Procházet otázky :: SZZ na MFF UK

#

- Hlavní strana
- Okruhy
- Projít
- Stáhnout
- Co je potřeba
- Chci přispět
- Kredity

Hledat:

## Prohlížení státnicových textů

### Adresace, IPv4, IPv6

Data se v IP síti posílají po blocích nazývaných datagramy. Jednotlivé datagramy putují sítí zcela nezávisle, na začátku komunikace není potřeba navazovat spojení či jinak připravovat cestu datům, přestože spolu třeba příslušné stroje nikdy předtím nekomunikovaly.

IP protokol v doručování datagramů poskytuje nespolehlivou službu, označuje se také jako best effort – nejlepší úsilí; tj. všechny stroje na trase se datagram snaží podle svých možností poslat blíže k cíli, ale nezaručují prakticky nic. Datagram vůbec nemusí dorazit, může být naopak doručen několikrát a neručí se ani za pořadí doručených paketů. Pokud aplikace potřebuje spolehlivost, je potřeba ji implementovat v jiné vrstvě síťové architektury, typicky protokoly bezprostředně nad IP (viz TCP).

Pokud by síť často ztrácela pakety, měnila jejich pořadí nebo je poškozovala, výkon sítě pozorovaný uživatelem by byl malý. Na druhou stranu příležitostná chyba nemívá pozorovatelný efekt, navíc se obvykle používá vyšší vrstva, která ji automaticky opraví.

V IPv4 je adresou 32bitové číslo, zapisované po jednotlivých bajtech, oddělených tečkami. Takových čísel existuje celkem . Určitá část adres je ovšem rezervována pro vnitřní potřeby protokolu a nemohou být přiděleny. Dále pak praktické důvody vedou k tomu, že adresy je nutno přidělovat hierarchicky, takže celý adresní prostor není možné využít beze zbytku. To vede k tomu, že v současnosti je již znatelný nedostatek IP adres, který řeší různými způsoby: dynamickým přidělováním (tzn. např. každý uživatel dial-up připojení dostane dočasnou IP adresu ve chvíli, kdy se připojí, ale jakmile se odpojí, je jeho IP adresa přidělena někomu jinému; při příštím připojení pak může tentýž uživatel dostat úplně jinou adresu), překladem adres (NAT) a podobně. Ke správě tohoto přidělování slouží specializované síťové protokoly, jako např. DHCP.

Pôvodný koncept adries počítal so štruktúrou adresy IPv4 v tvare sieť:počítač, kde bolo delenie častí pevne dané. Neskôr sa to ale ukázalo ako príliš hrubé delenie a lokálna časť adresy (v rámci jednej podsiete) može mäť dnes promenlivú dĺžku. Obecne platí, že medzi adresami v rovnakej podsieti (majú rovnakú sieťovú časť) je možné dopravovať dáta priamo - dotyční účastníci sú prepojení jedným ethernetom alebo inou lokálnou sieťou. V opačnom prípade sa dáta dopravujú smerovačmi/routermi. Hranicu v adrese medzi adresou siete a počítača určuje dnes maska podsiete. Jedná sa o 32 bitovú hodnotu, ktorá obsahuje jednotky tam, kde je v adrese určená sieť.

Adresovanie sietí bolo v prvopočiatkoch internetu vyriešené staticky - prvých 8 bitov adresy určovalo sieť, zvyšok jednotlivé počítače (existovať tak mohlo max. 256 sietí). S nástupom lokálnych sietí bolo tento systém potrebné zmeniť - zaviedli sa triedy IP adries. Existovalo 5 tried (A(začiatok 0, hodnoty prvého bajtu 0-127, maska 255.0.0.0), B(10, 128-191, 255.255.0.0), C(110, 192-223, 255.255.255.0), D(1110, 224-239, určené na multicast) a E(1111, 240-255, určené ako rezerva)). Postupom času sa ale aj toto rozdelenie ukázalo ako nepružné a bol zavedený CIDR (Classless Inter-Domain Routing) systém v ktorom je možné hranicu medzi adresou siete a lokálnou časťou adresy umiestniť ľubovoľne (označuje sa potom ako kombinácia prefixu a dĺžky vo forme 192.168.0.0/24, kde 24 znamená že adresu tvorí prvých 24 bitov - jiný zápis je pomocí už zmiňované masky podsítě, tj. 192.168.0.0 s maskou 255.255.255.0).

Medzi adresami existujú niektoré tzv. vyhradené adresy, ktoré majú špeciálny význam.

- Adresa s (binárnymi) nulami v časti určujúcej počítač (192.168.0.0 (/24)) znamená táto sieť, resp. táto stanica.
- Adresa s jednotkami v časti určujúcej počítač (192.168.0.255 (/24)) znamená broadcast - všesmerové vysielanie.
- Adresy 10.0.0.0 - 10.255.255.255, 172.16.0.0 - 172.31.255.255 a 192.168.0.0 - 192.168.255.255 sa používajú na adresovanie interných sietí - smerovače tieto adresy nesmie smerovať ďalej do internetu.

IPv6 je trvalejším riešením nedostatku adries - zatiaľ sa ale rozširuje veľmi pozvolna. Adresa v IPv6 má dĺžku 128 bitov (oproti 32), čo znamená cca. IP adries na zemského povrchu - umožňuje teda, aby každé zariadenie na zemi malo vlastnú jednoznačnú adresu. Adresa IPv6 sa zapisuje ako osem skupín po štyroch hexadecimálnych číslach (napr. 2001:0718:1c01:0016:0214:22ff:fec9:0ca5) - pričom úvodné nuly v číslach je možné vynechať. Ak po sebe nasleduje niekoľko nulových skupín, je možné použiť len znaky :: - napr. ::1 miesto 0000:0000:.......:0001. Toto je možné použiť len raz v zápise adresy. RFC 4291 zavádza 3 typy adries:

- inidividuálne / unicast - identifikujú práve jedno rozhranie
- skupinové / multicast - určuje skupinu zariadení, ktorým sa má správa dopraviť
- výberové / anycast - určuje tiež skupinu zariadení, dáta sa však doručia len jednému z členov (najbližšiemu)

IPv6 neobsahuje všesměrové (broadcast) adresy. Byly nahrazeny obecnějším modelem skupinových adres a pro potřeby doručení dat všem zařízením připojeným k určité síti slouží speciální skupinové adresy (např. ff02::1 označuje všechny uzly na dané lince).

IPv6 zavádí také koncepci dosahu (scope) adres. Adresa je jednoznačná vždy jen v rámci svého dosahu. Nejčastější dosah je pochopitelně globální, kdy adresa je jednoznačná v celém Internetu. Kromě toho se často používá dosah linkový, definující jednoznačnou adresu v rámci jedné linky (lokální sítě, např. Ethernetu). Propracovanou strukturu dosahů mají skupinové adresy (viz níže).

Adresní prostor je rozdělen následovně:

prefix | význam
::/128 | neurčená
::1/128 | smyčka (loopback)
ff00::/8 | skupinové
fe80::/10 | individuální lokální linkové
ostatní | individuální globální

Výběrové adresy nemají rezervovánu svou vlastní část adresního prostoru. Jsou promíchány s individuálními a je otázkou lokální konfigurace, aby uzel poznal, zda se jedná o individuální či výběrovou adresu.

Strukturu globálních individuálních IPv6 adres definuje RFC 3587. Je velmi jednoduchá a de facto odpovídá (až na rozměry jednotlivých částí) výše uvedené struktuře IPv4 adresy.

n bitů | 64-n bitů | 64 bitů
globální směrovací prefix | adresa podsítě | adresa rozhraní

Globální směrovací prefix je de facto totéž co adresa sítě, následuje adresa podsítě a počítače (přesněji síťového rozhraní). V praxi je adresa podsítě až na výjimky 16bitová a globální prefix 48bitový. Ten je pak přidělován obvyklou hierarchií, jejíž stávající pravidla jsou:

- první dva bajty obsahují hodnotu 2001 (psáno v šestnáctkové soustavě)
- další dva bajty přiděluje regionální registrátor (RIR)
- další dva bajty přiděluje lokální registrátor (LIR)

Reálná struktura globální individuální adresy tedy vypadá následovně:

16 bitů | 16 bitů | 16 bitů | 16 bitů | 64 bitů
2001 | přiděluje RIR | přiděluje LIR | adresa podsítě | adresa rozhraní

Adresa rozhraní by pak měla obsahovat modifikovaný EUI-64 identifikátor. Ten získáte z MAC adresy jednoduchým postupem: invertuje se druhý bit MAC adresy a doprostřed se vloží dva bajty obsahující hodnotu fffe. Z ethernetové adresy 00:14:22:c9:0c:a5 tak vznikne identifikátor 0214:22ff:fec9:0ca5.

Adresy začínajúce hodnotou ff sú tzv. "skupinové adresy" - štyri nasledujúce bity v nej obsahujú príznaky, ďalšie štyri potom dosah (napr. interface-local, link-local, admin-local, site-local, organization-local, global...)

IPv6 ďalej podporuje QoS a bezpečnosť (IPsec).