Xarxes i Serveis
Xarxes i Serveis
Tema 5 – Nivell de Xarxa
Universitat Pompeu Fabra
Part of the material used for these slides has been obtained from:Computer Networking: A Top Down Approach , 4th edition. Jim Kurose, Keith Ross. Addison-Wesley, July 2007.
Xarxes i Serveis
Internet Protocol Stack
application: supporting network applicationsFTP, SMTP, HTTP
transport: processprocess data transferTCP, UDP
network: routing of datagrams from source to destination IP, routing protocols
link: data transfer between neighboring network elements Ethernet, WLANs
physical: bits “on the wire”
Xarxes i Serveis
Estructura “bàsica” d'un host, router i switch
Enllaç(LLC)
Enllaç(MAC)
Xarxa
Físic
Transport
Aplicació
CANAL
Tx Rx
Enllaç(LLC)
Enllaç(MAC)
Físic
CANAL
Tx Rx
Xarxa
Enllaç(LLC)
Enllaç(MAC)
Físic
CANAL
Tx Rx
Cua detransmissió
PaquetsEsperantPer ser tx
Xarxes i Serveis
Continguts
● Funcions del nivell de xarxa.
● Forwarding
● Routing
● Adreçament IP.
● Encaminament.
Xarxes i Serveis
Funcions nivell xarxa
1. routing: Determinar la ruta dels paquets de l'origen fins al destí (algoritmes d'enrutament)
2. forwarding: Moure els paquets d'una entrada a la sortida apropiada del router
Xarxes i Serveis
Funcions nivell xarxa
forwardingtable
Routing protocols•path selection
IP protocol•addressing conventions•datagram format
Transport layer: TCP, UDP
Link layer
physical layer
Networklayer
Forwarding based on “the forwarding table, filled by the routing protocols”
Xarxes i Serveis
Funcions nivell xarxa
● Transportar un segment del host origen fins al host destí
● L'origen encapsula els segments en datagrames
● El destí entrega els segments al nivell de transport
● El nivell de xarxa es troba en cada host i als routers
● Els routers examinen les capçaleres de tots els datagrames IP que passen per ells
applicationtransportnetworkdata linkphysical
applicationtransportnetworkdata linkphysical
networkdata linkphysical network
data linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysicalnetwork
data linkphysical
Xarxes i Serveis
1
23
0111
value in arrivingpacket’s header
routing algorithm
local forwarding table
header value output link
0100010101111001
3221
Routing and forwarding: Example
Xarxes i Serveis
Routing
● Objectiu: Com trobar un camí entre el host A i el host B.
● Idealment aquest camí ha de ser el “millor”.
● El millor típicament vol dir: el més ràpid i/o el que ens faci perdre menys “dades”.
● Com sabem quin és el millor?
● Cada enllaç entre nodes té associat un “cost” que ens diu el preu a pagar per passar per aquell enllaç.
● Per exemple, aquest cost pot ser el retard que pateix un datagrama en aquell enllaç.
● Recordeu que el retard es proporcional a la longitud de l'enllaç (propagació), la seva capacitat (transmissió) així com els temps de procés i de cua que hi hagin.
Xarxes i Serveis
Routing
u
yx
wv
z2
21
3
1
1
2
53
5
Cost de cada camí (més cost, més lent)
Quin és el camí de menys cost (el més ràpid) entre A i B?
● Per exemple, si ens diuen que el cost entre el router y i el router z és 2, on 2 pot voler dir “2 segons”.
Xarxes i Serveis
Taula d'enrutament
● Cada router ha de tenir una taula d'enrutament.● Aquesta taula inclou: adreça de subxarxa i interficie per on es
pot arribar a aquesta subxarxa
Subxarxa Interfície de sortida (del datagrama)
192.130.2.0/24 0192.130.4.0/24 022.24.2.80/28 1
Default 1
Sempre hi és. Si ens arriba un datagrama preguntant per un destí que no coneixem, l'enviem al “Default” I que s'espavili el següent router.
No es guardenadreces de hosts concrets,només de la subxarxa a onpertanyen!
Xarxes i Serveis
Routing
● Com un router coneix com arribar a “qualsevol” destí?● Protocol de descubriment de “rutes”:
● Inicialment els routers només coneixen les subxarxes directament a aquell router (a 1 sol hop de distància).
● Cada cert temps, “tots” els routers s'envien entre ells les taules d'enrutament que tenen, indicant les actualitzacions (noves subxarxes).
● Al cap de repetir aquest procés al llarg del temps tots els routers saben com arribar a tots els possibles destins.
– Una actualització sempre triga un cert temps a propagarse per la xarxa.
Xarxes i Serveis
Exercici Routing
R1
R3
R2
Switch
0. Què és un switch? Fixa't que simplement es un “repetidor” tonto, no té @MAC ni @IP.1. Quantes subxarxes hi ha en aquest exemple?2. Si tenim el rang d'adreces 193.145.44.0/24, assigna IP a totes ls interficies de xarxa (els usuaris només en tenen 1 i el switch no en té cap)
Switch
Switch
R1(1)R1(2)
R1(3)
Interfície
R3(1)
R3(2)
R2(1)
R2(2)
A
B
A(1)
B(1)
Xarxes i Serveis
Exercici Routing
3. A t=0, la taula d'enrutament de cada Router (R1, R2 i R3) només conté les subxarxes que estan directament connectats.4. Cada t=10 segons, cada router envia la seva taula de routing als seus routers veïns. Quan triguen tots els routers a conèixer com arribar a tots els possibles destins?5. Com quedarien ara les taules d'enrutament?6. Descriu com es faria la transmissió d'un datagrama de A fins a B, assumint que totsels nodes tenen @MAC i @IP
R1
R3
R2
Switch
Switch
Switch
R1(1)R1(2)
R1(3)
Interfície
R3(1)
R3(2)
R2(1)
R2(2)
A
B
A(1)
B(1)