Vermittlungsschicht

Einführung

• Hauptaufgaben:
  • bereitstellen einer logischen hierarchischen Adressstruktur
  • Wegwahl / Routing
• Adressen vergleichbar mit Telefonnummern
• Adresse ist eindeutige Kennzeichnung von Empfängern

Adressen

• flache Adress-Schemata
  • keine strukturierten Informationen
  • Beispiele:
    • MAC Adresse
    • Matrikelnummer
    • Hausnummer
• hierarchische Adressen
  • kodieren informationen
    • IP-Adressen

Adressierung

• erste Zahl kennzeichnet Netzwerk
• Zahl nach dem Punkt kennzeichnet Host

Begriffe

IP: eindeutige Adresse eines Hosts, 4 Bytes lang

Präfix: Anzahl von “1"Bits mit denen die Netzwerkmaske gebildet wird

Netzwerkmaske: WIrd mit der IP-Adresse logisch verknüpft, um Netzadresse und Host-Identifiert zu ermitteln

Netzadresse: Ergibt sich aus UND-Verknüpfung von IP-Adresse und Netzwerkmaske und gibt die eindeutige Adresse des Netzes an

Host-Identifier: Ergibt sich aus NICHT UND-Verknüpfung von IP-Adresse und Netzwerkmaske und gibt die eindeutige Nummer des Hosts im Netz an

Broadcasteradresse: besondere Adresse, mit der ein Datenpaket an alle Hosts im Netz geschickt werden kann. Die IP-Adresse entspricht dem größten Host-Identifier (alle Bit sind 1 gesetzt) in einem Netz.

Reservierte IP-Adressen

IP-Protokoll

• Adresse von Empfänger und Sender, jeweils 4 Byte
• Version des IP-Protokolls 4 Bit, 0100 oder 0110
• Time To Live
  • maximale Anzahl von Routing Aktionen
  • bei jedem Hop um eins verringert
  • wenn nicht angekommen bevor 0, wird Nachricht verworfen
• Identification, Flags, Fragment Offset, Fragmentierung von Paketen (Veraltet)
• DSCP
  • differentiated Service Code Points
  • Priorisierung von Paketen
• ECN
  • Explicit Congestion Notification
  • Staumeldung
• Header Checksum
  • Prüfsumme des IP-Headers

Aufbau von IPv6 Header

• optimiert auf einfache Verarbeitung

Routingalgorithmen

• Link-State-Routing-Protokolle

  • Dijkstra-Algorithmus
  • Beispiel:
    • Border Gateway Protocol (BGP)
    • Open Shortest APth First

• Distanzvektor-Routing-Protokolle

• Routing innerhalb eines AS = Intra-AS-Routing

• Routing zwischen eines AS = Inter-AS-Routing

Globaler Algorithmus

• alle Kanten und Knoten bekannt
• Bewertungskriterium als Pfadlänge
  • Laufzeit
  • Kosten
  • Pfadlänge
• Optimierung: kürzesten Pfad finden
• Bekannteste Verfahren: Dijkstra (LSA)
  • Alle Knoten werden untersucht
  • Finden des Kürzesten Pfades
  • Globales minimum
  • Aufwändiges Verfahren

Lokale Algorithmen

• Informationen über Routen von benachbarten Routern
• Regelmäßiges Update der Informationen
• Distanzvektoralgorithmus