Teknologian jakaminen

Tietokoneverkon muistiinpanojen jakaminen (luku 4 verkkokerros)

2024-07-12

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

esitellä
Tietokoneverkkojen oppimisprosessissa koonnut joitakin keskeisiä kohtia, joita voidaan testata kokeessa. Joitakin kohtia ei ehkä käsitellä. Jatkamme päivittämistä jatkossakin, toivottavasti siitä on apua kaikille!

4. Verkkokerros

4.1 Useita tärkeitä verkkokerroksen käsitteitä

Kaksi verkkokerroksen tarjoamaa palvelua

virtuaalipiiripalvelu

Yhteyssuuntautunut, luotettava siirtopalvelu

datagrammipalvelu

Yhteydettömissä yhteyksissä palvelun laatuun ei ole sitoutunut, ja pakettilähetys voi aiheuttaa tietojen menetyksen.

Verkkokerroksen kaksi tasoa

ohjaustaso

Eri reittien on vaihdettava tietoja, ja reititysalgoritmin perusteella luodaan edelleenlähetystaulukko tietojen toimittamiseksi tietokerrokseen.

datataso

Ohjaustason generoiman välitystaulukon mukaan vastaanotettu paketti välitetään edelleen vastaavasta löydetystä rajapinnasta.

4.2 Internet-protokollan IP

IP, joka tunnetaan myös nimellä Kahn-Cerf-protokolla, on yksi TCP/IP-järjestelmän kahdesta tärkeimmästä protokollasta.

Tällä hetkellä jaettu kahteen tyyppiin: IPv4 ja IPv6

Käytössä on kolme tukiprotokollaa: Address Resolution Protocol (ARP), Internet Control Message Protocol (ICMP) ja Internet Group Management Protocol (IGMP).

virtuaalinen verkko

Välilaitteet verkkojen yhteenliittämiseen

Fyysinen kerros: toistin
Tietolinkkikerros: sillat/sillat, kytkimet
Verkkokerros: reititin
Verkkokerroksen yläpuolella: yhdyskäytävä

Historiallisista syistä: joskus TCP/IP käsittelee verkkokerroksen reitittimiä myös yhdyskäytävinä

Koska varsinaisella Internet-verkolla on sama Internet-protokollan IP, se voidaan abstrahoida virtuaaliseksi Internet-verkoksi

Tässä verkossa datagrammit voidaan toimittaa suoraan, muuten ne on toimitettava epäsuorasti reitityksen ja edelleenlähetyksen kautta.

IP-osoite

IP-osoite ja sen esitystapa

32 bittiä, 4 tavua, nämä 4 tavua jaetaan luvulla ., eli katkoviivalla desimaaliluku

Ensimmäiset n numeroa ovat verkon numero, ja viimeiset 32-n ovat isäntänumero.

Luokiteltu IP-osoite

Unicast-osoite Luokka A n=8 Luokka B n=16 Luokka C n=24

Multicast-osoiteluokka D

Luokka A 1-numeroinen verkkonumero, 7-numeroinen määritettävä verkkonumero 2 7 − 2 = 126 2^7-2=126 272=126, verkon isäntien enimmäismäärä 2 24 − 2 2^{24}-2 2242

Luokka B 2-numeroinen verkkonumero, 14-numeroinen määritettävä verkkonumero 2 14 2^{14} 214, verkon isäntien enimmäismäärä 2 16 − 2 2^{16}-2 2162

Luokka C 3-numeroinen verkkonumero, 21-numeroinen määritettävä verkkonumero 2 21 2^{21} 221, verkon isäntien enimmäismäärä 2 8 − 2 2^{8}-2 282

Luokan D monilähetysosoite

E-luokka varattu tulevaa käyttöä varten

Huomautus: Luokan A verkkojen määrä on -2: Verkkonumerokentässä kaikki 0:t edustavat tätä verkkoa ja kaikki 1:t edustavat silmukkatestausta.

Muissa luokissa verkon numeron ei tarvitse olla -2: verkkonumerokenttä alkaa kaikki 1:llä, kaikkiin 0 on mahdotonta, 01111111 edustaa silmukkatestiä, eikä sitä voi esiintyä tässä.

Isäntien enimmäismäärä - 2: Tämä johtuu siitä, että isäntänumerokentässä kaikkien nollien ja ykkösten isäntänumerot on vähennettävä Kaikki 1:t edustavat kaikkia verkon isäntiä.

Luokkaton osoitteellinen CIDR

Muuta verkon numero verkkoetuliitteeksi, mutta verkkonumeron numeroiden määrä voi olla mikä tahansa arvo välillä 0-32

Käytä vinoviivaa, kuten: 128.14.35.7/20, joka osoittaa, että ensimmäiset 20 numeroa ovat verkon numero ja vastaava aliverkon peite on: 11111111 11111111 11110000 00000000

Suorita JA&&-toiminto IP-osoitteelle ja aliverkon peitteelle saadaksesiverkkosivuston osoite(kuten 128.14.32.0/20), nyt verkko-osoitteessa on määritettävä verkkoetuliite, muuten on mahdotonta määrittää tiettyä verkko-osoitetta

Ennen CIDR:n ilmestymistä ei yleensä tarvinnut määrittää etuliitettä, koska ABC-luokissa oli kiinteä etuliite 8/16/24 IP-osoitteissa ei ollut etuliitettä ja ne voitiin erottaa myös verkkonumerokentän perusteella.

128.14.32.7 verkko-osoite

128.14.32.7/20 määrittää verkkoetuliitteen IP-osoitteen

128.14.32.0/20 Osoitelohko tai verkkoetuliite, joka sisältää useita IP-osoitteita

CIDR kolme erityistä osoitelohkoa:

Etuliite n=32 Sanotaan, että etuliitteellä ei ole isäntänumeroa. Tämä on IP-osoite ja sitä käytetään isäntäreitityksessä.

Etuliite n=31, isäntänumero on 0/1, tätä osoitelohkoa/verkkoetuliitettä käytetään point-to-point-linkeissä

Etuliite n=0, 0.0.0.0/0, käytetään oletusreitityksessä

IP-osoite ja MAC-osoite

MAC-osoite on datalinkkikerroksen käyttämä laitteistoosoite

IP-osoite on verkkokerroksen ja sen yläpuolella olevien kerrosten käyttämä osoite.

Address Resolution Protocol ARP

ARP: Hanki vastaava MAC-osoite IP-osoitteen resoluution perusteella

Reverse Address Resolution Protocol RARP, MAC → oikea nuoliIP, sisältyy nykyiseen DHCP:hen

DHCP-protokolla: voi varata dynaamisesti IP-osoitteita isännille. Jos esimerkiksi matkapuhelin siirtyy uuteen lähiverkkoon, se tarvitsee DHCP-palvelimen IP-osoitteen dynaamiseen allokoimiseksi.

IP MAC -kartoitussuhteiden tallentamiseen on välimuisti

IP-datagrammimuoto

IPv4-otsikon 20 tavua / 160 bittiä plus data-osan jälkeen tavujen kokonaismäärä voi vaihdella välillä 20 - 65 535 tavua

Seuraava on 160 bitin erityinen koostumus

Lisää kuvan kuvaus tähän

Niistä otsikon pituusyksikkö on 4B/4 tavua, mikä on itse asiassa 1 rivi, jossa on 4 tavua ja 32 bittiä.
Suurin on 15 riviä, pienin on 5 riviä, eli maksimi on 60 tavua ja pienin kiinteä osa on 20 tavua

Kokonaispituuden yksikkö on 1B/1 tavu, 0-65535 tavua

Siivupoikkeaman yksikkö on8 tavua / 8B(Ei 8-bittinen, veli!), jos siivupoikkeama = 000...1, eli fragmentoidun pienen siivun alku on alkuperäisen suuren siivun 8B kohdassa.

Lipussa on 3 numeroa, mutta vain kaksi on merkityksellistä.

4.3 Pakettien edelleenlähetys IP-kerroksessa

Päätepistepohjainen edelleenlähetys

Paketissa on hop-by-hop-edelleenlähetys. Jokainen edelleenlähetys perustuu paketin otsikossa olevaan kohdeosoitteeseen.

Jos se on isäntä tässä verkossa, se toimitetaan suoraan, muuten se toimitetaan epäsuorasti reitittimelle.

pisin etuliiteosuma

Edellinen edelleenlähetystaulukon kyselyprosessi oli etuliitesovitus. Tässä pisin etuliite on asetettu etusijalle.

Binaarihaku edelleenlähetystaulukon löytämiseksi

Sen sijaan, että etsit kaikkia etuliitteitä, paina 0/1 aloittaaksesi alaspäin suuntautuvan binäärihaun.

4.4 Internet Control Message Protocol ICMP

Lisää kuvan kuvaus tähän

1. ICMP on ratkaista kaksi suurta ongelmaa

Erilaisia ​​virheitä palautepakettien lähetyksessä ja saapumisessa

Pyydä isännän tai reitittimen tiedot

2. ICMP on verkkokerroksen protokolla, mutta sitä ei välitetä suoraan alempaan datalinkkikerrokseen, vaan se kapseloidaan IP-datagrammiin ja välitetään alemmalle kerrokselle.

3. Jos IP-datagramissa protokollakenttä on 1, se on ICMP-sanoma.

Luokittelu

Palautettiin viiden tyyppisiä virheilmoituksia
  • lähteen tukahduttaminen Ei ole olemassa mekanismia, joka kertoisi lähteelle, että ruuhka on lieventynyt. Lähde voi vain jatkaa pakettien lähetysnopeuden hidastamista, kunnes datagrammeja ei enää vastaanoteta.

  • Määränpää ei ole tavoitettavissa Isäntä/reititin ei voi toimittaa datagrammia

  • Aikalisä Selviytymisaika (itse asiassa hyppyjen määrä) pienenee nollaan, datagrammi hylätään ja ICMP-aikakatkaisusanoma lähetetään lähdepisteeseen.
    Jos fragmentit eivät tule kokonaan perille ajastimen sisällä, aikakatkaisuviesti lähetetään ja kaikki vastaanotetut fragmentit hylätään.

  • Parametri ongelma Datagrammin otsikossa on virhe tai otsikosta puuttuu joitain vaihtoehtoja tämän viestin lähettämiseksi. Sekä isäntä että reititin voivat lähettää tämän viestin.

  • muuta reittiä Reitin uudelleenohjaus, isännöitsijän käskeminen lähettää se minulle ei ole paras valinta, muuta sitä.

Kysely viesti
  • Voit testata kahden isännän välistä yhteyttä Pingillä. Sinun on käytettävä ICMP-kyselyviestejä.

4.5 IPv6

CIDR NAT ei voi pohjimmiltaan ratkaista IPv4-uupumusongelmaa, joten parempi IPv6 syntyy.

4.6 Internet-reititysprotokollat

Interior Gateway Protocol IGP

RIP-protokolla (avain)

Routing Information Protocol RIP (Routing Information Protocol) [sovelluskerros]
Etäisyysvektoripohjainen reititysalgoritmi, pienempi AS (autonominen järjestelmä), sopii pieniin verkkoihin;
RIP-viestit ovat sovelluskerroksen protokollaa, joka on kapseloitu UDP-datagrammeihin.

RIP-protokollan ominaisuudet:

RIP käyttää hyppyjen määrää polkuja mittaaessaan (jokainen reititin pitää kirjaa etäisyydestä itsestään jokaiseen toiseen reitittimeen);
RIP:n hinta määritellään lähdereitittimen ja kohdealiverkon välillä.
RIP:n rajoittama verkon halkaisija ei ylitä 15 hyppyä;
Vaihda kaikki tiedot naapurin kanssa ja vain viereisen reitittimen kanssa, 30 aktiivista kertaa (lähetys).

Hyvät uutiset kulkevat nopeasti, mutta huonot uutiset hitaasti (luultavasti molemminpuolisen umpikujan vuoksi kesti 16 kertaa * 30 sekuntia tajuta, että kaksi reittiä lähetti tietoja toisilleen turhaan)

OSPF-protokolla (avain)

Open Shortest Path First Protocol OSPF (Open Shortest Path First) [Network Layer]
Linkin tilaan perustuva reititysalgoritmi (eli Dijkstra-algoritmi), suurempi AS, sopii suuriin verkkoihin
Kapseloitu suoraan IP-datagrammiin lähetystä varten. (Kuten kuljetuskerros, mutta opetusohjelma on verkkokerros, mikä on kiistanalaista)

OSPF-protokollan edut:

Turvallisuus;
Tukee useita polkuja samoilla kustannuksilla;
Tukee eriytettyjen kustannusten mittaamista;
Tuki unicast-reititystä ja monilähetysreititystä;
Hierarkkinen reititys.

Exterior Gateway Protocol EGP

BGP (Border Gateway Protocol) Border Gateway Protocol [Sovelluskerros
Se on protokolla, joka kulkee AS:iden välillä hyvän reitin löytämiseksi: kaikki tiedot vaihdetaan ensimmäistä kertaa ja vain muuttuneet osat vaihdetaan myöhemmin ja suoritetaan BGP-kapselointi.TCPsegmentti

4.7 IP-monilähetys

Unicast-lähetys (lähetys kaikki) Multicast (multicast tarpeen mukaan)

4.8 Virtual Private Network VPN ja verkko-osoitteiden käännös NAT

VPN

VPN, koko nimi on Virtual Private Network, eli "virtuaalinen yksityinen verkko", on eräänlainen viestintä julkisen verkon (kuten Internetin) kautta.Salatun suojatun yhteyden muodostaminen suojaamattomassa verkossa Tekniikka. VPN eristää tiedonsiirron käyttäjän päätelaitteen ja palvelimen välillä perustamalla virtuaalisen, salatun kanavan tiedonsiirron luottamuksellisuuden, eheyden ja saatavuuden varmistamiseksi.

NAT

NAT:ia käytetään yksityisissä verkoissa, joissa useat isännät käyttävät Internetiä julkisen IP-osoitteen kautta, mikä hidastaa IP-osoitteiden käyttöä, mutta monimutkaistaa verkkoviestintää.

4.9 Multi-Protocol Label Translation MPLS

Multiprotocol Label Switching (MPLS) on tekniikka datan siirtämiseen pakettivälitteisissä verkoissa. Se käyttää tunnisteita datapakettien välittämiseen sen sijaan, että luottaisi kohde-IP-osoitteeseen, kuten perinteinen IP-reititys.

Perinteiseen IP-reititykseen verrattuna se analysoi vain IP-otsikon verkon reunassa dataa edelleenlähettäessä sen sijaan, että analysoiisi IP-otsikkoa joka hyppyssä, mikä säästää käsittelyaikaa.

4.10 Ohjelmiston määrittämän verkko-SDN:n esittely

SDN on uusi innovatiivinen verkkoarkkitehtuuriVerkon virtualisointi toteutustapa.EttäYdintekniikkaOpenFlowlisäämälläInternet-laitteetOhjaustaso erotetaan datatasosta, jolloin saavutetaanVerkkoliikenneJoustava ohjaus tekee verkosta älykkäämmän ja tarjoaaydinverkkoonja sovellusinnovaatiot tarjoavat hyvän alustan.