استانداردهای واسط شبکه های محلی با کانال اشتراکی

استانداردهای واسط شبکه های محلی با کانال اشتراکی

اسلاید 1: مهر 853) استانداردهاي واسط شبكه‌هاي محلي با كانال اشتراكي استانداردهاي انتقال اطلاعات بر روي كانال مشترك و مديريت كانالاستانداردهاي سري IEEE 802.X1-3) IEEE 802.3 : استاندارد شبكه‌هاي محلي باس تعريف اين استاندارد براي شبكه‌هاي كانال مشترك با توپولوژي باس مديريت كانال به روش CSMA/CD : Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection1

اسلاید 2: مهر 85 روش CSMA/CD: گوش دادن ايستگاه متقاضي ارسال فريم به كانال در صورت آزاد بودن كانال آغاز ارسال فريم اشغال بودن كانال توسط ايستگاه ديگر منتظر شدن تا اتمام ارسال و در صورت آزاد شدن كانال شروع ارسال فريم احتمال تصادم سيگنال به دليل منتظر بودن ايستگاههاي ديگر جهت ارسال فريم جهت كشف سريع تصادم : گوش دادن به كانال هنگام ارسال فريم تا در صورت بروز تصادم ارسال فريم متوقف گردد مواجه‌شدن ايستگاه آغاز‌كننده ارسال با تصادم توليد عدد تصادفي توسط ايستگاه و توقف ارسال فريم به مدت عدد تصادفي و گوش دادن به خط توليد سيگنال نويز روي كانال هنگام آگاهي هر ايستگاه از تصادم جهت اطلاع ايستگاههاي ديگر2

اسلاید 3: مهر 85راندمان كانال در استاندارد IEEE 802.3 F : طول فريم بر حسب بيت B : پهناي باند كانالC : سرعت انتشارL : طول كانالe : عدد نپرين ( 2.718..... ) 11+ 2 e.B.LC.F= راندمان كانال كاهش طول فريم كاهش راندمان كانال افزايش طول كانال كاهش راندمان كانال افزايش نرخ ارسال كاهش راندمان كانال3

اسلاید 4: مهر 85مشخصات فيزيكي استاندارد IEEE 802.3 سرعت : 10 مگابيت بر ثانيه كدينگ : “منچستر” سطوح ولتاژ : 0.85 V _ و + كانال : كابل كواكس 50 اهم يا زوج سيم حداكثر طول كانال : 500 متر با كابل كوآكس ضخيم و 185 متر با كابل كوآكس نازك و 100 متر با زوج سيم. 4

اسلاید 5: 5کدگذاري اترنت(a) کدينگ باينري معمولي (b) کدينگ منچستر (c) کدينگ منچستر تفاضلي

اسلاید 6: 6ساختار فريم اترنتقالب فريم (a) اترنت DIX (b) اترنت IEEE 802.3Preamble: 1010101010101010….SOF:Start Of Frame: 10101011آدرس MAC (46 بيت)

اسلاید 7: 7زمان کشف تصادمکشف تصادم مي تواند تا زمان 2τ طول بکشد

اسلاید 8: 8الگوريتم عقب‌گرد نمايي در اترنت10base : اندازه يک برش زماني: 2τ تقريبا برابر 64 بايت= 512 بيت = 51/2 ميکرو ثانيهدر تصادم پياپي iام: عدد تصادفي توليد شده بين 0 و 2i-1حداکثر i برابر 10حداکثر تکرار ارسال برابر 16

اسلاید 9: 9اترنت گيگا بيت 802.3z(a) اترنت گيگابيت با دوايستگاه. (b) اترنت گيگابيت با چند ايستگاه

اسلاید 10: مهر 852) IEEE 802.4 : استاندارد شبكه‌هاي محلي توكن باس هدف اصلي، پياده‌سازي يك حلقة مجازي بر روي يك شبكه با توپولوژي باس به گونه‌اي كه تصادم بر روي كانال بوجود نيايد استفاده همة ايستگاهها از كانال طبق يك روش سازمان‌يافته و حذف زمان تلف شده‌ هنگام بروز تصادم تخمين زمان انتظار براي استفاده از كانال و ارسال فريم ( اگر n ايستگاه در شبكه موجود و فعال باشد و هر ايستگاه فقط حق استفادة حداكثر T ثانيه از كانال را داشته باشد ، در بالاترين حدّ ترافيك ، تاخير حداكثر n.T ثانيه خواهد بود.)10

اسلاید 11: مهر 85روش كار: مطلع بودن هر ايستگاه از آدرس ايستگاه چپ و راست خود در حلقه ارسال يك فريم كنترلي به نام توكن به ايستگاه بعدي در حلقه بعد از اتمام ارسال فريم توسط ايستگاه مجوز ارسال فريم بر روي كانال در صورت داشتن فريم كنترلي توكنعدم بروز تصادم 123456263124534557حلقه مجازي بر روي شبكه باس11

اسلاید 12: مهر 85مشخصات استاندارد IEEE 802.4 : پياده سازي بسيار پيچيده نياز به حداقل 10 زمانسنج جهت كنترل و نظارت بر استاندارد نوع كانال : كابل كوآكس 75 اهم تلويزيون وجود سطوح اولويت 0 ، 2 ، 4 و 6 وبالاترين سطح اولويت 612

اسلاید 13: مهر 853- IEEE 802.5 : استاندارد شبكه‌هاي محلي حلقه مختص توپولوژي حلقه دريافت فريمهاي داده از ايستگاه قبلي و ارسال آنها به ايستگاه بعدي دريافت فريم ارسالي هر ايستگاه توسط آن ايستگاه در نهايت تقويت و انتقال فريم توسط ايستگاههاي مياني ايجاد تأخير حداقل يك بيت هنگام انتقال يك فريم توسط هر ايستگاه حالات ممكن هر ايستگاه: حالت ارسال حالت شنود حالت غيرفعالD13

اسلاید 14: مهر 85MAUشبكه حلقه با :MAU Muiti Access Unitمختل شدن كل حلقه در صورت خراب شدن يكي از ايستگاهها در شبكه حلقويراه حل: استفاده از ابزار MAU اتصال تمام كابلهاي شبكه از طريق MAU هنگام خرابي يك ايستگاه، ورودي و خروجي آن ايستگاه توسط MAU اتصال كوتاه مي‌گردد.14

اسلاید 15: مهر 85مقايسة سه استاندارد معرفي شده براي شبكه‌هاي محليIEEE 802.3 - CSMA/CD عدم وجود قطعيت و روال منظم در دسترسي به كانال وجود تأخير بسيار كم در بار پايين و راندمان كانال مناسب راندمان پايين در بار بالا به دليل افزايش تصادم كاهش راندمان كانال در سرعت بالا و كاهش طول فريم عدم وجود سطوح اولويت فريمها و ارسال صوت و تصوير در آن هزينة كم نصب و راه‌اندازي اين نوع شبكه 115

اسلاید 16: مهر 85 وجود روال منظم‌تري نسبت به استاندارد IEEE 802.3 در دسترسي به كانال. اولويت‌بندي فريمها و امكان ارسال همزمان و بلادرنگ صوت و تصوير در اولويت بالا پيچيده بودن استاندارد در اولويت بالا و آنالوگ بودن قسمتي از سخت افزار استفاده صحيحتر از كانال در بار بالا و با راندمان بهتر راندمان پائين براي فريمهاي با طول كوتاه. قابل استفاده جهت سيستمهاي بلادرنگ IEEE 802.4 – Token Bus216

اسلاید 17: مهر 85 سخت افزار كاملاً ديجيتال و عدم امكان تصادم. استفاده از كابلهاي زوج سيم يا فيبر نوري. اولويت‌بندي براي فريمها و امكان ارسال همزمان و بلادرنگ صوت و تصوير با اولويت بالا قابليت ارسال فريمهاي كوتاه بدون كم‌شدن راندمان كانال بصورت بحراني راندمان بسيار عالي در بار بالا. ( نزديك 100% ) تأثير عملكرد بد ايستگاه ناظر بر روي كل شبكه وجود تأخير ناچيز در بار پايين .( حداقل معادل زمان 24 بيت ) IEEE 802.5 – Token Ring317

اسلاید 18: مهر 85IEEE 802.6 - DQDB : استاندارد شبكة بين‌شهري بهترين كانال انتقال براي شبكه بين شهري = فيبر نوري استاندارد DQDB مبتني بر دو رشته فيبر نوري پوشش ناحيه اي به وسعت 160 كيلومتر با نرخ ارسال 44.736Mbps در شبكة مبتني بر اين استاندارد برقراري ارتباط بين ايستگاهها از طريق دو رشته فيبر نوري با طول بسيار زياد به نام باس توليد سلولهاي مشخص و ثابت 53 بايتي به طور دائم توسط ماشينهاي مولد سلول يكطرفه‌بودن مسير و جهت ارسال اطلاعات در هر يك از باسها تقويت و ارسال بيتهاي سلول دريافتي به قطعه بعدي توسط هر ايستگاهباس 1باس 2A B C D EFماشين مولد سلولماشين مولد سلول18

اسلاید 19: مهر 85IEEE 802.11 – Wireless Lan : استاندارد شبكه‌هاي بي‌سيم انتقال داده‌ها توسط ايستگاههاي متحرك (همانند كامپيوترهاي كيفي) در بُرد محدود ( در حدّ چند ده متر ) روي باند UHF وجود تعدادي ايستگاه ثابت در محدودة پياده‌سازي چنين شبكه‌اي (‌ارتباط آنها نيز با ايستگاههاي متحرك بي‌سيم است.) پهناي باند كانال بين يك تا دومگابيت بر ثانيه توان انتقال ثابت و محدود ايستگاههاي متحرك ( يعني بُرد سيگنال تمام ايستگاهها يكسان است ) به دليل پراكندگي تصادفي ايستگاهها ، فقط تعداد محدودي از ايستگاههاي متحرك در محدودة برد يكديگر هستند.CBDEL1L2ِAپراكندگي اتفاقي ايستگاهها در شبكة بي‌سيم 19

اسلاید 20: 20شبکه هاي بيسيمشبکه بيسيم (a) با ايستگاه مرکزي (b) بدون ايستگاه مرکزي

اسلاید 21: 21شبکه هاي بيسيم(ادامه)گاهي برد امواج راديويي براي پوشش دادن به تمام شبکه کافي نيست

اسلاید 22: 22ايستگاه مخفي/ آشکار(a) مشکل ايستگاه مخفي (b) مشکل ايستگاه آشکار

اسلاید 23: مهر 85عمليات دست تكانيانجام عمليات دست تكاني قبل از ارسال روي كانال توسط ايستگاهها در استاندارد IEEE 802.11 ارسال فريم كوتاه RTS (Request To Send) 30 بايتي توسط ارسال كننده فريم د ر محدوده برد خودفريمRTS شامل : آدرس گيرنده، فرستنده و طول فريم ارساليارسال فريم CTS Clear To Send) ( در صورت آماده‌بودن گيرنده در پاسخهر ايستگاهي كه سيگنال RTS را احساس مي كند به فرستنده نزديك است در نتيجه بايد به مدت كافي صبر كند تا CTS بدون تصادم به فرستنده برگردد. هر ايستگاهي كه CTS را مي‌شنود به گيرنده نزديك است و بايد به اندازة مدت انتقال فريم داده صبر كند تا انتقال فريم تمام شود. ( طول فريم در RTS و CTS به همة ايستگاهها اعلام مي‌شود) 23

اسلاید 24: مهر 85 ارسال فريم RTS از طرف ايستگاه A به B برگشت فريم CTS از طرف ايستگاه B به A24

اسلاید 25: مهر 85 متغير‌بودن توپولوژي شبكه انجام مسيريابي جهت برقراري ارتباط بين ايستگاههايي كه در محدوده برد يكديگر نيستند وقوع تصادم در حين ارسال فريمهاي RTS و CTSIEEE 802.11 استاندارد25

اسلاید 26: 26شبکه هاي محلي بي سيم(ادامه-4)ارسال انفجاري چند قطعه

اسلاید 27: مهر 85فصل سوم: لايه IP در شبکه اينترنت مفاهيم لايه IP تشريح پروتکل و بسته‌هاي IP آدرس‌دهي ماشينها و کلاسهاي آدرس الگوهاي زير شبکه پروتکل ICMP پروتکلهاي ARP,RARP,BOOTPهدفهاي آموزشي :27

اسلاید 28: مهر 85هدايت بسته‌هاي اطلاعاتي از شبکه‌اي به شبکه‌هاي ديگرلايه IPآدرسهاي MAC آدرسهاي قابل تعريف در لايه اول (لايه فيزيکي) جهت انتقال فريمها روي کانال ☻☻ وابسته به ساختار شبکهدر پروتکل SLIP فيلد آدرس MAC وجود ندارددر پروتکل CSMA/CD شبکه (Ethernet) MAC آدرس = 6 بايت28

اسلاید 29: مهر 85 بي‌نظمي در شبکه‌هاي مختلف تنوع توپولوژي و پروتکلها تفاوت در روشهاي آدرس‌دهي تعريف آدرسهاي جهاني و استاندارد براي تمامي ايستگاهها ساختار يکسان بسته قرارگرفته درون فيلد داده از فريمهر شبکه عدم وابستگي بسته به نوع شبکه و سخت افزاربسته IPواحد اطلاعاتي که درون فيلد داده از فريم فيزيکي قرار گرفته و با عبور از يک شبکه به شبکه ديگر تغيير نمي‌کند.29

اسلاید 30: مهر 85آدرس IPآدرس جهاني و مشخص کننده ماشين به صورت يکتا و فارغ از ساختار شبکه‌ايمسيرياب Router)) ماشيني با تعدادي ورودي و خروجي دريافت بسته‌هاي اطلاعاتي از ورودي و هدايت و انتخاب کانال خروجي مناسب بر اساس آدرس مقصدمسيرياب30

اسلاید 31: مهر 85 لايه اينترنت (Network)ستون فقرات ( Backbone) : خطوط ارتباطي با پهناي باند ( نرخ ارسال ) بسيار بالا و مسيريابهاي بسيار سريع و هوشمند در قسمت زيرشبکهزيرشبکه (( Subnet : زير ساخت ارتباطي شبکه‌ها31

اسلاید 32: مهر 85 قرارداد حمل و تردد بسته‌هاي اطلاعاتي مديريت و سازماندهي مسيريابي صحيح بسته‌ها از مبدأ به مقصدپروتکل IP:واحد اطلاعات که به صورت يکجا از لايه IP به لايه انتقال تحويل داده مي‌شود يا بالعکس لايه انتقال آنرا جهت ارسال روي شبکه به لايه IP تحويل داده و ممکن است شکسته شود.ديتاگرام32

اسلاید 33: مهر 85قالب بسته IP33

اسلاید 34: مهر 85فيلد Version چهار بيت مشخص کننده نسخه پروتکل IPنسخه شماره 4 پروتکل Version= 0100 IP نسخه شماره 6 پروتکل IP فيلد IHL (IP Header Length) چهار بيتي مشخص کننده طول کل سرآيند بسته بر مبناي کلمات 32 بيتي حداقل مقدار فيلد IHP عدد 5 34

اسلاید 35: مهر 85فيلد Type of sevice فيلد 8 بيتي مشخص کننده درخواست سرويس ويژه‌اي توسط ماشين ميزبان از مجموعه زيرشبکه براي ارسال ديتاگرامP2P1P0DTR--تقدم بستهتقدم بستهتقدم بستهتأخيرظرفيت خروحيThrouputقابليت اطمينانبلااستفادهبلااستفادهبخشهاي فيلد:تعيين کننده اولويت بسته IPقراردادن عدد 1 توسط ماشين ميزبان در اين بيتها جهت انتخاب مسير مناسب توسط مسيريابها 35

اسلاید 36: مهر 85فيلد Total Length فيلد 16 بيتي مشخص کننده طول کل بسته IP ( مجموع اندازه سرآيند و ناحيه داده) حداکثر طول کل بسته IP 65535 بايتفيلد Identification فيلد 16 بيتي مشخص کننده شماره يک ديتاگرام واحد36

اسلاید 37: مهر 85فيلد Fragment Offsetالف) بيت DF (( Don’t Fragment:با يک شدن اين بيت در يک بستهIP هيچ مسيريابي اجازه قطعه قطعه نمودن بسته را نداردب) بيت MF (More Fragment ):MF=0 : مشخص کننده آخرين قطعه IP از يک ديتاگرامMF=1 : وجود قطعات بعدي از يک ديتاگرام ج) Fragment offset 13 بيتي نشان دهنده شماره ترتيب هر قطعه ازيک ديتاگرام شکسته شده حداکثرتعداد قطعات يک ديتاگرام 819237

اسلاید 38: مهر 8538مثال:ديتاگرام به طول 5000 بايت

اسلاید 39: مهر 85فيلد Time To Live فيلد 8 بيتي مشخص کننده طول عمر بسته IPبرحسب عبور از هر مسيرياب حداکثر طول عمر بسته IP = 255 فيلد پروتکل نشان دهنده شماره پروتکل لايه بالاتر متقاضي ارسال ديتاگرام فيلد 8 بيتي39

اسلاید 40: مهر 85فيلد Header Ckecksum فيلد 16 بيتي کشف خطاهاي احتمالي در سرآيند هر بسته IPروش محاسبه كد كشف خطا:جمع كل سرآيند يه صورت دو بايت دو بايت حاصل جمع به روش مكمل يك منفي مي گرددقرارگرفتن عدد منفي حاصله در فيلد Header Ckecksum 40

اسلاید 41: مهر 85فيلد Source Addressفيلد 32 بيتي مشخص کننده آدرس ماشين مبدأفيلد Destination Address فيلد 32 بيتي مشخص کننده آدرس IP ماشين مقصد41

اسلاید 42: مهر 85فيلد Payload قرارگرفتن داده هاي دريافتي از لايه بالاتر دراين فيلدفيلد اختياري Option حداکثر 40 بايت محتوي اطلاعات جهت يافتن مسير مناسب توسط مسيريابها42

اسلاید 43: مهر 85آدرسها در اينترنت و اينترانتشناسايي تمام ابزار شبکه (ماشينهاي ميزبان, مسيريابها, چاپگرهاي شبکه ) در اينترنت با يک آدرس IP آدرس IP 32 بيتي پرارزشترين بايت آدرس IP مشخص کننده کلاس آدرس نوشتن آدرسهاي IP به صورت چهار عدد دهدهي که با نقطه از هم جدا شده اند جهت سادگي نمايش43

اسلاید 44: مهر 85تقسيم 32 بيت آدرس IP به قسمتهاي :آدرس ماشين/ آدرس زيرشبکه/ آدرس شبکهکلاس Aکلاسهاي آدرس IPکلاس Eکلاس Dکلاس Cکلاس B44

اسلاید 45: مهر 8515آدرسهاي کلاس A مقدرا پرارزشترين بيت = 0 7 بيت از يک بايت اول = مشخصه آدرس IP 3 بايت باقيمانده مشخص‌کننده آدرس ماشين ميزبان بايت پرارزش در محدوده صفر تا 127 0Network ID = 7 Bit01.0.0.0 to127.255.255.255 NetworkHost ID032 bits45

اسلاید 46: مهر 85 NetworkHost IDکلاس B مقدار دو بيت پرارزش = 10 14 بيت از دو بايت سمت چپ = آدرس شبکه دو بايت اول از سمت راست = آدرس ماشين ميزبان128.0.0.0 to191.255.255.255Network ID = 14 BitHost ID Network ID1032 bits46

اسلاید 47: مهر 85کلاس C مناسب‌ترين و پرکاربرد‌ترين کلاس از آدرسهاي IP مقدار سه بيت پرارزش = 110 21 بيت از سه بايت سمت چپ = مشخص‌کننده آدرس شبکه 8 بيت سمت چپ = آدرس ماشين ميزبان240.0.0.0 to247.255.255.255 Network IDHost ID11032 bits47

اسلاید 48: مهر 851110Multicast Address32 bitsکلاس D مقدار چهار بيت پرارزش = 111028 بيت = تعيين آدرسهاي چند مقصده ( آدرسهاي گروهي ) کاربرد = عمليات رسانه‌اي و چند پخشي48

اسلاید 49: مهر 85کلاس E مقدار پنج بيت پرارزش = 11110 Unused Address Space1111032 bits49

اسلاید 50: مهر 85آدرسهاي خاص در بين تمام کلاسهاي آدرس IP با پنج گروه از آدرسها نمي توان يک شبکه خاص را تعريف و آدرس‌دهي نمود. آدرس 0.0.0.0آدرس خاصآدرس 255 NetID. آدرس 255.255.255.255آدرس .XX.YY.ZZ127آدرس 0. HostID50

اسلاید 51: مهر 85آدرس 0.0.0.0:هر ماشين ميزبان كه از آدرس IP خودش مطلع نيست اين آدرس را بعنوان آدرس خودش فرض مي‌كند. آدرس 0. HostID :اين آدرس زماني به كار مي‌رود كه ماشين ميزبان ، آدرس مشخصة شبكه‌اي كه بدان متعلق است را نداند. در اين حالت در قسمت NetID مقدار صفر و در قسمت HostID شمارة مشخصة ماشين خود را قرار مي‌دهد.051

اسلاید 52: مهر 85آدرس 255.255.255.255:جهت ارسال پيامهاي فراگير براي تمامي ماشينهاي ميزبان بر روي شبكة محلي كه ماشين ارسال‌كننده به آن متعلق است .آدرس 255 NetID. :جهت ارسال پيامهاي فراگير براي تمامي ماشينهاي يك شبكة راه دور كه ماشين ميزبان فعلي متعلق به آن نيست .آدرس 127.xx.yy.zz : اين آدرس بعنوان “آدرس بازگشت” شناخته مي‌شود و آدرس بسيار مفيدي براي اشكالزدايي از نرم افزار مي‌باشد .52

اسلاید 53: آدرس IP:قسمت subnet: بيتهاي با درجه بالا (سمت چپ)قسمت host: بيتهاي با درجه پايين (سمت راست)Subnet چيست؟واسط دستگاههايي که قسمت subnet درون آدرس IP آنها يکي مي‌باشد.بدون مداخله هيچ روتري مي‌توانند با يکديگر ارتباط برقرار کنند.223.1.1.1223.1.1.2223.1.1.3223.1.1.4223.1.2.9223.1.2.2223.1.2.1223.1.3.2223.1.3.1223.1.3.27شبکه‌اي شامل سه subnetLANSubnet يا زيرشبکه

اسلاید 54: Subnet يا زيرشبکهsubnetها:223.1.1.0/24223.1.2.0/24223.1.3.0/24223.1.9.0/24223.1.7.0/24223.1.8.0/24223.1.1.1223.1.1.3223.1.1.4223.1.2.2223.1.2.1223.1.2.6223.1.3.2223.1.3.1223.1.3.27223.1.1.2223.1.7.0223.1.7.1223.1.8.0223.1.8.1223.1.9.1223.1.9.2

اسلاید 55: کلاسهاي آدرس IPدر آدرس دهي با استفاده از کلاسها تعداد بيتهاي subnet مي‌بايست 8، 16 و يا 24 باشد.مشکلات:به عنوان مثال اگر از کلاس C استفاده شود تعداد host ها در يک شبکه بسيار محدود مي‌شود.اگر از کلاس B استفاده شود براي سازمانهايي که تعداد hostهاي نه چندان زيادي دارند تعداد زيادي آدرس IP بلااستفاده مي‌ماند. به عنوان مثال براي شبکه اي با 2000 host کلاس C کافي نيست و در کلاس Bحدود 63000 آدرس خالي مي‌ماند.

اسلاید 56: CIDR: Classless InterDomain Routing يا مسيريابي بين دامنه‌اي بدون کلاسقسمت subnet در آدرس IP برخلاف آدرس دهي با کلاس، مي‌تواند هر طول دلخواهي داشته باشد.فرمت آدرس: a.b.c.d/x که x تعداد بيتهايي است که مربوط به قسمت subnet مي‌باشد.آدرس دهي بدون کلاس يا CIDR11001000 00010111 00010000 00000000subnetparthostpart200.23.16.0/23

اسلاید 57: پاسخ: شبکه قسمتي از آدرس را که مربوط به فضاي آدرس ISP او است را بدست مي‌آورد.چگونه IP بدست مي آوريم؟ISPs block 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/20 Organization 0 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/23 Organization 1 11001000 00010111 00010010 00000000 200.23.18.0/23 Organization 2 11001000 00010111 00010100 00000000 200.23.20.0/23 ... ….. …. ….Organization 7 11001000 00010111 00011110 00000000 200.23.30.0/23

اسلاید 58: مهر 85پروتکل ICMP: Internet Control Message Protocol بررسي انواع خطا و ارسال پيام براي مبدأ بسته در صورت بروز خطا و اعلام نوع خطا يك سيستم گزارش خطا قرارگرفتن پيام ICMP درون بسته IPICMP HeaderIP HeaderPayloadICMP MessageMAC HeaderData Field (Payload)58

اسلاید 59: مهر 8532 بيتDataParametersTypeCodeChecksumقالب پيام ICMPفيلد Type: مشخص كننده نوع پيامفيلد Code: مشخص كننده كد زيرنوعفيلد Checksum: جهت سنجش اعتبار و درستي بسته ICMP 59

اسلاید 60: مهر 851) پيام Destination Unreachableانواع پيامهاي ICMP عدم تشخيص آدرس توسط مسيرياب و يا زير شبكه نرسيدن بسته به مقصد به هر علتInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramUnusedType=3?= CodeChecksum2322212019181716151413121110980 : در دسترس‌نبودن شبكه مورد نظر1: در دسترس‌نبودن ماشين ميزبان2: عدم تعريف پروتكل موردنظر60

اسلاید 61: مهر 85Internet Header + 64 bits of Original Data DatagramUnusedType=11?= CodeChecksum2) پيامTime Exceeded ارسال پيام به فرستنده بسته جهت آگاهي از اتمام طول عمر بسته و حذف آن توسط مسيرياب. = اتمام زمان حيات بسته1= اتمام زمان بازسازي قطعات يك ديتاگرام61

اسلاید 62: مهر 853) پيام Parameter Problemنشان‌دهنده وجود مقدار نامعتبر در يكي از فيلدهاي سرآيند بسته IPUnusedType=12Internet Header + 64 bits of Original Data DatagramPointer0= CodeChecksum62

اسلاید 63: مهر 85ChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksum0= Code0= Code0= Code0= Code0= Code0= Code0= Code0= CodeType=4Type=4Type=4Type=4Type=4Type=4Type=4Type=4UnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedUnusedInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data DatagramInternet Header + 64 bits of Original Data Datagram4) پيام Source Quench تقاضاي كاهش نرخ توليد و ارسال بسته‌هاي IP از ماشين ميزبان63

اسلاید 64: مهر 855) پيام Redirect وجود اشكال در مسيريابي Internet Header + 64 bits of Original Data DatagramGateway Internet AddressType=5?= CodeChecksum 0 = تغيير مسير به شبكه‌اي كه آدرس آن مشخص شده است.1 = تغيير مسير به ماشيني كه آدرس آن مشخص شده است.2 = تغيير مسير به شبكه‌اي كه آدرس آن مشخص شده است جهت تأمين سرويس ويژة درخواستي مشخص شده در فيلد Type of service3 = تغيير مسير به ماشيني كه آدرس آن مشخص شده است جهت تأمين سرويس ويژة درخواستي مشخص شده در فيلد Type of service 64

اسلاید 65: مهر 856) پيامهاي Echo Request , Echo Reply پيامEcho Request : موجود و قابل دسترس بودن يك ماشين خاص در شبكه توسط مسيريابپيام Echo Reply : پاسخ مقصد مبني بر دريافت پيام Echo Request IdentifierSequence NumberDataType=? 0= CodeChecksum8 : براي مشخص كردن پيام Echo Request0 : براي مشخص كردن پيام Echo Reply65

اسلاید 66: مهر 857) پيامهاي Timestamp Reply و Timestamp Request ChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksumChecksum0=Code0=Code0=Code0=Code0=Code0=Code0=Code0=CodeType=?Type=?Type=?Type=?Type=?Type=?Type=?Type=?Sequence NumberSequence NumberSequence NumberSequence NumberSequence NumberSequence NumberSequence NumberSequence NumberSequence NumberSequence NumberSequence NumberSequence NumberSequence NumberSequence NumberSequence NumberSequence NumberIdentifierIdentifierIdentifierIdentifierIdentifierIdentifierIdentifierIdentifierIdentifierIdentifierIdentifierIdentifierIdentifierIdentifierIdentifierIdentifierOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampOriginate TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampReceive TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit TimestampTransmit Timestamp13 : براي مشخص كردن پيام Timestamp Request14 : براي مشخص كردن پيام Timestamp Replyدريافت‌كننده پيام Timestamp Request زمان دريافت و زمان ارسال بسته را نيز مشخص مي‌كند. 66

اسلاید 67: مهر 85پروتكل ARP : Address Resolution Protocol بي‌معنابودن آدرسهاي IP روي كانال انتقال دانستن آدرس IP ماشين مقصد و نياز به داشتن آدرس فيزيكي آن جهت ارسال بسته وظيفه پروتكل ARP: ارسال بسته فراگير روي كل شبكه محلي كه در آن آدرسIP ماشين مورد نظر قرار دارد. پاسخ ماشين با آدرس IP موجود در بسته ارسالي و ارسال آدرس فيزيكي خود براي ارسال‌كننده بسته ARP67

اسلاید 68: مهر 85برخلاف پروتكل ICMP كه روي پروتكل IP قرار مي‌گيرد ، پروتكل ARP مستقيماً بر روي پروتكل لاية فيزيكي عمل مي‌كند؛ يعني يك بستة ARP ساخته شده و درون فيلد داده از فريم لاية فيزيكي قرار گرفته و روي كانال ارسال مي‌شود .ARP LayoutMAC HeaderData Field (Payload)چگونگي قرار گرفتن يك پيام ARP درون فريم لاية فيزيكي 68

اسلاید 69: مهر 85ساختار پيامهاي ARP Hardware TypeHardware TypeProtocol TypeProtocol TypeProtocol Address LengthHardware Address LengthOperation CodeOperation CodeSource Hardware AddressSource Hardware AddressSource IP AddressSource IP AddressDestination Hardware AddressDestination Hardware AddressDestination IP AddressDestination IP Address69

اسلاید 70: مهر 85پروتكل RARP : Reverse Address Resolution Protocol ايستگاه آدرس فيزيكي مورد نظرش را مي‌داند وليكن آدرس IP آن را نمي‌داند ارسال يك بسته فراگير روي خط تمامي‌ايستگاههايي كه از پروتكل RARP حمايت مي‌كنند و بسته‌هاي مربوطه را تشخيص مي‌دهند، در صورتي كه آدرس فيزيكي خودشان را درون بسته ببينند در پاسخ به آن، آدرس IP خود را در قالب يك بستة RARP Reply برمي‌گردانند. توجه: بسته‌هاي RARP, ARP از نوع فراگير محلي Local Broadcast هستند و بالطبع توسط مسيريابها منتقل نمي‌شوند و فقط در محدوده شبكه محلي عمل مي‌كنند. . 70

اسلاید 71: مهر 85پروتكل BootP گاهي نياز است كه يك آدرس IPروي چند شبكه محلي جستجو شود كه در اين حالت RARP جوابگو نيست . داشتن آدرس فيزيكي ماشين مورد نظر و نياز به پيداكردن آدرس IP ان در شبكه‌هاي محلي ديگر استفاده از بسته‌هاي UDP در اين پروتكل71

اسلاید 72: مهر 85 مفاهيم اوليه مسيريابي الگوريتم‌هاي مسيريابي LS الگوريتم‌هاي مسيريابي بردار فاصله - DV - مسيريابي سلسله مراتبي پروتکل RIP پروتکل OSPF پروتکل BGPفصل چهارم : مسيريابي در شبکه اينترنتهدفهاي آموزشي :72

اسلاید 73: مهر 851) مفاهيم اوليه مسيريابيمسيرياب: ابزاري است براي برقراري ارتباط دو يا چند شبکهزيرساخت ارتباطي: مجموعه مسيريابها و کانالهاي فيزيکي ما بين آنهاالگوريتم‌هاي مسيريابي : روشهايي براي پيدا کردن مسيري بهينه ميان دومسيرياب به گونه‌اي که هزينه کل مسير به حداقل برسد. زيرساخت ارتباطي يك شبكة فرضيABCEFD5533111222مسيرياب73

اسلاید 74: مهر 85برخي اصطلاحات کليدي در مسيريابيآدرسهاي MAC: آدرسهاي لايه فيزيکي جهت انتقال فريمها بر روي کانال اندازه آدرس وابسته به پروتکل و توپولوژي شبکه تغيير آدرسهاي MAC بسته‌هاي اطلاعاتي هنگام عبور از مسيريابهاي موجود در مسيرآدرسهاي IP : آدرسهاي جهاني و منحصر به فرد مشخص‌کننده يک ماشين فارغ از نوع سخت افزار و نرم افزار آن ثابت بودن آدرسهاي IP بسته هاي اطلاعاتي هنگام عبور از مسيريابهاي موجود در مسيربسته IP: واحد اطلاعاتي با اندازه محدود74

اسلاید 75: مهر 85توپولوژي شبكه: مجموعه مسيريابها و كانالهاي فيزيكي ما بين آنها در زيرساخت ارتباطي يك شبكه متغير با زمانترافيك شبكه: تعداد متوسط بسته‌هاي اطلاعاتي ارسالي و يا دريافتي روي يك كانال در واحد زمان متغير با زمانگام يا Hop: عبور بسته از يك مسيرياب = گام تعداد مسيريابهاي موجود در مسير يك بسته = تعداد گام = Hop Count ازدحام يا Congestion: بيشتر بودن تعداد متوسط بسته‌هاي ورودي به يك مسيرياب از تعداد متوسط بسته هاي خروجيبن بست Deadlock:پايان طول عمر بسته‌ها 75

اسلاید 76: مهر 851-1) روشهاي هدايت بسته‌هاي اطلاعاتي در شبکه‌هاي کامپيوتريالف) روش مدار مجازي Virtual Circuit (VC)ب) روش ديتاگرام Datagram خصوصيات روش VC ارسال بسته‌هاي اطلاعاتي بدون نياز به اطلاع از آدرسهاي IP مبدأ و مقصد و فقط داشتن شماره VC جهت ارسال بسته عدم اجراي الگوريتم مسيريابي جهت هدايت بسته‌هاي اطلاعاتي از مبدأ به مقصد دريافت بسته به ترتيب ارسال شده در مقصد عدم احتمال گم‌شدن بسته‌ها در عمل مسيريابي در شبكه76

اسلاید 77: مهر 85applicationtransportnetworkdata linkphysicalapplicationtransportnetworkdata linkphysical1. Initiate call2. incoming call3. Accept call4. Call connected5. Data flow begins6. Receive dataروش vc77

اسلاید 78: مهر 85خصوصيات روش ديتاگرام ارسال بسته‌هاي اطلاعاتي با استفاده از آدرسهاي IP مبدأ و مقصد در شبكه انجام مسيريابي جداگانه براي هر بسته توزيع و هدايت بسته‌ها روي مسيرهاي متفاوت بر اساس شرايط توپولوژيكي و ترافيكي لحظه‌اي شبكه امكان دريافت بسته بدون ترتيب ارسال شده در مقصد لزوم نظارتهاي ويژه بر گم شدن و يا تكراري بودن بسته در لايه‌هاي بالاتر78

اسلاید 79: مهر 85applicationtransportnetworkdata linkphysicalapplicationtransportnetworkdata linkphysical1. Send data2. Receive dataروش Datagram79

اسلاید 80: مهر 85انواع الگوريتمهاي مسيريابيايستاالف) از ديدگاه روش تصميم‌گيري و ميزان هوشمندي الگوريتمپويا ب) از ديدگاه چگونگي جمع‌آوري و پردازش طلاعات زيرساخت ارتباطي شبكهسراسري / متمركزغيرمتمركز80

اسلاید 81: مهر 85الگوريتم ايستا عدم توجه به شرايط توپولوژيكي و ترافيك لحظه‌اي شبكه جداول ثابت مسيريابي هر مسيرياب در طول زمان الگوريتم‌هاي سريع تنظيم جداول مسيريابي به طور دستي در صورت تغيير توپولوژي زيرساخت شبكه تغيير مسيرها به کندي در اثناي زمانالگوريتم پويا به هنگام سازي جداول مسيريابي به صورت دوره‌اي بر اساس آخرين وضعيت توپولوژيكي و ترافيك شبكه تغيير سريع مسيرها تصميم‌گيري بر اساس وضعيت فعلي شبكه جهت انتخاب بهترين مسير× ايجاد تأخيرهاي بحراني هنگام تصميم‌گيري بهترين مسير به جهت پيچيدگي الگوريتم81

اسلاید 82: مهر 85الگوريتم سراسري اطلاع كامل تمام مسيريابها از همبندي شبکه و هزينه هر خطالگوريتم‌هاي Link State (LS)الگوريتم غير متمركز محاسبه و ارزيابي هزينه ارتباط با مسيريابهاي همسايه (مسيريابهايي كه به صورت مستقيم و فيزيكي با آن در ارتباط هستند) ارسال جداول مسيريابي توسط هر مسيرياب در فواصل زماني منظم براي مسيريابهاي مجاور پيچيدگي زماني كم الگوريتم‌هاي Distance Vector82

اسلاید 83: مهر 853-1) روش ارسال سيل آسا ( Flooding Algorithm) سريعترين الگوريتم براي ارسال اطلاعات به مقصد در شبكه جهت ارسال بسته‌هاي فراگير و كنترلي مانند اعلام جداول مسيريابيمشكل روش سيل آسا ايجاد حلقه بينهايت و از كارافتادن شبكه83

اسلاید 84: مهر 85BCDEAحلقه‌هاي بينهايت در روش سيل آساراه حل رفع مشكل حلقه بينهايت1) قراردادن شماره شناسايي براي هر بسته Selective Flooding2) قراردادن طول عمر براي بسته‌ها84

اسلاید 85: مهر 85الگوريتم هاي LS1- شناسايي مسيريابهاي مجاور2- اندازه‌گيري هزينه3- تشكيل بسته‌هاي LS4- توزيع بسته‌هاي LS روي شبكه5- محاسبه مسيرهاي جديد1- شناسايي مسيريابهاي مجاور ارسال بسته خاصي به نام بسته سلام Hello Packet توسط مسيرياب به تمام خروجي‌ها پاسخگويي مسيريابهاي متصل از طريق كانال فيزيكي مستقيم به بسته ارسالي و اعلام آدرس IP خود به مسيرياب درج اطلاعات بسته‌هاي پاسخ در جدول مسيرياب85

اسلاید 86: مهر 85اندازه‌گيري هزينه 2- اندازه‌گيري تأخير هر يك از خطوط خروجي مسيرياب توسط خود مسيرياب ارسال بسته خاص به نام Echo Packet روي تمام خطوط خروجي خود پاسخ تمام مسيريابهاي گيرنده بسته با ارسال بسته Echo Reply اگر مسيرياب موظف باشد كه با دريافت بستة Echo خارج از نوبت و به سرعت به آن پاسخ بدهد ، “زمان رفت و برگشت” اين بسته فقط تاخير فيزيكي بين دو مسيرياب را به عنوان معيار هزينه مشخص مي‌كند.اندازه‌گيري اين زمان با استفاده از زمان سنج و تقسيم آن مقدار بر عدد 2 و درج در جدول توسط مسيرياب 86

اسلاید 87: مهر 853- تشكيل بسته‌هاي LS تشكيل بسته LS پس از جمع آوري اطلاعات لازم از مسيريابهاي مجاور شامل: الف) آدرس جهاني مسيرياب توليدكنندة بستهب) يك شمارة ترتيب (تا بسته‌هاي تكراري از بسته‌هاي جديد تشخيص داده شوند.)ج) طول عمر بسته (تا اطلاعات بسته ، زمان انقضاي اعتبار داشته باشد.)د) آدرس جهاني مسيريابهاي مجاور و هزينة تخمينيبسته‌هاي LSيك زيرساخت از يك شبكه فرضيفيلد شماره ترتيبفيلد طول عمر87

اسلاید 88: مهر 854- توزيع بسته‌هايLS روي شبكه ارسال بسته‌هاي LS به روش سيل آسا وجود شماره ترتيب براي هر بسته جهت جلوگيري از بروز حلقه تكرار در نظرگرفتن طول عمر براي هر بسته جهت رفع مشكل دريافت بسته‌هاي تكراري احراز هويت ارسال‌كننده بسته LS در مسيريابها جهت جلوگيري از بسته‌هاي LS آلوده88

اسلاید 89: مهر 855- محاسبه مسيرهاي جديد تشكيل ساختمان داده گراف زيرشبكه جهت انتخاب بهترين مسير بين دو گره هنگام دريافت بسته‌هاي LS از تمام مسيريابهاي شبكه استفاده از الگوريتم دايجكسترا جهت يافتن بهترين مسير بين دو گره( Dijkstra Shortest Path Algorithm) است. j تا i بيانگر هزينه خط ميان گره C( i , j )* هرگاه همسايگاني در مجاورت گره وجود نداشته باشند بينهايت تلقي مي شود.C( i , j ) .V هزينه فعلي مسير ميان مبدا تا گره D(v)* درست قبل ازV گره‌اي که در طول مسير از مبدا تا P(v)* واقع شده. V *N مجموعه گره‌هايي که عبور از آنها کم هزينه برآورد گشته است.89

اسلاید 90: Network Layer4-90الگوريتم حالت لينک (Link State)C(x,y): هزينه لينک از نود x به نود y. در صورتي که نودهاي x و y همسايه نباشند ∞ است.D(v): هزينه فعلي مسير از مبدا به مقصد vP(v): نود ماقبل در مسير مبدا تا نود vN‘: مجموعه نودهايي که کوتاهترين مسير تا آنها محاسبه شده است.الگوريتم ديکسترا (Dijkstra):همه نودها از توپولوژي شبکه و هزينه لينکها با خبر مي شوند.توسط ارسال همگاني بسته هاي حالت لينکهمه نودها داراي اطلاعات يکسان مي باشندهر نود به صورت جداگانه هزينه خود را تا ديگر نودهاي شبکه محاسبه مي کند.بدين وسيله جدول forwarding خود را مي سازد.تکراري (iterative): بعد از k تکرار نود کوتاهترين مسير خود تا k نود را محاسبه مي نمايد.

اسلاید 91: مهر 85Dijkstra’s Algorithm91

اسلاید 92: 92Dijkstra’s algorithm: exampleStep012345NuuxuxyuxyvuxyvwuxyvwzD(v),p(v)2,u2,u2,uD(w),p(w)5,u4,x3,y3,yD(x),p(x)1,uD(y),p(y)∞2,xD(z),p(z)∞ ∞ 4,y4,y4,yuyxwvz2213112535

اسلاید 93: Network Layer4-93Dijkstra’s algorithm: example (2) uyxwvzResulting shortest-path tree from u:vxywz(u,v)(u,x)(u,x)(u,x)(u,x)destinationlinkResulting forwarding table in u:

اسلاید 94: 94تمرين (Link State) مبدا نود A

اسلاید 95: مهر 85الگوريتمهاي DV يا بردار فاصله يكي از روشاي پويا در مسيريابي مورد استفاده در شبكه ARPA استفاده در مسيريابهاي كوچك نامهاي متفاوت روش DV پروتكل RIP الگوريتم مسيريابي Bellman - Ford الگوريتم مسيريابي Ford – Fulkerson الگوريتم Distance Vector Routing95

اسلاید 96: Network Layer4-96الگوريتم بردار فاصله Dx(y): کمترين هزينه مسير از x به y:c(x,v) نود x هزينه تا نودهاي مجاورش را مي داند.نود x بردار فاصله را در خود نگهداري مي کند.Dx = [Dx(y): y є N ]نود x همچنين بردار فاصله نودهاي مجاورش را نيز نگهداري مي کند.براي هر نود v که در مجاورت x قرار دارد بردار فاصله زير را نگه مي دارد: Dv = [Dv(y): y є N ]

اسلاید 97: 97الگوريتم بردار فاصلهايده اصلي:در طي زمان هر نود بردار فاصله خود را براي همسايگانش مي فرستد.هنگامي که نود x بردار فاصله جديدي را از همسايه اش دريافت مي کند، بردار فاصله خود را با استفاده از معادله بلمن- فورد به روز مي نمايد.Dx(y) ← minv{c(x,v) + Dv(y)} for each node y ∊ Nدر طول مدت زمان و ارسالهاي متوالي بردارهاي فاصله، تقريب هر نود از فاصله اش تا نودهاي ديگر به کوتاهترين فاصله همگرا مي شود.

اسلاید 98: Network Layer4-98به صورت تکراريغير همزمان: هر تکرار در نود در اثر:تغيير هزينه کانالهاي متصل به نوددريافت يک بردار فاصله جديد از همسايگانمي تواند اتفاق بيفتد.توزيع شده:هر نود تنها زماني بردار فاصله اش را براي همسايگانش مي فرستد که تغييري در آن ايجاد شده باشد.Distance Vector Algorithm (5)wait for (change in local link cost or msg from neighbor)recompute estimatesif DV to any dest has changed, notify neighbors Each node:

اسلاید 99: Network Layer4-99x y zxyz0 2 7∞∞∞∞∞∞fromcost tofromfromx y zxyz0fromcost tox y zxyz∞∞∞∞∞cost tox y zxyz∞∞∞710cost to∞2 0 1∞ ∞ ∞2 0 17 1 0timexz127ynode x tablenode y tablenode z tableDx(y) = min{c(x,y) + Dy(y), c(x,z) + Dz(y)} = min{2+0 , 7+1} = 2Dx(z) = min{c(x,y) + Dy(z), c(x,z) + Dz(z)} = min{2+1 , 7+0} = 332

اسلاید 100: Network Layer4-100x y zxyz0 2 7∞∞∞∞∞∞fromcost tofromfromx y zxyz0 2 3fromcost tox y zxyz0 2 3fromcost tox y zxyz∞∞∞∞∞cost tox y zxyz0 2 7fromcost tox y zxyz0 2 3fromcost tox y zxyz0 2 3fromcost tox y zxyz0 2 7fromcost tox y zxyz∞∞∞710cost to∞2 0 1∞ ∞ ∞2 0 17 1 02 0 17 1 02 0 13 1 02 0 13 1 02 0 13 1 02 0 13 1 0timexz127ynode x tablenode y tablenode z tableDx(y) = min{c(x,y) + Dy(y), c(x,z) + Dz(y)} = min{2+0 , 7+1} = 2Dx(z) = min{c(x,y) + Dy(z), c(x,z) + Dz(z)} = min{2+1 , 7+0} = 3

اسلاید 101: مهر 85اصول كار روش DV محاسبه خطوطي را كه به صورت فيزيكي با مسيريابهاي ديگر دارد و درج در جدول مسيريابي بينهايت درنظرگرفتن هزينة خطوطي كه مسيرياب با آنها در ارتباط مستقيم نيست ارسال ستون هزينه از جدول مسيريابي براي مسيريابهاي مجاور در بازه‌هاي زماني مشخص،‌ توسط هر مسيرياب (“يعني فقط براي مسيريابهائي كه با آن در ارتباط است نه تمام مسيريابها ”). دريافت اطلاعات جديد ا زمسيريابهاي مجاور در در فواصل T ثانيه‌اي به هنگام نمودن جدول مسيريابي پس از دريافت جداول مسيريابي از مسيريابهاي مجاور ، طبق يك الگوريتم بسيار ساده101

اسلاید 102: مهر 85جدول مسيريابي مربوط به مسيرياب Jزيرساخت ارتباطي يك شبكة فرضي با دوازده مسيريابالگوريتمهاي DV يا بردار فاصله102

اسلاید 103: مهر 85مشكل عمده پروتكلهاي DV عدم همگرايي سريع جداول مسيريابي هنگام خرابي يك مسيرياب يا يك كانال ارتباطي = مشكل شمارش تا بينهايت راه حل : وقتي يك مسيرياب مي‌خواهد اطلاعاتي را به همسايه‌هايش بدهد هزينه رسيدن به آنهايي را كه قطعاً بايد از همان مسيرياب بگذرند را اعلام نمي‌كند. (يا  اعلام مي‌كنند)103

اسلاید 104: مهر 85مسئله شمارش تا بينهايتبه خبرهاي خوب واکنش سريع ولي به خبرهاي بد واکنش کندي نشان مي دهد.104

اسلاید 105: مهر 85هرگاه مسيريابي از زيرشبکه خارج شود هرکدام از ساير مسيرياب‌هاي فعال احساس مي‌كنند ‌ از طريق ديگري مسيري بهتر به آن وجود دارد.مسئله شمارش تا بينهايت105

اسلاید 106: مهر 85مسيريابي سلسله‌مراتبي Hierarchical Routing رشد شبكه و زيادشدن شبكه‌هاي محلي و مسيريابها، افزايش حجم جداول مسيريابي و زيادشدن زمان لازم جهت تعيين مسير يك بسته و درنتيجه ايجاد تأخيرهاي بحراني و كاهش كارآيي شبكهدر مسيريابي سلسله‌مراتبي ، مسيريابها در گروههايي به نام ”ناحيه Region“ دسته‌بندي مي‌شوند. هر مسيرياب فقط ”نواحي” و مسيريابهاي درون ناحية خود را مي‌شناسد و هيچ اطلاعي از مسيريابهاي درون نواحي ديگر ندارد. 106

اسلاید 107: مهر 85مسيريابي سلسله‌مراتبيناحيه 1ناحيه 2107

اسلاید 108: مهر 85مقايسه اندازه جدول مسيريابي در روشهاي سلسله ‌مراتبي تعداد ركورد در جدولتعداد مسيريابتعداد حوزهZonesتعداد دستهClustersتعداد ناحيهRegions720720--1مسيريابي DV بدون سلسله‌مراتب5330--24مسيريابي DV با سلسله‌مراتب دو‌سطحي2510-89مسيريابي DV با سلسله‌مراتب سه‌سطحي194459مسيريابي DV با سلسله‌مراتب سه‌سطحيمشكل روش سلسله مراتبيبه دليل مشخص‌نبودن كل توپولوژي زيرشبكه براي هر مسيرياب :ممكن است مسير انتخابي جهت ارسال بسته به يك مسيرياب خاص درون يك ناحيه بهينه نباشد. مزيت استفاده از روشهاي سلسله‌ مراتبي: صرفه جويي در اندازه جداول مسيريابي 108

اسلاید 109: مهر 85مسيريابي در اينترنتاينترنت مجموعه‌اي از شبكه‌هاي خودمختار Autonomous و ”مستقل” است كه به نحوي به هم متصل شده‌اند. شبكة خودمختار كه اختصاراًAS ناميده مي‌شود، شبكه‌اي است كه تحت نظارت و سرپرستي يك مجموعه يا سازمان خاص پياده و اداره مي‌شود. مثلاً يك دانشگاهمسئول شبكة خودمختار مي‌تواند بر روي شبكة تحت نظارت خود “حاكميّت” داشته باشد يعني مي‌تواند بر روي تك‌تك اجزاي شبكه (ماشينهاي ميزبان)، توپولوژي كل شبكه‌، سيستم عامل‌، طراحي زيرساخت ارتباطي و طريقة اتصال شبكه‌هاي محلي و نوع پروتكل مسيريابي اعمال نفوذ كرده و نظرات خود را پياده نمايد. 109

اسلاید 110: مهر 85مسيريابي در شبكه هاي خود مختارمسيريابي بسته‌هاي IP در درون يك شبكة خودمختار بيشتر تابع پارامترهايي نظير سرعت و قابل اعتماد بودن الگوريتم مسيريابي است .دروازه‌هاي مرزي Border Gateway :مسيريابهايي كه ارتباط دو شبكة خودمختار متفاوت را برقرار مي‌كنند و تمامي ارتباطات بين‌شبكه‌اي از طريق آنها انجام مي‌شود .دروازه‌هاي مرزي Interior Gateway مسيريابهايي كه ارتباط دو شبكة خودمختار متفاوت را برقرار مي‌كنند و تمامي ارتباطات بين‌شبكه‌اي از طريق آنها انجام مي‌شود. مسيريابهاي مرزي و ساختار ارتباطي بين آنها تابع قواعد “مسيريابي بروني” مسيريابهاي داخلي تابع الگوريتمهاي “مسيريابي دروني” مرزي مسيريابهاي مرزي = مسيريابهاي BGP110

اسلاید 111: مهر 85مثالي از چهار شبكة AS متصل به هم مسيريابهاي مرزيمثال: اگر يك ماشين ميزبان در شبكة 1 بخواهد بسته‌اي براي ماشين ديگر در شبكة 4 بفرستد سه مرحله مسيريابي لازم است: مسيريابي در درون شبكة 1 تا رسيدن بسته به مسيرياب مرزي مسيريابي روي خطوط ارتباطي بين‌شبكه‌اي تا رسيدن به شبكة 4 مسيريابي درون شبكة 4 تا رسيدن به ماشين مقصد111

اسلاید 112: مهر 85پروتكل RIP در مسيريابي دروني : Routing Information Protocol اولين پروتکل مسيريابي دروني (1982) مبتني بر الگوريتم بردار فاصله DV معيار هزينه = تعداد گام مبادله جداول مسيريابي هر 30 ثانيه يكبار بين مسيريابهاي مجاور حداكثر تعداد طول مسير = 15 استفاده از پروتكل UDP و پورت شماره 250 جهت مبادله جداول مسيريابي112

اسلاید 113: مهر 85routedRouting tableجداول مسيريابي در لايه دوم جهت مسيريابي بسته‌هاي IPمبادله جداول و عمليات به هنگام‌سازي توسط برنامه كاربردي لايه چهارمپروتكل RIP در لاية كاربرد Application LayerIP LayerTransport Layer(UDP)Host To NeworkApplication LayerIP LayerTransport Layer(UDP)Host To NeworkroutedRouting tableroutedRouting table113

اسلاید 114: مهر 85قالب پيامها در پروتكل RIP ….Metric (Hop Count )Must be zero for InternetMust be zero for InternetIP AddressAddress FamilyReserved ( 0 )CommandVersionReserved ( 0 )32 114

اسلاید 115: مهر 85پروتكل OSPFدر مسيريابي دروني Open Shortest Path First مقايسه پروتكل OSPF با RIP استفاده از الگوريتم LS براي محاسبة بهترين مسير بر خلاف پروتكل RIP و عدم وجود مشكل “شمارش تا بينهايت” توانايي در نظر گرفتن چندين معيار هزينه در انتخاب بهترين مسير برخلاف پروتكل RIP در نظرگرفتن حجم بار و ترافيك يك مسيرياب در محاسبة بهترين مسير بر خلاف پروتكل RIP و همگرايي سريع جداول مسيريابي در هنگام خرابي يك مسيرياب انتخاب مسير مناسب براي يك بسته بر اساس نوع سرويس درخواستي با توجه به فيلد Type of Service در بستة IP بر خلاف پروتكل RIP115

اسلاید 116: مهر 85مقايسه پروتكل OSPF با RIP هدايت نكردن تمام بسته‌هاي ارسالي براي يك مقصد خاص، روي بهترين مسير و ارسال درصدي از بسته‌ها روي مسيرهاي در رتبه 2و 3 و ... از نظر هزينه، بر خلاف پروتكل RIP = موازنه = Load Balancing پشتيباني از مسيريابي سلسله‌مراتبي برخلاف پروتكل RIP عدم قبول جداول مسيريابي مسيريابها توسط هر مسيرياب بدون احراز هويت ارسال‌كنندة آن استفاده مستقيم از پروتكل IP برخلاف پروتكل RIP ( استفاده از پروتكل UDP در لايه انتقال)116

اسلاید 117: مهر 85 تقسيم يك شبكه خود مختار به تعدادي ناحيه و اطلاع تمام مسيريابهاي درون يك ناحيه از مسيريابهاي هم ناحيه و هزينه ارتباط بين آنها و ذخيره آن در جدول ارسال جداول براي تمام مسيريابهاي هم ناحيه در زمانهاي بهنگام‌سازيسلسله‌مراتب مسيريابي در پروتكل OSPF مسيريابهاي مرزي برقراركننده ارتباط نواحيناحيه 1ناحيه 2ناحيه 3مجموعه مسيريابهاي مرزي + سيريابهاي خارج از هر ناحيه + ساختار ارتباطي بين اين مسيريابها117

اسلاید 118: مهر 85پروتكل BGP : پروتكل مسيريابي بروني The Exterior Gateway Routing Protocol الگوريتمهاي مسيريابي بين شبكه‌هاي خود مختار در اينترنت : BGP به جاي مبادله جداول مسيريابي و هزينه‌ها در پروتكل BGP بين مسيريابهاي مجاور، ارسال فهرستي از مسيرهاي كامل بين هر دو مسيرياب در شبكه براي مسيريابهاي مجاور در بازه‌هايزماني T ثانيه‌اي ( بدون تعيين هزينه ) 118

اسلاید 119: مهر 85ساختار فرضي از ارتباط بين مسيريابهاي BGP دريافت اطلاعات توسط مسيرياب F در مورد مسيرياب D از مسيريابهاي مجاورتعيين مسير رسيده از Bتعيين مسير رسيده از Gتعيين مسير رسيده از Iتعيين مسير رسيده از B119

اسلاید 120: مهر 85الگوريتمهائي كه در تبادل اطلاعات با همسايگان مسيرهاي كامل را به اطلاع يكديگر مي‌رسانند: اولاً : مشكل “شمارش تا بينهايت” را نخواهد داشت. مانند پروتكل BGP ثانياً : مسيريابهاي ديگر مي‌توانند بر روي كل مسير ، بررسي‌هاي امنيتي ، اقتصادي ، سياسي و ملي انجام دهند و بر اساس اين پارامترها مسير مناسب را انتخاب نمايند. مانند پروتكل BGPتبادل اطلاعات مسيريابي ( فهرست مسيرها) در پروتكل BGP در قالب پيامانواع پيام تعريف شده در پروتكل BGP: پيام OPEN پيام KEEPALIVE پيام NOTIFICATION پيام UPDATE 120

اسلاید 121: مهر 85فصل پنجم : لايه انتقال در شبکه اينترنت مفاهيم لايه انتقال مفهوم پورت و سوکت تشريح پروتکل TCP روش برقراري ارتباط در پروتکل TCP روش کنترل جريان داده‌ها در پروتکل TCP زمان سنجها و عملکرد آنها در پروتکل TCP پروتکل UDPهدفهاي آموزشي :121

اسلاید 122: مهر 85پروتکلهاي لايه انتقال TCP Transmisson Control ProtocolUDPUser Datagram Protocol122

اسلاید 123: مهر 85 هدايت و مسيريابي بسته‌هاي اطلاعاتي از يک ماشين ميزبان به ماشين ديگر عدم حل مشکلات احتمالي به وجود آمده براي بسته‌هاي IP در مسير لايه IP فراهم آوردن خدمات سازماندهي‌شده, مبتني بر اصول سيستم عامل, براي برنامه‌هاي کاربردي در لايه بالاتر جبران کاستي‌هاي لايه IPلايه انتقال123

اسلاید 124: مهر 85کاستي‌هاي لايه IP عدم تضمين درآماده‌بودن ماشين مقصد جهت دريافت بسته برقراري يک ارتباط و اقدام به هماهنگي بين مبدأ و مقصد قبل از ارسال هر گونه دادهراهکارهاي پروتکل TCP عدم تضمين در به ترتيب رسيدن بسته‌هاي متوالي و داده‌ها و صحت آنها قراردادن شماره ترتيب براي داده‌ها تنظيم کد 16 بيتي کشف خطا در مبدأ و بررسي مجدد آن در مقصد جهت اطمينان از صحت داده‌ها124

اسلاید 125: مهر 85 عدم تنظيم سرعت ارسال و تحويل بسته‌ها عدم تمايز در دريافت بسته‌هاي تکراري در مقصد ( Duplication Problem) قرار دادن شماره ترتيب در بسته ارسالي استفاده از الگوريتم پويا جهت تنظيم مجموعه زمانسنجها عدم توزيع بسته‌ها بين پروسه‌هاي مختلف اجرا شده بر روي يک ماشين واحد قراردادن آدرس پورت پروسه فرستنده و گيرنده در سرآيند بسته ارساليکاستي‌هاي لايه IPراهکارهاي پروتکل TCP125

اسلاید 126: مهر 85شماره شناسايي مشخص‌کننده هر پروسه براي برقراري يک ارتباط با پروسه‌ي ديگر بر روي شبکهآدرس پورتPortProtocolUse21FTPFile transfer23TelnetRemote login25SMTPE-mail69TFTPTrivial File Transfer Protocol79FingerLookup info about a user80HTTPWorld Wide Web110POP-3Remote e-mail access119NNTPUSENET newsشماره پورتهاي استاندارد126

اسلاید 127: مهر 85آدرس سوکتزوج آدرس IP و آدرس پورت مشخص‌کننده يک پروسه يکتا و واحد بر روي هر ماشين در دنيا (IP Address: Port Number)= Socket Address193.142.22.121 : مثال 80127

اسلاید 128: مهر 85مراحل دست تكاني سه مرحله اي براي برقراري ارتباط در پروتكلTCPSYN=1Sequence Number=x1SYN=1, ACK=1 Sequence Number=ySequence Number=x+1SYN=1, ACK=1 Sequence Number=x+1Ack.Number=y+123128