Μarkatis_Andreas_ergasia1_pli36_2012-2013

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Έντυπο Yποβολής – Αξιολόγησης ΓΕ O φοιτητής συμπληρώνει την ενότητα «Υποβολή Εργασίας» και αποστέλλει το έντυπο σε δύο μη συρραμμένα αντίγραφα (ή ηλεκτρονικά) στον Καθηγητή-Σύμβουλο. Ο Καθηγητής-Σύμβουλος συμπληρώνει την ενότητα «Αξιολόγηση Εργασίας» και στα δύο αντίγραφα και επιστρέφει το ένα στο φοιτητή μαζί με τα σχόλια επί της ΓΕ, ενώ κρατά το άλλο για το αρχείο του μαζί με το γραπτό σημείωμα του Συντονιστή, εάν έχει δοθεί παράταση.

Σε περίπτωση ηλεκτρονικής υποβολής του παρόντος εντύπου, το όνομα του ηλεκτρονικού αρχείου θα πρέπει να γράφεται υποχρεωτικά με λατινικούς χαρακτήρες και να ακολουθεί την κωδικοποίηση του παραδείγματος: Π.χ., το όνομα του αρχείου για τη 2η ΓΕ του φοιτητή ΙΩΑΝΝΟΥ στη ΔΕΟ13 θα πρέπει να γραφεί: «ioannou_ge2_deo13.doc». _____________________________________________________________________

ΥΠΟΒΟΛΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

Ονοματεπώνυμο φοιτητή ΜΑΡΚΑΤΗΣ ΑΝΔΡΕΑΣ

ΚωδικόςΘΕ

ΠΛΗ_36 Ονοματεπώνυμο Καθηγητή -Σύμβουλου ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ

ΣΚΙΑΝΗΣ

ΚωδικόςΤμήματος

ΑΘ_2 Καταληκτική ημερομηνία παραλαβής σύμφωνα με το ακ. ημερολόγιο (ημέρα Τρίτη)

13/11/2012

Ακ. Έτος 2012/2013 Ημερομηνία αποστολής ΓΕ από το φοιτητή

13/11/2012

α/α ΓΕ 1Η Επισυνάπτεται (σε περίπτωση που έχει ζητηθεί) η άδεια παράτασης από το Συντονιστή;

ΝΑΙ / ΟΧΙ

Υπεύθυνη Δήλωση Φοιτητή: Βεβαιώνω ότι είμαι συγγραφέας αυτής της εργασίας και ότι κάθε βοήθεια την οποία είχα για την προετοιμασία της είναι πλήρως αναγνωρισμένη και αναφέρεται στην εργασία. Επίσης έχω αναφέρει τις όποιες πηγές από τις οποίες έκανα χρήση δεδομένων, ιδεών ή λέξεων, είτε αυτές αναφέρονται ακριβώς είτε παραφρασμένες. Επίσης βεβαιώνω ότι αυτή η εργασία προετοιμάστηκε από εμένα προσωπικά ειδικά για τη συγκεκριμένη Θεματική Ενότητα..

____________________________________________________________________

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

Ημερομηνία παραλαβής ΓΕ από το φοιτητή Ημερομηνία αποστολής σχολίων στο φοιτητή


Βαθμολογία (αριθμητικά, ολογράφως)

____________________________________________________________________ Υπογραφή Υπογραφή

Φοιτητή Καθηγητή-Συμβούλου

Θ.Ε. ΠΛΗ36 – Περίοδος 2012-2013ΓΡΑΠΤΗ ΕΡΓΑΣΙΑ #1

Στόχος

Βασικό στόχο της 1ης εργασίας αποτελεί η εξοικείωση με τις βασικές αρχές λειτουργίας των δικτύων και την οικογένεια πρωτοκόλλων ΙΡ. Η εργασία περιλαμβάνει έξι θέματα που αναφέρονται στα Κεφάλαια 1, 2 και 3 του Τόμου Α των Σύγχρονων Δικτύων και Υπηρεσιών.

Θέμα 1

Θεωρείστε το παρακάτω σχήμα που απεικονίζει ένα τοπικό δίκτυο Ethernet με χρήση hub. Ο υπολογιστής Β θέλει να στείλει ένα πακέτο IP στον Α χωρίς να ξέρει την MAC δ/νση του Α. Σε αυτό το σενάριο, ο Enemy (υπολογιστής Ε, εχθρικός υπολογιστής) θέλει να ξεγελάσει τον Β ώστε όταν ο Β στέλνει πακέτα στον Α αυτά να τα λαμβάνει ο Ε χωρίς να το αντιλαμβάνεται ο Α.

(1) Περιγράψτε τον τρόπο που θα χρησιμοποιήσει ο Ε για να πετύχει τον ως άνω στόχο, χρησιμοποιώντας πακέτα ARP.

(2) Δώστε τους αρχικούς και τελικούς πίνακες ARP για τους Α, Β και Ε. (3) Πως θα μπορούσε ο Α να ανιχνεύσει αυτήν την επίθεση; (4) Τι θα γινόταν στην περίπτωση που είχαμε Ethernet switch και όχι hub;


AΠΑΝΤΗΣΗ

(1) Αρχικα ο Β θελει να στειλει ένα ΙΡ πακετο στον Α αλλα δε διαθετει τη διευθυνση MAC του Α στο δικο του ARP table.Στελνει ένα ερωτημα ARP (ARP prode πακετο με διευθυνση MAC παραληπτη το 0 ,και πεδιο λειτουργιας ισο με 1 – σημαινει request) προς ολους και ζηταει τη διευθυνση ΜΑC που αντιστοιχει στην ΙΡ διευθυνση του Α.Το πακετο θα περιεχει τα εξης εκτος των αλλων:

Mac αποστολέα Mac παραλήπτη IP αποστολέα IP παραλήπτη

01:0e:82:00:12:02 ff:ff:ff:ff:ff:ff 190.0.0.2 190.0.0.1

Το ερωτημα αυτό το λαμβανουν και ο Α και ο Ε .Αποκρινονται και οι δυο με τη σωστη διευθυνση MAC (του Α) στελνοντας πακετο με ΜΑC παραληπτη το 01:0e:82:00:12:02 ,και πεδιο λειτουργιας ισο με 2 (σημαινει ARP reply).O E ωστοσο μαζι με την απαντηση στελνει και ένα πακετο ARP announcement.Αυτο είναι ένα ειδικο πακετο ARP που ενημερωνει για αλλαγες σε διευθυνσεις.

Mac αποστολέα Mac παραλήπτη IP αποστολέα

IP παραλήπτη01:0e:82:00:12:00 01:0e:82:00:12:0

2190.0.0.1 190.0.0.2


Ο Ε ενσωματωνει σε αυτό το πακετο την πραγματικη ΙΡ διευθυνση του Α και την πλαστη MAC διευθυνση του Α (01:0e:82:00:12:00).

O B θα ενημερωσει τον ΑRP πινακα του με την πλασματικη MAC διευθυνση του Α ,θεωρωντας ότι εγινε καποια αλλαγη στο δικτυο.

(2) Οι αρχικοι πινακες ARP των Α ,Ε ,Β είναι οι εξης:

Aρχικοι πινακες ARP IP MAC

A - -

E - -

B 190.000.0.1 -

(2) Οι τελικοι πινακες ARP των Α ,Ε ,Β είναι οι εξης:

Τελικοι πινακες ARP IP MAC

A 190.000.02 01:0e:82:00:12:02

E 190.000.0.2 01:0e:82:00:12:02

190.000.0.1 01:0e:82:00:12:01

B 190.000.0.1 01:0e:82:00:12:00

(3) Επειδη η συνδεση μεταξυ των κομβων γινεται με hub όλα τα πακετα στελνονται σε ολους.Αρα οταν ο E στειλει το πακετο ARP announcement ( ένα ειδικο πακετο ARP που ενημερωνει για αλλαγες σε διευθυνσεις ,στο οποιο ο Ε ενσωματωνει την πραγματικη ΙΡ διευθυνση του Α και την πλαστη MAC διευθυνση του Α (01:0e:82:00:12:00)) , θα το λαβει και ο Α .Τοτε ο Α θα αντιληφθει ότι καποιος στο τοπικο δικτυο ισχυριζεται ότι η δικη του ΙΡ ( το 190.000.0.1) αντιστοιχει σε πλαστη MAC διευθυνση (την 01:0e:82:00:12:00) , με αποτελεσμα να αντιληφθει την επιθεση.

(4)


Αρχικα ο Β θελει να στειλει ένα ΙΡ πακετο στον Α αλλα δε διαθετει τη διευθυνση MAC του Α στο δικο του ARP table.

Οι αρχικοι πινακες ARP των Α ,Ε ,Β είναι οι εξης:

Aρχικοι πινακες ARP IP MAC

A - -

E - -

B 190.000.0.1 -

Στελνει ένα ερωτημα ARP (ARP prode πακετο με διευθυνση MAC παραληπτη το 0 ,και πεδιο λειτουργιας ισο με 1 – σημαινει request) προς ολους και ζηταει τη διευθυνση ΜΑC που αντιστοιχει στην ΙΡ διευθυνση του Α.Το πακετο θα περιεχει τα εξης εκτος των αλλων:

Mac αποστολέα Mac παραλήπτη IP αποστολέα IP παραλήπτη

01:0e:82:00:12:02 ff:ff:ff:ff:ff:ff 190.0.0.2 190.0.0.1

Το ερωτημα αυτό το λαμβανουν και ο Α και ο Ε .Αποκρινονται και οι δυο με τη σωστη διευθυνση MAC (του Α) στελνοντας πακετο με ΜΑC παραληπτη το 01:0e:82:00:12:02 ,και πεδιο λειτουργιας ισο με 2 (σημαινει ARP reply).O E ωστοσο μαζι με την απαντηση στελνει και ένα πακετο ARP announcement.Αυτο είναι ένα ειδικο πακετο ARP που ενημερωνει για αλλαγες σε διευθυνσεις.

Mac αποστολέα Mac παραλήπτη IP αποστολέα

IP παραλήπτη01:0e:82:00:12:00 01:0e:82:00:12:0

2190.0.0.1 190.0.0.2

Ο Ε ενσωματωνει σε αυτό το πακετο την πραγματικη ΙΡ διευθυνση του Α και την πλαστη MAC διευθυνση του Α (01:0e:82:00:12:00).

Επειδη εχουμε δικτυωση με switch ο Ε δε θα λαβει την απαντηση του Α για αυτό και δε θα περιεχει στον πινακα του την αντιστοιχιση της ΙΡ διυεθυνσης του Α με την MAC διευθυνση του


O B θα ενημερωσει τον ΑRP πινακα του με την πλασματικη MAC διευθυνση του Α ,θεωρωντας ότι εγινε καποια αλλαγη στο δικτυο. Οι τελικοι πινακες ARP των Α ,Ε ,Β είναι οι εξης:

Τελικοι πινακες ARP IP MAC

A 190.000.02 01:0e:82:00:12:02

E 190.000.0.2 01:0e:82:00:12:02

B 190.000.0.1 01:0e:82:00:12:00

Επειδη η συνδεση μεταξυ των κομβων γινεται με switch οταν ο E στειλει το πακετο ARP announcement αυτό θα παει μονο στον κομβο Β και όχι στον Α.Σε αυτή την περιπτωση ο Α δεν προκειται να αντιληφθει την επιθεση.

Θέμα 2

1. Αφού αναζητήσετε πληροφορία για το πρωτόκολλο Πολλαπλής Πρόσβασης με Ακρόαση Φέροντος και Αποφυγή Συγκρούσεων (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance – CSMA/CA), συμπληρώστε τα στοιχεία που λείπουν στον ακόλουθο πίνακα όπου αναφέρονται ομοιότητες και διαφορές ανάμεσα στο CSMA/CD και το CSMA/CA.

CSMA/CD CSMA/CAΑνιχνεύει το μέσο μετάδοσης πριν μεταδώσει

Ανιχνεύει το μέσο μετάδοσης πριν μεταδώσει

Εφόσον το μέσο μετάδοσης είναι ελεύθερο, τότε προχωράει σε άμεση μετάδοση ή στέλνει με μια πιθανότητα p-persistentΑν το μέσο είναι κατειλημμένο, τότε η ανίχνευση του μέσου ακολουθεί διαφορετικούς κανόνες ανάλογα με την


έκδοση ‘persistent’ που ακολουθεί.Αν δεν ληφθεί επιβεβαίωση σε προκαθορισμένο χρονικό διάστημα, ξαναστέλνεται το πλαίσιο καθόσον θεωρείται ότι υπήρξε σφάλμα.

2.2.1. Θεωρούμε ότι τοπικό δίκτυο ακολουθεί CSMA/CD και επιλέγει τυχαίες

αναμονές/οπισθοχωρήσεις πολλαπλάσιες του 512 bits (K*512 bits) μετά από κάθε σύγκρουση. Εφόσον επιλεγεί Κ=100 πόσος είναι ο χρόνος αναμονής για 10Mbps Ethernet;

2.2. Έστω ότι δύο κόμβοι Α και Β βρίσκονται σε 10Mbps Ethernet και ο χρόνος διάδοσης ανάμεσά τους είναι 225 bit times. Έστω ότι ο κόμβος Α αρχίζει την μετάδοση πλαισίου και πριν ολοκληρώσει, ο κόμβος Β αρχίζει επίσης να μεταδίδει πλαίσια. Υπάρχει περίπτωση ο Α να ολοκληρώσει την μετάδοση πριν διαπιστώσει ότι ο Β άρχισε να μεταδίδει; Ποιά είναι η χειρότερη χρονική στιγμή που το σήμα από τον Β μπορεί να φτάσει στον Α; Υπόδειξη: το ελάχιστο πλαίσιο προς μετάδοση θα είναι 512+64 bits.

2.3. Έστω ότι έχουμε 100Mbps 100BaseT Ethernet. Για να έχουμε απόδοση 0.50, ποια πρέπει να είναι η μέγιστη απόσταση μεταξύ δύο κόμβων; Έστω ότι το μέγεθος πλαισίου είναι 64 bytes. Μπορεί η απόσταση που υπολογίσατε παραπάνω να εγγυηθεί ότι ο κόμβος θα μπορεί να προσδιορίζει ότι κατά την δική του μετάδοση και κάποιος άλλος επίσης μετέδιδε; Υπόδειξη: Η απόδοση δίνεται σαν 1/(1+5α), όπου α = χρόνος διάδοσης / χρόνος μετάδοσης = PROP / TRANSP.

AΠΑΝΤΗΣΗ

1.

CSMA/CD CSMA/CAΑνιχνεύει το μέσο μετάδοσης πριν μεταδώσει

Ανιχνεύει το μέσο μετάδοσης πριν μεταδώσει

Εφόσον το μέσο μετάδοσης είναι ελεύθερο, τότε προχωράει σε άμεση μετάδοση ή στέλνει με μια πιθανότητα p-persistent

Αν το μεσο διαδοσης είναι ελευθερο ,τοτε μεταδιδει τα δεδομενα και ταυτοχρονα απαιτει την επιβεβαιωση ληψης του πλαισιου

Αν το μέσο είναι κατειλημμένο, τότε η Αν δεν είναι ελευθερο ,τοτε επιλεγει με


ανίχνευση του μέσου ακολουθεί διαφορετικούς κανόνες ανάλογα με την έκδοση ‘persistent’ που ακολουθεί.

τυχαιο τροπο ένα χρονο αναμονης και καταχωρει την τιμη του σε ένα απαριθμητη υποχωρησης.Οσο το καναλι είναι αδρανες ο απαριθμητης υποχωρησης μειωνεται.Οσο το καναλι είναι απασχολημενο ,η τιμη του απαριθμητη υποχωρησης δε μεταβαλλεται.Οταν μηδενιστει η τιμη αυτή του απαριθμητη ,ο κομβος επιχειρει ξανα τη μεταδοση των δεδομενων του.Καθως η πιθανοτητα να εχουν επιλεξει δυο διαφορετικοι κομβοι την ιδια τιμη για τον απαριθμητη της υποχωρησης είναι μικρη ,η πιθανοτητα εμφανισης συγκρουσης είναι επισης μικρη .Οχι όμως και μηδενικη.

Ο κομβος δεν αναμενει ληψη επιβεβαιωσης δεδομενων.Παρατηρει το μεσο πολλαπλης προσβασης.Σε περιπτωση που ανιχνευσει συγκρουση (η συνθηκη καλης λειτουργιας είναι TRANSP>2PROP),τοτε σταματαει τη μεταδοση δεδομενων ,περιμενει για τυχαιο χρονικο διαστημα (η τιμη του τυχαιου χρονου υπολογιζεται με βαση τον αλγοριθμο που ονομαζεται δυαδικη εκθετικη υποχωρηση) και ξεκινα παλι τη διαδικασια αποστολης

Αν δεν ληφθεί επιβεβαίωση σε προκαθορισμένο χρονικό διάστημα, ξαναστέλνεται το πλαίσιο καθόσον θεωρείται ότι υπήρξε σφάλμα.

2.1

Ο χρονος αναμονης για 10Mbps Ethernet ειναι:


2.2

O κομβος Α τη χρονικη στιγμη t=0 αρχιζει να διαδιδει.Μετα από χρονο διαδοσης PROP=225 bit times το πρωτο bit φτανει οριακα στον κομβο Β. Εκεινη ακριβως τη στιγμη εκπεμπει και ο κομβος Β.Επερχεται συγκρουση.Ο Β αντιλαμβανεται τη συγκρουση και στελνει ένα μηνυμα συγκρουσης στον Α ,ο οποιος αντιλαμβανεται μετα από χρονο διαδοσης PROP=225 bit times το πρωτο bit του μηνυματος συγκρουσης.Αρα η χειροτερη χρονικη στιγμη που φτανει το μηνυμα συγκρουσης του Β στον Α είναι 225+225=450bit times =2PROP μετα τη αρχικη διαδοση. Αρα αν ισχύει TRANSP>2PROP τότε ο Α θα αντιληφθεί την σύγκρουση. Αυτή είναι και η γνωστή συνθήκη σωστής λειτουργίας του CSMA/CD .Bit time είναι ο χρονος που χρειαζεται να μεταδοθει ένα bit μεσω 10Mbps Ethernet και είναι 100 nsec.Eπομενως στην προκειμενη περιπτωση εχουμε:

Επειδη βγαζουμε το συμπερασμα ότι δεν μπορει ο Α να ολοκληρωσει τη μεταδοση του προτου διαπιστωσει ότι ο Β αρχισε να διαδιδει.Η χειρότερη χρονική στιγµή που το σήµα από τον Β µπορεί να φτάσει στον Α ειναι:

.

2.3

Ξερουμε οτι:

Eπειδη

ο κόµβος θα µπορεί να προσδιορίζει ότι κατά την δική του µετάδοση και κάποιος άλλος επίσης µετέδιδε.

Η αποσταση μεταξυ των δυο κομβων θα είναι :


Θέμα 3

Για το δίκτυο του σχήματος να απαντηθούν τα ερωτήματα

Αναφέρετε τους διαφορετικούς τύπους μηχανήματος διασύνδεσης που θα

μπορούσαμε να έχουμε για τα Α και Β .Αιτιολογήστε ανάλογα την κάθε επιλογή.1. Τι θα συμβεί στις παρακάτω περιπτώσεις

1.1. Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με γνωστό αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για γνωστό παραλήπτη από το υποδίκτυο 2



1.4. Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με άγνωστο αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για γνωστό παραλήπτη από το υποδίκτυο 2

1.5. Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με άγνωστο αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για άγνωστο παραλήπτη από το υποδίκτυο 5

1.6. Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με άγνωστο αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για άγνωστο παραλήπτη από το υποδίκτυο 1

1.7. Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με γνωστό αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για γνωστό παραλήπτη από το υποδίκτυο 2 αλλά και κάποιο σφάλμα.

AΠΑΝΤΗΣΗ

1.


Και στις δυο περιπτωσεις εχουμε switches.Τοτε και τα πεντε υποδικτυα ανηκουν σε ένα μεγαλυτερο ενιαιο υποδικτυο.Καθε μηχανημα εχει τη δικη του ΙΡ διευθυνση που ανηκει στο ενιαιο υποδικτυο.

Τι θα συμβεί στις παρακάτω περιπτώσεις1) Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με γνωστό αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για

γνωστό παραλήπτη από το υποδίκτυο 2O Α λαμβανει το πακετο με γνωστο αποστολεα από το υποδικτυο 1 και το προωθει μονο στη θυρα εξοδου 2,εφοσων είναι ενημερωμενος ο πινακας ανευρεσης για τη θεση του παραληπτη στο υποδικτυο 2.

2) Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με γνωστό αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για γνωστό παραλήπτη από το υποδίκτυο 5Ο Α θα λάβει τo πακέτο. Εφόσον ο πίνακας ανεύρεσης του έχει γνώση της θέσης σύνδεσης του γνωστου παραληπτη από το υποδικτυο 5 θα το προωθήσει προς τη θύρα 4. Το πακέτο φθάνει στον Β μεσω της θυρας 2. O Β το προωθει μονο στη θυρα εξοδου 1,εφοσων είναι ενημερωμενος ο πινακας ανευρεσης για τη θεση του παραληπτη στο υποδικτυο 5.

3) Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με γνωστό αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για γνωστό παραλήπτη από το υποδίκτυο 1Ο Α λαμβανει το πακετο ,αναγνωριζει ότι είναι ένα πακετο με αποστολεα και παραληπτη από το ιδιο υποδικτυο και δεν κανει τιποτα.Ο παραληπτης εχει ηδη λαβει το πακετο μιας και βρισκεται στο ιδιο υποδικτυο με τον αποστολεα.

4) Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με άγνωστο αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για γνωστό παραλήπτη από το υποδίκτυο 2.Ο Α λαμβανει το πακετο του αγνωστου αποστολεα από το υποδικτυο 1,οποτε ενημερωνει τον πινακα ανευρεσης του ότι ο αποστολεας συνδεεται μεσω της θυρας 1.Στη συνεχεια αφου είναι γνωστος ο παραληπτης ο Α προωθει το


πακετο μονο στη θυρα εξοδου 2,εφοσων είναι ενημερωμενος ο πινακας ανευρεσης του για τη θεση του παραληπτη στο υποδικτυο 2.

5) Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με άγνωστο αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για άγνωστο παραλήπτη από το υποδίκτυο 5.Ο Α λαμβανει το πακετο του αγνωστου αποστολεα από το υποδικτυο 1,οποτε ενημερωνει τον πινακα ανευρεσης του ότι ο αποστολεας συνδεεται μεσω της θυρας 1.Στη συνεχεια προωθει το πακετο στις θυρες 2,3 και 4.Οσοι κομβοι είναι συνδεδεμενοι μεσω των θυρων 2 και 3 το αγνοουν.Ο Β λαμβανει με τη σειρα του το πακετο και ενημερωνει τον πινακα ανευρεσης του ότι ο αποστολεας από το υποδικτυο 1 συνδεεται μεσω της θυρας 2. Στη συνεχεια επειδη είναι αγνωστος ο παραληπτης προωθει το πακετο στις θυρες 1 και 3.Οσοι κομβοι είναι συνδεδεμενοι μεσω της θυρας 3 το αγνοουν

6) Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με άγνωστο αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για άγνωστο παραλήπτη από το υποδίκτυο 1Ο Α λαμβανει το πακετο του αγνωστου αποστολεα από το υποδικτυο 1,οποτε ενημερωνει τον πινακα ανευρεσης του ότι ο αποστολεας συνδεεται μεσω της θυρας 1.Στη συνεχεια προωθει το πακετο στις θυρες 2,3 και 4.Οσοι κομβοι είναι συνδεδεμενοι μεσω των θυρων 2 και 3 το αγνοουν.Ο Β λαμβανει με τη σειρα του το πακετο και ενημερωνει τον πινακα ανευρεσης του ότι ο αποστολεας από το υποδικτυο 1 συνδεεται μεσω της θυρας 2. Στη συνεχεια επειδη είναι αγνωστος ο παραληπτης προωθει το πακετο σις θυρες 1 και 3.Και εδώ οσοι κομβοι είναι συνδεδεμενοι μεσω των θυρβων 1και 3 το αγνοουν

7) Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με γνωστό αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για γνωστό παραλήπτη από το υποδίκτυο 2 αλλά και κάποιο σφάλμα.Ο Α παραλαμβανει το πακετο με τα σφαλματα που περιεχει και το απορριπτει.

2.

Και στις δυο περιπτωσεις τωρα εχουμε routers.Tωρα όλα τα υποδικτυα είναι ξεχωριστα υποδικτυα .Καθε μηχανημα εχει τη δικη του ΙΡ διευθυνση που ανηκει στο δικο του υποδικτυο


Τι θα συμβεί στις παρακάτω περιπτώσεις1) Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με γνωστό αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για

γνωστό παραλήπτη από το υποδίκτυο 2O Α λαμβανει το πακετο με γνωστο αποστολεα από το υποδικτυο 1 και το προωθει μονο στη θυρα εξοδου 2,εφοσων είναι ενημερωμενος ο πινακας δρομολογησης για τη θεση του παραληπτη στο υποδικτυο 2.

2) Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με γνωστό αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για γνωστό παραλήπτη από το υποδίκτυο 5.Ο Α θα λάβει τo πακέτο. Εφόσον ο πίνακας δρομολογησης του έχει γνώση της θέσης σύνδεσης του γνωστου παραληπτη από το υποδικτυο 5 θα το προωθήσει προς τη θύρα 4. Το πακέτο φθάνει στον Β μεσω της θυρας 2. O Β το προωθει μονο στη θυρα εξοδου 1,εφοσων είναι ενημερωμενος ο πινακας δρομολογησης για τη θεση του παραληπτη στο υποδικτυο 5.

3) Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με γνωστό αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για γνωστό παραλήπτη από το υποδίκτυο 1Ο Α λαμβανει το πακετο ,αναγνωριζει ότι είναι ένα πακετο με αποστολεα και παραληπτη από το ιδιο υποδικτυο και δεν κανει τιποτα.Ο παραληπτης εχει ηδη λαβει το πακετο μιας και βρισκεται στο ιδιο υποδικτυο με τον αποστολεα.

4) Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με άγνωστο αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για γνωστό παραλήπτη από το υποδίκτυο 2Ο Α λαμβανει το πακετο του αγνωστου αποστολεα από το υποδικτυο 1. Στη συνεχεια αφου είναι γνωστος ο παραληπτης ο Α προωθει το πακετο μονο στη θυρα εξοδου 2,εφοσων είναι ενημερωμενος ο πινακας δρομολογησης του για τη θεση του παραληπτη στο υποδικτυο 2.


5) Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με άγνωστο αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για άγνωστο παραλήπτη από το υποδίκτυο 5Ο Α παραλαμβανει το πακετο με αγνωστο αποστολεα από το υποδικτυο 1. Αναγνωρίζει μέσω των πινάκων δρομολόγησης ότι αφορά πακέτο για κόμβο που είναι συνδεδεμένος στο υποδίκτυο 5.Άρα αναγνωρίζει ότι πρέπει να λειτουργήσει ως προκαθορισμένη πύλη.Ο Α το προωθει μεσω της θυρας 4 που εχει ορισθει ως προκαθορισμενη πυλη Ο Β το λαμβανει μεσω της θυρας 2 και από τον πινακα δρομολογησης του το προωθει μεσω της 1 προς το υποδικτυο 5.

6) Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με άγνωστο αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για άγνωστο παραλήπτη από το υποδίκτυο 1Ο Α λαμβανει το πακετο ,αναγνωριζει ότι είναι ένα πακετο με αποστολεα και παραληπτη από το ιδιο υποδικτυο και δεν κανει τιποτα.Ο παραληπτης εχει ηδη λαβει το πακετο μιας και βρισκεται στο ιδιο υποδικτυο με τον αποστολεα.

7) Ο Α παραλαμβάνει πλαίσιο με γνωστό αποστολέα από το υποδίκτυο 1 για γνωστό παραλήπτη από το υποδίκτυο 2 αλλά και κάποιο σφάλμα.Ο Α παραλαμβανει το πακετο με τα σφαλματα που περιεχει και το απορριπτει.


Θέμα 4

Έστω ότι έχουμε ένα δίκτυο χωρισμένο σε 14 επιμέρους μέρη. Το κάθε μέρος έχει 14 προσαρτημένες συσκευές. Για αυτό το δίκτυο έχει δοθεί μία διεύθυνση Class C, η 192.168.1.0. Απαντήστε στα ακόλουθα ερωτήματα:

1) Προσδιορίστε τις προδιαγραφές για το μέρος του δικτύου και το μέρος των επιμέρους συσκευών.

Υπόδειξη: Για να προσδιορίσει κανείς τις απαιτούμενες προδιαγραφές θα πρέπει να χρησιμοποιήσει τις παρακάτω σχέσεις/περιορισμούς

a. 2S >= αριθμό απαιτούμενων δικτύων (S είναι τα bits υποδικτύου)b. 2H-2 >= αριθμό συσκευών του μεγαλύτερου τμήματος/υποδικτύου (Η

είναι τα bits συσκευών)c. S+H <= συνολικό αριθμό bits κόμβων για μια κλάση διευθύνσεων.

2) Προσδιορίστε την μάσκα υποδικτύου.3) Προσδιορίστε τις διευθύνσεις δικτύου (θεωρείστε ότι στα σύγχρονα

υποδίκτυα μπορεί να χρησιμοποιηθούν τα υποδίκτυα με όλα τα bits 0 και όλα τα bits 1).

4) Προσδιορίστε τις διευθύνσεις εκπομπής των δικτύων σας.5) Προσδιορίστε τις διευθύνσεις συσκευών των δικτύων σας.

AΠΑΝΤΗΣΗ

Η διεύθυνση 192.168.1.0 είναι κλάσης C. Δηλαδή εξ’ ορισμού τα πρώτα 24 bits είναι το τμήμα network και τα 8 τελευταία bits είναι το τμήμα host. Το τμήμα network θα δανειστεί κάποια από τα 8 bits του τμήματος host για να γίνει η υποδικτύωση. Χρειαζόμαστε 14 IP σε κάθε υποδίκτυο (μια για κάθε συσκευή) σύν 2 IP (μια για το υποδίκτυο και μια για το broadcast), άρα συνολικά 16 IP σε κάθε υποδίκτυο. Άρα πρέπει να κρατήσουμε 4 bits γιατι 16=24 (τα 4 τελευταία bits της τέταρτης

οκτάδας) για το τµήµα host.

Tα υπόλοιπα 4 bits (τα 4 πρώτα bits της τέταρτης οκτάδας) θα παραχωρηθούν από το τμήμα host στο τμήμα network για να γίνει η υποδικτύωση. Με τα 4

αυτά bits (τα 4 πρώτα bits της τέταρτης οκτάδας) που θα παραχωρηθούν από

το τμήμα host στο τμήμα network, μπορούν να φτιαχτούν 24=16 υποδίκτυα. Εμείς χρειαζόμαστε 14 υποδίκτυα, άρα θα µας περισσέψουν και 2 υποδίκτυα


που δεν θα χρησιμοποίηθουν. Η υποδικτύωση φαίνεται στον παρακάτω πίνακα αναλυτικά:

Τμήμα NETWORK κλάσης C

Τμήμα HOST κλάσης C

Υποδίκτυα που σχηματίζονται1η

οκτάδα

2ηοκτάδ

α

3ηοκτάδ

α8

4ηοκτάδ

α8 Τμήμα

NETWORKυποδικτύω

Τμήμα HOST

υποδικτύωσ128 64 32 16 8 4 2 1192. 168. 1. Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ

0 0 0 00

1

0

1

0

1

0

1

=192.168.1.0/28 (ip δικτύου) Υποδίκτυο 1=192.168.1.15/28 (ip broadcast)

0 0 0 10

1

0

1

0

1

0

1


0 0 1 00

1

0

1

0

1

0

1


0 0 1 10

1

0

1

0

1

0

1


0 1 0 00

1

0

1

0

1

0

1


0 1 0 10

1

0

1

0

1

0

1


0 1 1 00

1

0

1

0

1

0

1


0 1 1 10

1

0

1

0

1

0

1


1 0 0 00

1

0

1

0

1

0

1


1 0 0 10

1

0

1

0

1

0

1



1 0 1 00

1

0

1

0

1

0

1


1 0 1 10

1

0

1

0

1

0

1


1 1 0 00

1

0

1

0

1

0

1


1 1 0 10

1

0

1

0

1

0

1


1 1 1 0 Δεν χρησιμοποιείτε το υποδίκτυο αυτό1 1 1 1 Δεν χρησιμοποιείτε το υποδίκτυο αυτό

Από τον παραπάνω πίνακα προκύπτει ότι: Τα πρώτα 28 bits είναι το τμήμα network και τα 4 τελευταία bits είναι το

τμήμα host. Άρα η μάσκα δικτύου είναι της μορφής /28 ή αλλιώς: (11111111.11111111.11111111.11110000 )2= (255.255.255.240)10

Στον παρακατω πίνακα φαίνονται όλες οι διευθύνσεις δικτύου και εκπομπής και οι διευθύνσεις διαθέσιμες για συσκευές. Αυτές είναι αναλυτικά:

υποδίκτυο IP δικτύου IP broadcast(εκπομπής)

IP συσκευών (14 σε κάθε υποδίκτυο)

1 192.168.1.0/28 192.168.1.15/28 192.168.1.1/28 ως 192.168.1.14/28

2 192.168.1.16/28 192.168.1.31/28 192.168.1.17/28 ως 192.168.1.30/28

3 192.168.1.32/28 192.168.1.47/28 192.168.1.33/28 ως 192.168.1.46/28

4 192.168.1.48/28 192.168.1.63/28 192.168.1.49/28 ως 192.168.1.62/28

5 192.168.1.64/28 192.168.1.79/28 192.168.1.65/28 ως 192.168.1.78/28

6 192.168.1.80/28 192.168.1.95/28 192.168.1.81/28 ως 192.168.1.94/28

7 192.168.1.96/28 192.168.1.111/28 192.168.1.97/28 ως 192.168.1.110/28

8 192.168.1.112/28 192.168.1.127/28 192.168.1.113/28 ως 192.168.1.126/28

9 192.168.1.128/28 192.168.1.143/28 192.168.1.129/28 ως 192.168.1.142/28


10 192.168.1.144/28 192.168.1.159/28 192.168.1.145/28 ως 192.168.1.158/28

11 192.168.1.160/28 192.168.1.175/28 192.168.1.161/28 ως 192.168.1.174/28

12 192.168.1.176/28 192.168.1.191/28 192.168.1.177/28 ως 192.168.1.190/28

13 192.168.1.192/28 192.168.1.207/28 192.168.1.193/28 ως 192.168.1.206/28

14 192.168.1.208/28 192.168.1.223/28 192.168.1.209/28 ως 192.168.1.222/28


Θέμα 5

Στόχος αυτού του θέματος είναι να αναδειχθούν τα βασικά στοιχεία της γεφύρωσης και των σχετικών πρωτοκόλλων. Θα χρησιμοποιήσετε την ακαδημαϊκή έκδοση ενός επαγγελματικού εργαλείου μελέτης και ανάλυσης δικτύων και επικοινωνιών το OPNET IT Guru Academic Edition. Για να χρησιμοποιήσετε αυτό το εργαλείο επισκεφθείτε την ιστοσελίδα http://www.opnet.com/university_program/itguru_academic_edition/ και ακολουθείστε τις οδηγίες πατώντας το κουμπί για νέους χρήστες. Η επιλογή θα σας κατευθύνει ώστε να εγγραφείτε, στη συνέχεια να κατεβάσετε το πρόγραμμα προσομοίωσης, να το εγκαταστήσετε στον υπολογιστή σας και να κάνετε την τελική αυθεντικοποίηση με τα κλειδιά εγκατάστασης.

Σε αυτή την εργασία, θα σχεδιάσετε ένα εταιρικό μικρό δίκτυο με γέφυρες.

1. Δημιουργία ενός νέου Project .

Για την δημιουργία ενός Project ακολουθούμε την παρακάτω διαδικασία:

1. File -> New -> Project:2. Ονομασία project <τα αρχικά σας>_BRIDGE3. Ονομασία σεναρίου BridgeNetwork4. Στο Initial Topology -> default value: Create Empty Scenario5. Στο Choose Network Scale ->Επιλέξτε Office και τσεκάρετε το Use Metric

Units box


6. Στο Network Scale επιλέξτε Meters, Χ=100, Υ=100.7. Στο Select Technologies μην επιλέξετε τίποτε.8. Μετά ΟΚ

2. Δημιουργήστε και διαμορφώστε το δίκτυο

Προσθέστε στο χώρο εργασίας προγράμματος τα ακόλουθα αντικείμενα από την παλέτα: πέντε γέφυρες (bridges) των τεσσάρων θυρών σε διάταξη δακτυλίου (ring).


Κατόπιν από την παλέτα επιλέξτε ethernet και από τα στοιχεία που εμφανίζονται

- Χρησιμοποιήστε 10BaseT συνδέσεις για να συνδέσετε σε διάταξη δακτυλίου τις γέφυρες


- Χρησιμοποιήστε Ethernet WorkStations και συνδέστε τα πάλι με 10BaseT όπως στο σχήμα

Χρησιμοποιώντας την επιλογή “edit Attributes” διαμορφώστε τα ονόματα των υπολογιστών και γεφυρών σύμφωνα με το παρακάτω σχήμα.


Χρησιμοποιώντας την επιλογή “edit Attributes” και μετά “Bridge Parameters” για όλες τις γέφυρες διαμορφώστε τα ακόλουθα χαρακτηριστικά

Γέφυρα Address Priority Spanning Tree protocol

BRIDGE1 1 1 STP/802.1d





Αποθηκεύστε το project: File -> Save

Οι γέφυρες συλλέγουν πληροφορίες σχετικά με τις άλλες γέφυρες στο δίκτυο, με την ανταλλαγή μέσω πρωτόκολλου και μηνυμάτων δεδομένων που ονομάζονται Bridge Protocol Data Units (BPDUs) και εκλέγουν μια γέφυρα ρίζα για όλο το δίκτυο, τις designated γέφυρες και μπλοκάρουν ορισμένες συνδέσεις μεταξύ γεφυρών. Υπάρχουν δύο τύποι BPDUs: BPDUs διαμόρφωσης και BPDUs αλλαγής τοπολογίας. Τα BPDUs διαμόρφωσης ανταλλάσσονται μεταξύ γεφυρών για τη δημιουργία της


τοπολογίας του δικτύου. Τα BPDUs αλλαγής τοπολογίας αποστέλλονται μεταξύ των γεφυρών μετά από μια αλλαγή τοπολογίας που έχει παρατηρηθεί στο δίκτυο. Το παρακάτω σχήμα δείχνει τη μορφή του μηνύματος BPDU και ο Πίνακας περιγράφει τα πεδία του μηνύματος.

Η πρώτη γραμμή στο παραπάνω σχήμα είναι τα bytes κάθε πεδίου του μηνύματος.

Protocol Identifier Contains

Περιέχει την τιμή μηδέν

Flag Διαχωρίζει τα μηνύματα αλλαγής τοπολογίας και διαμόρφωσης

Root ID Προσδιορίζει τη γέφυρα ρίζα και δηλώνει την προτεραιότητα της και το αναγνωριστικό της

Root Path Cost Περιέχει το κόστος της διαδρομής από τη γέφυρα αποστολής BPDU μέχρι τη γέφυρα ρίζα

Bridge ID Προσδιορίζει την προτεραιότητα και το ID της γέφυρας αποστολής BPDU

Port ID Προσδιορίζει τη θύρα από την οποία εστάλη BPDU

Message Age Ποσό του χρόνου που έχει παρέλθει από τη στιγμή που η ρίζα έστειλε το BPDU που όρισε την τρέχουσα διαμόρφωση

Maximum Age Δείχνει πότε το τρέχον μήνυμα διαμόρφωσης θα πρέπει να ανιχνεύεται

Hello Time Το χρονικό διάστημα μεταξύ των μηνυμάτων διαμόρφωσης της γέφυρας ρίζας

Forward Delay Το χρονικό διάστημα που πρέπει να περιμένουν οι γέφυρες πριν από τη μετάβαση σε νέα κατάσταση μετά την αλλαγή τοπολογίας


Στο Bridge protocol 802.1d από την ανταλλαγή των BPDU, κάθε bridge ορίζει:

Root Bridge: Η γέφυρα με την υψηλότερη προτεραιότητα είναι η γέφυρα ρίζα. Εάν όλες οι γέφυρες έχουν την ίδια προτεραιότητα, τότε η γέφυρα με τη χαμηλότερη διεύθυνση MAC εκλέγεται ως γέφυρα ρίζα.

Designated Bridge: Σε κάθε LAN, η γέφυρα που έχει το μονοπάτι ελάχιστου κόστους προς τη γέφυρα ρίζα έχει επιλεγεί ως designated γέφυρα. Η γέφυρα αυτή είναι υπεύθυνη για την προώθηση της κυκλοφορίας στα δίκτυα LAN.

Root Port: Σε κάθε γέφυρα, η θύρα που έχει το μονοπάτι ελάχιστου κόστους προς τη γέφυρα ρίζα έχει εκχωρηθεί ως θύρα ρίζας

Κάθε θύρα σε σχέση με την επεξεργασία πλαισίων Ethernet (και όχι BPDUs) χαρακτηρίζεται επίσης σε κατάσταση:

Forwarding Προωθεί πλαίσια από το LAN και άλλες θύρες της γέφυρας της

Blocking ή Disabled

Απορρίπτει πλαίσια που λαμβάνονται από LAN ή άλλες θύρες της γέφυρας

Σενάριο 1

Για το παραπάνω δίκτυο εκτελέστε την πρώτη προσομοίωση. Από την επιλογή “simulation”

1. Simulation > Choose Individual Statistics > Node Statistics -> Bridge επιλέξτε BPDU traffic sent και BPDU traffic received


2. Επιλέξτε ΟΚ

3. Κλίκ στο εικονίδιο 4. Στο pop up μενού της διαμόρφωσης προσομοίωσης επιλέξτε duration 50 και

μονάδα seconds


5. Επιλέξτε Run για να ξεκινήσει η προσομοίωση. Περιμένετε μέχρι να ολοκληρωθεί η προσομοίωση (σε λιγότερο από 50 secs) οπότε θα προκύψει το ακόλουθο παράθυρο


6. Επιλέξτε Close7. Επιλέξτε Protocols -> STP -> Visualize Spanning Tree 8. Στο pop up window επιλέξτε Visualize = YES

Ερώτημα 5.1: Παραθέστε και σχολιάστε το αποτέλεσμα που βλέπετε στο δίκτυο όσο αφορά το ρόλο των γεφυρών και την κατάσταση των θυρών. Ερώτημα 5.2: Επιλέξτε Results -> View Results -> Office Networks και παραθέστε τα BPDUs που στέλνονται και λαμβάνονται από τα BRIDGE1 και BRIDGE4. Σχολιάστε το αποτέλεσμα.

Σενάριο 2


Προσθέστε 10BaseT ζεύξεις μεταξύ BRIDGE1 με BRIDGE3 και BRIDGE1 με BRIDGE4. Αποθηκεύστε το project: File -> Save As -> <τα αρχικά σας>_BRIDGE_mesh

Ακολουθείσθε την προηγούμενη διαδικασία και για τις προσομοιώσεις και:

Ερώτημα 5.3: Παραθέστε και σχολιάστε το αποτέλεσμα που βλέπετε στο δίκτυο όσο αφορά το ρόλο των γεφυρών και την κατάσταση των θυρών. Ερώτημα 5.4: Επιλέξτε Results -> View Results -> Office Networks και παραθέστε τα BPDUs που στέλνονται και λαμβάνονται από τα BRIDGE1 και BRIDGE4. Σχολιάστε το αποτέλεσμα και σε σχέση με το Σενάριο 1.

Σενάριο 3

Σε αυτό το νέο σενάριο προσομοιώστε την πτώση (failure) της γέφυρας BRIDGE1. Η αποτυχία αυτή να ξεκινήσει στα 100 δευτερόλεπτα.

Ανοίξτε το Object palette και επιλέξτε από τη pull-down λίστα την επιλογή Utilities.

Προσθέστε ένα Failure Recovery object στο workspace και ονομάστε το ως Failure από τα attributes (Δεξιό Click στο Failure object Edit Attributes).

Αποθηκεύστε το project: File -> Save As -> <τα αρχικά σας>_BRIDGE_mesh_failure


Ξανά δεξιό Click στο Failure objectEdit Attributes. Επεκτείνετε την επιλογή Node Failure/Recovery Specification hierarchy θέστε τον αριθμό των rows σε 1 θέστε τα χαρακτηριστικά της row 0 όπως φαίνονται στην επόμενη εικόνα.

Έτσι θα γίνει αστοχία της BRIDGE1 στα 100 seconds από την αρχή της προσομοίωσης.

Θα χρειαστεί να απενεργοποιήσετε το καθολικό χαρακτηριστικό Switch Sim Efficiency. Αυτό θα επιτρέψει στις γέφυρες να εκτελέσουν ξανά τον αλγόριθμο επικάλυψης εάν υπάρχει κάποια αλλαγή στο δίκτυο. Επιλέξτε από το μενού Simulation Configure Discrete Event Simulation μεταβείτε στην καρτέλα Global Attributes θέστε disabled το Switch Sim Efficiency.


Εκτελέστε ξανά την προσομοίωση για 800 seconds.

Ερώτημα 5.5: Παραθέστε και σχολιάστε το αποτέλεσμα όσο αφορά το ρόλο των γεφυρών και την κατάσταση των θυρών.

AΠΑΝΤΗΣΗ


Τρόπος – Ημερομηνία Παράδοσης

Η εργασία σας θα πρέπει να έχει αποσταλεί στον Καθηγητή-Σύμβουλό σας μέχρι την Τρίτη 13/11/2012, ώρα 23:59.

Περιμένουμε όλες οι εργασίες να σταλούν μέσω της Υπηρεσίας Ανάρτησης και Διαχείρισης ΓΕ (http://moodle.eap.gr) και να είναι γραμμένες σε επεξεργαστή κειμένου (π.χ. MSWord).

Στις 20/11/2012, θα δημοσιευθεί πρότυπη απάντηση για την επίλυση της εργασίας στο Διαδίκτυο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

ΘΕΜΑ 1Ερώτημα (1.1) 8

ΘΕΜΑ 4

Ερώτημα (1) 2

Ερώτημα (1.2) 4Ερώτημα

(2) 2


(3) 3


(4) 3

ΘΕΜΑ 2Ερώτημα (1) 6

Ερώτημα (5) 2

Ερώτημα (2.1) 3ΘΕΜΑ

5 35

Ερώτημα (2.2) 3 ΣΥΝΟΛΟ 100

Ερώτημα (2.3) 3

ΘΕΜΑ 3 Ερώτημα (1) 3









Ο συνολικός βαθμός θα διαιρεθεί δια 10, ώστε να προκύψει ο τελικός βαθμός της εργασίας.

Καλή Επιτυχία!

Μarkatis_Andreas_ergasia1_pli36_2012-2013

Documents

prop transp

mac arp table

1d stp802

bits

view results

mac ff

rp mac

arp announcement