5 Internet, TCP/IP och Applikationer 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 nät-verksnivå) Feldetekteringsförmåga Gräns för paketets livslängd Kunna beskriva skillnaden mellan router, brygga och hub. 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-routing Känna till grundläggande egenskaper hos TCP och UDP, såsom feldetekterande förmåga. Garanti eller ej garanti vad gäller leverans av och ordning hos paket. Dessutom demutiplexeringsmöjlighet för olika applikationer (portnummer). Känna till några vanliga Internet-applikationer. 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 Vid 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 fungera. sida 1 av 6
5.5 IP - INTERNET PROTOCOL Vilken tjänst tillhandahåller protokollet IP? Vilka primitiver/funktioner erbjuds till nivåer ovanför IP-nivån 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 IP-headern. Varfö r 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 (bridge) eller en router. Antag också att nätverksprotokollet som används är IP. a) Beskriv kortfattat hur en brygga och en router opererar 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 länk nivå, 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 IP nivå, endast studera trafiken som vidarebefordras mellan nätverken? Antag 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 REASSEM BLY Förklara för- och nackdelarna med direkt reassembly jämfört med att göra reassembly vid mottagaren. sida 2 av 6
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, och sänds ut till en Internetnivå som lägger till 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 6
5.12 ADRESSER PÅ BRYGGOR OCH BROAR Vi skall skicka ett meddelande från A till M i figuren nedan. 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 på ett eget papper 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 OBS! B är en brygga och R är en router. sida 4 av 6
5.13 The Address Resolution Protocol (ARP) Address Resolution Protocol (ARP) behövs när man använder IP över multiple accessnät, 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 130.237.15.202 (H1) 130.237.15.198 at 00:C0:4F:C3:17:6A [ether] on eth0 130.237.15.193 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 subnet? 5.14 IP subnetmask IP-adressen är indelad i en nätverksidentifierare och en del som är specifik för en speciell dator (eller annan enhet, t.ex. en router) (host). Datorer på samma IP subnet 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 (130.237.15.202) i figuren i uppgift 5.13 har subnet masken konfigurerats till 255.255.255.240. Om man gör en binär och-operation mellan IP-adressen och netmask så får man fram nätverksidentifieraren, se nedan. a) Gör om nätverksidentifieraren till decimalform med punkter, enligt följande mönster x.x.x.x b) Hur många enheter kan finnas på samma subnet som H1? c) Hör IP-adresserna 130.237.15.206 och 130.237.15.210 till samma IP subnet som H1? sida 5 av 6
5.15 IP routing table Figuren nedan visar en enkel routing-tabell för H1 (130.237.15.202) i uppgift 5.13 (prova kommandot 'netstat -r' eller 'route -r' för unix eller 'netstat -r' för win95 för att se routingtabellen). Man kan se att H1 har två interface: "eth0" är ett Ethernet-interface och "lo" är det så kallade loopback-interfacet ("lo" är ett virtuellt interface 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 130.237.15.210, givet att H1s ARP-cache är samma som i uppgift 5.13. 5.16 TCP - TRANSPORT CONTROL PROTOCOL Vilken tjänst tillhandahåller protokollet TCP? 5.17 UDP- USER DATAGRAM PROTOCOL Vilken tjänst tillhandahåller UDP, och varför används inte IP direkt? 5.18 ICMP - INTERNET CONTROL MESSAGE PROTOCOL Vad står ICMP för och vad används detta protokoll till? 5.19 APPLICATIONS Det finns ett antal tillämpningar som associeras med TCP / IP. Förklara kortfattat vad följande tillämpningar tillhandahåller för tjänster: a) E-mail, b) news, c) FTP och d) telnet e) rlogin. 5.20 Quality-of-Service Ge några exempel på sk QoS-parametrar (Quality of Service). 5.21 Realtime Service Vad innebär det att en tjänst har höga realtidskrav? sida 6 av 6