem celého paketu (kontrolní součet na sobě provádí jen IP hlavička) datová část tedy není pokryta kontrolním součtem a jeho integritu si řeší protokol vyšší vrsty Co je to rámec? (Frame) zaobaluje hlavičku a paket Co je to IPv6 adresa? adresa s délkou 128 bitů (16 bajtů) celkový počet adres IPv6 je 2128 (to odpovídá počtu 5×1010 adres pro každého člověka na planetě) formát IPv6 adresy je xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx x je z rozsahu hexadecimálních znaků (0-9, A-F) nutno použít kompatibilní router/y zápis v šestnáctkové soustavě, čtveřice číslic odděleny dvojtečkou pracuje na L2 vrstvě (Internetová vrstva) TCP/IP modelu běžně vypadá adresa následovně: 2018:0ab6:84a2:0000:0000:7a2b:0271:7435 úvodní nuly ve čtveřici lze vynechat nejnovější protokol síťové vrstvy pro komunikaci a přenos dat v síti Co je to IPv6 datagram? verze IP protokolu = v daném případě verze 6 maximum skoků = životnost datagramu stejně jako u TTL v IPv4 zde každý směrovač zmenší hodnotu o jedničku a dojde-li do nuly, datagram zahodí adresa odesílatele = IPv6 adresa síťového rozhraní, který datagram vyslal cílová adresa = IPv6 adresa síťového rozhraní, kterému je datagram určen Zápis a zkracování IPv6 libovolný počet po sobě následujících skupin 0000 může být nahrazen dvěma dvojtečkami dvojtečka se může v adrese vyskytovat pouze jednou první nuly ve skupině mohou být vynechány Rovnocenné zápisy IPv6 adresy 1 2 3 4 5 2a00:6500:0000:0000:0000:0025:fa56:0026 2a00:6500:0000:0000:0000:25:fa56:26 2a00:6500:0:0:0:25:fa56:26 2a00:6500:0::25:fa56:26 2a00:6500::25:fa56:26 Co jsou to směrovací protokoly? protokoly používané routerem ke zjištění cesty Základní pojmy router = směrovač routing table = směrovací (routovací) tabulka v níž jsou záznamy kam směrovat pakety next hop = další směrovač, přes který se dostaneme k cíli hop count = počet mezilehlých směrovačů mezi daným směrovačem a cílovou sítí administrative distance = číslo mezi 0 a 255, které indikuje, jak je daná cesta výhodná link cost = cena linky, která se sčítá s ostatními linkami, a podle toho se určí nejvýhodnější cesta (1 Gb/s má menší cenu než třeba 1 Mb/s) Jak se dělí směrovací protokoly? Distance-Vector (RIP) Link-State (OSPF) Co je to Distance-Vector? skupina routovacích protokolů, které určují cestu pouze na základě vzdálenosti (alespoň u RIP; existují i jiné protokoly, které berou v potaz další vlastnosti) vzdáleností je myšlen počet hopů (skoků) každý průchod paketu směrovačem je považován za jeden hop cesta s nejmenším počtem hopů je považována za nejlepší Co je to Link-State? skupina routovacích protokolů, které určují cestu jak na základě vzdálenosti, tak i na základě rychlosti linek, přes které je cesta vedena vzdáleností je též myšlen počet hopů (skoků) každý průchod paketu směrovačem je též považován za jeden hop cesta s nejmenším počtem hopů není automaticky považována za nejlepší, bere se v potaz rychlost linek na základě vzdálenosti a rychlosti linek každé přiřadí celočíselnou hodnotu, tzv. cost (čím menší hodnota, tím lepší linka) všechny cost linek sečte a logicky, čím menší bude součet hodnot linek, tím lepší bude cesta jako taková Co je to RIP? Routing Information Protocol jedná se o dynamický protokol, který se používá k nalezení nejlepší trasy od zdroje k cíli maximální vzdálenost je 15 hopů pokud je vzdálenost větší rovna 16, síť je chápána jako nedosažitelná posílají své routovací tabulky sousedním směrovačům (každých 30 s) každý z nich přičte ke vzdálenosti 1 a porovná se svou tabulkou svůj záznam změní, pokud: -*cíl ještě neznal znal k cíli delší cestu cesta k cíli vede přes odesílatele tabulky (aktuálně používaná cesta se zhoršila) zohledňuje nejnižší počet hopů, ale už nezohledňuje propustnost linek (jejich rychlost) neumožňuje rozdělit zatížení na více cest méně dokonalý, zato jednodušší než protokol OSPF nedoporučuje se využít ve remní síti (nezohledňuje rychlosti) Co je to OSPF? Open Shortest Path First složitější, zato dokonalejší než protokol RIP každý směrovač si shromažďuje informace o celé topologii z topologie celé sítě vypočítá nejkratší cesty ke všem cílům směrovače si předávají informace o stavech přímých linek informace se posílají každých 30 minut umožňuje rozdělit zatížení na více cest (existuje-li více cest se stejnou cenou) minimální cena linky je 1, maximální cena linky je 65535 čím nižší cena linky, tím lepší cena linky se vypočítá vydělení rychlosti linky s referenční rychlostí (ta bývá obvykle 100 Mb/s) Změna ceny linky 1 2 3 Router#conf t Router(config)#int gi0/0/0 Router(config-if)#ip ospf cost <1-65535> © Ondřej Švorc  Odhlásit se