IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése

1. IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése 15/6

2. Az előző előadás tartalma • Csomagkapcsolt átvitel. • Kapcsolók szerepe. • A feszítőfa kereső algoritmusok jelentősége. • STP, RSTP, MSTP. Működése, tulajdonságai. • 802.1d,w,s • VLAN. A VLAN szerepe, hozzá tartozó technológiák. • 802.1q

3. Tartalom • Vonalösszefogás • 802.3ad Link Aggregation • EtherChannel • Szomszédok felderítése: • CDP • 802.1ab - LLDP • Egyéb módszerek az L2 topológia feltérképezésére • Adathálózati réteg • X.25 – (DG, VC) • IPv4 • IPv6

4. Források: • Online: • 802.3ad: • http://www.itworld.com/Net/1750/NWW001113tech • http://www.small-tree.com/802.3ad_paper.pdf • http://www.triumf.ca/canarie/amsterdam-test/References/wp-lag-e.pdf • 802.1ab • http://www.ieee802.org/1/files/public/docs2002/LLDP%20Overview.pdf • X.25 • http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/x25.htm • IPv6: • IP Version 6 Addressing Architecture: http://tools.ietf.org/wg/ipv6/draft-ietf-ipv6-addr-arch-v4/draft-ietf-ipv6-addr-arch-v4-04.txt • IPv6 Global Unicast Address Format: http://www.faqs.org/rfcs/rfc3587.html

5. Vonal összefogás • STP, RSTP, MSTP • A redundáns útvonalat blokkolt állapotba helyezi • Nincs: Terhelés elosztás • Amennyiben a linkek egy kategóriába tartoznak (10BaseT, Fast Ethernet, Giga, 10G) • Összefoghatunk max 8. vonalat egy vonallá • Csak pont-pont összeköttetésnél használható • Csak full-duplex üzemmódban használható • Előnyei: • Terhelés elosztás • Nagy rendelkezésre állás • Gyors, automatikus rekonfiguráció (~1s) • A fizikai és a felsőbb rétegek számára is láthatatlan • Determinisztikus • Konfigurálható

6. Két megoldás • EtherChannel, Port Aggregation Protocol (PAgP) • EtherChannel • FastEtherChannel • GigaEtherChannel • 10GigaEtherChannel (0.16TBit/s!!) • IEEE - 802.3ad Link Aggregation (Link Aggregation Control Protocol, LACP) • 10,100,1000 MBit/s

7. Hol, hogyan használják • Nagy kapacitású szerver pl.: 4 gigás kártya = 4 GBits/s! – olcsó bővítés! (Ma a 10GEthernet kártya drága) • Kell az Oprendszer (hálókártya támogatása) • Gerinc hálózat bővítése pl.: több mikrohullámú összeköttetést fognak össze (L2) • Redundáns linkek használata

8. 802.3ad felépítése • Frame Collector/Distributor • Aggregator • Aggregation Control

9. Keret elosztás • IEEE 802.3ad nem specifikálja • Cisco: • L2: Forrás/Cél mac cím szerint • L3: Forrás/Cél IP cím szerint • L4: Port szerint • Ezekre nem árt odafigyelni !!!!

10. Egyeztetés • Port Aggregation Protocol (PAgP) • A kapcsoló automatikusan felfedezi a másik oldal képességeit és kiépíti az optimális számú/típusú link csoportot

11. Egyeztetés • Link Aggregation Control Protocol (LACP) – 802.1ad

12. Szomszédok felderítése • Az aktív eszközök számának növekedésével egyre nehezebb egy-egy hálózatot átlátni, monitorozni • Fontos, hogy meg tudjuk állapítani a fizikai kapcsolatok mentén a topológiát a felsőbb rétegek hibája esetén is • Hibás VLAN konfiguráció • Hibás Link összefogás • Hibás IP konfiguráció • … • Két megoldás: • Cisco Discovery Protocol • Link Layer Discovery Protocol (802.1ab)

13. LLDP agent • LLDPPDU • Egyirányú • Ethertype: Ox88CC • LLDP multicast MAC: 01-80-C2-00-00-OE • TLV: típus, hossz, érték • Kötelező • Opcionális • Üzemmódjai: • Csak Adó • Csak Vevő • Adó és vevő

14. 802.1ab TLV-k • Kötelező • Hardver azonosító • Port azonosító (LLDPPDU forrása) • TTL • A PDU vége • Opcionális • Port leírás • Rendszer név • Rendszer leírás • Rendszer képességek • Menedzsment cím

15. Egyéb módszerek az L2 topológia felderítésére • SPT, RSTP, MSTP információk • Minden port tudja a gyökér kapcsoló MAC címét • Minden port tudja a helyi gyökér port azonostóját • FAB • Minden porton megvannak az ott előforduló MAC címek • Ez egy hálózatban elegendő információ a topológia megállapítására • Direkt módszer • Inverz módszer

16. Hálózati réteg • OSI – Hálózati réteg • TCP/IP – Internet réteg • Feladata: • Hálózatok összekötése logikai útvonalak mentén • Skálázható megoldás biztosítása • Címzési rendszer biztosítása • Ismertebb megoldások: • X.25, Frame Relay, ATM, … • IPv4 • IPv6 • IEEE világ után IETF világ

17. X.25 • ITU-T WAN szabvány (1970) • A sok hibával rendelkező vonalakon megbízható kommunkáció • Elemei: • Data Terminal Equipment (DTE) • Data Circuit Terminating Equipment (DCE) • Packet-Switching Exchange (PSE)

18. Működése • DTE-DTE kommuikáció • Full-duplex • Erőforrás lefoglalás (hívás felépítés,…) • Működése: • Datagram • Virtuális áramkörök: • Switched Virtual Circuit (SVC) • Pemanent Virtual Circuit (PVC) • X.121-es címek • Kihalóban van

19. IPv4 – TCP/IP Internet réteg • Kézbesítés: • Legjobb szándék szerint (Best effort), nincs garancia • Elemei • IP csomagok • TCP • UDP • ICMP • IGMP • … • Egyéb csomagok • ARP • RARP • IP címzés • Hierarchikus cím tartomány • A cím és a topológia és a cím tartomány együtt van definiálva • Forgalomirányítók • Tipikusan a csomag cél címe alapján hozzák meg döntéseiket • Minden csomagot külön kezelnek • Kommunikációs módok: • Pont – Pont (Unicast) • Üzenetszórás (Broadcast) • Többesküldés (Multicast)

20. IPv4 csomag felépítése • Fejléc • Verzió: 0100 • Fejléc hossz: min. 20 oktet max. 24 oktet • Type of Service: Általában két részre osztják: • Precedencia (Prioritás) • TOS (Késleltetés, Sávszélesség, Megbízhatóság, Pénz) • Diffserv-nél használják • Csomag hossz: max 64K, tipikusan 1500 Byte • Azonosító (a darabolt csomag részek azonosítója) • Jelző zászlók: nem darabolható (MTU tesztelés), darab jön még • Time-to-Live: Hurkok kezelése, implementáció függő, tarceroute! • Protocol: ICMP, IGMP, TCP, UDP, RSVP, OSPF, … • Fejléc ellenőrző kód • Opciók: • Laza forrás forgalomirányítás • Szigorú forgalom irányítás • Útvonal naplózása • Időbélyeg rögzítés • Tartalom

21. Fragmentálás és összefűzés • Maximal Transfer Unit – MTU • Fejléc mezők • Az eredeti csomag azonosítása (ID bitek) • A darab csomag helyének azonosítása (8 bájtonként) • Ha egy darab elveszik, az egészkidobható!!!!

22. IPv4 címek • 32 bites címek • Minden eszköznek egyedi IP cím (elvileg -> NAT/PAT, Proxy,…) • Hierarchikus címzés • Hálózat cím - a hálózatot azonosítja • Host cím – a hálózatra kötött eszközt azonosítja az adott hálózaton belül • Ábrázolása: • Bináris (időnként jobban megérthető, valójában ezt látja a forgalomirányító) 100000000100000000100000000100000000 • Decimális (leggyakoribb) 128.128.128.128 • Hexadecimális (ritkán pl.: SNMP ábrázolás) 80:80:80:80

23. Cím tartományok • Cím osztályok • Első oktet szabály: • A 1000 – 0 - 127 • B 11xx – 128 -191 • C 1110 – 192 - 223 • A osztályú címek nagy hálózatoknak, B osztály címek közepes hálózatoknak, C osztályú címek kicsi hálózatoknak • Cím maszk (Address mask) a hálózati és a host részt különíti el • Típusai: • A osztályú címek: 8 bit -> 255.0.0.0 = /8 • B osztályú címek: 16 bit -> 255.255.0.0 = /16 • C osztályú címek: 24 bit -> 255.255.255.0 = /24 • A cím és a maszk logikai és kapcsolata adja meg a hálózati címet

24. Alhálózat • Az előző felosztásban egy B osztályú cím esetében egy hálózaton 65000 eszköz lenne ez egy kicsit sok… • Alhálózatok segítségével lehet tovább osztani a nagy címtartományokat • A host részből is hozzácsapunk néhányat bitet a hálózati részhez • Alhálózati maszkkal határozzuk ezt meg (subnet mask) (hosszabb mint a hálózati maszk! További álatalánosítás osztály mentes címzés clasless) • IP cím: • Hálózat • Alhálózat • Host cím

25. IP cím osztályok • A,B,C,D,E osztályú címek • Foglalt címek: • Host rész 1 – broadcast • Host rész 0 – network address • Privát cím tartományok

26. Forgalomirányító • Általában a cél IP cím és a forgalomirányító táblája alapján hozza meg döntéseit

27. ARP • Az IP cím nem elegendő a kommunikációhoz • Szükség van 2 rétegbeni címre is • Átjáró címe • A cél címe • Address Resolution Protocol (ARP) • IP címhez keresünk MAC címet

28. ICMP • Internet Control Message Protocol • RFC 792, RFC 1700 • Faladata a hálózat menedzselése • Az ICMP üzenetek elvesztése nem jár újabb ICMP üzenetek kiküldésével • Típusai: • Hiba üzenetek • Kérdések • Válaszok • Gyakran használt ICMP üzenetek: • Echo request – echo reply -> Ping • Echo request – echo reply + TTL-> Traceroute

29. A cél elérhetetlen • Destination unreachable

30. IPv6 • Filozófiája: Az IPv4-en alapuló Internet nem lett volna ilyen sikeres, ha nem lett volna jó megoldás • Az IPv4-el kapcsolatos tapasztalatokat azonban beleépítették • Fix fejléc • Nincs fejléc ellenőrző összeg • Nincs ugrásonkénti darabolás • Probléma az IPv4-el: a cím tartomány kimerülőben van • IPv4 32 bites címtartomány • IPv6 128 bites címtartomány • Kommunikációs módok: • Unicast • Multiast • Anycast

31. IPv6 fejléc • 64 bites, fix méretű • Verzió (Version) - 0110 • Osztály (Class) – Forgalom típus • Folyam címke (Flow Label) – azonos elbánásmód • A tartalom hossza (Length of the payload) • 64k de van Jumbogramm opció • A következő fejléc típusa (Type of next header) • Maximális ugrásszám (Hop limit) • + opcionális fejlécek láncolt listaként

32. IPv6 opcionális fejlécek • Routing • Laza forrás forgalomirányítás • Szigorú forrás forgalomirányítás • Fragment • A host darabolja • A címzett összerakja • Authentication • Encrypted security payload • Destination options • Csak a cél fogja feldolgozni • Tetszőleges információt hordozhat a jövőbeni bővíthetőség érdekében • Hop-by-Hop • Ugyanaz mint az előző csak minden ugrásnál feldolgozzák • Pl.: Jumbo payload

33. IPv6 címek • 128 bit • 8x16 bites hexa számként ábrázolják: • FEDC:BA94:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210 • A vezető nullák elhagyhatók: • FEDC:0094:0004:0000:000C:BA98:7654:3210 • FEDC:94:4:0:C:BA98:7654:3210 • A 16 bites nullákat tartalmazó részek kihagyhatóak ha egymás után vannak, max egy tömb hagyató ki: • FEDC:0000:0000:0000:000C:BA98:0000:3210 • FEDC::C:BA98:0000:3210 • Egyes IPv6-os címek IPv4-ből származnak ekkor megengedett: • 0:0:0:0:0:0:A00:1 • ::10.0.0.1 • Prefixek jelölése: • FEDB:ABCD:ABCD::/48 • FEDB:ABCD:AB00::/40

34. IPv6 Cím architektúra • draft-ietf-ipv6-addr-arch-v4-04.txt • A címek nem eszközhöz hanem interfészhez tartoznak • Cím modell: • Unicast egy interfészt jelöl, bármely unicast cím azonosítja az eszközt • Minden interfésznek rendelkeznie kell legalább egy link-local unicast címmel • Egy interfésznek több címe is lehet • Nem kötelelző a globalis egyedi cím használata • Anycast lehet bármely unicast

35. Unicast címek • Típusai: • Globális • Link local • Site local -> elavult nem használják a jövőben • Beágyazott IPv4 címet tartalmazó • Cím ismeret (TLA, NLA -> elavult)

36. Globális unicast cím • Felépítése: • A 000-val kezdődők kivételételével az intrefész ID 64 bit • 000-val kezdődők • IPv4 kompatibilis IPv6 címek • IPv6-ra képezett IPv4-os címek

37. Link local unicast cím • Formátuma: • Interfész ID: • EUI 64 • U bit: 1 – univerzális. 0 lokális • G bit: 1 – csoport, 0 egyedi

38. Multicast címek • Interfészek egy csoportját címezi meg • Nagyon gyakran használják IPv6-ban • IPv4 nehéz a hatókört beállítani (TTL …) • Pl.: FF02::1, FF02::2, FF05::2,FF05::101,…

39. Tartalom • Vonalösszefogás • 802.3ad Link Aggregation • EtherChannel • Szomszédok felderítése: • CDP • 802.1ab - LLDP • Egyéb módszerek az L2 topológia feltérképezésére • Adathálózati réteg • X.25 – (DG, VC) • IPv4 • IPv6

40. A következő előadás tartalma • Adathálózati címkiosztás. • RARP • BOOTP • DHCP • IPv6 megoldások.