[[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|}}