5 Internet, TCP/IP och Tillämpningar

Transkript

1 5 Internet, TCP/IP och Tillämpningar Syfte: Förstå begreppen förbindelseorienterade och förbindelselösa tjänster. Kunna grundläggande egenskaper hos IP (från detta ska man kunna beskriva de viktigaste fälten i ett IP-huvud): Datagram, paketförmedling Ingen garanti om bibehållen ordning hos paket Risk för dubbletter och paketförluster Fragmentering Möjlighet till multiplexering för olika transportlagerprotokoll (dvs TCP och UDP), men också för protokoll på andra nivåer (t ex ICMP, vilket oftast anses ligga på nätverksnivå) Feldetekteringsförmåga Gräns för paketets livslängd Kunna beskriva skillnaden mellan router, brygga och nav. Förstå sambandet mellan MAC-adresser och IP-adresser (läs om ARP-protokollet i labanvisningarna och i kursboken). Känna till demultiplexeringsmöjligheten på länklagernivå. Känna robustheten hos IP-vägval. Känna till grundläggande egenskaper hos TCP och UDP, såsom feldetekterande förmåga. Garanti eller ej garanti vad gäller leverans av deras paket. Dessutom demultiplexeringsmöjlighet för olika applikationer (portnummer). Känna till några vanliga Internetapplikationer. 5.1 INTERNET Vad är ett internet? 5.2 GRUNDBEGREPP Repetera kortfattat begreppen: a) Förbindelselös och förbindelseorienterad tjänst. b) Bekräftad och icke bekräftad tjänst. c) Datagramnät och kretskopplat nät 5.3 ARP - ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL Vad används ARP-protokollet till? Beskriv till exempel vad som sker i ett Ethernet då en nod ska skicka iväg ett IP-paket. 5.4 ROUTER Kommunikation mellan lokala nät (LAN) sker vanligen via en router. Diskutera funktionen hos en router och vilken information som finns lagrad i en router för att den ska kunna förmedla datagram. sida 1 av 7

2 5.5 IP - INTERNET PROTOCOL Vilken tjänst tillhandahåller IP? Vilka primitiver/funktioner erbjuds till nivåer ovanför IP-nivån i protokollhierarkien. Diskutera vilken information som måste tillkomma vid kommunikation med datagram om man kopplar ihop lokala nät med hjälp av routrar. Studera de fält som ingår i pakethuvudet. Varför finns de med och hur används de? 5.6 BRYGGA - ROUTER Antag att LAN1 och LAN2 i figuren nedan är lokala nät med delade medier, tex Ethernet. Antag att X är antingen en brygga eller en router. Antag också att nätverksprotokollet som används är IP. a) Beskriv kortfattat hur en brygga och en router arbetar då de vidarebefordrar paket mellan de två nätverken, dvs beskriv vilken information i paketen bryggan och routern undersöker och hur de fattar beslut om vidarebefordran av paketen. b) Beskriv kortfattat hur en brygga respektive en router lär sig vilka paket som skall vidarebefordras mellan nätverken. c) Finns det något sätt att avgöra om X är en brygga eller en router genom att på länknivå endast studera trafiken som vidarebefordras mellan nätverken? Antag att X har fullständig kunskap om vilka stationer som finns anslutna till respektive nätverk. d) Finns det något sätt att avgöra om X är en brygga eller en router genom att på IPnivå, endast studera trafiken som vidarebefordras mellan nätverken? Antag också här att X har fullständig kunskap om vilka stationer som finns anslutna till respektive nätverk. 5.7 SAR SEGMENTATION AND REASSEMBLY a) Vad innebär segmentation and reassembly (SAR)? b) Varför behövs detta i ett internet? 5.8 REASSEMBLY Förklara för- och nackdelarna med direkt reassembly jämfört med att göra reassembly vid mottagaren. sida 2 av 7

3 5.9 PAKETUPPDELNING a) Hur representeras ett 5-kbyte stort IP-paket, som kommer från ett allmänt nätverk, i ett Ethernet-LAN (som sköts av en IP-router)? Ethernetpaket kan maximalt innehålla 1500 byte data. Räkna med att ett IP-huvud är av storleken 20 byte och ett Ethernethuvud 14 byte. b) Finns det ett IP-huvud i varje Ethernetpaket? 5.10 TRANSPORT-PAKET Ett meddelande från transportnivå består av 1500 bitar data och ett huvud på 160 bitar. Det lämnas till en Internetnivå som lägger 160 bitar till huvudet. Meddelandet skickas sedan över två olika typer av lokala nätverk som båda har ett pakethuvud på 24 bitar. Det sista lokala nätverket har även en maximal paketstorlek på 800 bitar. Hur många bitar, inklusive huvuden, kommer till protokollet på nätverksnivå hos mottagaren? 5.11 SOURCE ROUTING Förklara vad som menas med source routing? sida 3 av 7

4 5.12 ADRESSERING Bryggan och routern har två MAC-adresser, en per anslutet segment. Routern har dessutom två IP-adresser, en per anslutet nät. Rita de tre ramarna a-c och fyll i korrekta värdena på: D-MAC = Destination MAC address S-MAC = Source MAC address D-IP = Destination IP address S-IP = Source IP address 0 OBS! B är en brygga och R är en router The Address Resolution Protocol (ARP) ARP behövs när man använder IP över fleraccess-nät, till exempel Ethernet som i figuren nedan. Nedan visas vad som finns i ARP-cachen på datorn H1. (kommandot 'arp -a' under UNIX och win95) a) Förklara vad ARP är och vad ARP cachen används till. ARP Cache at host (H1) at 00:C0:4F:C3:17:6A [ether] on eth at 00:00:0C:45:E1:73 [ether] on eth0 b) Vad händer om H1 vill skicka ett 'ping-meddelande' till H3 på samma IP delnät? sida 4 av 7

5 5.14 IP subnetmask IP-adressen är indelad i en nätverksidentifiering och en del som är specifik för en speciell dator (eller annan enhet, t.ex. en router) (host). Datorer på samma IP-delnät har alltså likadan nätverksdel i IP-adressen men olika 'host identifiers'. För att skilja ut den del av adressen som är nätverksspecifik används en 'subnet mask' (eller netmask). För datorn H1 ( ) i figuren i uppgift 5.13 har masken konfigurerats till Om man gör en binär och-operation mellan IPadressen och nätmasken så får man fram nätverksidentifieraren, se nedan. a) Gör om nätverksidentifieraren till decimalform med punkter, enligt följande mönster x.x.x.x (x svarar mot en byte av adresen). b) Hur många enheter kan finnas på samma subnet som H1? c) Hör IP-adresserna och till samma IP-delnät som H1? 5.15 IP:s vägvalstabell Figuren nedan visar en enkel tabell för H1 ( ) i uppgift 5.13 (prova kommandot 'netstat -r' eller 'route -r' för unix eller 'netstat -r' för win95 för att se vägvalstabellen). Man kan se att H1 har två gränssnitt. "eth0" är ett Ethernetgränssnitt och "lo" är det så kallade loopback ("lo" är ett virtuellt gränssnitt som kan användas för testning och för intern kommunikation). a) Förklara vad rad ett och rad tre i routing-tabellen betyder. b) Förklara vad som händer när H1 vill skicka ett paket till , givet att H1:s ARP-cache är samma som i uppgift ICMP Vad står ICMP för och vad används detta protokoll till? 5.17 PING Vad använder man kommando ping till och hur fungerar det bakom kulisserna dvs hur är det implementerat? sida 5 av 7

6 5.18 TRACEROUTE Till vad används UNIX command traceroute och hur fungerar det bakom kulisserna dvs hur är det implementerat UDP- USER DATAGRAM PROTOCOL Vilken tjänst tillhandahåller UDP och varför används inte IP direkt? 5.20 TCP - TRANSPORT CONTROL PROTOCOL Vilken tjänst tillhandahåller TCP? 5.21 FTP a) Vad är FTP? Vad används det till? b) Vilket transportprotokoll använder FTP? c) När öppnar FTP (transportlager-) förbindelser och när stängs de? Vilken nod öppnar förbindelsen? 5.22 HTTP HTTP är protokollet som ligger till grund för webben. a) Hur överförs information med HTTP b) En webbrowser kan lagra filer i sitt cache minne, men filerna på servern kan ju förändras. Kan HTTP hantera detta, och i så fall, hur? 5.23 DNS a) Vad är DNS? Vad används det till? Varför behövs DNS i Internet och hur fungerar det? b) Vad är en rekursiv fråga? Vad är en icke-rekursiv fråga? Vilka är skillnaderna? 5.24 SMTP - Simple Mail Transfer Protocol Vilka tjänster erbjuder SMTP? Hur är de implementerade? Ledtråd: Studera exemplet nedan. datan> telnet dator.it.kth.se smtp 220 dator.it.kth.se ready HELO MAIL FROM:johan@it.kth.se RCPT TO: kalle@it.kth.se DATA: 354 Start mail input; end with <CRLF>.<CRLF> blabal. QUIT 221 <domain> closing transmission channel datan> sida 6 av 7

7 5.25 TILLÄMPNINGAR Det finns ett antal tillämpningar som associeras med TCP / IP. Förklara kortfattat vad följande tillämpningar tillhandahåller: a) , b) news, c) telnet d)rlogin IPV6 - INTERNET PROTOCOL VERSION 6 Diskutera IP version 6, IPV6 Vilka förändringar är det i Header-fälten jämfört med IPV4, och vad är motiven för dessa förändringar Tjänstekvalitet Ge några exempel på sk QoS-parametrar (Quality of Service) Realtid Vad innebär det att en tjänst har höga realtidskrav? sida 7 av 7