ΔΙΚΤΥΑ Γ ΕΠΑΛ 3.3 Πρωτόκολλα ανεύρεσης και απόδοσης διευθύνσεων.ppt
- 1. §3.3 Πρωτόκολλα ανεύρεσης και απόδοσης διευθύνσεων Address Resolution Protocol (ARP) Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) https://www.youtube.com/watch?v=sWecRE3fzxg
- 2. Διαδικασία ενθυλάκωσης • Το επίπεδο εφαρμογής ξεκινά τη διαδικασία ενθυλάκωσης και κάθε επίπεδο είναι υπεύθυνο να προσθέσει τις δικές του διαχειριστικές πληροφορίες στο πακέτο (PDU ). • Το επίπεδο διαδικτύου (3ο OSI): – δημιουργεί ένα αυτοδύναμο πακέτο IP ενθυλακώνοντας τα δεδομένα που του παραδόθηκαν από το επίπεδο μεταφοράς και – τοποθετεί στα αντίστοιχα πεδία της επικεφαλίδας τις διευθύνσεις IP προέλευσης και προορισμού - καθώς και ότι άλλο απαιτείται. – Στη συνέχεια το παραδίδει στο αμέσως κατώτερο επίπεδο.
- 3. Το πρωτόκολλο ανάλυσης διευθύνσεων ARP • Το επίπεδο πρόσβασης δικτύου ή ζεύξης δεδομένων του OSI, δε γνωρίζει τίποτα από διευθύνσεις IP, παρά μόνο για διευθύνσεις υλικού (φυσικές ή MAC διευθύνσεις). • Για να το παραδώσει στον παραλήπτη, θα πρέπει να γνωρίζει, σε ποια φυσική διεύθυνση βρίσκεται ο κόμβος, με τη διεύθυνση IP που υπάρχει στο αντίστοιχο πεδίο του αυτοδύναμου πακέτου. • Τον συνδετικό κρίκο ανάμεσα στα δυο επίπεδα, απαντώντας στο ερώτημα “ποια είναι η φυσική διεύθυνση (MAC) του κόμβου με τη συγκεκριμένη διεύθυνση IP;” αναλαμβάνει το πρωτόκολλο ανάλυσης διευθύνσεων ARP (Address Resolution Protocol). • Κάνει γνωστή τη διεύθυνση MAC που αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη διεύθυνση IP.
- 4. Το πρωτόκολλο ανάλυσης διευθύνσεων ARP
- 5. Το ερώτημα ARP • Το ερώτημα ARP (ARP request) απευθύνεται στο τοπικό δίκτυο Ethernet με ένα πλαίσιο εκπομπής (broadcast) με MAC διεύθυνση προορισμού FF-FF-FF-FF-FF-FF (48 άσοι). Αυτό σημαίνει ότι το ερώτημα φτάνει σε όλους τους κόμβους. • Οι κόμβοι οι οποίοι δεν έχουν την διεύθυνση IP η οποία περιλαμβάνεται στο ερώτημα, απλά το αγνοούν. • Ο κόμβος ο οποίος αναγνωρίζει την δική του διεύθυνση IP αποστέλλει μια απάντηση ARP (ARP Reply) με ένα πλαίσιο με προορισμό τη MAC διεύθυνση του ερωτούντος απευθυνόμενος μόνο σε αυτόν (unicast). • Έτσι, τώρα πια είναι γνωστή η MAC διεύθυνση του παραλήπτη και μπορεί να ολοκληρωθεί το πλαίσιο Ethernet και να αποσταλεί στον παραλήπτη.
- 6. Πίνακας ARP • Για να αποφευχθούν τα συχνά ερωτήματα προς το τοπικό δίκτυο με πλαίσια εκπομπής (αυξημένη δικτυακή κίνηση), οι σταθμοί διατηρούν προσωρινά τις απαντήσεις που έλαβαν, σε έναν πίνακα αντιστοιχίας διευθύνσεων IP, σε διευθύνσεις Ethernet, στην τοπική μνήμη (arp cache). • Έτσι πριν υποβάλλουν νέο ερώτημα ελέγχουν τον προσωρινό πίνακα (cache) arp και υποβάλλουν ερώτημα μόνο όταν δεν υπάρχει κατάλληλη καταχώριση σε αυτόν. • Υπάρχει ένας πίνακας ARP για κάθε δικτυακή διασύνδεση (κάρτα δικτύου) ενός υπολογιστή.
- 7. Address Resolution Protocol Address Resolution Protocol Πρέπει να επικοινωνήσω με τον 223.1.2.3 Δεν υπάρχει στο ARP table μου ARP request Από: 223.1.2.1 Προς: 223.1.2.255 Ποιος έχει την IP address 223.1.2.3 ? Μπααα... Δεν είμαι εγώ αυτός! Μπααα... Δεν είμαι εγώ αυτός! Μπααα... Δεν είμαι εγώ αυτός! Ααααα... Αυτή είναι η δική μου IP address!!! ARP response Από:223.1.2.3 Προς:223.1.2.1 ΕΓΩ έχω την IP address 223.1.2.3 Ok, ενημερώνω το ARP table μου: 223.1.2.3 08-00-5A-21-A7-22
- 8. Πίνακας ARP • Οι δυναμικές καταχωρήσεις προέρχονται από ερωτήματα arp ενώ οι στατικές είναι προκαθορισμένα ρυθμισμένες. Προσέξτε ότι η διεύθυνση IP εκπομπής αντιστοιχεί σε διεύθυνση Ethernet εκπομπής. Πίνακας arp ενός υπολογιστή με Λ.Σ. Windows7
- 9. Πίνακας ARP • Οι δυναμικές καταχωρίσεις του πίνακα arp μετά την παρέλευση ορισμένου χρόνου χωρίς να χρησιμοποιηθούν, διαγράφονται. • Ο χρόνος ποικίλει από μερικά δευτερόλεπτα μέχρι μερικά λεπτά (συνήθως 1-5 λεπτά) και μπορεί να ρυθμιστεί από τον διαχειριστή του συστήματος. Πίνακας arp ενός υπολογιστή με Λ.Σ. Windows7
- 10. Η δομή του πακέτου ARP (είναι ενθυλακωμένο σε πλαίσιο Ethernet με MAC διεύθυνση προορισμού FF-FF-FF-FF-FF-FF )
- 11. Προσοχή! • Μέσα στο ερώτημα ARP ως MAC προορισμού ορίζεται η 00:00:00:00:00:00, δηλαδή θεωρείται άγνωστη, εφόσον αυτήν ψάχνουμε.
- 12. Ερώτημα ARP (ARP request, Opcode: 1) όπως υποβλήθηκε από τον υπολογιστή με διεύθυνση IP 10.146.0.110 ο οποίος ερωτά ποια είναι η διεύθυνση Ethernet του υπολογιστή με διεύθυνση IP 10.146.0.65.
- 13. Απάντηση ARP (ARP reply, Opcode: 2) στο ερώτημα η οποία φαίνεται στο πεδίο Sender MAC address: και είναι 00:04:00:ed:f9:68
- 14. Αν δεν βρεθεί καταχώρηση; • Εάν δεν βρεθεί καταχώρηση στον πίνακα ARP και ούτε απαντηθεί το ερώτημα ARP (γιατί ίσως απλώς ο υπολογιστής με τη συγκεκριμένη IP να είναι κλειστός ή να μην υπάρχει) τότε επιστρέφεται στην εφαρμογή διαγνωστικό μήνυμα ότι ο υπολογιστής προορισμού δε μπορεί να προσεγγιστεί. • Παράδειγμα εκτέλεσης ping σε ανύπαρκτο υπολογιστή: From 10.146.0.110 icmp_seq=3 Destination Host Unreachable
- 15. • Το πακέτο IP κρατείται σε αναμονή και εκτελείται η διεργασία αντιστοίχησης, διεύθυνσης IP προορισμού σε φυσική διεύθυνση Ethernet, από το πρωτόκολλο ARP. • Μόλις αποκτηθεί η φυσική διεύθυνση προορισμού, δημιουργείται το πλαίσιο (frame) και αποστέλλεται στον υπολογιστή προορισμού.
- 16. Συνοψίζοντας, θα γίνουν οι παρακάτω ενέργειες: • Το αυτοδύναμο IP πακέτο εισέρχεται στην ουρά αναμονής για μετάδοση. • Γίνεται αναζήτηση στον πίνακα ARP για να διαπιστωθεί αν υπάρχει καταχώριση για τη συγκεκριμένη IP. • Αν υπάρχει καταχώριση, το πακέτο IP βγαίνει από την ουρά αναμονής, δημιουργείται το αντίστοιχο πλαίσιο Ethernet με βάση την καταχώριση και αποστέλλεται στο δίκτυο. • Αν δεν υπάρχει καταχώριση δημιουργείται το κατάλληλο ερώτημα ARP και αποστέλλεται στη διεύθυνση εκπομπής του Ethernet (FF:FF:FF:FF:FF:FF). • Αν ληφθεί ARP απάντηση, καταχωρείται στον πίνακα ARP, το πακέτο IP εξέρχεται από την αναμονή, δημιουργείται το αντίστοιχο πλαίσιο Ethernet και αποστέλλεται στο δίκτυο. • Αν δεν ληφθεί ARP απάντηση, ο υπολογιστής μπορεί να μην υπάρχει ή να μην είναι ενεργός. Επιστρέφεται στον αποστολέα διαγνωστικό μήνυμα λάθους.
- 17. Πρωτόκολλο αντίστροφης ανάλυσης διευθύνσεων (Reverse Address Resolution Protocol – RARP) • RARP σε μια συγκεκριμενη MAC διεύθυνση αντιστοιχίζει μια IP διεύθυνση. • Εάν ένας υπολογιστής δεν γνωρίζει την δική του διεύθυνση IP, επειδή ίσως να μην του έχει οριστεί, τότε μπορεί να ζητήσει να του αποδοθεί μια. • Τη διαδικασία αυτή μπορεί να την αναλάβει το πρωτόκολλο RARP σε συνεργασία με έναν εξυπηρετητή RARP, ο οποίος είναι επιφορτισμένος με την απόδοση διευθύνσεων IP στους αιτούντες σταθμούς.
- 18. Πρωτόκολλο αντίστροφης ανάλυσης διευθύνσεων - RARP • Το πρωτόκολλο RARP, αναλαμβάνει να πληροφορήσει των ερωτώντα υπολογιστή, για το ποια είναι η δική του διεύθυνση IP, ποια διεύθυνση IP πρέπει να πάρει. • Επειδή όμως περιορίζεται μόνο στην διεύθυνση IP και ένας υπολογιστής χρειάζεται επιπλέον ρυθμίσεις όπως μάσκα δικτύου, προεπιλεγμένη πύλη, διακομιστές DNS κ.ά. το RARP χρησιμοποιείται από σπάνια έως καθόλου.
- 20. Πρωτόκολλο εκκίνησης BOOTP (BOOTstrap Protocol) - Πρωτόκολλο δυναμικής απόδοσης ρυθμίσεων υπολογιστή DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). • Αντί αυτού χρησιμοποιείται το πρωτόκολλο εκκίνησης BOOTP και το νεώτερο πρωτόκολλο δυναμικής απόδοσης ρυθμίσεων υπολογιστή DHCP. • Το BOOTP είναι προσανατολισμένο για χρήση από δικτυακούς υπολογιστές χωρίς δίσκο. • Αυτοί οι υπολογιστές, εκκινούν παίρνοντας όλες τις ρυθμίσεις τους και φορτώνουν το λειτουργικό τους σύστημα, από κάποιον διακομιστή του δικτύου. • Το DHCP είναι πιο ευέλικτο και έχει επικρατήσει καθώς προσφέρει συμβατότητα προς τα πίσω μπορώντας να εξυπηρετήσει και πελάτες BOOTP.
- 21. Παρατήρηση • Τα πρωτόκολλα ARP/RARP λειτουργούν ως ενδιάμεσα των επιπέδων 2 και 3 του OSI. • Τα πρωτόκολλα BOOTP και DHCP καλύπτουν και το επίπεδο εφαρμογής του TCP/IP. Είναι εφαρμογές που ακολουθούν το μοντέλο πελάτη-εξυπηρετητή (client-server).