Střední průmyslová škola, Bruntál, příspěvková organizace Praktická maturitní práce Lukáš KOLB 2005/2006
Organizace: Střední průmyslová škola, Bruntál, příspěvková organizace Název práce: Animace směrování a fragmentace IP datagramu. Řešitel: Lukáš Kolb, Elektronické počítačové systémy - SOFTWARE Vedoucí: Bc. Jan Meca
Prohlašuji, že jsem tuto maturitní práci vypracoval sám a uvedl jsem veškeré literární zdroje, ze kterých jsem čerpal. Podpis: Lukáš KOLB Datum: 3.4. 2006
Abstrakt Tento projekt se věnuje problematice počítačových sítí. Řeší se hlavně otázka směrování na sítích, fragmentace IP datagramu a další otázky související s těmito pojmy. V zadání mého projektu bylo: prostudujte problematiku směrování IP sítí a fragmentace IP datagramu a vytvořte animaci popisující chování těchto technologií. Problematice jak už bylo řečeno se budu věnovat v této práci. Animace popisující směrování, fragmentaci a IP datagram budou k dispozici na CD, které je součásti této práce.
Klíčová slova TCP, IP, IGMP, Datagram, MTU, Fragmentace, Směrování, IP, Protokol, Defragmentace, ethernet, ATM, Směrovací tabulka, ICMP, směrovač
Seznam použitých symbolů a zkratek ATM - Asynchronous Transfer Mode ICMP - Internet Control Message Protocol IGMP - Internet Group Management Protocol IP - Internet Protocol TCP - Transmission Control Protocol MTU - Maximum transmission unit. ETH - Ethernet TTL - Time To Live
Obsah U 1. Úvod... 1 2. Rozdělení komunikace... 2 2.1 Vrstvový referenční model... 2 2.2 ISO vrstvy... 3 2.2.1 Fyzická vrstva... 3 2.2.2 Spojová vrstva... 3 2.2.3 Síťová vrstva... 3 2.2.4 Transportní vrstva... 3 2.2.5 Relační vrstva... 3 2.2.6 Prezentační vrstva... 3 2.2.7 Aplikační vrstva... 3 3. Síťové protokoly... 4 3.1 Internet Protokol... 4 3.2 Trasmission Control Protocol... 4 4. Seznámení s IP Datagramem... 5 4.1 Virtuální okruh... 5 4.2 Datagramová služba... 6 4.3 Formát IP datagramu... 7 4.4 Jednotlivé položky IP datagramu a jejich význam... 7 5. Fragmentace... 9 5.1 Co je to MTU... 9 6. Defragmentace... 10 7. Směrovaní v sítích... 11 7.1 Přímé směrování... 11 7.2 Nepřímé směrování... 11 7.3 Procesy na směrovači... 12 7.3.1 Nalezení cesty v síti... 12 7.3.2 Posílání IP datagramu... 12 8. Směrovací tabulky a směrování... 13 8.1 Směrovací tabulka... 13 8.2 Metrika... 14 8.3 Zpracování směrovací tabulky... 14 8.3.1 První řádek... 14 8.3.2 Druhý řádek... 15 8.3.3 Třetí řádek... 15 8.3.4 Čtvrtý řádek... 15 8.3.5 Poslední řádek... 15 9. Závěr... 16
1. Úvod Cílem této maturitní práce je vytvořit animaci směrování a fragmentace IP datagramu. Tuto animaci doplnit o příslušné materiály, které bude možno použít pro podporu výuky předmětu počítačové sítě. Tato práce vás seznámí s problematikou směrování a fragmentace IP datagramu. Konkrétně kdy, jak a proč dochází k fragmentaci a podle jakých okolností se IP datagram rozhoduje při směrování. - 1 -
2. Rozdělení komunikace V počítačových sítích používáme rozdělení komunikace do vrstev. Počet vrstev závisí na tom, které síťové protokoly použijeme pro komunikaci. Místo o soustavě síťových protokolů někdy také mluvíme o síťovém modelu. Nejčastěji se budeme setkávat s modelem, který používá Internet. Tento model se nazývá ISO OSI, který standardizoval mezinárodní standardizační úřad. Při vytváření modelu byl kladen důraz na otevřenost. To znamená, že všechna koncová zařízení vyhovující normám mají možnost se připojit k síti a budou bez problémů fungovat. 2.1 Vrstvový referenční model Obrázek č.1 Vrstvový referenční model [10] Každá z vrstev v modelu má za úkol vykonávání funkcí potřebných pro komunikaci mezi koncovými stanicemi. Jednotlivé vrstvy jsou číslovány od nejnižší vrstvy, fyzické, směrem k nejvyšší, aplikační. Tento model lze také rozdělit na protokoly nižší vrstvy protokoly vyšší vrstvy. Nás k problematice směrování a fragmentace budou zajímat protokoly nižší vrstvy. Jsou to protokoly fyzické, spojové a síťové vrstvy. V práci budeme také hovořit o protokolu transportním, který souvisí s protokoly nižší vrstvy. [10] Pro lepší pochopení jsou dále jednotlivé vrstvy podrobněji rozepsány. - 2 -
2.2 ISO vrstvy 2.2.1 Fyzická vrstva Účelem této nejnižší vrstvy je aktivace, udržování v aktivním stavu a dezaktivace fyzických spojení určených pro přenos bitů. Fyzické spojení může být vytvořené ve formě propojení datových okruhů. Datový okruh představuje komunikační cesta ve fyzických médiích mezi dvěma fyzickými vrstvami a prostředky potřebné pro uskutečnění přenosu bitů přes tuto komunikační cestu. [10] 2.2.2 Spojová vrstva Tato vrstva (zvaná též jako linková) musí umožnit zahajování, udržování a závěr vytvořených spojení, formátování rámců, identifikaci koncových bodů spojení, seřazování přenášených rámců, oznamování neopravitelných chyb v síťové vrstvě, detekci a opravu chyb, řízení toku, identifikaci a výměnu parametrů a dodržování hodnot výkonnosti spojových služeb. [10] 2.2.3 Síťová vrstva Účelem této vrstvy je poskytovat síťové spojení otevřeným systémům, které spolu chtějí komunikovat. Poskytuje transportní vrstvě nezávislost na směrování a zprostředkování souvisejícími s vytvářením příslušných síťových spojení. Zprostředkovává funkce a protokoly zahrnující rozšířenou službu pro přenos po úsecích, které se využívají v rámci síťové služby. [10] 2.2.4 Transportní vrstva Tato vrstva poskytuje transparentní, spolehlivý a cenově přístupný přenos s požadovanou kvalitou a optimalizuje nejrůznější síťové služby. Transportní vrstva poskytuje relační vrstvě zahájení, udržování a závěr transportních spojení a přenos bloků. Nestará se o směrování, ani o zprostředkování, s výjimkou některých propojení sítí. [10] 2.2.5 Relační vrstva Smyslem této vrstvy je organizovat a synchronizovat dialog mezi spolupracujícími prezentačními vrstvami a řídit výměnu dat mezi nimi. Tato vrstva poskytuje vytváření a závěr relačního spojení, normální a spěšný přenos zpráv, pozdržený přenos zpráv, synchronizaci relačního spojení a oznamování výjimečných stavů prezentační vrstvě. [10] 2.2.6 Prezentační vrstva Úkolem této vrstvy je poskytovat takovou reprezentaci informace, kterou aplikační vrstva používá při komunikaci. Cílem je, aby přenášené zprávy byly pro aplikaci prezentovány jednotným způsobem bez ohledu na svou různorodost, vlastnosti svých zdrojů a spotřebičů. [10] 2.2.7 Aplikační vrstva Účelem této vrstvy je poskytnout aplikačním procesům přístup ke komunikačnímu systému a tím umožnit jejich vzájemnou spolupráci. [10] - 3 -
3. Síťové protokoly 3.1 Internet Protokol IP protokol, plným jménem se nazývá Internet Protokol. Praktické využití IP protokolu je na síťové vrstvě. IP protokol představuje nespolehlivou a nespojovou přenosovou službu. Také je implementován v TCP/IP modelu, kde zajišťuje: službu doručení datagramů bez závislosti na fyzickém médiu. adresní mechanismus. směrovací schéma pro přenos dat. IP-protokol vytváří a přenáší tzv. IP datagramy. Každý IP datagram je samostatná datová jednotka, která ve svém záhlaví obsahuje adresu příjemce, což je úplná směrovací informace pro dopravu IP datagramu k adresátovi. IP datagramy mohou procházet sítí samostatně a mohou k adresátovi dorazit v jiném pořadí než byly odeslány. IP protokol také podrobněji definuje i další aspekty poskytované nespolehlivé a nespojované přenosové služby. Jsou to například podmínky, za jakých mohou být přenášené pakety zničeny, kdy mají být generována chybová hlášení a jaká tato hlášení mají být. Další funkcí IP protokolu je provádění fragmentace a znovusestavování datagramů do rámců nižších vrstev. [10, 3] 3.2 Trasmission Control Protocol Protokol TCP dopravuje data pomocí TCP segmentů, které jsou adresovány jednotlivým aplikacím. Zajišťuje také spojení mezi aplikacemi běžícími na vzdálených počítačích a to takovým způsobem, že se chová jako by na síti nebyly žádné aktivní prvky. TCP protokol je definován jako spojová služba, to znamená, že příjemce potvrzuje data, která mu přišla. V případě ztráty dat si příjemce vyžádá zopakování přenosu. [10, 3] V praxi se používá kombinace těchto dvou protokolů s názvem TCP/IP. To znamená, že mezi dvěma počítači může být několik transportních spojení současně. Z hlediska transportní vrstvy jsou adresovány jednotlivé aplikace, pomocí čísla portu. Z hlediska síťové vrstvy jsou adresovány počítače, pomocí IP adres. Jednotkou přenosu je transportní paket. Transportní paket se přenáší v datové části síťového paketu. [10, 3] Obrázek č.2 Uspořádání paketů vyšších vrstev do nižších [10] - 4 -
4. Seznámení s IP Datagramem Proč se IP datagramu neříká obecně paket? 4.1 Virtuální okruh Některé síťové protokoly vytváří v síti virtuální okruh. Virtuální okruh je vedený přes síť a všechny pakety pak prochází tímto okruhem. V případě, že se okruh někde přeruší, tak se i spojení přeruší. Poté se vytvoří nový okruh a opět se mohou přenášet data. Na virtuálním okruhu je možné přenášet pakety, ale okruh negarantuje doručení paketu příjemci. Protokol, který vytváří virtuální okruhy je například Frame Relay. Výhodou virtuálního okruhu je, že se nejprve okruh sestaví pomocí signalizace a teprve do sestaveného okruhu se vkládají data. Každý paket na okruhu nemusí poté ve svém záhlaví mít adresu příjemce, ale stačí pouze identifikace okruhu, po kterém má jít. [3] Obrázek č.3 Schéma sítě s použitím virtuálního okruhu [3] Na obr. č. 3 je vytvořen virtuální okruh mezi uzly A a D přes uzly B, F a G. Všechny pakety musí procházet tímto okruhem. Data procházející sítí se musí doručit ve svém pořadí odeslání, to je žlutá, zelená a červená. - 5 -
4.2 Datagramová služba IP protokol nepoužívá virtuální okruhy, protože každý IP datagram nese IP adresu příjemce, proto je dopravován samostatně. Kdyby došlo k zničení některého uzlu sítě, jsou IP datagramy směrovány přes jiné uzly. Byl by IP datagram v okamžiku zničení uzlu přímo v něm, tak by se také zničil a muselo by se požádat o jeho opětovné odeslání. [3] Obrázek č.4 Schéma sítě bez použití virtuálních okruhů [3] Na obrázku je vidět chování IP datagramu na síti. IP datagramy z uzlu A odešly společně na uzel B, ale z uzlu B je žlutý a červený IP datagram směrován jinou cestou než IP datagram zelený. V uzlu C se IP datagramy opět dělí, červený jde jinou cestou k cíli než žlutý. Do cílového uzlu D dorazil každý IP datagram jinou cestou. IP datagramy mohou také dorazit v jiném pořadí než byly odeslány, například zelený, červený, žlutý. - 6 -
4.3 Formát IP datagramu Záhlaví IP datagramu může být maximálně 60 bitů dlouhé, ale v praxi se využívá minimální délky záhlaví 20 bitů. Obrázek č.5 Schéma IP datagramu a jeho části [1] 4.4 Jednotlivé položky IP datagramu a jejich význam Verze (vers) udává verzi protokolu, který IP datagram sestavil (dnes IP verze 4). Délka záhlaví (hlen) udává délku záhlaví jako počet 32 bitových slov. Položka dlouhá 4 bity, takže maximální hodnota záhlaví je patnáct 32 bitových slov. Typ služby (service type) udává, jak se má směrovač k datagramu chovat z hlediska priorit. Datagram s vyšší hodnotou pole má nárok na přednostní zpracování. Celková délka (total length) udává délku celého datagramu včetně záhlaví. Maximální délka je 65 535 okterů a je vždy násobkem 32. Identifikace (identifikation) identifikuje jednoznačně datagram, používá se při fragmentaci. Návěsti (flag) zde se nastavuje zda může být datagram po cestě fragmentován. Číslo fragmentu (fragment offset) zde se nastavuje pořadí fragmentu v původním datagramu. Tato položka se nastavuje pomocí vzdálenosti dat od počátku původního datagramu a udává se v 64 bitových násobcích. je - 7 -
Životnost (time to live) tato položka funguje jako osmibitové počítadlo. Nastavuje se vždy ve zdrojové stanici a při průchodu směšovačem se snižuje. Pokud dosáhne nuly, tak je datagram zničen. Obecně slouží k vyloučení nekonečného bloudění datagramu v síti. Číslo protokolu (protocol) udává protokol vyšší (TCP, ICMP,UDP viz tabulka) vrstvy pro nějž je datagram určen. Zabezpečení záhlaví (header checksum) funguje jako kontrolní součet a zabezpečuje záhlaví proti chybám. Zdrojová adresa (source address) 32 bitová IP adresa zdrojové stanice. Cílová adresa (destination address) 32 bitová adresa cílové stanice. Volitelné možnosti (options) dovolují doplnit IP datagram o další informace. Tabulka č. 1 protokolů fungujících nad IP protokolem a jejich číslo v položce IP datagramu [10]. Protokol nad IP Číslo protokolu ICMP protokol chybových zpráv 1 IGMP protokol členství ve skupině 2 IP v IP tunelování 4 TCP spolehlivý transportní protokol 6 UDP nespolehlivý transportní protokol 17 GRE mechanizmus tunelování 47 ESP IPSec 50 AH IPSec 51 EIGRP firemní směrovací protokol 88 OSPF otevřený směrovací protokol 89-8 -
5. Fragmentace IP datagramy jsou baleny do linkových rámců. Linkové protokoly umožňují přenášet ve svých datových rámcích data pouze do určité maximální velikosti. Tato maximální velikost dat, která lze vložit do jednoho linkového rámce se označuje MTU (Maximum Transfer Unit). [10]. Obrázek č. 6 Obecné schéma fragmentace na směrovači 5.1 Co je to MTU Při přechodu ze sítě s větším MTU do sítě s menším MTU viz. obrázek je nutné provést fragmentaci. Fragmentace je rozdělení původního IP datagramu na několik menších datagramů tzv. fragmentů. Fragmentace se provádí tak, aby se nově vzniklé fragmenty vešly do rámce podporovaného sítí. Fragmentaci IP datagramu do maximálně povolené velikosti rámce provádějí dle nutnosti směrovače. Může také vzniknout stav, kdy je fragmentace IP datagramu výslovně zakázána bitem DF. V tomto případě směrovač IP datagram zničí a je nucen vygenerovat chybovou ICMP zprávu pro odesílatele. Nové jednotlivé fragmenty mají stejný formát hlavičky jako původní IP datagram, kromě některých položek, které se musí lišit od položek původního datagramu. [10] Návěstí MF u Flag kromě posledního fragmentu musí být nastaven bit MF = 1. Fragment offset odpovídá umístění přenášených dat v původním IP datagramu. Volitelné možnosti vysílající stanice určí, zda se mají volitelné možnosti kopírovat do všech nových fragmentů. Délka záhlaví může se lišit podle volitelných možností. Celková délka odpovídá délce fragmentu. Kontrolní součet provádí se pro každý nový fragment zvlášť. Při fragmentaci IP datagramu se sice kopírují IP záhlaví IP protokolu do nových fragmentů, ale už se do nových fragmentů nekopírují hlavičky vyšších protokolů viz. obrázek č. 7. Hlavička vyšších protokolů se při fragmentaci objevuje jen v prvním fragmentu. Může však nastat případ, kdy se kompletní záhlaví vyšších vrstev do prvního fragmentu nevejde, pak záhlaví vyššího protokolu pokračuje v následujícím fragmentu jako data. [10] - 9 -
Obrázek č.7 fragmentace včetně záhlaví protokolů IP a TCP [1] 6. Defragmentace Sestavování fragmentů do původního celku se už neprovádí na cestě v síti, jako tomu bylo u fragmentace. Sestavení původního IP datagramu provede až koncová stanice. Jakmile dorazí první fragment do cílové stanice, tak se spustí časovač na sestavování IP datagramů. Pokud nedorazí všechny fragmenty ve specifickou dobu je pravděpodobné, že došlo ke ztrátě některého z fragmentu, proto cílová stanice musí znovu zažádat o poslání celého IP datagramu. [10] Obrázek č.8 Konkrétní případ fragmentace [10] - 10 -
7. Směrování v sítích Směrování je jeden ze základních principů propojování sítí. Cílem směrování je nalezení cesty v síti, po které se má datagram poslat od zdrojové stanice k cílové stanici. Směrování provádějí směrovače. To je zařízení, které se rozhoduje kudy datagram bude cestovat. Rozhodování směšovače se provádí na základě směrovacího protokolu a daných kritérií cesty, po které se datagram vydá. U IP datagramu se cílová adresa při průchodu síti nemění, zatímco cílová hardwarová adresa se mění skok od skoku na hodnotu fyzické adresy. Směrování můžeme podle principu rozdělit na dva druhy: 7.1 Přímé směrování Směrování IP datagramu je na stejné lokální síti. K tomuto směrování není potřeba spolupráce žádného směrovače, o vše se stará linková vrstva a linkové protokoly. [10] Obrázek č.9 Přímé a nepřímé směrování 7.2 Nepřímé směrování Směrování IP datagramu se provádí mezi různými sítěmi, které propojuje směrovač. Počítač, který posílá data počítači na jiné síti než na lokální, musí alespoň znát jeden směrovač na své fyzické síti. IP datagram takto prochází přes směrovače tak dlouho, dokud nenarazí na směrovač, který je přímo připojen do cílové fyzické sítě a který jej pak pošle přímo koncové stanici. Toto směrování se provádí na základě směrovacích tabulek, které obsahuje každý směrovač. [10] - 11 -
7.3 Procesy na směrovači Směrovače mají za úkol řešit 2 problémy. 7.3.1 Nalezení cesty v síti Udržovat směrovací tabulku aktualizovanou. To se provádí staticky a nebo dynamicky pomocí směrovacího protokolu. [10] 7.3.2 Posílání IP datagramu Jedná se o přepínání vstupních a výstupních portů podle specifikací směrovací tabulky. Dále směrovače musí snižovat hodnotu položky TTL a starat se o práci s rámci. [10] Obrázek č.11 základní procesy směrovače [10] Díky práci na síťové vrstvě můžeme směrovačem propojovat nejrůznější síťové technologie a různé typy sítí. Obrázek č.12 směrovač, který propojuje heterogenní sítě [10] - 12 -
8. Směrovací tabulky a směrování Obrázek č.13 ukázka směrování [3] Na následujícím obrázku č. 13 směrovač obdržel IP datagram adresovaný stanici 10.5.2.1 a musí rozhodnout, zdali jej vložit do rozhraní Seriál 1, Seriál 2, nebo snad zpět do rozhraní Ethernet. 8.1 Směrovací tabulka Směrovači k rozhodování slouží směrovací tabulka. Náš směrovač má tabulku: Tabulka č. 2 [3] síť maska Next hop Síťové rozhraní metrika 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.254.5 Seriál 1 4 10.1.2.0 255.255.255.0 192.168.254.5 lokální síť 0 10.5.1.0 255.255.255.0 10.10.10.2 Seriál 2 3 10.5.0.0 255.255.0.0 10.5.5.5 Seriál 1 2 0.0.0.0 0.0.0.0 Seriál 2 1 Směrovací tabulka má v prvním sloupci IP adresu cílové sítě. Představme si pro jednoduchost, že směrovací tabulka je podle prvního sloupce sestupně tříděna. To nám umožní snadno aplikovat základní pravidlo směrování a to je že více specifická adresa cílové sítě má přednost před méně specifickou. Více specifickou adresou sítě se myslí adresa, která má ve své síťové masce více jedniček. V případě, že by se ve směrovací tabulce našly dvě či více cest k cíli, pak se zvolí více specifická cesta. V případě, že se najdou dvě stejně specifické cesty, pak se zvolí cesta s nejnižší metrikou (cenou). [3] - 13 -
Budeme pokračovat podle naší směrovací tabulky, kde jsou adresy sestupně tříděny. Jestliže máme takovou směrovací tabulku, pak nám stačí ji procházet od shora dolů. Na každém řádku se vezme síťová maska, ta se převede na binární číslo a pak se bit po bitu vynásobí s převedenou IP adresou příjemce. Výsledek se porovná s prvním sloupcem. Pokud se výsledek nerovná IP adrese sítě v prvním sloupci, pak se přejde na výpočet dalšího řádku. Jestliže se výsledek shoduje s IP adresou v prvním sloupci, pak se ještě otestuje následující řádek, zdali ve směrovací tabulce neexistuje ještě jiná cesta k cíli. Pokud by se zjistilo, že existuje ještě jiná cesta, pak by se směrovalo podle metriky. [3] 8.2 Metrika Každý směrovací protokol se snaží vybírat optimální cestu k cíli. Číslo v sloupci metriky nám říká, jak je daná cesta optimální k cíli. Pro stanoveni metriky se používají různé kombinace kritérií cest. Mezi nejčastější metriky patří: [10] Počet směšovačů na cestě podle tohoto kritéria je nejlepší cesta s nejmenším počtem přeskoků, tedy s nejmenším počtem směrovačů. Propustnost přenosového prostředku podle tohoto kritéria je nejlepší cesta s největší propustností všech spojů na cestě. Měřeno v bitech. Zpoždění podle tohoto kritéria je nejlepší cesta s nejnižším možným zpožděním při průchodu všemi spoji na dané cestě. Měřeno v ms. Spolehlivost podle tohoto kritéria je nejlepší cesta s největší spolehlivostí doručení dat. Zátěž podle tohoto kritéria je nejlepší cesta s nejnižší zátěží. Maximální délka přenosové jednotky podle tohoto kritéria je nejlepší cesta s největší možnou velikostí délky přenosové jednotky. Cena podle tohoto kritéria je nejlepší cesta s nejnižší cenou všech použitých prostředků na cestě. 8.3 Zpracování směrovací tabulky 8.3.1 První řádek síť maska Next hop Síťové rozhraní metrika 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.254.5 Seriál 1 4 10.5.2.1 = 0000 1010.0000 0101.0000 0010.0000 0001 převedeno na binární číslo 255.255.255.0 = 1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000 převedeno na binární číslo 10.5.2.0 = 0000 1010.0000 0101.0000 0010.0000 0000 převedeno na binární číslo Vynásobíme bit po bitu cílovou adresu 10.5.2.1 s maskou 255.255.255.0 obdržíme 10.5.2.0. Adresa 10.5.2.0 se nerovná IP adrese sítě v prvním sloupci, ta je 192.168.1.0. Nenašli jsme cílovou síť, tak přecházíme na zpracování následujícího řádku. [3] - 14 -
8.3.2 Druhý řádek síť maska Next hop Síťové rozhraní metrika 10.1.2.0 255.255.255.0 192.168.254.5 lokální síť 0 Vynásobením bit po bitu cílové adresy 10.5.2.1 s maskou 255.255.255.0 obdržíme 10.5.2.0, to se nerovná IP adrese sítě v prvním sloupci ta je 10.1.2.0. Přejdeme na další řádek. [3] 8.3.3 Třetí řádek síť maska Next hop Síťové rozhraní metrika 10.5.1.0 255.255.255.0 10.10.10.2 Seriál 2 3 Vynásobíme bit po bitu cílovou adresu 10.5.2.1 s maskou 255.255.255.0 dostaneme 10.5.2.0. Adresa 10.5.2.0 se nerovná IP adrese sítě v prvním sloupci, ta je 192.168.1.0. Nenašli jsme cílovou síť, tak přecházíme na zpracování následujícího řádku. [3] 8.3.4 Čtvrtý řádek síť maska Next hop Síťové rozhraní metrika 10.5.0.0 255.255.0.0 10.5.5.5 Seriál 1 2 Vynásobením bit po bitu cílové adresy 10.5.2.1 s maskou 255.255.0.0 obdržíme 10.5.0.0, tato adresa se rovná IP adrese sítě v prvním sloupci, ta je 10.5.0.0. IP datagram se bude vkládat do rozhraní Serial 1 a bude předán dalšímu směrovači o IP adrese 10.5.5.5. [3] 8.3.5 Poslední řádek síť maska Next hop Síťové rozhraní metrika 0.0.0.0 0.0.0.0 Seriál 2 1 Poslední řádek obsahující v prvním sloupci 0.0.0.0 s maskou 0.0.0.0 se nazývá default. Tímto implicitním směrem jsou pak odesílány všechny IP datagramy, pro které nevyhovoval žádný řádek směrovací tabulky. Implicitní směr ve směrovací tabulce může a nemusí být. Závisí to na správci, jak tabulku naplnil. Implicitní síť slouží jako sběrná a přestupní síť, používá se např. při propojení podnikové sítě se sítí internetu. [3] - 15 -
9. Závěr Tato práce mi přinesla mnoho poznatků, hlavně z oblasti třetí linkové vrstvy. Nikdy jsem si nemyslel, jak široké využití má IP protokol v oblasti internetu a sítí. Prakticky můžeme říci, že IP protokol se stal základním kamenem internetu a komunikacích na sítích. Zpracoval jsem tuto tématiku i graficky. K vytvoření animace jsem použil freewarový program Pov- Ray, který jsem se naučil ovládat v předmětu počítačová grafika. Animace popisují směrování, fragmentaci, a také rozebírají jednotlivé položky IP datagramu. Tyto animace se budou používat na podporu výuky předmětu počítačové sítě, jak bylo v zadání projektu, proto jsou zpracovávány názorně s jednoduchou grafikou, aby bylo všechno z animací čitelné a pochopitelné. Největší překážkou při zpracovávání tohoto projektu bylo značně velké množství informací ohledně směrování a fragmentace. Také vytvoření animací nebylo jednoduché, poněvadž program Pov-ray renderuje pouze jednotlivé snímky formátu bmp, které se následně musejí v dalším freewarovém programu AviCreator poskládat do animace. Tímto, ale pro mě vytváření animací neskončilo, protože vytvořené animace měly obrovskou kapacitu, která se rovnala součtu všech bmp obrázků. Musel jsem tedy ještě prostudovat jak se vytváří komprimace video souboru. Jako komprimační software jsem použil program Virtual Dub, který mi umožnil zmenšit velikost videa na minimální velikost. - 16 -
Literatura [1] - http://www.svetsiti.cz [2] - http://www.earchiv.cz [3] - http://www.gybon.cz [4] - http://hack.ic.cz [5] - http://www.microsoft.com/technet/prodtechnol/windowsserver2003/cs/library/serverhelp [6] - http://www.svetsiti.cz/slovnik.asp?chr=r [7] - http://www.cpress.cz/knihy/tcp-ip-bezp/cd-0x/8.html [8] - http://www.root.cz/clanky/sokety-a-c-mtu-a-ip-fragmentace/ [9] - http://www.hgf.vsb.cz/kat545/kod31/pocsite/p6_soubory/frame.htm#slide0025.htm [10] - TCP/IP v kostce, Rita Pužmanová, Kopp
Obsah CD 1 maturitní práce.doc tato dokumentace 2 animace 2.1 celková animace animace složena s dílčích animací 2.2 animace IP datagramu 2.3 animace směrování 2.4 animace fragmentace 3 instalace 3.1 Pov-ray instalátor Pov-ray 3.2 VirtualDub instalátor VirtualDub 3.3 AviCreator instalátor AviCreator 3.4 K-Lite Codec pack instalátor kodeků 4 Zdrojové kódy 4.1 IP datagram 4.2 Směrování 4.3 Fragmentace