Protocoale pentru Internet
Virgil Dobrota
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Romania Virgil.Dobrota@com.utcluj.ro
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
Curs 1 - Cuprins * * 1. 2. 3. Bibliografie obligatorie Bibliografie suplimentara Scurta istorie a Internetului Arhitectura TCP/IP Antet IPv4
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
Bibliografie obligatorie
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
Bibliografie obligatorie
http://el.el.obs.utcluj.ro/pi/index.htm [Dob03] DOBROTA, Virgil Retele digitale in telecomunicatii. Volumul III: OSI si TCP/IP. Editia a II-a . Editura Mediamira, Cluj-Napoca 2003 [Pet07] PETERSON, Larry & Bruce DAVIE Computer Networks. A Systems Approach. 4th Edition. Elsevier Inc., 2007 [Tan03] TANENBAUM, Andrew S.- Computer Networks. 4th Edition. Prentice Hall PTR, 2003 [Zin06] ZINCA, Daniel Retele de calculatoare. Editura Risoprint, Cluj-Napoca 2006
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
Bibliografie suplimentara
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
Bibliografie suplimentara
[Aco02] ACOSTACHIOAEI, Dragos Administrarea si configurarea sistemelor Linux. Editura Polirom, Iasi 2002 [Com04] COMER, Douglas E. Computer Networks and Internets with Internet Applications. Fourth Edition, Pearson Prentice Hall, 2004 [ISC08] http://www.isc.org/index.pl [Los00] LOSHIN, Pete IPv6 Clearly Explained. Morgan Kaufmann, 2000 [Nem02] NEMETH, Evi, Garth SNYDER & Trent R. HEIN - Linux Administration Handbook. Prentice Hall PTR, 2002 [Nok00] ***, Interview: Vinton G. Cerf, The Journal of Nokia, Issue 5, 4th Quarter 2000, pp.24-29 [Per98] PERKINS, Charles E. - Mobile IP. Design, Principles and Practices. Addison-Wesley, 1998 [Rug07] RUGHINIS, Razvan, Razvan DEACONESCU, Mihai DOBRESCU & Cristian ICONARU Administrarea retelelor locale. Editura Printech, 2007 [Rye08] http://www.ryerson.ca/acs/usersguide/internet.html [Zak05] ZAKON, Robert, Hobbes Internet Timeline v8.2, http://www.zakon.org/robert/internet/timeline/
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
1. Scurta istorie a Internetului
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
Scurta istorie a Internetului (I)
Anul 1966 1967 1968 Evenimentul Departamentul de Ap`rare al SUA finan]eaz` un proiect care \n 1969 va deveni ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network), Lawrence Roberts public` primul articol de proiectare despre ARPANET Compania BBN (Bolt Beranek and Newman) din Cambridge, MA (SUA) c\[tig` contractul de construire a unei re]ele de 4 noduri, cu posibilitatea de extindere la 19 noduri Primul nod ARPANET este instalat la UCLA (University of California at Los Angeles), urmat de SRI (Stanford Research Institute), University of California at Santa Barbara [i University of Utah. Al cincilea nod ARPANET este instalat la sediul central al BBN. Sta]iile ARPANET \ncep s` foloseasc` protocolul NCP (Network Control Protocol). ARPANET are 15 noduri cu 23 sta]ii
1969
1970 1971
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
Scurta istorie a Internetului (II)
1972 Ray Tomlinson de la BBN creeaz` SNGMSG [i READMAIL pentru transmisie de po[t` electronic` \ntre calculatoare. Vinton Cerf este numit pre[edinte la INWG (Inter-Networking Group) pentru a dezvolta standarde pentru ARPANET. Se stabile[te prima conexiune interna]ional` \ntre University College Londra [i Royal Radar Establishment \n Norvegia. Vinton Cerf schi]eaz` arhitectura acum legendarului Internet pe spatele unui plic, pornind de la ideile lui Bob Kahn pentru o versiune \mbun`t`]it` a NCP. Teza de doctorat a lui Bob Metcalfe despre Ethernet [Nok00] Vinton Cerf [i Robert Kahn public` A Protocol for Packet Network Internetworking, pun\nd bazele TCP. Termenul Internet este utilizat pentru prima dat` [Cer74]. Regina Elizabeth II a Marii Britanii trimite un e-mail \n 26 martie [Zak05] Vint Cerf, Bob Kahn [i al]ii demonstreaz` primul sistem gateway \ntre ARPANET [i re]eaua de pachete radio [Nok00]
1973
1974
1976 1977
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
Scurta istorie a Internetului (III)
1978 Vint Cerf, Steve Crocker [i Danny Cohen creeaz` un plan de separare a func]iilor de rutare TCP \ntr-un protocol separat, numit IP. Tratarea erorilor [i func]iile de datagram` ar r`m\ne o parte din TCP [Nok00] ARPANET se \mparte \n divizii militare [i civile, partea civil` fiind formal descris` ca Internet. ARPANET trece de la protocolul NCP la IP. Num`rul de sta]ii atinge 500 [Nok00] Primele sta]ii cu Berkeley UNIX 4.2 BSD cu software de re]ea IP [Zak05] Num`rul de sta]ii \n Internet este circa 1000 [Nok00] Se introduce DNS (Domain Name System) [Zak05] Num`rul de sta]ii \n Internet este circa 5000 [Nok00] Apare IETF (Internet Engineering Task Force) [i se creeaz` NSFNET cu un backbone de 56 kbps [i 5 noduri principale [Zak05] Primele gateway \ntre transportatorii de po[t` electronic` privat` [i Internet. Num`rul de sta]ii \n Internet este circa 10000 [Nok00]
1983
1984 1986
1987
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
10
Scurta istorie a Internetului (IV)
1988 NSFNET are backbone T1 (1544 kbps). Se creeaz` IANA (Internet Assigned Numbers Authority) cu Jon Postel ca director. Internet Relay Chat (IRC) creat de Jarkko Oikarinen [Zak05] World-Wide-Web (WWW) creat de Tim Berners-Lee [Nok00] ARPANET \nceteaz` s` mai existe [Zak05] Num`rul de sta]ii \n Internet: circa 600000 [Nok00] Num`rul de sta]ii \n Internet: circa 1 milion [Nok00] Se creeaz` Internet Society Num`rul de sta]ii \n Internet: circa 2 milioane [Nok00] Printre ]`rile conectate la NSFNET este [i Rom=nia [Zak05] Num`rul de sta]ii \n Internet: circa 3 milioane [Nok00] A 25-a aniversare ARPANET/Internet [Zak05]
1990
1991 1992
1993
1994
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
11
Scurta istorie a Internetului (V)
1995 1996 1997 IP versiunea 6. Num`rul de sta]ii \n Internet: circa 4 milioane [Nok00] Sun lanseaz` Java \n 23 mai [Zak05] Num`rul de sta]ii \n Internet este circa 9 milioane Se \nregistreaz` numele de domeniu \n Internet cu num`rul 1 milion. Num`rul de sta]ii \n Internet este circa 16 milioane [Nok00] ARIN (American Registry for Internet Numbers) va \nlocui din martie 1998 InterNIC \n administrarea adreselor IP Cel de-al 2000-lea document RFC (Request for Comments) este dedicat listei oficiale ale standardelor de protocoale din Internet |n Canada se lanseaz` re]eaua CA*net2 \n tehnologie ATM/SONET [Zak05] Noiembrie: peste 380 milioane oameni on-line \n \ntreaga lume [Nok00] Re]eaua backbone Internet2 utilizeaz` IPv6 la 16 mai [Zak05] Re]eaua pan-european` pentru educa]ie [i cercetare GANT, \n tehnologie Gigabit Ethernet, devine opera]ional` la 23 octombrie, \nlocuind re]eaua TEN-155, \n tehnologie ATM, oprit` la 30 noiembrie [Zak05]
2000
2001
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
12
Scurta istorie a Internetului (VI)
2002 GTRN (Global Terabit Research Network) conecteaz`, la 18 februarie, re]elele Internet2 Abiline, CA*net3 [i GANT, prin 2 circuite de 2,4 Gbps [Zak05] Num`r utilizatori on-line: 605,6 milioane \n septembrie [Nua03] Se \ncepe perceperea de taxe pentru servicii de download \n Internet: \n UE furnizorii de servicii percep TVA \ncep=nd cu 1 iulie [Zak05] Ultimul segment din re]eaua Abilene a fost upgradat la 10Gbps (5 Nov) [Zak05] Pentru prima dat` exist` mai multe instan]e ale serverelor root DNS \n afara SUA prin utilizarea unor instan]e anycast de K-root server ale centrului de coordonare european RIPE NCC (Rseaux IP Europens Network Coordination Centre) [Zak05] CERNET2, prima re]ea backbone IPv6 din China este inaugurat` la 27 decembrie de c`tre CERN (China Education and Research Network), connect=nd 25 universit`]i din 20 ora[e la rate de transfer de 1-10 Gbps [Zak05]
2003
2004
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
13
Scurta istorie a Internetului (VII)
2005 Peste 60 milioane site-uri web on-line [Rye08] Garrett Graff a devenit primul blogger care a primit scrisori de acreditare la Casa Alba [Rye08] Oameni de [tiin]` germani [i japonezi au reu[it transmisii la 2.56 tbps (terabi]i pe secund`) pe o distan]` de 160 km [Rye08] Aproximativ 395 milioane sta]ii \n Internet [Rye08] Oferte semnificative de aplica]ii pentru Internet: Adobe \mbun`t`]e[te Flash [i lanseaz` Flex ca open source, Microsoft introduce plugin Silverlight, Sun introduce JavaFX, Google ofer` Google Gears [Rye08] La 4 februarie [ase din cele 13 servere DNS6 din zona root permit acces IPv6, operatorii urm=nd s` dea acces ne\ngr`dit [ISC08] A.ROOT-SERVERS.NET 2001:503:ba3e::2:30/48 F.ROOT-SERVERS.NET 2001:500:2f::f/48 H.ROOT-SERVERS.NET 2001:500:1::803f:235/48 J.ROOT-SERVERS.NET 2001:503:c27::2:30/48 K.ROOT-SERVERS.NET 2001:7fd::1/32 M.ROOT-SERVERS.NET 2001:dc3::35/32
2006
2007
2008
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
14
Scurta istorie a Internetului (VIII)
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
15
Scurta istorie a Internetului (IX)
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
16
Scurta istorie a Internetului (X)
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
17
2. Architectura TCP/IP
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
18
Architectura TCP/IP
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
19
3. Antet IPv4
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
20
Antet IPv4 (I)
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
21
Antet IPv4 (II)
Versiunea (Version): indic` pe 4 bi]i versiunea de protocol folosit` pentru datagram`: 0100 -> IPv4, 0110 -> IPv6 IHL (IP Header Length): indic` pe 4 bi]i lungimea antetului IP (\n cuvinte de 32 de bi]i). Valoarea minim`: 0101 -> 20 octe]i (5x4), valoarea maxim`: 1111 -> 60 octe]i (15x4) Tip de serviciu TOS (Type of Service): IntServ (Integrated Services): model IETF pentru QoS de strat 3 cerin]ele QoS pentru fiecare flux (per-flow basis), \ntre surs` [i destina]ie 3 bi]i c=mpul preceden]` (precedence value):
000 -> prioritate normal` (prioritate minim`) 111 -> pachet de control re]ea (prioritate maxim`) mecanisme de control al fluxului [i de evitare a congestiei \n re]ea nodurile (routere, servere, sta]ii) pot decide privind ordinea \n care s` se elimine datagramele \n caz de congestie
3bi]i: flag D (Delay), flag T (Throughput), flag R (Reliability) 2 bi]i: notificarea explicit` a congestiei ECN (Explicit Congestion Notification) [RFC2481]
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
22
Antet IPv4 (III)
DiffServ (Differentiated Services):
semnifica]ie nou` pentru TOS !!! tot un model IETF pentru QoS de strat 3 nu lucreaz` cu fluxuri individuale grupeaz` toate fluxurile \ntr-un flux agregat, care prime[te nivelul de servicii \n func]ie de prioritatea atribuit` SLA (Service Level Agreement) = acord negociat privind nivelul serviciilor \ntre client [i furnizorul de servicii garantarea serviciilor se face din nod \n nod, pentru \ntregul flux agregat (per-hop behavior) DSCP (DiffServ Code Point) = punct de cod DS reprezentat pe cei mai semnificativi 6 bi]i, clasificarea traficului la grani]a domeniului DS (DiffServ Domain)
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
23
Antet IPv4 (IV)
Lungime total` (Total Length): indic` pe 16 bi]i lungimea total` a datagramei (antet+date): valoare maxim` 65535 octe]i Identificare (Identification): toate fragmentele unei datagrame au acela[i identificator pe 16 bi]i DF (Dont Fragment) =1: nu se permite fragmentarea MF (More Fragments) =1: urmeaz` alte fragmente Offset fragment (Fragment Offset): indic` pe 13 bi]i pozi]ia fragmentului \n cadrul datagramei OBSERVA}II:
Lungimea maxim` a fragmentelor: 72x8=576 octe]i Un fragment: minim 8 octe]i
Vechimea \n timp TTL (Time to Live):
=0: pachetul se elimin` [i se anun]` sursa prin pachet de control ICMP 1: num`rul de hopuri
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
24
Antet IPv4 (V)
Protocol (Protocol): tipul de protocol din c=mpul de date [RFC1700] =1 : ICMP =4 : IP in IP =6 : TCP =17 : : UDP (valori \n zecimal) Suma de control (Header Checksum): \n C1 asupra antetului Adresa surs` (Source Address): pe 32 bi]i, punct de acces la serviciile stratului Internet Adresa destina]ie (Destination Address): pe 32 bi]i, punct de acces la serviciile stratului Internet (vezi laborator 1) Op]iuni (Options): Securitate (security) Rutarea strict` a sursei (strict source routing) Rutarea liber` a sursei cu trecerea obligatorie prin anumite routere (loose source routing) |nregistrarea rutei (record route) Contor de timp (timestamp)
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
25
Concluzii
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
26
Concluzii privind IPv4
Adrese pe 32 bi]i Antetul are lungime variabil` din cauza op]iunilor Neorientat pe conexiune F`r` confirmare de primire Best Effort Modele QoS: IntServ, DiffServ 27
Copyright Virgil Dobrota 2008, All rights reserved
