1. IP LAYER INTERNET PROTOCOL
لايه شبکه
IP LAYER
INTERNET PROTOCOL

2. شرح وظائف: مسيريابی بسته ها (Routing)
کنترل ازدحام (Congestion Control)
حل مشکل ناهمگونی شبکه ها (Heterogeneous Networks)

3. مشخصات محيط:

4. انواع سرويسها در لايه شبکه:
اتصال گرا (مدار مجازی) (Virtual Circuit)
بدون اتصال (Datagram)

5. مدار مجازی در برابر ديتاگرام:
در مدار مجازی ابتدا يک مسير بين مبداء و مقصد ايجاد می گردد.
بسته های مربوط به يک اتصال خاص از همين مسير عبور می کنند.
در ديتاگرام هر بسته (ديتاگرام) به صورت مستقل مسيريابی می گردد.
کنترل ترتيب دريافت در گيرنده انجام می شود.
ATM دارای لايه شبکه اتصال گرا و اينترنت (IP) بدون اتصال است

6. مقايسه دو روش(مدار مجازی و ديتاگرام):
روش Virtual Circuit (VC) مطمئن تر است.
در VC لايه های بالا نياز به چک کردن مجدد بسته ندارند.
در VC کنترل ازدحام بهتر انجام می شود (به علت رزرو اوليه)
در VC يک بار مسيريابی کافی است.
نگهداری اطلاعات رزرو در روتر ها هزينه بر است (مزيت DG).
ديتاگرام تحمل پذيری بيشتری در برابر خطا دارد.
QOS در VC راحت تر به وجود می آيد.

7. روش بدون اتصال (ديتاگرام)

8. مدار مجازی...

10. الگوريتم مسيريابی: تعريف. انواع: معيارهای انتخاب الگوريتم مسيريابی:
ايستا (Static)- غير تطبيقی (Non-Adaptive)
پويا (Dynamic)-تطبيقی (Adaptive)
معيارهای انتخاب الگوريتم مسيريابی:
درستی
سادگی
تحمل پذيری در برابر خطا
پايداری
عدالت
قياس پذيری

11. Shortest Path: a Static Alg.
P={A,D,E}
C=19
P={A,D,E,F}
C=20
P={A,D}
C=7 12 E 1 F D 4 3 7
P={A}
C=0
P={A,B,C}
C=16
P={A,D,E,F,H}
C=23 A C 10 H
A H
P={A,B,G,H}
C=24 6 10 6 B 12
P={A,B}
C=10 2 G
P={A,B,G}
C=12

12. Link State: A Dynamic Routing Alg.
Recognizing Neighbors (Hello msg)
Estimating Cost (e.g. delay) to each Neighbor (ECHO quick reply)
Constructing Link State Tables (storing collected data)
Distributing Tables (e.g using Flooding)
Computing New Routes to other Routers (in each router).

13. Constructing Link State Tables

14. مسيريابی سلسله مراتبی(Hierarchical Routing)
کاربرد در شبکه های WAN و اينترنت، به علت تعداد زياد مسيريابها و در نتيجه زمان بر شدن مسيريابی.
الگو برداری از شبکه مخابرات (تلفن)
مسيريابها به يکسری ”ناحيه“ (سطح) تقسيم می شوند.
هر مسير ياب در ناحيه خود اطلاعات جزئی دارد.
الزاما بهترين مسير پيدا نمی شود(؟)
کم شدن فضای جدول مسيريابی و افزايش سرعت مسيرياب

15. AS ‘A’
AS ‘A’
AS ‘B’
AS ‘B’
AS ‘C’
AS ‘C’
BGP
BGP
Interior Gateway
Protocol
Interior Gateway
Protocol
Interior Gateway
Protocol
Interior Gateway
Protocol

16. کنترل ازدحام(Congestion Control)
تعريف.
تفاوت کنترل ازدحام و کنترل جريان؟
عوامل ازدحام:
پايين بودن پهنای باند خط به نسبت بار شبکه
کندی پردازنده مسيريابها
نامناسب بودن حجم حافظه مسيريابها
نامناسب بودن الگوريتم مسيريابی

17. Congestion

18. عوامل موثر در ازدحام:

19. روشهای مقابله با ازدحام:
روشهای حلقه باز (پيشگيری)
روشهای حلقه بسته (کشف و ترميم)که شامل مراحل زير است:
نظارت بر فکتورهايی همچون:
بالا بودن نرخ ريزش بسته ها
زياد بودن متوسط طول صف
بالا بودن زمان انتظار بسته ها
آگاه کردن ميزبانها و ساير مسيريابها
تنظيم عملکرد سيستم برای حل مشکل

20. ارتباط بين شبکه ای (inter-network Communication)
تعريف: شبکه های ناهمگون
شبکه حاصل از اتصال اين شکه ها را ”شبکه بندی“ يا ”ارتباط بين شبکه ای“ گويند.
در اين ارتباطات از ابزارهای زير استفاده می شود:
مسيريابهای چند قراردادی (Multi-Protocol Router):
برای تبديل قراردادهای لايه شبکه متفاوت
دروازه ها(Gateway):
برای تبديل قرلردادهای لايه انتقال (مثلا SNA و TCP/IP)

21. Connecting different Networks:

22. مسائلی که در شبکه های نا همگون بايد پاسخ داده شود:
نحوه آدرس دهی ماشينها در دو شبکه ناهمگون
فرمت بسته ها
حداکثر اندازه بسته ها (Maximum Segment Size)
نوع و کيفيت سرويس (QOS)
تفاوت د روشهای کنترل خطا
...

23. راه حلهای مشکل نا همگونی:
استفاده از مبدل (Translation):
مسيريابهای چند قراردادی
دروازه ها
استفاده از يک قرارداد استاندارد جهانی مثل IP در ارتباط بين شبکه ها
دالان زنی(Tunneling)

24. Translation:

25. تونل زنی (Tunneling)
در شرايطی که مبدا و مقصد همگون هستند اما شبکه (ها) ی ميانی نا همگون است کاربرد دارد.
بسته ورودی به شبکه ميانی، در پوششی که بسته را با فرمت شبکه ميانی نشان می دهد قرار می گيرد.
اين فرمت در هنگام خروج بسته، برداشته می شود.

26. Tunneling…

27. مسيريابی در ارتباط بين شبکه ای:
در شبکه های نا همگون مسيريابی در دو سطح مجزا است:
IGP (Interior Gateway Protocol ): قراردادهائی که در درون هر شبکه مور د استفاده است.
EGP (Exterior Gateway Protocol): مسير يابی در بين شبکه ها

28. OSPF (IGP)– The Interior Gateway Routing Protocol
در اينترنت هر شبکه به طور مستقل مديريت می گردد (Autonomous System)
از جمله هر شبکه روش مسيريابی خاص خود را دارد.

29. BGP – The Exterior Gateway Routing Protocol
روشهای مسيريابی داخل شبکه ها و بين شبکه ها ملاکهای خاص خود را دارند.
الگوريتمهای مسيريابی در بين شبکه ها را BGPگويند.

30. قطعه بندی(Fragmentation):
در ارتباط بين شبکه ای، ممکن است بسته از شبکه های ميانی عبور کند.
اگر شبکه های ميانی دارای MSS متفاوتی باشند، شکستن رخ می هد.
دلايل ممکن برای تفاوت MSS در شبکه های گوناگون:
سخت افزار: اندازه قاب
سيستم عامل: طول بافر
قراردادها: بسته به تعداد بيتهايی که در هدر برای بيان طول بسته بکار رفته دارد.
وجود بعضی قوانين داخلی
حداقل اندازه بسته در زير شبکه 48 بايت و حد اکثر 64KB است
در نهايت هر جزء(Fragment) به وجود آمده، به صورت مجزا مسيريابی می شود.

31. Fragmentation…

32. سرهم بندی (Defragment)
به دو صورت ممکن است انجام شود:
به صورت شفاف(Transparent) :قبل از تحويل به شبکه بين راهی بعدی
غير شفاف: در مقصد و توسط گيرنده انجام می شود.
در روش غير شفاف احتمال شکسته شدن مجدد بسته کم می شود
مزيت روش شفاف راحت بودن کار گيرنده است.

33. قطعه بندی (a)شفاف/ (b)غيرشفاف:

34. IP: قرارداد لايه شبکه در اينترنت

35. فيلدهای اختياری (Options)در IP

36. انواع آدرسهای IP:

37. آدرسهای IP خاص:

38. زير شبکه ها (Subnets)

39. زير شبکه ها...

40. چگونگی تخصيص آدرس IP به تعداد نودها آدرس IP خريداری شود.
استفاده از PROXY SERVER و آدرسهای رزرو شده:
استفاده از DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

41. تخصيص آدرس IP...

42. ICMP: Internet Control Message Protocol
قرارداد مربوط به پيامهای کنترلی (مديريتی) می باشد.
مسيريابها و ساير اجزا شبکه از طريق اين پيامها با هم در ارتباطند.
دستور Ping نمونه ای از کاربرد اين پروتکل است.
پروتکلهای مديريت شبکه (مثل SNMP) نيز از اين پروتکل استفاده می کنند.

43. ARP– The Address Resolution Protocol
فرايند تبديل آدرس IP به آدرس فيزيکی(MAC)
مثال: ورود بسته از اينترنت به شبکه محلی
نحوه انجام:
مسيرياب يک بسته ARP در شبکه رها می کند.
فقط نودی که آدرس IP متعلق به آن است پاسخ می دهد.
در جواب آدرس فيزيکی ارسال می شود.

44. RARP: Reverse ARP
با داشتن آدرس فيزيکی(MAC)، می خواهيم آدرس IP را بدست آوريم.
کاربرد در نودهای بدون ديسک(Diskless)
در اين مدل، نود خاصی به نام RARP Server داريم.

45. IGMP: Internet Group Mgmt Pro.
پروتکلی برای ارتباط گروهی (MultiCast)نودها با هم.

46. IPv6(IPNG) مشکل محدوديت آدرس دهی در IPv4.
و ...
در IPv6:
آدرسهای IP 16 بايتی (128 بيتی) هستند.
در نظر گرفته شدن مسائل امنيتی
مسيريابی سريع
تطابق با مسيريابی فرايندهای بی درنگ
و...