[[oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat|< Cisco szerint a hálózat]] ====== Hálózati réteg ====== * **Szerző:** Sallai András * Copyright (c) Sallai András, 2018 * Licenc: [[https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/|CC Attribution-Share Alike 4.0 International]] * Web: https://szit.hu ===== Hálózati réteg ===== A hálózati réteg az OSI modellben a 3. rétegben található. {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:osi_modell_reteg3.png?100|}} Két hálózati végpont kapcsolata során az adatok az alkalmazási rétegből lefele indulnak, a fizikai rétgig. A fizikai rétegből a hálózatra kerülnek az adatok, ahol forgalomirányítókon keresztül eljutnak egy másik végpontra. A fogadó oldalon az 1. réteg kapja meg az adatokat, majd felfelé indulnak 7. rétegbe. {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:halozati_reteg_routerek.png?400|}} ===== Hálózati protokollok ===== A hálózati rétegben többféle hálózati modell protokollja fordulhat elő. Például: * IP * IPX * AppleTalk * CLNS/DECNet ===== Az IP protokoll ===== Az IP protokoll a leggyakrabban használt protokoll. Két verzióját elérhető: * IPv4 * IPv6 Az IP protokoll a szállítási rétegből fogad adatokat, amelyet szegmensnek nevezünk. Az IP protokoll a szegmenshez hozzárakja a saját fejlécét, majd továbbítja a csomagot az adatkapcsolati réteg számára. Az IP protokoll jellemzői: * összeköttetés mentes * nem megbízható, de legjobb szándékú * közegtől független * nem tudja a milyen kommunikációt továbbít * a végpontok között nem épül ki kapcsolat * a küldő nem tudja jelen van-e a fogadó * a küldő nem tudja fogadják-e a csomagot * a küldő nem tudja a fogadó tudja-e olvasni * a fogadó nem tudja mikor érkezik * nincs nyugtázás * nincs hibajavítás * nincs szinkronizáció ===== IP fejléc ===== Az IP fejléc 32 bites sorokból áll. A következő táblázatban ezeket a sorokat látjuk. | \\ verzió | fej \\ hossza | szolgáltatások || \\ teljes hossz || | ::: | ::: | DSCP | ECN | ::: || | azonosítás |||| jelzők | töredékeltolás | | Time-to-Live || protokoll || ellenőrzőösszeg || | forrás IP cím |||||| | cél IP cím |||||| | opciók ||||| kitöltés | A fejléc mérete 20 bájt. ^ Mező ^ Jelentés ^ | verzió | IPv4 esetén 0100 | | fejléc hossz | IHL \\ Internet Header Length \\ Internetes fejléc hossz \\ 4 bit \\ a fejlécben a 32 bites szavak száma \\ min. 5 bájt \\ max. 15 bájt | | szolgáltatások | Korábban ToS -- Type of Service -- szolgáltatás típusa \\ 8 bit; csomagok prioritása \\ Első 6 bit: QoS \\ Utolsó 2 bit torlódás jelzés | | teljes hossz | Total Length \\ 16 bit \\ fejléc és adat bájtban \\ min. 20 bájt fejléc \\ max. 65535 bájt | | Azonosítás | Identification -- 16 bit \\ az IP csomag egy darabját azonosítja | | Jezők | Flags \\ A feldarabolás módja \\ 3 bit \\ | Töredékeltolás | megadja a sorrendet \\ 13 bit \\ (ha következő ugrópont MTU-ja kisebb, akkor tördelni kell \\ fregmentation) | | Time-To-Live | TTL, élettartam, 8 bit \\ másodpercekben megadott érték \\ ugrásszámmal hivatkozunk rá \\ minden router csökkenti 1-gyel az értékét \\ ha értéke 0 a router eldobja | | protokoll | 8 bit \\ a szállított tartalom típusa \\ gyakori értékek \\ 0x01 -- ICMP \\ 0x06 -- TCP \\ 0x11 -- UDP | | Ellenőrző összeg | a fejléc ellenőrző összeg \\ Header Checksum \\ 16 bit | | forrás IP cím | 32 bites IP | | cél IP cím | 32 bites IP | | opciók | használatuk ritka | | kitöltés | ha volt opció és nem tölti ki a 32 bitet kitöltjük (padding) | ===== IPv4 ===== IPv4 jellemzők: * Az IPv4 címek elfogytak. * ~4 billió nyilvános IPv4 cím van. * 32 bit * címek: 4 294 967 296 * Végponttól végpontig való kapcsolat általában nincs: * a végpontok általában privát hálózatban vannak * vagyis NAT van helyette * a címek osztályokba vannak sorolva az eredeti IPv4-ben * ez hátrány * hátrány a sok fenntartott cím * csoportos címzésre * tesztelésre * így ~ 3,7 milliárd a tényleges kiosztható ===== IPv6 ===== IPv6 jellemzők: * az 1990-es évek találták ki * IETF -- Internet Engineering Task Force * megnövekedett címtér * 128 bites címek * nincs szükség címfordításra (NAT) * integrált biztonság * a csomagkezelés fejlődött * címek: 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 * ~ 340 szextillió * mint a föld összes homokszeme ===== Az IPv4 és IPv6 nagyságrendek ===== Az alábbi táblázatban láthatjuk, hogy az IPv4-es címtér a 1 milliárdos nagyságrendben található. Az IPv6 a 1 szextillió nagyságrendben. ^ Név ^ Hatvány ^ Kiírva ^ | 1 ezer | 10^3 | 1000 | | 1 millió | 10^6 | 1 000 000 | ^ 1 milliárd ^ 10^9 ^ 1 000 000 000 ^ IPv4 ^ | 1 billió | 10^12 | 1 000 000 000 000 | | 1 billiárd | 10^15 | 1 000 000 000 000 000 | | 1 trillió | 10^18 | 1 000 000 000 000 000 000 | | 1 trilliárd | 10^21 | 1 000 000 000 000 000 000 000 | | 1 kvadrillió | 10^24 | 1 000 000 000 000 000 000 000 000 | | 1 kvadrilliárd | 10^27 | 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 | | 1 kvintillió | 10^30 | 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 | | 1 kvintilliárd | 10^33 | 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 | ^ 1 szextillió ^ 10^36 ^ 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 ^ IPv6 ^ ===== IPv6 fejléc nagysága ===== ^ ^ fejléc mezők ^ Méret ^ | IPv6 | kevés | 40 oktet | | IPv4 | sok | 20 oktet | Az IPv6-os fejléc kevesebb mezőt tartalmaz mint az IPv4. Mérete csak a cél és forráscím miatt nagyobb. ===== IPv6 fejléc felépítése ===== | verzió | forgalom \\ osztály | folyamcímke ||| | adatmező hossza ||| köv. fejléc | ugrás limit | | forrás IP cím (128 bit) ||||| | cél IP cím (128 bit) ||||| | verzió | 4 bit \\ IP csomag verziója \\ IPv6 esetén 0110 | | forgalmi osztály | Traffic Class \\ 8 bit \\ Mint az IPv4 differenciált szolgáltatásai \\ 6 bit DSCP -- kódpont \\ 2 bit ECN -- torlódásvezérlés | | folyamcímke | Flow Label \\ 20 bit \\ valósidejű alkalmazások speciális kezelése \\ egy routernek jelezzük, hogy egyazon csatornát használjon \\ így egyszerűbb sorba rakni | | adatmező hossza | Payload Length \\ 16 bit \\ a teljes csomag mérete | | következő fejléc | Next Header \\ 8 bit \\ protokoll \\ adattartalom típusa | | ugrás korlát | Hop Limit \\ 8 bit \\ TT-mező \\ routerenként csökken 1-gyel az értéke \\ 0 esetén eldobja a rotuer | | Forrás cím | 128 bites \\ küldő IPv6 címe | | Cél cím | 128 bites \\ fogadó IPv6 címe | ===== Forgalomirányítás ===== A hálózati rétegben irányítjuk a hálózati eszközök közötti forgalmat. A következő címekre küldhet egy állomás csomagokat: * saját maga -- 127.0.0.1 * helyi állomás -- a hálózati címe azonos * távoli állomás -- a két állomás címe különbözik {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:lehetseges_cimzettek.png?400|}} Ha a cél nincs a helyi hálózaton forgalomirányítóra van szükségünk. ==== A forgalomirányító feladata ==== A forgalomirányító igyekszik a legjobb útvonalat megtalálni. ==== Alapértelmezett átjáró ==== Egy helyi hálózatban csak a helyi gépekről van lehet információnk. Ha távoli hálózatra akarunk csomagot küldeni, akkor szükség van egy átjáróra. A helyi hálózatra csatlakoztatott forgalomirányító alapértelmezett átjáró néven hivatkozzuk. ==== A forgalomirányító irányítótáblája ==== Minden forgalomirányító egy táblázatot tart fenn a legjobb útvonalakról. Ez a táblázat a RAM-ban tárolódik. ==== Állomások irányítótáblája ==== Az állomások is rendelkeznek irányítótáblával. Állomások esetén általában a következők kerülnek tárolásra: * helyi hálózat * helyi hálózati útvonal * helyi alapértelmezett útvonal Az értékek jöhetnek DHCP szervertől és beállíthatók kézzel. ==== A Windows irányítót táblája ==== C:\>route print C:\>netstat -r ==== A Linux irányítótáblája ==== Régebbi Linuxokon: # route vagy: # netstat -r Vagy: # ip route show ==== Az irányítótábla bejegyzései ==== | 0.0.0.0 | alapértelmezett átjáró | | 127.0.0.0 -- 127.255.255.255 | loopback | | 192.168.8.0 -- 192.168.8.255 | helyi gépek | | 192.168.8.0 | a helyi hálózat címe | | 192.168.8.10 | egy állomás címe | | 192.168.8.255 | szórási tartomány | | 224.0.0.0 | a multicast címzés | | 255.255.255.255 | speciális szórási cím \\ A DHCP szerver megkeresése | {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:helyi_halozat_pelda01.png?300|}} {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:helyi_halozatrol_tavoli_gepre.png?400|}} ==== Az IPv4 irányítótábla oszlopai ==== * Kapcs. -- interfész azonosító * Mérték -- metrika: célhoz vezető útvonal költsége * Hálózati cél: amiről szó van * Átjáró: az "On-link" azt jelenti, a hálózattal közvetlen kapcsolat van ==== Az IPv6 bejegyzések ==== | ::/0 | helyi alapértelmezett útvonal | | ::1/128 | loopback | | 2001::/32 | globális egyedi címek előtagja | | 2001:0:9d35:952c:2c31:3770:e716:a920/128 | az állomás egyedi azonosítója | | FE80::/64 | helyi érvényű hálózat -- link-local \\ a helyi hálózaton minden gépnek van \\ csak helyben használható | | fe80::2c30:3071:e718:a926/128 | helyi érvényű link-local cím | | ff00::/8 | speciális célra fenntartott csoportcímek | Az IPv6-ban nincs csoportcímzés. ==== A forgalomirányító interfészei ==== Minden interfész külön hálózathoz tartozik. {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:router_interfeszek.png?400|}} ==== Forgalomirányító irányító táblája ==== A következőket tartalmazza: * közvetlenül csatlakozó útvonalak * aktív interfészek hálózatai * távoli útvonalak * útvonalak más forgalomirányítókhoz {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:kozvetlenul_kapcsolodo_tavoli_halozatok.png?400|}} ==== Több útvonal ==== Mi van, ha több útvonal van? {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:tobb_utvonal_mertek.png?400|}} A metrika alapján dől el merre megy a csomag. ==== Példa ==== A baloldali router irányítótáblája: D 192.168.30.0/24 [90/2170112] via 195.199.100.214 00:00:05, serial0/0/0 {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:ios_utvonal_felepitese.png?700|}} Ha az útvonal nincs az irányítótáblában a forgalomirányító eldobja a csomagot. ==== Alapértelmezett útvonal ==== Hasonló az alapértelmezett útvonalhoz. Beállíthatunk egy statikus útvonalat alapértelmezett útvonalként, amely akkor kerül kiválasztásra, ha az egyetlen útvonalra sem illeszkedett a csomag. Szokás még végső átjárónak, angolul Gateway of Last Resort néven hivatkozni rá. ==== Cisco rotuer memóriái ==== * RAM * Cisco IOS ide másolódik * aktív konfigurációs fájl helye * irányítótábla helye * ARP gyorsítótár helye * csomagpuffer * ROM * indítási utasítások * csökkentett IOS * nem felejtő * NVRAM * indítható konfigurációs fájl * startup-config * nem felejtő * flash * IOS * rendsezrfájlok * nem felejtő ==== Hardveres portok a routereken ==== Cisco 1941-es hardveres portok: * Konzol portok * RJ-45 * B típusú USB * AUX port * RJ-45 * Két LAN-interfész * Ethernet * Nagy sebességű WAN kártya bővítőhelyek * EHWIC A konzol és az AUX-port felügyeleti portok. A konzol soros vagy USB port, az AUX telefon. ==== Router interfész ==== * Ethernet LAN * Soros WAN (nagyobb földrajzi távolsághoz) Ezeket nevezzük sávon belüli interfésznek. ==== A forgalomirányító indulása ==== * RAM-ba töltődik az IOS * RAM-ba töltődik az indító konfiguráció {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:ios_indulasa.png?400|}}