Johdatus Internetteknologioihin 5 KALVOSARJA IPV 4 BINRI HEXA

Johdatus Internetteknologioihin 5. KALVOSARJA: IPV 4, BINÄÄRI & HEXA, DHCP

Verkkokerros Toimittaa kuljetuskerroksen segmentit vastaanottajalle Verkkokerros hoitaa reitityksen (josta myöhemmillä tunneilla enemmän) Lähettäjä luo segmenteistä IP-paketteja (muistatte varmaan kapsuloinnin), eli lisätään IP-otsake jne. . Vastaanottaja poistaa otsakkeen ja antaa segmentin kuljetuskerrokselle

Reititin ja kytkin Reititin Muuntaa siihen kytkettyjen teknologioiden välillä Sisääntulolinkki ja ulosmenolinkki voivat olla eri teknologiaa Välittää IP-osoitteen perusteella Voi olla laitteistotoimintona tai osin ohjelmallisesti Reitittimen vastuulla reititysalgoritmit / protokollat Kytkin Sisääntulolinkki ja ulosmenolinkki samaa teknologiaa Lähiverkon sisällä välitys linkkikerroksen otsakkeen perusteella Poikkeuksetta aina laitetason toimintona

Versio, 4 bittiä, käytettävä IP: n versio. Versio tärkeä jotta laitteet osaavat tulkita tiedon oikein Internet Header Length, 4 bittiä, IP-paketin otsikon pituus. Laite pystyy tämän avulla tietämään mistä varsinainen tieto alkaa Palvelun tyyppi, 8 bittiä. Sisältää tiedon prioriteetistä, liikenteen tyypistä Kokonaispituus (Total Length) on pituudeltaan kahdeksan bittiä, kenttä ilmaisee IP-paketin kokonaispituuden. Kentän maksimiarvo on 65 536, arvo ilmaistaan oktetteina. Tunnistus-kenttä (Identification) on 16 bittiä pitkä. Paketeissa olevan yksilöllisen tunnistenumeron avulla voidaan matkanvarrella mahdollisesti osioidut paketit saattaa vastaanottavassa päässä jälleen alkuperäiseen pakettiin.

Liput-kenttä (Flags) on pituudeltaan kolme bittiä. Ensimmäisen bitin arvo on asetettu kiinteästi nollaksi. Toinen bitti (Don't Fragment) kertoo, onko paketin osiointi sallittua, ja kolmas bitti (More Fragments), onko osioita tulossa tämän osion jälkeen lisää. Lohkon sijainti -kenttä (Fragment Offset), joka on pituudeltaan 13 bittiä, ilmaisee osion sijainnin paketissa, kun osioita on useampia. Kohta ilmaistaan 64 bitin jaksoissa. Elinaika-kenttä (Time to Live, TTL) on kahdeksan bitin mittainen, ja ilmaisee paketin elinajan sekunneissa. Käytännössä jokainen matkan varrella oleva reititin vähentää kentän arvoa yhdellä. Elinajalla voidaan varmistaa se, ettei mikään paketti jää kiertelemään verkkoon loputtomasti. Kun menee nollaksi paketti tuhotaan, ja lähetetään ICMP-sanoma lähettäjälle

Protokolla-kenttä (Protocol) on kahdeksan bitin mittainen. Kenttä ilmaisee ylemmässä kerroksessa käytettävän protokollan numeron. Esim 1 ICMP. 6 TCP, 17 UDP jne. . Tarkistussumma (Header Checksum) on pituudeltaan 16 bittiä. Tarkistussummalla varmistetaan, etteivät otsikkokentän tiedot muutu matkan aikana. Jokainen siirtotiellä oleva laite suorittaa tarkistuksen kahteen kertaan. Ensimmäiseksi paketin saapuessa, jolloin tarkistetaan, ettei paketti ole vaurioitunut. Toisen kerran tarkistussumma lasketaan, kun paketti lähetetään eteenpäin. Kaikkien muiden tietojen paitsi TTL: n muutos aiheuttaa uudelleen laskennan. Varsinaisesta datasta ei lasketa tarkistussummaa, sillä siitä huolehtivat ylemmän kerroksen protokollat TCP tai UDP.

Lähde ja kohde osoite, ovat 32 bittiä pitkiä, yllätys, IP -osoitteet tulee tähän. Valitsimet tai optiot-kenttä (Options) on korkeintaan 320 bittiä (40 oktettia) pitkä. Tässä kentässä voidaan määritellä turvallisuuteen ja reitittämiseen liittyviä asioita. Tavallisesti optioita käytetään melko harvoin. Erikoistilanteissa, kuten verkon häiriötiloissa voidaan optioiden avulla määrittää vian laajuutta. Täyte-kenttä (Padding) lisätään mikäli otsakkeen viimeisen sanan pituudeksi ei tule tasan 32 bittiä.

Cheksum tarkemmin Tarkistussumma lasketaan jakamalla koko otsikkokenttä 16 bitin palasiin. Jokaisesta 16 bitin palasesta otetaan yhden komplementti (invertoidaan), ja saadut binääriluvut lasketaan yhteen. Tuloksesta typistetään alkupäästä niin monta bittiä, että jäljelle jää 16, tästä otetaan yhden komplementti, joka on tarkistussumma.

IPv 4 -osoitteet 32 bittinen -> esitetään neljän kahdeksan bittisen luvun jonona Ihmiset eivät ole kovin yhteensopivia bittien kanssa, joten IP-osoite ilmaistaan neljän 0 -255 arvoisen luvun pisteillä erotettuna sarjana 11000000. 10101000. 10100111. 00001010 (=192. 168. 167. 10) IP-osoite koostuu kahdesta osoitteesta: verkko-osoite ja laiteosoite. Esimerkiksi edellä mainitussa 192. 168. 0. 1 -osoitteessa verkon osoite on kolme ensimmäistä oktettia määrittävät verkon osoitteet ja viimeinen oktetti koneen osoitteen. Jokainen verkkoon kytketty verkkolaite on varustettu omalla uniikilla IPosoitteella, joiden jakaminen hoidetaan kansainvälisten organisaatioiden toimesta. Esimerkiksi Telia-Sonera omistaa tietyn määrän IP-osoitteita, joita se käyttää omiin palvelimiinsa sekä jakaa asiakkaiden käyttöön. Osoitteita voidaan luonnollisesti vaihtaa, mutta samaan aikaa kahdella koneella ei voi olla samaa IP-osoitetta.

Privaatit ja varatut osoitteet Privaatit 10. 0/255. 0. 0. 0 (eli 10. 0. 0. 1 – 10. 255) 172. 16. 0. 0/255. 240. 0. 0 (eli 172. 16. 0. 1 – 172. 31. 255) 192. 168. 0. 0/255. 0. 0 (eli 192. 168. 0. 1 – 192. 168. 255) Seuraavat osoitealueet ovat varattuja, eikä niitä allokoida julkiseen käyttöön:

CIDR: Classless Inter. Domain Routing Verkko-osa voi olla minkä tahansa kokoinen Muoto : a. b. c. d/x, jossa x ilmoittaa verkko-osan bittienlukumäärän (prefix)

Binäärijärjestelmä Kantaluku järjestelmä Kantaluku kaksi Binääriluku muutetaan desimaaliluvuksi kertomalla kaikki numerot kahden potensseilla oikealta vasemmalle suuruusjärjestyksessä ja laskemalla tulot yhteen Esim. 11011: 1*2^4 + 1*2^3 + 0*2^2 + 1*2^1 + 1*2^0 = 27

Binääristä desimaaliksi (Opettajan tapa) Luetaan oikealta vasemmalle Sisältää vain ykkösiä ja nollia Ensimmäinen luku kertoo montako ykköstä Toinen montako kakkosta Kolmas montako nelosta Neljäs montako kasia jne… Sitten ne vaan lisätään yhteen Esim 1010 -> ei yhtään ykköstä + yksi 2+ ei yhtään nelosta + 8 = 2+8+ =10

Desimaalista binääriksi Jaetaan lukua kahdella kunnes se on 0 tai 1 Jakojäännös käänteisessä järjestyksessä muodostaa binäärin Esimerkiksi: 28 / 2 = 14 JÄÄ 0 14 / 2 = 7 JÄÄ 0 7/2=3 JÄÄ 1 3/2=1 JÄÄ 1 1 -> Luetaan alhaalta ylös jäännökset : 11100 = 28 1

Desimaalista binääriksi (toinen tapa) Esim. luku 42 Mikä on isoin 2 kantaluku joka mahtuu tuohon 32 -> 100000 42 – 32 = 10 Suurin kantaluku joka mahtuu 10 8 -> lisätään se aiempaan binäärijonoon 101000 10 -8 = 2 Lisätään se binääri jonoon 101010

Laskentaa binääreillä 1 + 1 = 10 1+0=1 0+1=1 0+0=0 1 + 1 = 11 10011101 + 1010= Varmistetaan 157 + 170 = 327

Subnet mask (Aliverkon peite) Kuinka paljon osoitteen alkuosasta on verkon osoitetta /x kertoo varattujen bittien määrän (CIDR = Classless Inter-Domain Routing) Kun x kasvaa yhdellä verkon koko puolittuu 1111. 00000000 = 255. 0. 0. 0 = /8 = 16777214 osoitetta 11111111. 0000 = 255. 0 = /24 = 256 osoitetta (254 hostia) 11111111. 10000000 = 255. 128= /25 = 128 osoitetta (126 hostia)

Subnet esimerkkejä 192. 168. 50. 0/24 -> 192. 168. 50. 0 maskilla 255. 0 -> osoitteet 192. 168. 50. 1 – 192. 168. 50. 254 ovat käytettävissä, eli 254 osoitetta. Huomatkaa että ensimmäinen ja viimeinen ovat aina varattuja ensimmäinen verkko-osoitteelle ja viimeinen broadcastille. Tästä johtuen vaikka välillä on osoitteita. 0: sta. 255: teen (=256) siitä tulee vähentää nuo kaksi varattua osoitetta jotta tiedetään vapaiden osoitteiden määrää. 192. 168. 50. 0/25 -> 192. 168. 50. 0 maskilla 255. 128 -> verkko on 192. 168. 50. 0 -192. 168. 50. 127. Vapaita osotteita ovat. 1 -. 126, eli verkkoon mahtuu 126 konetta.

IP-osoite AND subnet mask Osoite: 00001010. 0010. 00010111. 10000110 (10. 34. 23. 134) 1. Maskilla 255. 0. 0. 0 (/8) -> 1111. 00000000 AND operaatiolla selvitetään verkonosa, jos molemmissa samassa kohtaa luku 1, saadaan 1 muuten 0 -> eli tulos olisi 00001010. 00000000 -> eli 10. 0 on osoitteessa verkonosa 2. Sama verkko maskilla 255. 0. 0 (/16) -> 11111111. 0000 -> tulos olisi 00001010. 0010. 00000000 -> eli 10. 34. 0. 0 on osoitteessa verkonosaa

Aliverkot Eli mihin aiempia tietoja sitten käytetään Nyrkkisääntönä samaan verkkoon kytketyt koneet voivat kommunikoida keskenään ainoastaan, jos niiden aliverkon maski on identtinen keskenään. Tietokone tietää mitkä koneet ovat sen kanssa samassa lähiverkossa Jos toinen kone on samassa aliverkossa, sille lähetetään paketti käyttäen eri mekanismeja kuin jos se olisi eri verkossa Mikäli IP-paketti on menossa verkon ulkopuolelle se aina lähetetään määritetylle oletus yhdyskäytävälle (default gateway) Liian suuret verkot voivat aiheuttaa ongelmia, ja voivat vaikeuttaa vian etsintää jne… Esimerkiksi tietyt mekanismit lähettävät viestiä kaikille verkossa oleville koneille, jos verkko on suurempi kuin tarvitsisi -> turhaa kuormitusta

Heksadesimaali Kantaluku järjestelmä Kantaluku 16 Yhdellä luvulla voidaan esittää 4 bittiä Arvot 0 -9 ja A-F Tietotekniikassa käytetään mm. MAC-ja IPv 6 -osotteissa

Heksa laskentaa Heksadesimaalista kymmenkantaan ABC = (10*16^2)+(11*16^1)+(12*16^0) = 2560 + 176 + 12 = 2748 1111 = 16^3 + 16^2 + 16^1 + 16^0 = 4096 + 256 + 1 = 4369 Kymmenkannasta heksadesimaaliksi 160 = A 0 255 = FF 256 = 100

Binääristä heksaksi ja päinvastoin 00101011 Käsittele 4 sarjoissa: 0010. 1011 Muuta vastaaviksi: Tulos 2 AB Sama toiseen suuntaa DEADBEEF (Helpottaako jos välissä tuttuna lukuna 13. 14. 10. 13. 11. 14. 15) 1101. 1110. 1010. 1101. 1011. 1110. 1111 2 A B

DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Yleisin käyttötapa on että sillä annetaan IP: t uusille lähiverkon laitteille, jolloin jokaista laitetta ei tarvitse konfiguroida erikseen DHCP-palvelimella voidaan jakaa myös: Default gateway DNS Aikapalvelimet, SMB-tiedostojaon asetukset jne. . DHCP-protokolla ei reitity!

DHCP kättely Client lähettää broadcastina ”DHCP Discover”-viestin, source ip 0. 0, dest IP 255 DHCP lähettää ”DHCP Offer”-viestin broadcastina source ipnä käyttää omaa osoitetta, dest IP: nä 255 Client lähettää broadcastina ”DHCP Request”-viestin, source ip 0. 0, dest IP 255 DHCP lähettää ”DHCP ACK”-viestin broadcastina source ipnä käyttää omaa osoitetta, dest IP: nä 255

DHCP tehtävä Avaa Optimasta löytyvä DNS-Palvelin_Ja_E-mail_pohja. pkt tiedosto Laita simulation mode päälle Löydä liikenteestä DHCP Discover, offer, request ja ack viestit Tutki mitä tietoja ne sisältävät (DHCP kentät) Jos reset ei auta näkemään paketteja uudelleen lisää kytkimeen kiinni uusi kone ja laita se käyttämään DHCP: tä Koosta dokumentti, jossa ovat kaikki neljä pakettia peräkkäin ja avaa mitä tietoja missäkin vaiheessa kulkee viesteissä P. S Kotona asiaa voi tutkia Wiresharkilla, esim Windowsilla voit uusia IPosoitteen käskyillä ”ipconfig /release” ja ” ipconfig /renew”