• Protokoly: IP, ARP, RARP, ICMP, IGMP, OSPF IP - eAMOS

Počítačové sítě
IP vrstva
• Protokoly: IP, ARP, RARP, ICMP, IGMP, OSPF
UDP
TCP
Transportní vrstva
ICMP IGMP OSPF
Síťová vrstva
ARP
IP
RARP
Ethernet
driver
Vrstva síťového rozhraní 1

Počítačové sítě
IP vrstva
• IP protokol vytváří datagramy,
• zajišťuje přenos datagramů (potvrzovaná služba bez spojení
- nespolehlivá),
• v případě potřeby (velikost datagramu > MTU) rozděluje
pakety na fragmenty – každý fragment je samostatný
datagram.
• fragmenty sestavuje (defragmentace) IP vrstva na cílovém
systému
• IP poskytuje službu transportním protokolům UDP a TCP,
připojuje IP záhlaví před UDP datagramy a TCP segmenty
• Pořadí přenášených bitů – big endian, tj. 2 0 2 7
2 8 2 15 2 16 2 23 …………………….
2

Počítačové sítě
Schéma IP datagramu
IP záhlaví
PDU transportní vrstvy
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
VERSION HLEN TYPE OF SERVICE
TOTAL LENGTH
FLAGS
TIME TO LIVE
IDENTIFICATION
FRAGMENT OFFSET
PROTOCOL
HEADER CHECKSUM
20 oktetů
SOURCE IP ADDRESS
32 bitů
DESTINATION IP ADDRESS
IP OPTION (PADDING)
32bitů
3

Počítačové sítě
IP vrstva
• Pole TOS (Type of Service) – specifikace požadavků na přenos
datagramu
8 9 10 11 12 13 14 15
D (Delay) - přenos s minimálním zpoždění
T (Throughput) – přenos s maximálním výkonem
R (Reliability) – přenos s maximální spolehlivostí
D
C (Cost) – přenos nejméně nákladný
• Přenos bez zvláštních požadavků TOS=0
• Aby nastavení TOS bylo účinné, musí být podporováno všemi
směrovači na přenosové cestě
T
R
C
4

Počítačové sítě
IP vrstva
• Řízení fragmentace
– Identifikace fragmentu - IDENTIFICATION (16 bitů)
– Příznak fragmentace – FLAGS (3 bity, 1. je nevyužitý)
DF – Don´t Fragment MF – More Fragment
0
0
0
0
DF MF
1 -
0 1
0 0
nefragmentuje
následují další fragmenty
poslední fragment
– Umístění fragmentu v rámci původního datagramu (v počtu oktetů
od prvního oktetu datagramu) – FRAGMENT (13 bitů)
5

Počítačové sítě
IP vrstva
• Time-to-live – maximální počet průchodů přes mezilehlé směrovače –
při průchodu směrovačem je hodnota snížena o 1. Je-li TTL=0 a
datagram není v cílové IP síti
chybová ICMP zpráva
• Protokol – identifikátor protokolu, jehož PDU je v datagramu
zapouzdřeno
– IPv4 … ..00 IPv6 … ….41
– ICMP. …01 ICMPv6….58
– IGMP…..02
– UDP……17 TCP………06
• Kontrolní součet záhlaví (nikoliv datového obsahu)
• IP volby kód volby délka parametry
1 1 proměnná délka
6

Počítačové sítě
IP vrstva
• IP volby – definované volby:
– Vytvoření záznamu o směrování (Record Route Option) – kód
0x07
– Specifikace striktní přenosové cesty (Strict Source Routing
Option) – kód 0x89
– Specifikace volné přenosové cesty (Loose Source Routing
Option) – kód 0x83
– Časový snímek (v msec uplynulých po půlnoci) přenosové cesty
(Time Stamp Option) – kód 0x44
• Problém IP option: aby volby měly smysl, musely by být
implementovány na všech mezilehlých zařízeních (routerech) na
přenosové cestě (a to nebývají)
• IP padding – IP datagramy jsou dorovnávány na hranice 4
oktetového „slova“
7

Počítačové sítě
IP vrstva – protokol ICMP
• Protokol ICMP (Internet Control Message Protocol) –
informace o chybách a jiných významných událostech
• IP datagram s ICMP zprávou
IP záhlaví
ICMP zpráva
ICMP záhlaví
ICMP data
TYP KÓD CHECKSUM
8 8 16
8

• ICMP zpráva je generována
Počítačové sítě
IP vrstva – protokol ICMP
– Cílovým uzlem datagramu, ke kterému se ICMP zpráva
vztahuje
– Jedním z mezilehlých uzlů (směrovačů), kterými tento IP
datagram prochází
• Kdy není ICMP zpráva generována
– IP datagram přenáší jinou ICMP zprávu
– Cílová adresa datagramu je typu IP broadcast nebo IP
multicast
– Datagram obsahuje jiný fragment než první (pole
FRAGMENT OFFSET)
– Zdrojová adresa datagramu je 0.0.0.0., 127.0.0.1 (loopback),
IP adresa typu IP broadcast nebo IP multicast
9

Počítačové sítě
IP vrstva – protokol ICMP
• ICMP „Echo Request“ – TYP=8, KÓD=0, data ICMP:
– Identifikátor zprávy
– Pořadové číslo zprávy
– Volitelná libovolná data
• ICMP „Echo Reply“ - TYP=0, KÓD=0, data ICMP – kopie dat z
příslušné ICMP „request“
• ICMP „Time Exceeded“ - TYP=11, KÓD=0/1, data ICMP :
4B „0“ + záhlaví inkriminovaného IP datagramu (20B) + dalších 8 B
– Kód 0 ..hodnota TTL=0 a IP datagram není v cílové IP síti –
generuje pouze router
– Kód 1…vypršel čas pro znovusestavení fragmentů datagramu -
generuje pouze cílový uzel
10

Počítačové sítě
IP vrstva – protokol ICMP
• ICMP „Destination Unreachable“- TYP=3, KÓD=0 - 15, data ICMP:
4B „0“ + záhlaví inkriminovaného IP datagramu (20B) + dalších 8 B
kód
0
1
2
3
4
5
význam
Nedostupná IPsíť
Nedostupný IP host
Nedostupný protokol
Nedostupný port
Nutná fragmentace, nastav
D příznak
Určený router selhal (při IP
volbě „Source Routing“)
kód
6
7
9
10
11
12
význam
Cílová IP síť neznámá
Cílový IP host neznámý
Administrativní zákaz
přístupu do IP sítě
Administrativní zákaz
přístupu k IPhostu
Nedostupná IP síť pro
požadovanéTOS
Nedostupný IP host pro
požadovanéTOS
11

Počítačové sítě
IP vrstva – protokol ICMP
• ICMP „ Redirect Error“ – TYP=5, KÓD=0 - 3, data ICMP:
– IP adresa směrovače, na který měl být datagram poslán (4B)
– záhlaví inkriminovaného IP datagramu (20B)
– dalších 8 B datagramu
generuje směrovač, na který byl (nekorektně) datagram
zaslán
(1)
host
IP datagram
ICMP
R1
(3)
(2)
R2
12

Počítačové sítě
IP vrstva – protokol ICMP – ICMP 5 „Redirect Error“
• ICMP „Redirect Error“ generuje pouze směrovač
• Zdrojový uzel v ICMP zprávě má IPadresy:
– Cílového uzlu (způsobila vyslání ICMP zprávy)
– Směrovače, kam měl být datagram správně poslán
– Směrovače, kam byl datagram poslán nesprávně a který ICMP
zprávu vygeneroval
• Kód
– 0 - přesměrování pro IP síť
– 1 - přesměrování pro IP host
– 2 - přesměrování pro IP síť a TOS
– 3 - přesměrování pro IP host a TOS
13

Počítačové sítě
IP vrstva – protokol ICMP
• ICMP „ Time Stamp Request/Reply“ – TYP=13/14,
KÓD=0 , data ICMP:
– Identifikátor (2B), pořadové číslo zprávy (2B)
– Čas odeslání (v msec uplynulých od půlnoci) (4B)
– Čas přijetí (4B)
– Čas odeslání odpovědi (4B)
request
reply
RTT – Round-trip Time
14

Počítačové sítě
IP vrstva – protokol ICMP
• ICMP „ Source Quench Error“ – TYP=4, KÓD=0 , data
ICMP:
– 32 bitů „0“ (4B)
– záhlaví inkriminovaného IP datagramu (20B)
– dalších 8 B datagramu
může generovat směrovač nebo cílový systém, který „nestíhá“
• ICMP „ Parameter Problems Error“ – TYP=12, KÓD=0/1 ,
data ICMP:
– Ukazatel na chybný oktet v datagramu (1B) + 24 bitů „0“ (3B)
– záhlaví inkriminovaného IP datagramu (20B)
– dalších 8 B datagramu
Kód 0 – chyba v hodnotě parametru
Kód 1 – požadovaný parametr (volitelný) chybí
15

Počítačové sítě
IP vrstva – protokol ICMP
• ICMP „ Address Mask Request/Reply“ – TYP=17/18,
KÓD=0, data ICMP:
– Identifikátor (2B), pořadové číslo zprávy (2B)
– Maska IP podsítě, ke které je síťové rozhraní připojeno (4B)
„Request“ generuje uzel (např. bezdiskový terminál) po zapnutí
„Reply“ generuje uzel podsítě
• ICMP „ Router Solicitation“ – TYP=10, KÓD=0, data=0
• ICMP „ Router Advertisement“ – TYP=9, KÓD=0, data:
– Počet (N) zaslaných IP adres směrovačů(1B), velikost adresy
(1B), doba platnosti (v sec)
– N x (IP adresa směrovače (4B)+ úroveň preference (4B))
0x00 – normální
0x80 - nesmí být default router
16