IP adreseUvod u mree Uvod u mree.itava prezentacija je posveen IP adresama.IP adrese Struktura IP adresa Classful IP adrese Classful IP adrese Ogranienja i problemi sa classful IP adresama Subnetting Subnetting CIDR IP verzija 6 adresiranje IP verzija 6 adresiranjeIP adreseversion(4 bits)headerlengthType of Service/TOS(8 bits)Total Length (in bytes)(16 bits) 32 bitsIdentification (16 bits)flags(3 bits)Fragment Offset (13 bits)TTL Time-to-Live(8 bits)Protocol(8 bits)Header Checksum (16 bits)Source IP address (32 bits)Destination IP address (32 bits)Application data TCP Header Ethernet Header Ethernet Trailer IP HeaderEthernet frameIP adrese0x4 0x5 0x00 4410 32 bits9d08 010200000000000002128100x06 8bff128.143.137.144128.143.71.21Application data TCP Header Ethernet Header Ethernet Trailer IP HeaderEthernet frameta je IP adresa? IP adresa je jedinstvena globalna (svima poznata) adresa zaad esa je jed st e a g oba a (s a po ata) ad esa amreno okruenje Izuzeci: Dinamiki dodjeljena IP adresa (DHCP, vjebe broj 7) IP adresa u privatnim mreama (NAT, vjebe broj 7) p ( , j j ) IP adresa:- je 32 bit dug identifikator- enkodira mreni broj (mreni prefiks) enkodira mreni broj (mreni prefiks) i host brojMreni prefiks i host broj Mreni prefiks identifikuje o kojoj je mrei rije i host broje p e s de t uje o ojoj je e je ost b ojidentifikuje odreeni (specifini) host (u stvari, okruenje na mrei).mreni prefiks host broj Kako znamo koliko je dug mreni prefiks? Prije 1993: Mreni prefiks je implicitno definisan (vidiclass-based adresiranje)ili Poslije 1993: Mreni prefiks je prikazan pomou netmask-e.Takasti decimalni zapis IP adrese su pisane u takozvanom takasto decimalnomad ese su p sa e u ta o a o ta asto dec a ozapisu. Svaki bit se identifikuje pomou decimalnog broja koji sej p g j jnalazi u rangu [0..255]: Primjer:10001111 10000000 10001001 100100001.viByte= 1282.giByte= 1433.iByte= 1374.tiByte= 144 = 128 = 143 = 137 = 144128.143.137.144Primjer Primjer: ellington.cs.virginia.edu je e gto cs g a edu128.143 137.144 8. 3 3 . Mrena adresa je:128.143.0.0 (or 128.143) Host broj je:137.144 Netmask-a je:255.255.0.0 (or ffff0000) Prefiks ili CIDR zapis: 128.143.137.144/16 Mreni prefiks je 16 bita dugSpecijalne IP adrese Rezervisane ili (po konvenciji) specijalne adrese: Loopback okruenja sve adrese od 127.0.0.1 do 127.255.255.255 su rezervisane za loopback okruenja Mnogi sistemi koriste 127.0.0.1 kao loopback adresu g p loopback okruenju je dodijeljeno ime localhostIP adresa od mree Host broj je postavljen na sve nule, npr. 128.143.0.0Broadcast adresa Broadcast adresa Host broj su sve jedinice, e.g., 128.143.255.255 Broadcast ide prema svim hostovima u mrei esto se ignorie zbog sigurnosnih razloga Test / Eksperimentalne adrese Test / Eksperimentalne adreseRangovi odreenih adresa su rezervisani za eksperimentalnu upotrebu. Paket e biti dostavljen ako on sadri ovu ciljanu adresu (vidi RFC 1918):10.0.0.0- 10.255.255.255172 16 0 0 172 31 255 255 172.16.0.0 - 172.31.255.255192.168.0.0 - 192.168.255.255 Konvencija (ali nije rezervisana rije) Default gateway ima host broj koji je stavljen na 1, npr. 192.0.1.1 Default gateway ima host broj koji je stavljen na 1 , npr. 192.0.1.1Subnetting Problem: Organizacijeg jimaju svoje mnogostruke mree koje su nezavisno organizovaneUniverzalna mreaEl kt t h ikorganizovane Rjeenje 1: Dodijeliti odvojenu mrenu adresu za svaku mreuMedicinska kolaElektrotehnika kolamreu Teko za upravljanje Za one izvan organizacije, Bibliotekasvaka mrea mora biti adresabilna. Rjeenje 2: Dodati noviSubnettingRjeenje 2: Dodati novi (dodatni) nivo hijerarhije strukturi IP adreseDodjeljivanje adresa pomou subnetting-a Svakom dijelu organizacije je dodijeljen rang IP adresa (subnets ilib k ( d )) subnetworks (podmree)) Adresa u svakoj subnet (podmrei) se moe upravljati lokalnoUniversity Network128.143.0.0/16University NetworkMedical SchoolEngineeringSchool128.143.71.0/24128.143.136.0/24128.143.56.0/24SchoolLibrarySchoolLibrary128.143.121.0/24Osnovna ideja Subnetting-a Podijeliti host broj udio od IP adrese nasubnet broj i na(manji) host broj (manji) host broj. Rezultat ovoga je 3-slojna (troslojna) hijerarhijamreni prefiks host brojsubnet broj mreni prefiks host broj Tada: proireni mreni prefiks Subnets (podmree) se mogu proizvoljno uredit unutar organizacije Iznutra, subnets se tretiraju kao odvojene mree Subnet struktura nije vidljiva izvan organizacije Subnet struktura nije vidljiva izvan organizacijeSubnetmask Routeri i host-ovi koriste proireni mreni prefiks oute ost o o ste p o e e p e s(subnetmask) da bi identifikovali poetak host broja128 143 137 144 128.143 137.144network prefix host number128.143 144 137network prefix host number subnetnumberextended network prefix1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0subnetmask subnetmaskPrednosti subnetting-a Pomou subnetting-a, IP adresa koristi 3-slojnu hijerarhiju: o ou sub ett g a, ad esa o st 3 s oj u je a ju Mrea Subnet (podmrea) Host Reducira se kompleksnost router-a. S obzirom da vanjski router ne zna nita o subnetting-u, kompleksnost (sloenost)routing tabele kod vanjskih router a je smanjena routing tabele kod vanjskih router-a je smanjena.Napomena: Duina subnet mask e ne mora biti ista kod svih Napomena: Duina subnet mask-e ne mora biti ista kod svih podmrea.Primjer: Subnetmask 128.143.0.0/16 je IP adresa mree j 128.143.137.0/24 je IP adresa podmree 128.143.137.144je IP adresa host-a 255.255.255.0 (or ffffff00) je subnetmask host-a Kada se subnetting koristi, u optem sluaju priamo o subnetmask (umjesto netmask) i subnet (podmrea) (umjesto mrea) Upotreba subnetting-a ili duina od subnetmask odreuje mreni administrator administrator Dosljednost subnetmask-i je odgovornost administratoraBez subnetting-a Svi hostovi misle da su ostali hostovi na istoj mrei S osto s e da su osta osto a stoj e128.143.137.32/16subnetmask: 255.255.0.0128.143.71.21/16subnetmask: 255.255.0.0128.143.137.144/16subnetmask: 255.255.0.0128.143.71.201/16subnetmask: 255.255.0.0128.143.70.0/16Sa subnetting-om Hostovi sa istim proirenim mrenim prefiksom pripadaju istojosto sa st p o e e p e so p padaju stojmrei128.143.137.32/24subnetmask: 255.255.255.0128.143.71.21/24subnetmask: 255.255.255.0128.143.137.144/24subnetmask: 255.255.255.0128.143.71.201/24subnetmask: 255.255.255.0128.143.0.0/16128.143.137.0/24Subnet128.143.71.0/24SubnetSa subnetting-om Razliite subnetmask-e vode na razliite poglede o veliini a te sub et as e ode a a te pog ede o e opsega mree128 143 137 32/26 128 143 71 21/24 128 143 137 144/26 128 143 71 201/16 128.143.137.32/26subnetmask: 255.255.255.192128.143.71.21/24subnetmask: 255.255.255.0128.143.137.144/26subnetmask: 255.255.255.192128.143.71.201/16subnetmask: 255.255.0.0128 143 0 0/16128.143.71.0/24Subnet128.143.137.128/26Subnet128.143.137.0/26Subnet128.143.0.0/16Klasifikacija IP adresa (sve do 1993) Kada su Internet adrese standardizirane (u ranim 1980s),ada su te et ad ese sta da d a e (u a 980s),Internet prostor internet adresa je bio podjeljen na klase: Klasa A: Mreni prefiks je 8 bita dug Klasa B: Mreni prefiks je 16 bita dug Klasa C: Mreni prefiks je 24 bita dug p j g Svaka IP adresa sadri klju koji identifikuje o kojoj je klasij j j j j jrije: Klasa A: IP adresa poinje sa 0 Klasa B: IP adresa poinje sa 10 Klasa C: IP adresa poinje sa 110 p jStari nain: Klase Internet adresaClass A 0bit # 0 1 7 8 31Network Prefix8 bitsHost Number24 bitsClass B 1 network id hostbit # 0 1 15 16 2031bit # 0 1 23 24 2 31 3Network Prefix16 bitsHost Number16 bitsClass C network id host 1 1 0Network Prefix Host Number Network Prefix24 bitsHost Number8 bitsStari nain: Klase Internet adresaClass D multicast group id 1 1 1bit # 0 1 2 31 3041 1 1bit # 0 1 2 31 31405Class E (reserved for future use) 1 1 110 Mi emo priati o multicast adresama nekad kasnije.Problem sa Classful IP adresama U ranim 1990s, orginalna ema classful adresa je imala velikiU a 990s, o g a a e a c ass u ad esa je a a ebroj problema Ravni prostor za adrese. Tabele Rout-era na kimi (osnovi) pInternet-a je trebala da ima vrijednost za svaku adresu na internetu. Kada je Klasa C mrea poela da se nairoko upotrebljava, ovo je poelo da predstavlja problem. Do 1993, veliina tabela Routera je poelo da predstavlja problem. Do 1993, veliina tabela Routera je poela da prevazilazi kapacitet routera.Ostali problemi: Premalen broj mreni adresa za velike mree Klasa A i Klasa B adresa su prestale da postoje Klasa A i Klasa B adresa su prestale da postoje Ograniena fleksibilnost za mrene adrese: Klase A and B adresa su ubijene (>64,000 addresses) Klasa C adresa je nedovoljan (zahtjeva se 40 Klasa C adresa)Raspodjela Classful adresa CIDR - Classless Interdomain Routing IP router osnova ima jednu tabelu sa vrijednostima potrebnihj j prouteru za svaku mrenu adresu: Sa subnetting-om, kima (osnova) router-a samo treba da zna jednu vrijednost za svaku od Klasa A B ili C mrea vrijednost za svaku od Klasa A, B, ili C mrea Ovo je prihvatljivo samo za Klasu A i Klasu B mrea 27= 128 Klasa A mrea 214= 16,384 Klasa B mrea Ali ovo nije prihvatljivo za Klasu C mrea 221= 2 097 152 Klasa za C mree 221=2,097,152 Klasa za C mree Ve 1993, veliina router tabela poinje da prevazilazi kapacitet routera p Kao posljedica: Klasno-bazirana zaduenja IP adresa treba da se napustiCIDR - Classless Interdomain Routing Ciljevi: C je Novo tumaenje prostora za IP adrese Reorganizacija zaduenja IP adresa radi poveanja Reorganizacija zaduenja IP adresa radi poveanja efikasnosti Dozvoliti route-r agregaciji (gomilanju) da minimizirag g j (g j )vrijednosti u router tabelama CIDR (Classless Interdomain routing) naputanje dosadanjeg zapisa o klasama Kljuni koncept: duina mrenog prefiksa u IP adresama je proizvoljna Posljedica: Veliina mrenog prefiksa mora biti dostupna sa IP adresomCIDR Zapis Primjer CIDR zapisa neke IP adrese:j p192.0.2.0/18 "18" je duina prefiksa. Taj broj tvrdi da je prvih 18 bita predstavlja mreni prefiks adrese (i preostalih 14 bita je dostupno za specifinu mreni prefiks adrese (i preostalih 14 bita je dostupno za specifinu host adresu) CIDR zapis moe zamijeniti korisne subnetmaske (ali je puno vie poopteno)IP adresa 128 143 137 144 i subnetmask a 255 255 255 0 postaju IP adresa 128.143.137.144 i subnetmask-a 255.255.255.0 postaju128.143.137.144/24 CIDR zapis dozvoljava ponor (ispuatnje) traling nula mrene adrese:192.0.2.0/18 se moe pisati kao 192.0.2/18Zato ljudi jo uvijek govore o... CIDR eliminie koncept Klasa A, B, i C mrea i zamjenjuje je sa mrenim prefiksom Postojanje classful mrene adrese je konvertovano u CIDR adrese: Postojanje classful mrene adrese je konvertovano u CIDR adrese:128.143.0.0 128.143.0.0/16P j ij h til ( th d t j ) d Promjena nije zahvatila mnogo (prethodno postojee) mree preduzea Mnogi mreni administratori (posebno na univerzitetskim kampusima) nisu ni primjetili promjenu (i jo uvijek ovore o...(Napomena: CIDR je predstavljen kao vanjska funkcija od BGPv4 kao interdomain routing protocol. ) g p )Blokovi CIDR adresa CIDR zapis se moe fino izraziti pomou blokova adresaBl k k i ti k d d dj lj j IP d k ij i t t b l Blokove koristimo kad dodjeljujemo IP adrese za kompanije i za router tabele(route-r agregacija (gomilanje))CIDR blok prefiks # (broj) host adresa CIDR blok prefiks # (broj) host adresa/27 32/26 64/25 128/24 256 /24 256/23 512/22 1,024/21 2,048/20 4 096 /20 4,096/19 8,192/18 16,384/17 32,768/16 65 536 /16 65,536/15 131,072/14 262,144/13 524,288CIDR i dodjele adresa Osnova ISP-ova je omoguiti veliki blok IP adresnog prostoraj g g pi onda preraspodijeliti dijelove tih adresnih blokova na svoje korisnike. Primjer: Predpostavimo da ISP posjeduje adresni blok 206 0 64 0/18 koji Predpostavimo da ISP posjeduje adresni blok 206.0.64.0/18, koji predstavlje 16,384 (214) IP adrea Predpostavimo da klijent zahtjeva 800 host adresaS Cl f l d Sa Classful adresama: treba da dodijeli Klasu B adresa (i time profuka ~64,700 adresa) ili etri individualne Klase C adresa (i uvede 4 nova routera u globalnu Internet router tabelu) Sa CIDR: Dodijelie /22 blok, npr., 206.0.68.0/22, i time dodijeliti blok od1,024 (210) IP adresa.CIDR i Routiranje Agregacija vrijednosti u ruter tabelama: g g j j 128.143.0.0/16 i 128.144.0.0/16 su predstavljeni kao128.142.0.0/15Najdua prefiks podudarnost: Routerov pogled u tabele pronalazi Najdua prefiks podudarnost: Routerov pogled u tabele pronalazi router vrijednost koji se podudara sa najduim prefiksomta je izlazno okruenje za128 143 137 0/24 ?Prefiks Okruenje128.0.0.0/4okruenje #5 128.143.137.0/24 ?j128.128.0.0/9 okruenje #2128.143.128.0/17 okruenje #1Ruter agregacija moe biti iskoritenakad su IP blok adrese dodijeljene8 3 8 0/ o u e je #Router tabelakad su IP blok adrese dodijeljenena hijerarhiski nainCIDR i Router informacijeISP X vlasnik:Kompanija x:206.0.68.0/22206.0.64.0/18204.188.0.0/15209.88.232.0/21I t t Internet osnova(kima Interneta)ISP y:209 88 237 0/24Interneta)209.88.237.0/24Organizacija z1 :Organizacija z2 :209.88.237.192/26g j209.88.237.0/26CIDR i Router informacijeOsnovni routeri ne znaju nita oKompaniji X, ISP-u y, ili oOrganizacijama z1 z2ISP X vlasnik:Kompanija x:206.0.68.0/22Organizacijama z1, z2.ISP X ne zna nita oISP y alje sve to se podudara sa 206.0.64.0/18204.188.0.0/15209.88.232.0/21I t t:ISP X ne zna nita o organizacijama z1, z2.prefiksom: 209.88.237.192/26 prema Organiza. z1209.88.237.0/26 prema Organizac. z2Internet osnova(kima Interneta)ISP y:209 88 237 0/24ISP X alje sve to se podudara sa prefiksnom: 206.0.68.0/22prema kompaniji Kompaniji x,Interneta)209.88.237.0/24209.88.237.0/24 prema ISP yOrganizacija z1 :Organizacija z2 :Osnova alje sve to se podudara sa prefiksom206.0.64.0/18, 204.188.0.0/15, 209.88.237.192/26g j209.88.237.0/26, ,209.88.232.0/21 prema ISP-u X.IPv6 - IP Vezija 6 IP Verzija 6 e ja 6 Je nasljednik trenutno koritene IPv4 Specifikacije su zavrene 1994 Specifikacije su zavrene 1994 Napravljena su poboljanja od IPv4 (nisu revolucionarne promjene) p j ) Jedna (nije jedina!) karakteristika od IPv6 je znaajno( j j ) j jpoveanje IP adresa na 128 bita (16 byta) IPv6 e rijeiti u doglednoj budunosti probleme sa IP adresama 1024adresa po kvadratnom inu na povrini zemlje.IPv6 Zaglavljeversion(4 bits)Traffic Class(8 bits)Flow Label(24 bits) 32 bitsPayload Length(16 bits)Next Header(8 bits)Hop Limits (8 bits)Source IP address (128bits)Destination IP address (128bits)Application data TCP Header Ethernet Header Ethernet Trailer IPv6HeaderEthernet frameIPv6 protiv IPv4: Poreenje adresiranja IPv4 ima maksimum od a a s u od232| 4 billiona adresa IPv6 ima maksimum od IPv6 ima maksimum od2128= (232)4 | 4 billiona x 4 billiona x 4 billiona x 4 billiona adresaZapis od IPv6 adrese Konvencija (dogovor): 128-bitna IPv6 adresa je napisanao e c ja (dogo o ) 8 b t a 6 ad esa je ap sa akao osam 16-bit-ni cijelih brojeva (koriste se heksadecimalne cifre za svaki cijeli)CEDF:BP76:3245:4464:FACE:2E50:3025:DF12 Krai zapis: Skraivanje vodeih nula:CEDF:BP76:0000:0000:009E:0000:3025:DF12 CEDF:BP76:0:0:9E :0:3025:DF12 CEDF:BP76:0:0:9E :0:3025:DF12 :0000:0000:0000 se mogu pisati kao ::CEDF:BP76:0:0:FACE:0:3025:DF12 CEDF:BP76::FACE:0:3025:DF12 IPv6 adrese se izvode iz IPv4 adresa koje imaju 96 vodeih nula bit-ova. Konvencija nam dozvoljava da koristimo IPv4 zapis za krajnja 32 bit-a.::80:8F:89:90 ::128.143.137.144 ::80:8F:89:90 ::128.143.137.144IPv6 Provider-based adresiranje Prva IPv6 adresa e biti smjetena na provider-based planu j p pRegistar Provider Subscriber Okruenje Subnetwork RegistarIDProviderID010SubscriberIDOkruenjeIDSubnetworkID Tip: Je postavljena na 010 za provider-based adrese Registat: identifikuje agenciju koja e registrovati adreseSlj d lj i j j ji d i ( d i j ()) Sljedea polja imaju promjenjivu duinu (preporuena duina je u ()) Provider: Id Internet pristupni provider (16 bits) Subscriber: Id od organizacije na provider-u (24 bits) Subscriber: Id od organizacije na provider-u (24 bits) Subnetwork: Id od subnet unutar organizacije (32 bits) Okruenje: identificira okruenje na voru (48 bits) Okruenje: identificira okruenje na voru (48 bits)Literatura "Mastering Networks: An Internet Lab Manual"; Jorgaste g et o s te et ab a ua ; Jo gLiebeherr, Magda El Zarki; Chapter 0. "TCP/IP Tutorial and Technical Overview"; Lydia Parziale, David T. Britt, Chuck Davis, Jason Forrester, Wei Liu, Carolyn Matthews, Nicolas Rosselot; Eighth Edition (December 2006), Chapter 3.1. http://www.cs.virginia.edu/~itlab/book/slides/38