Usmjeravanje na Internetu

Transcription

1 Usmjeravanje na Internetu Stjepan Groš 1

2 Sadržaj Temeljni pojmovi iz mrežnog sloja Interneta Pojam i namjena usmjernika Proces proslijeđivanja Izrada tablica proslijeđivanja Podešavanje tablica proslijeđivanja na Linux OS-u Traženje grešaka u procesu proslijeđivanja Algoritmi usmjeravanja Usmjeravanje na Internetu 2

3 Temeljni pojmovi iz mrežnog sloja Interneta Adresiranje u mrežnom sloju Privatne mreže Mreža /8 Podmrežavanje i agregacija IP paket Version IHL TOS TOS Identification Flags Fragment offset TTL Protocol Header Checksum Source IP address Destination IP address Options + Padding 3

4 Zapisivanje IP paketa Zapisivanje IP paketa IP(DST IP, SRC IP, TTL, Payload) TTL i Payload se mogu izostaviti ako nisu bitni za situaciju koju promatramo Primjer IP paketa unutar Ethernet okvira Eth(DST E, SRC E, IP(SRC IP, DST IP, TTL, Payload)) 4

5 Upravljački protokol Interneta Internet Control Message Protocol (ICMP) Dojava različitih informacija unutar mrežnog sloja Mora biti implementiran zajedno s IP-om Česte ICMP poruke Host/Network/Destination port Unreachable Echo Request/Reply Time Exceeded Zapisivanje ICMP poruka IP(DST IP, SRC IP, ICMP(Naziv, parametri...)) 5

6 Pojam i namjena usmjernika Usmjernik Uređaj koji sadrži barem dva sučelja u različitim IP mrežama Može biti "obično" računalo s dvije mrežne kartice ili nekakav specijalizirani uređaj! Pakete koje primi na jednom sučelju proslijeđuje na neko od preostalih sučelja Problem sigurnosti! Radi na trećem sloju ISO/OSI referentnog modela Mreže koje usmjernici spajaju nisu nužno iste Vrlo složena funkcionalnost 6

7 Proces proslijeđivanja (1) Donošenje odluke o sudbini pristiglog paketa Ako je paket adresiran na neku od lokalnih IP adresa proslijeđuje se odgovarajućem procesu Umanjivanje polja TTL Ako je vrijednost 0 paket se odbacuje i generira se poruka upozorenja Za lokalno generirane pakete ovog koraka nema! Generirani paketi imaju izvorišnu adresu sučelja kroz koje izlaze Pretražuje se tablica proslijeđivanja Ako odgovarajući zapis nije pronađen paket se odbacuje i generira se poruka upozorenja Paket se stavlja u red za slanje na izlaznom sučelju 7

8 Proces proslijeđivanja (2) Primjer tablice proslijeđivanja Mreža Sljedeći skok Izlazno sučelje /24 eth / eth / eth /16 eth1 Pravila pregledavanja tablice proslijeđivanja Mreže se pretražuju po opadajućoj duljini mrežne maske Ako je ćelija sljedećeg skoka prazna znači da je mreža direktno spojena na sučelje Podrazumijevan rezultat usporedbe je poklapanje To je bitno kada se uspoređuje 0 bita mrežne maske 8

9 Izrada tablica proslijeđivanja (1) Tablice proslijeđivanja izrađuju se prema sljedećem postupku Nacrtati mrežu i označiti sve relevantne parametre na slici Relevantni parametri su: IP adrese, sučelja, mreže Potom za svaki usmjernik dodajemo zapise u njegovu tablicu proslijeđivanja Po jedan zapis mora ići za svaku mrežu Moguće je obavljati agregaciju! Ako usmjernik ima samo jedan pristup "ostatku" mreže možemo koristiti podrazumijevanu stazu 9

10 Izrada tablica proslijeđivanja (2) Primjer Izraditi tablicu proslijeđivanja za mrežu na slici /16 A /24 B C /24 D /24 10

11 Izrada tablica proslijeđivanja (3) Prvi korak je postavljanje svih oznaka na mrežu V e /16 V4 A e0 e B /24 e e1 C V5 e e0 D / e /24 V6 11

12 Izrada tablica proslijeđivanja (4) Potom se izrađuju tablice proslijeđivanja za svaki usmjernik posebno A Mreža / / / /24 Sljedeći skok Sučelje e0 e1 e1 e0 B Mreža / / / /24 Sljedeći skok Sučelje e0 e1 e1 e1 C Mreža / / / /24 Sljedeći skok Sučelje e0 e1 e1 e1 D Mreža / / / /16 Sljedeći skok Sučelje e0 e1 e0 e0 12

13 Tablice proslijeđivanja na Linux OS-u (1) Tablica proslijeđivanja nalazi se u jezgri operacijskog sustava Upravljanje tablicom je uz pomoć naredbe ip route Moguće je koristiti i route/netstat Kod dodavanja adrese mrežnom sučelju automatski se dodaje ruta za tu mrežu! 13

14 Tablice proslijeđivanja na Linux OS-u (2) Primjer dodavanja sljedeće tablice Mreža Sljedeći skok Izlazno sučelje /16 eth /24 eth / eth / eth0 # ip route add /16 dev eth0 # ip route add /24 dev eth1 # ip route add /24 via # ip route add /24 via # ip route show /24 via dev eth /24 via dev eth /24 dev eth1 proto kernel scope link src /16 dev eth0 proto kernel scope link src # 14

15 Traženje grešaka u procesu proslijeđivanja Za traženje grešaka korisne su sljedeće naredbe tcpdump/wireshark prikazuju promet na pojedinom sučelju ping provjerava dostižnost odredišne adrese koristi ICMP EchoRequest/EchoReply poruke traceroute ispisuje usmjernike koje prolaze paketi na putu do odredišta koristi se činjenicom da TTL==0 generira poruku o grešci na Windows OS-u se zove tracert 15

16 Naredbe ping (1) Za mrežu iz primjera pokazati promet na pojedinim mrežama za sljedeći niz događaja a) ping izvršen na usmjerniku A do donjeg sučelja usmjernika B b) ping izvršen na usmjerniku A do adrese c) ping izvršen na usmjerniku A do adrese Pretpostavite da usmjernik A ima zapis u tablici proslijeđivanja za mrežu /24 prema usmjerniku B Što će se desiti ako usmjerniku D obrišemo stazu za mrežu /24 16

17 Naredbe ping (2) A: ping V4: Eth(BRDCST, Ae1, ARPRequest( , )) V4: Eth(Ae1, Ce0, ARPResponse( , )) V4: Eth(Ce0, Ae1, IP( , , ICMP(EchoRequest, 1))) V5: Eth(BRDCST, Ce1, ARPRequest( , )) V5: Eth(Ce1, Be1, ARPResponse( , )) V5: Eth(Be1, Ce1, IP( , , ICMP(EchoRequest, 1))) V5: Eth(Ce1, Be1, IP( , , ICMP(EchoResponse, 1))) V4: Eth(Ae1, Ce0, IP( , , ICMP(EchoResponse, 1))) 17

18 Naredbe traceroute (1) Za mrežu iz primjera pokazati promet na pojedinim mrežama za sljedeći niz događaja naredba traceroute izvršena na usmjerniku A do donjeg sučelja usmjernika B Poseban slučaju Blokirani ICMP paketi traceroute ispisuje zvjezdice 18

19 Naredbe traceroute (2) A: traceroute V4: IP( , , 1, UDP()) V4: IP( , , ICMP(TimeExceeded)) V4: IP( , , 2, UDP()) V5: IP( , , 1, UDP()) V5: IP( , , ICMP(Unreachable, Port)) V4: IP( , , ICMP(Unreachable, Port)) 19

20 Agregacija mreža Spajanje više zapisa u jedan Cilj je smanjiti broj zapisa u tablicama proslijeđivanja Primjer agregacije / / / / / / / / / /24 20

21 Algoritmi usmjeravanja Ručno podešavanje tablica proslijeđivanja vrlo nespretno Razvijene metode dinamičkog podešavanja tablica proslijeđivanja Algoritmi vektora udaljenosti (RIP) Algoritmi stanja veze (OSPF, IS-IS) 21

22 Routing Information Protocol RIP Periodički šalje tablice usmjeravanja svim susjedima Tablice usmjeravanja identične su tablicama proslijeđivanja Tablice se šalju na posebnu adresu Difuzija u grupi (multicast) Problem za veze od točke-do-točke (point-to-point) Primjer jedne objave tablice usmjeravanja 05:11: IP (tos 0x0, ttl 1, id 0, offset 0, flags [DF], proto UDP (17), length 92) router > router: RIPv2, Response, length: 64, routes: 3 AFI: IPv4: /16, tag 0x0000, metric: 1, next-hop: self AFI: IPv4: /24, tag 0x0000, metric: 2, next-hop: self AFI: IPv4: /24, tag 0x0000, metric: 3, next-hop: self 22

23 Protokoli stanja veze Najčešće varijante su OSPF i IS-IS Temeljni način rada (OSPF) Svaki usmjernik generira stanja svih svojih veza Algoritmom preplavljivanja šalje te podatke svim ostalim usmjernicima (LSA) Svi usmjernici računaju najkraće staze na osnovu tih podataka Poseban problem višepristupne mreže Potencijalno velik broj LSA-ova Na višepristupnim mrežama biraju se odabrani usmjernik (Designated Router) i pomoćni odabrani usmjernik (Backup Designated Router) 23

24 Usmjeravanje na Internetu (1) Dvorazinska hijerahija Prva razina Administrativne cjeline (npr. CARNet, T-COM,...) Koristi IGP za usmjeravanje OSPF, IS-IS Autonomni sustavi (AS2108, AS5391,...) Druga razina Usmjeravanje između autonomnih sustava Koristi se jedinstveni protokol BGP 24

25 Usmjeravanje na Internetu (2) Problemi Internet nije striktno hijerarhijski Mreže žele imati više pristupa Internetu Međusobno povezivanje radi razmjene prometa / / / / / / / / / /24 25