Rutarea În Internet

7/24/2019 Rutarea n Internet

1/20

Rutarea n Internet

Mihai Budiu -- [email protected]://www.cs.cmu.edu/~mihaib/

Aprilie 1998

Subiect:Reeaua Internet

Cunotine necesare:cunotine elementare despre calculatoare

Cuinte cheie:protocol, rutare, Internet, reea

Contents

Internet-ul: scurt istoric Acest articol Protocoale Alte reele Internet-ul: o reea de reele IP Problema rutrii Adrese Reele i noduri Interfaa cu sub-reeaua: ARP, ifconfig Tabelele de rutare Rutele implicite (default)

o route i netstat

Ruterele i coloana vertebral (bacbone) Protocoale de rutare Administrarea reelei

o pingo traceroute

Alte problemeo !tabilitateo "ulticasto Rutare mobil
http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.htmlhttp://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.htmlhttp://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00030000000000000000%23SECTION00030000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00040000000000000000%23SECTION00040000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00040000000000000000%23SECTION00040000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00050000000000000000%23SECTION00050000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00050000000000000000%23SECTION00050000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00060000000000000000%23SECTION00060000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00070000000000000000%23SECTION00070000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00080000000000000000%23SECTION00080000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00080000000000000000%23SECTION00080000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00090000000000000000%23SECTION00090000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000100000000000000000%23SECTION000100000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000110000000000000000%23SECTION000110000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000110000000000000000%23SECTION000110000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000120000000000000000%23SECTION000120000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000130000000000000000%23SECTION000130000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000130000000000000000%23SECTION000130000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000131000000000000000%23SECTION000131000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000131000000000000000%23SECTION000131000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000131000000000000000%23SECTION000131000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000131000000000000000%23SECTION000131000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000140000000000000000%23SECTION000140000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000150000000000000000%23SECTION000150000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000160000000000000000%23SECTION000160000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000161000000000000000%23SECTION000161000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000162000000000000000%23SECTION000162000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000170000000000000000%23SECTION000170000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000171000000000000000%23SECTION000171000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000172000000000000000%23SECTION000172000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000172000000000000000%23SECTION000172000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000173000000000000000%23SECTION000173000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000173000000000000000%23SECTION000173000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.htmlhttp://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00030000000000000000%23SECTION00030000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00040000000000000000%23SECTION00040000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00050000000000000000%23SECTION00050000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00060000000000000000%23SECTION00060000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00070000000000000000%23SECTION00070000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00080000000000000000%23SECTION00080000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION00090000000000000000%23SECTION00090000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000100000000000000000%23SECTION000100000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000110000000000000000%23SECTION000110000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000120000000000000000%23SECTION000120000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000130000000000000000%23SECTION000130000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000131000000000000000%23SECTION000131000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000140000000000000000%23SECTION000140000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000150000000000000000%23SECTION000150000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000160000000000000000%23SECTION000160000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000161000000000000000%23SECTION000161000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000162000000000000000%23SECTION000162000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000170000000000000000%23SECTION000170000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000171000000000000000%23SECTION000171000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000172000000000000000%23SECTION000172000000000000000http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#SECTION000173000000000000000%23SECTION000173000000000000000


2/20

Internet-ul: scurt istoric

#a mi$locul anilor %&' compartimentul de cercetare al epartamentului Aprrii al !tatelornite (ARPA: efense Advanced Researc* Pro$ects A+enc), un or+anism beneficiind deun bu+et strivitor, a pornit un proiect de cercetare pentru construirea unei reele strate+ice

pentru transmisiunea datelor ntre calculatoarele Penta+onului. Reeaua trebuia s satisfacdou cerine:

! le+e ntre ele scumpele calculatoare ale a+eniei i eventual ale altor centre decercetri/

! re0iste cu succes n faa unui atac nuclear.

Reeaua sponsori0at de ARPA a fost numit ARPAnet (net1or, net 2 reea). Proiectuliniial a fost fcut n 34&& iar n 34&4 primul prototip care le+a 5 calculatoare, amplasate lamai multe universiti i laboratoare de cercetare, era operaional.

6n acelai timp universitatea !tanford construia un alt prototip de reea, sponsori0at tot deARPA, care folosea undele radio pentru transmisiunea datelor (ARPAnet transmitea datele

prin linii telefonice nc*iriate). 7ercettorii de la !tanford ar fi dorit s interopere0e cucealalt reea. in cau0a asta proiectanii au adoptat o serie de re+uli asemntoare pentrutransmisiunea datelor n ambele reele, dar au construit ansamblul n aa fel nct cele doureele componente s poat fi administrate i de0voltate independent, fr intervenii specialeale unei autoriti centrale. e asemenea, un factor crucial n desi+n a fost deci0ia ca reeauas poat opera n acelai fel indiferent de natura mediului de transmisie folosit.

#a ARPAnet se puteau conecta universitile i centrele de cercetare care primeau bani de laARPA. "ulte alte universiti ar fi dorit ns s participe la cone8iune. 9iecare dintre ele ade0voltat propria ei reea peste care a suprapus te*nolo+iile din ARPAnet. Astfel, mai multereele diferite au adoptat standardele propuse n ARPAnet pentru comunicaie i au pututinteropera. #a nceputul anilor %' aceast federaie de reele, din care ARPAnet era doar o

prticic, s-a numit ;;Internet%%.


3/20

desfiinat. !uportul federal pentru reea a fost ncetat complet pe 3 mai 344?/

economic crescnd a reelei.

adevrat industrie de Internet !ervice Providers (I!P): firme care ofer servicii decone8iune la Internet au aprut n toat lumea. #a ora actual n Internet se estimea0 ca suntconectate peste >' de milioane de calculatoare de pe tot +lobul, i c peste 3'' de milioane deoameni beneficia0 de serviciile lui n mod re+ulat. Rata de cretere continu s fiee8ponenial. !e estimea0 c >'B din popula%tia !A folose%ste Internet-ul/ acesta a devenitun dispo0itiv de u0 casnic (aproape) la fel de obinuit ca maina de splat sau televi0orul.

RomCnia este le+at la Internet cel puin din 344=. #a ora actual nodul cu cea mai mareimportan este aflat la Polite*nica din Ducureti/ n $ur de 'B din traficul din Romania trece

prin acest punct, pentru c aici se afl un nod care ofer le+tur marilor centre universitaredin ar (informaiile la 0i pot fi obinute de la (*ttp:EE111.roedu.net)3). 6n multe orae dinar au aprut furni0ori de servicii Internet.

Iat cum deci0iile iniiale de descentrali0are i inter-operare au permis o de0voltare uluitoarecare ntrece ima+inaia celor mai vi0ionari dintre ar*itecii Internet-ului.

Internet-ul are propriul lui corp de standardi0are, numit IFT9 ;;Internet Fn+ineerin+ Tas9orce%%, care este format din e8peri din universiti, centre de cercetare i mari firme decalculatoare i telecomunicaii. Ritmul de lucru la IFT9 este trepidant (comparat cu altecorpuri de standardi0are), i este n mare msur responsabil pentru evoluia te*nolo+iccolosal a Internet-ului. (Trebuie spus c dei anumite deci0ii au rmas nesc*imbate de lanceput, o mulime de re+uli din funcionarea Internet-ului au fost introduse pe parcurs. Acestaeste un fapt remarcabil: e ca i cum ai sc*imba bu$iile la main n timp ce mer+e@) IFT9 i

public deci0iile n nite documente numite ;;ReGuest 9or 7omments (R97)%% (7erere decomentarii), i care sunt adoptate prin consensul celor implicai n funcionarea Internet-ului.R97-urile specific totalitateare+ulilor pe care trebuie s le respecte calculatoarele carecomunic n Internet (re+uli care se numescprotocoale). #ista complet a R97-urilor se poateobine...de pe Internet (*ttp:EErs.internic.net). ac vrei s tii cum funcionea0 Internet-uleste suficient s citii aceste documente. ar nu e o treaba prea simpl...(sunt cteva sute@).

Acest articolespre reele i Internet s-a scris enorm. carte absolut e8celent a lui Andre1 !.Tanenbaum (i foarte fierbinte) a publicat n traducere editura A+ora (la un pre ridicol: ediiaamerican cost ' de dolari).

Acest articol va trata deci foarte sumar o sin+ur problem le+at de funcionarea Internet-ului: ;;rutarea%% (ale+erea unei rute ntre dou calculatoare). espre rutare numai au fost scrisemai multe cri/ referina cea mai bun este Radia Perlman ;;Interconnections%%, Addison-Hesle, 344=. !ubiectul este foarte +eneros, i deloc simplu/ tratamentul pe care l vom da

aici este desi+ur doar orientativ.
http://www.roedu.net/http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#foot56%23foot56http://rs.internic.net/http://www.roedu.net/http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#foot56%23foot56http://rs.internic.net/


4/20

6n funcionarea unei reele e8ist dou aspecte oarecum complementare: al+oritmii iprotocoalele care fac acea reea s funcione0e, i aparatele, srmele i comen0ileadministratorilor care operea0 aparatele ;;reale%%. oi ncerca n acest articol s le atin+ peamndou.

oi folosi adesea analo+ii cu o alt reea real care pre0int oarecare similitudini cu Internet-ul: pota. #a nivelul la care discutm n acest articol Internet-ul are o sin+ur misiune: i dainite date (+rupate ntr-unpachet) i i spui undevrei s a$un+, i Internet-ul face tot ce poates duc datele acolo. #a fel ca i pota: pui la pot un pac*eel (sau un plic), scrii pe el adresade destinaie, i apoi speri ca sistemul s-i fac datoria.


5/20

Iat un e8emplu din sistemul potal: dac vrei s-i scrii unui amic compui o scrisoare i o puila pot. Avem (cel puin) dou protocoale aici: conversaia dintre prieteni, i sistemul potalcare mic scrisorile. ac te +rbeti trimii scrisoarea cu alt companie, de pild K#. Aisc*imbat protocolul prin care informaia se plimb, dar conversaia cu amicul este aceeai:coninutul scrisorii nu s-a sc*imbat deloc.

Internetul este caracteri0at de folosirea anumitor protocoale. 7ele mai importante protocoalefolosite de calculatoarele din Internet se numesc IP (Internet Protocol) i T7P (Transport7ontrol Protocol). T7P a fost proiectat nainte de a e8ista foarte mult e8perien desprereele, aa c violea0 re+ula e8pus anterior: T7P funcionea0 numai cu IP.

Protocolul IP este cel care mut pac*etele dintr-un loc ntr-altul, posibil peste multecone8iuni, iar T7P asi+ur fiabilitatea comunicaiei.

Iat sc*ema plasamentului unor protocoale eseniale din Internet:

+-----+ | NFS | +-----+ |+----+ +-----+ +------+ +-----+ +-----+|SMTP| | BGP | |Telnet| | FTP | | RPC |+----+ +-----+ +------+ +-----+ +-----+ \ \_________ | | | \_______________ \ | | | \+-----+ +-----+ +-----+ | TCP | | UP | !! | R"P | +-----+ +-----+ +-----+ | | |

+------------------------+------+ | "P | "CMP | +------------------------+------+ ______|___________ | | +-----+ +------+ | #RP | | R#RP | +-----+ +------+ \_______ _________$ | +---------------------------+ | Protocolul retelei locale | +---------------------------+

Alte reele


6/20

(protocoalele F7net) i ID" (!' de ani. #umea a nvat o +rmad de lecii despre proiectarea reelelor cu

Internet-ul, care au fost n+lobate n structura lui.


7/20

I!

7el mai important protocol din Internet este protocolul numit IP: Internet Protocol. !copulprincipal acestui protocol este s mpin+ pac*etele de la un calculator surs la o destinaie

din aproape n aproape, folosind le+turile e8istente ntre vecini. ac problema asta vi separe simpl atunci ncercai s o re0olvai dumneavoastr: eu v dau un pac*et i numele unuiamic de-al meu/ dumneavoastr avei misiunea s facei acest pac*et s-i parvin, fr a aveacea mai mic idee unde st amicul meu sau cum se a$un+e la el. (IP are i un scop secundar,acela de a spar+e pac*etele n bucele atunci cnd trebuie s traverse0e o reea ale creicaracteristici nu permit tran0itul pac*etelor mari. ar asta e mai puin interesant.) IP estedescris n detaliu n standardul R97 M43.

NIP este un protocol care mut pac*etele care i se dau ;;din afar%%. 6n ;;interior%% Internet-ul folosete mpreun cuIP un protocol special pentru control, care +enerea0 propriile pac*ete. Acest protocol se numete I7"P: Internet7ontrol "essa+e Protocol. n e8emplu ne va a$uta s ne facem o idee despre I7"P: dac un calculator primeteun pac*et care se plimb de mult prea mult vreme n reea>atunci calculatorul distru+e pac*etul i simultantrimite spre surs un mesa$ I7"P care anun sursa despre pierderea informaiei. !ursa va trebui s ia aciunicorective.O

! vedem ce se d i ce se cere lui IP.

!roble"a rut#rii

9iecare calculator aparine unei reele, cu ale crei componente poate comunica oricnd direct,fr alte intervenii. om vedea imediat cum afl un calculator care sunt vecinii lui imediai/aceasta este o problem de confi+urare care cade n sarcina administratorului de sistem.

Pe de alt parte anumite calculatoare au cone8iuni la mai multe reele simultan/ acestea se mainumesc ;;+ate1as%%: ;;pori%% ntre reele. n pac*et care este primit de un astfel de calculator

pe interfaadinspre o reea poate fi transmis pe cealalt reea. Acest proces se numete;;for1ardin+%% (;;naintare%%). rumul ales de un pac*et de la surs la destinaie poartdenumirea de ;;rut%% (route). peraia de ale+erea a unei crri pentru un pac*et se numete;;rutare%% (routin+)/ britanicii ar pronuna asta apro8imativ ;;rutin+%%, pe cnd americanii ar 0ice;;rautin+%%. Iat un desen care e8plic fenomenul:

Calculatorul sursa Ruter inter%e&iar Calculator &est!+-------------------+ +---------------------+ +---------------+

| Progra% sursa | | | | Progra% &est|| \ | | | | $ || Protocol "P | | Protocol "P | | Protocol "P || \ | | $ \ | | $ || "nterf R'| |"nterf R' "nterf R(| |"nterf R( |+--------------\----+ +--$-------------\----+ +-$-------------+ Retea )ocala ' Retea )ocala (

F8ist mai multe feluri de ;;+ate1as%%, dar noi n acest articol o s ne preocupm cupreponderen de cele care se numesc ;;rutere%% (;;router%% n en+le0). Un ruter este deci ngeneral un calculator conectat simultan la mai multe reele.

Pentru c avem peste >' de milioane de calculatoare, este clar c nu se poate introducemanual informaia despre unde se afl fiecare din ele n toi membrii reelei (de altfel aceast
http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#foot75%23foot75http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#foot75%23foot75


8/20

informaie este foarte volatil: n fiecare secund probabil mii de calculatoare se conectea0 ise deconectea0). Jtim c calculatoarele sunt foarte bune la prelucrat date, aa c sarcinacalculrii rutelor le care lor n crc.

Iniial fiecare calculator are oarecare cunotine despre vecintatea lui mai mult sau mai puin

imediat/ aceste cunotine sunt introduse de administratorul de sistem.

Problema rutrii se enun astfel:

Atunci cnd primeti (tu, un ruter) un pac*et pentru o anumit destinaie trebuie s deci0i pecare dintre interfeele tale s-l trimii.

na dintre interfee trebuie s fie ntotdeauna mai aproape de destinaie/ dac fiecare rutercare primete un pac*et l trimite apoi pe o interfa mai apropiat de destinaia final,eventual pac*etul va a$un+e la destinaie. !implu, nu

Problema rutrii este (aproape) banal pentru calculatoarele care au o sin+ur interfa. Fsteclar c oricare ar fi destinaia, dac ea nu este c*iar calculatorul local5,atunci e8ist o sin+urinterfa pe care pac*etele pot fi scoase.

Problema rutrii este mai complicat pentru calculatoarele care au de-a face dou sau maimulte ale+eri. ar nainte de a vedea cum este ea re0olvat, s vedem concret cum sespecific o adres i o destinaie.

Adrese

Protocoalele din Internet au fost proiectate cu o +ri$ deosebit pentru administraredescentrali0at. Astfel proiectanii au construit supape de si+uran pentru evoluia

protocoalelor. ac protocolul evoluea0 este imposibil s se facsimultann ntrea+a lume;;up+rade%%. Atunci reeaua trebuie s poat funciona cu pri din ea rulnd protocoale maiavansate (care, desi+ur, trebuie s rmn compatibile (bac1ards compatible) cu versiunileanterioare).

ersiunea curent a protocolului IP este 5. Practic toate calculatoarele din Internet rulea0versiunea 5, numit i IPv5. 7teva calculatoare rulea0 versiunea e8perimental urmtoare,nc nestandardi0at, numit & (nimeni nu tie unde a disprut versiunea ?). Articolul de fa

discut numai IPv5.

7a s poi s indici pe cineva anume trebuie s ai un nume pentru el. Pentru un calculator, maipre+nant dect pentru un om, un obiect care nu are un nume nu e8ist@ = de bii (5 octei), numite adrese IP. e fapt trebuie s fim

precii: fiecare interfa(la o reea) a unui calculator are o alt adres/ un calculator cu 3'interfee (un ruter) va avea simultan 3' adrese IP. Adresele IP se scriu convenional indicnd n

ba0a 3' valorile celor 5 octei separate de semnul (.) punct. Iat o adres IP: ;;3.=.>.5%%. Tern,nu (n sistem sofisticat e8ist care permite calculatoarelor s aib nume mai ;;umane%%, cumar fi ;;apolo.cs.pub.ro%%, dar asta este cu totul alt poveste, i este treaba unor protocoale aflatemult deasupra IP.)
http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#foot83%23foot83http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#foot83%23foot83http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#foot83%23foot83


9/20

9iecare adres IP trebuie s apar o singur datn Internet. Pentru a asi+ura acest lucruadresele IP sunt alocate de o autoritate central n +rupe unor sub-autoriti. 9iecare sub-autoritate apoi aloc adresele la rndul ei. e e8emplu Polite*nica din Ducureti a primit&??>& de adrese, care toate ncep cu octeii 353.? (deci adresele ntre 353.?.'.' i353.?.=??.=??). Polite*nica apoi a mprit adresele fiecrui departament sau laborator, etc.

6n felul acesta responsabilitatea poate fi relativ clar trasat.

ac un calculator ntr-o anumit parte a Internet-ului i aloc o adres care nu i se cuvine ncel mai bun ca0 nu va funciona, iar n cel mai ru ca0 va deran$a funcionarea altorcalculatoare/ cel mai probabil este c administratorii reelei la care este conectat calculatorulvor trebui s ia msuri pentru a-l deconecta.

F8ist un pro+ram numit *ois(;;cine e%%) care intero+*ea0 anumite ba0e de date care conininformaii despre administraia Internet-ului. in pcate e8ist mai multe astfel de ba0e dedate, acoperind pri diferite ale reelei. 6n principiu putei afla informaii despre un anumitcalculator, sau administrator, sau altceva tastnd *ois infor%atie-&e-aflat.

F8ist deci teoretic =>=adrese IP diferite, ceea ce nseamn peste 5 miliarde. Aparent adreselear trebui s a$un+, ns n 0ilele iniiale ale Internet-ului s-a cam fcut risip/ de pildPolite*nica din Ducureti nu a folosit toate cele &? de mii de adrese, aa c multe sunt acuminutile, pentru c nu pot fi luate napoi.

N


10/20

US#

i spune c locul este n !A, din !A apoi trebuie s ale+i statul Pennslvania (PA), oraulPittsbur+*, i aa mai departe. Aproape si+ur mai e8ist undeva o strad numit ;;9orbes%%, darn oraul Pittsbur+* e8ist una sin+ur (asta este treaba primriei: s asi+ure aceast lips de

ambi+uitate). Astfel adresa este foarte precis.

Adresele din Internet sunt tot ierar*ice, avnd ns numai dou componente. Primacomponent este numrul reelei, iar a doua component este numrul calculatorului dinreea. Reamintii-v c Internet-ul este o colecie de reele. Toate calculatoarele care fac partedin aceeai reea vor avea deci aceeai valoare pentru numrul reelei.

adres Internet trebuie deci s fie nsoit de o masc, al crei folos este s ne indice caredin cei >= de bii indic reeaua i care calculatorul din reea. (n calculator ntr-o reea senumete pe en+le0 i ;;+a0d%% -- *ost.) "asca este ntotdeauna un ir de bii ;;3%% consecutivi

plecnd de la cel mai important.

Iat un e8emplu de o adres nsoit de o masc, de data asta scris i n ba0a = pentru aevidenia biii 3:

55 ! 7( ! ((6 ! ( --- a&resa''''!'''''!'''''!''' --- a&resa 83a9a (:''''''''!''''''''!'''! --- %asca\___________________$\____________$ nu%arul retelei nr! ost-ului

''''!'''''!'''! --- a&resa retelei ; a&resa < %asca!!''!''' --- ost ; a&resa < =%asca

6n ba0a 3' adresa de mai sus ar avea valoarea: ??.43.==M.='. Adresa reelei este ??.43.==5.',iar adresa calculatorului din cadrul reelei este '.'.>.='.

ac numerotarea asta vi se pare confu0, nu suntei sin+urii.

Informaia purtat de o adres i o masc este foarte important: un calculator tie c daca$un+e la un calculator dintr-o reea (oricare), atunci a$un+e la orice alt calculator din aceareea. 7u alte cuvinte, toate calculatoarele care ncep cu acelai numr de reea (n e8emplulde mai sus cu biii ??.43.==5.') sunt direct conectate unul la altul.

e asemenea, acest lucru simplific enorm tabelele de rutare ale ruterelor: un ruter nu trebuies tie drumul de parcurs pentru fiecare calculator care ncepe cu ??.43.==5.': a$un+ s tieunul sin+ur, pentru c aceste calculatoare sunt toate la un loc.

N6n trecut adresele din Internet aveau masca implicit (se deducea din adres) i se mpreau n > clase mari,numite A, D i 7. Aceast or+ani0are este acum depit, aa c nu o menionm dect n trecere, pentru a nuspori confu0ia. Alte dou clase de adrese speciale, i F, e8ist n continuare. Adresele de clas sunt folositen "bone, menionat mai $os. 7ele de clas F sunt nefolosite.O

Inter$aa cu sub-reeaua: AR!% ifconfig


11/20

Administratorul de sistem confi+urea0 un calculator ca la pornire s-i iniiali0e0e adresele(i mtile) pe toate interfeele. Adresa se poate iniiali0a i inspecta pe o staie ni8 cucomanda ifconfig(Inter9ace 7 ifconfig lele? flags;@AUP4BR#C#ST4NTR#")DRS4RUNN"NGE inet 'A(!(A@!'(!' net%as ffff 3roa&cast 'A(!(A@!!

=.=>&.888.888 sunt accesibile direct

prin interfaa le. 7u alte cuvinte, dac dau ca destinaie un astfel de calculator, nu estenevoie de nici un fel de ;;for1ardin+%%: pac*etul poate fi pus direct pe interfaa lei el vaa$un+e la destinaie imediat@

7um se poate aa ceva mare parte din reelele locale au o proprietate foarte interesant:comunicaia n ele se face prin ;;difu0are%%: cnd cineva pune un pac*et n reea absolut toat

lumea din reea vede acel pac*et. e altfel este uor de neles: Ft*ernet-ul seamnte*nolo+ic cu televi0iunea prin cablu, n care un transmitor pune un semnal pe o srm i toil aud. Toi se uit la pac*et, dar numai cel cruia i este destinat l copia0 n memoria

proprie. (estinatarul se auto-identific comparnd adresa destinaiei din antetul pac*etului cupropria lui destinaie.)

NFra prea frumos ca s fie adevrat: lucrurile sunt n realitate ceva mai complicate (dei conceptual asta e ideea).6ntotdeauna reeaua local are la rndul ei propriile mecanisme de identificare i numire a calculatoarelor. eieste adevrat c fiecare calculator de pe un cablu Ft*ernet?le poate au0i pe toate, comunicaia se face de obiceitot ntre perec*i de calculatoare astfel: fiecare calculator are o adres Ft*ernet, care este unic pe +lob, pentru cfiecare fabricant de plci Ft*ernet a promis asta unei autoriti centrale. 7nd un calculator pune un pac*et pe uncablu, indic i adresa Ft*ernet a destinaiei.

interfa plasat pe o reea Ft*ernet are deci (pe ln+ adresa IP) i o adres Ft*ernet. 7nd calculatorul vrea scomunice cu altul din acelai Ft*ernet, trebuie s indice de fapt adresa Ft*ernet a destinaiei, pentru c reeauaFt*ernet *abar-n-are de adrese IP. Pentru asta fiecare calculator menine o tabel de corespondene: pentrufiecare adres IP din reeaua local tie ce adres Ft*ernet corespunde. Tabela asta se construiete cu a$utorulunui alt protocol, numit ARP (Address Resolution Protocol).

Pentru ca0ul unor reele ca Ft*ernet-ul se folosete proprietatea de ;;broadcast%% areelei: cnd vrei s-i trimii ceva lui 3.=.>.5 ;;stri+i%% pe Ft*ernet cu a$utorul unui

pac*et special: ;;Di, care ai adresa IP 3.=.>.5%%. 7el n seam vede pac*etul tuFt*ernet, care conine adresa ta Ft*ernet, aa c poate s-i rspund cu un alt pac*et,din care afli corespondena ntre adresele sale IP i Ft*ernet.

Pentru reele n care nu se poate face broadcast administratorii confi+urea0 un serverspecial care tie toate traducerile/
http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#foot114%23foot114http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#foot114%23foot114http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#foot114%23foot114


12/20

6n ni8 putei inspecta tabela ARP cu comanda arpO.

&abelele de rutare

7e ne facem ns atunci cnd vrem s comunicm cu un calculator care nu este conectat naceeai reea local cu noi Pac*etul nostru va trebui s treac prin mai multe +ate1a-uripn la destinaie. Problema care se pune pentru calculatorul meu este: ;;care este primul+ate1a%%

Informaia de acest +en este meninut de nivelul IP ntr-o tabel de rutare. Aceast tabeldescrie pentru fiecare +rup de adrese interfaa care trebuie folosit pentru a a$un+e la ele i

primul calculator cruia datele trebuie s-i fie trimise.

7um arat tabela de rutare i de unde vin informaiile din ea

Rspunsul la aceast ntrebare se poate obine n trei feluri diferite, depin0nd de importanacalculatorului care pune ntrebarea. Putem distin+e trei feluri de calculatoare conectate nInternet, dup cum ilustrea0 fi+ura 3.

'i(ure 1:9ra+ment din Internet'run)e:

orice calculator care are o sin+ur interfa este o ;;frun0%% (termen mprumutat dinteoria +rafurilor) (le-am notat cu A n fi+ur)/

Rutere **"ici++:un astfel de calculator separ o reea relativ mic de restul Internet-ului/ toate

pac*etele care trec dintr-o parte ntr-alta trebuie s treac prin el (D n fi+ur).Rutere din bac,bone:
http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#internethttp://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#internet


13/20

;;mie0ul%% Internet-ului arat ca o mare pn0 de pian$en/ aceasta este ;;coloanavertebral%% a Internet-ului, format din trunc*iuri de mare vite0 care se ncruciea0n rutere. espre un astfel de ruter nu se poate spune c ;;taie%% Internet-ul n dou pri(7 n fi+ur).

"odul n care funcionea0 cele trei feluri de calculatoare din punct de vedere al rutrii estecomplet diferit.

Rutele i"plicite de$ault.

9run0ele trebuie s tie care este ruter-ul ;;mic%% care lea+ propria lor reea de Internet. 6nfi+ura anterioar, calculatorul A3trebuie s tie c reeaua sa local are ca le+tur pe D3.Acest lucru este de obicei confi+urat de administratorul reelei.

Atunci cnd A are de trimis un pac*eel la o adres, al+oritmul lui va fi urmtorul:

ac pac*etul este pentru reeaua local, atunci pac*etul este transmis pe interfaproprie indicnd destinaia dorit/

Altfel pac*etul este naintat calculatorului D3.

e ce Pentru c nu e8ist alt drum spre lumea dinafar dect prin D3. D3este ceea ce senumete ;;ruter implicit%% (default router) pentru A3/ ma$oritatea pac*etelor se vor duce prin el.

routei netstat

ac frun0a rulea0 sistemul de operare ni8, atunci comanda cu care se adau+ i ter+ ruten tabela de rutare se numete route. e obicei calculatorul e8ecut un script de iniiali0are la

boot-are prin care instalea0 ruterul implicit. Putei vedea toate rutele instalate ale unuicalculator cu comanda netstat -r, de la netstat -rnernel "P routing ta3le

estination Gate*a2 Gen%as Flags MSS /in&o* irtt"face'(.!(!! H (55!(55!! U '5 et'(6!!! H (55!!! U A5., lo&efault '(.!(!(5,!A@ !!! UG '5 et

e aici aflu c:

Interfaa eteste conectat direct (adic nu prin intermediul unui +ate1a) reeauacu numrul 3=.=.'.' (masca =??.=??.'.'). Unseamn ;;up%%, adic ;;funcionea0%%/

Interfaa loeste conectat direct la reeaua 3=M.'.'.' (aceasta este o interfa fictivpre0ent n toate calculatoarele/ adresele care ncep cu 3=M sunt re0ervate pentru


14/20

utili0ri speciale. e e8emplu adresa 3=M.'.'.3 repre0int ntotdeauna calculatorullocal -- este ec*ivalentul pronumelui ;;eu%%)/

6n fine, interfaa etne lea+ la o reea pe care se afl ruterul implicit, care este3=.=.=?5.>&. "asca '.'.'.' ne arat c acesta este un ruter implicit, deci orice pac*et

pentru o adres care nu se potrivete cu celelalte trebuie trimis lui.

Ruterele i coloana ertebral# bac,bone.

Pentru celelalte tipuri de calculatoare situaia este diferit. n ruter ca D poate fi ncconfi+urat manual: el trebuie s tie care sunt toate frun0ele pentru care el este ;;responsabil%%.n astfel de calculator va sc*imba permanent informaii despre topolo+ia reelei cu veciniisi. Protocolul prin care ruterele sc*imba informaii se numeteprotocol de rutare. #a oraactual sunt standardi0ate aproape o du0in de astfel de protocoale pentru Internet. 6n fi+uranoastr D-urile vor sc*imba informaii: fiecare i va spune celuilalt cu ce calculatoare;;frun0%% este direct conectat, iar ambele i vor raporta lui 7=acest lucru.

7aracteristica central a unui astfel de ruter (D) este c trebuie s memore0e relativ puineinformaii n tabela de rutare (0eci sau sute de nre+istrri), putndu-se ba0a n continuare perute implicite, care trec prin cel mai apropiat ruter de tip 7.

Astfel de rutere pot fi tot staii de lucru sau calculatoare personale rulnd ni8, saucalculatoare speciali0ate (cum vom vedea mai $os c sunt folosite ntotdeauna pentru ruterelede tip 7). 9oarte adesea astfel de rutere rulea0 ceea ce se numesc ;;0iduri de foc%% (fire1alls).Acestea sunt pro+rame speciale care inspectea0 fiecare pac*et care trece prin ruter i inter0ictransferul unor pac*ete suspicioase. Acest lucru se face pentru a preveni atacuri informatice

prin reea i a restrn+e i controla flu8ul de informaii dinEspre reeaua local.

!rotocoale de rutare

Ruterele de tip 7 nu pot fi confi+urate manual/ cel mai important motiv este c o reea maimare sufer n mod frecvent sc*imbri, care sunt +reu de centrali0at i administrat. in cau0aasta astfel de rutere calculea0 sin+ure topolo+ia reelei.

Ruterele de tip 7 sunt ntotdeauna calculatoare special construite pentru acest scop/ au sistemede operare speciale, nu au discuri (folosesc memorii nevolatile flas* pentru a ine sistemul de

operare), pot suporta foarte multe plci de reea (0eci simultan) i nu fac tot timpul altcevadect s permit administrarea reelei i calculul de tabele de rutare. 7am 'B din ruterele dinInternet sunt fabricate de firma 7isco !stems (*ttp:EE111.cisco.com) din !tatele nite. nruter de mare performan poate transfera date de ordinul a 3'Qbps (+i+a bii pe secund)@

!arcina unui ruter de tip 7 este de cu totul alt natur dect cea a ruterelor de tip A sau D. !predeosebire de acelea, un ruter de tip 7 trebuie s tie ntreaga topologie a Internet-ului, i nunumai reelele care se nvecinea0 direct cu el.

7a s nele+em de ce se ntmpl acest lucru s considerm ruterele 7=i 7>din fi+ura de maisus. 7e se ntmpl dac 7=primete un pac*et pentru un calculator din reeaua conectat la

7> ac fiecare 7 i-ar cunoate numai vecinii imediai, atunci 7=n-ar avea de unde s tie
http://www.cisco.com/http://www.cisco.com/


15/20

c vecinul su, 73este la rndul lui vecinul lui 7>. in cau0a asta fiecare ruter de tip 7 vaspune tuturor vecinilor si toateinformaiile pe care le are.

Iniial, la boot-are, un ruter 7 va ti numai vecinii si (introdui tot de administrator). upprima rund de comunicaii va afla ns i vecinii vecinilor si, dup care vecinii vecinilor

vecinilor si, i aa mai departe. 7um Internet-ul la ora actual are un diametru n $ur de >'(adic distana dintre oricare dou calculatoare trece prin mai puin de >' de rutere), dup >'de runde de comunicaie ntre vecini orice ruter cunoate ntrea+a topolo+ie a reelei@ Astanseamn 0eci de me+aoctei de informaie. ar fr aceast informaie calculatoarendeprtate n-ar avea nici o idee cum s a$un+ unul la altul.

N6n realitate tabelele de rutare ar fi foarte mari, aa nct pentru ntre+ul Internet se folosete n mod normal oadresare ierar*ic pe > nivele.


16/20

ping

pingvine de la Pacet I


17/20

!e vd cei 34 pai pe care trebuie s-i fac un pac*et plecnd de la calculatorul de pe biroulmeu pn la un calculator (pu3!pu3!ro) din Polite*nica din Ducureti.

pac*ete, i timpii de propa+are dus-ntors sunt afiai.

Putem afla multe informaii interesante din acest tabel. 7ea mai mare diferen de timp estentre paii 3& i 3M: pn la 3& pot a$un+e n 3?'ms, dar pn la 3M n M?'ms. Asta pentru cle+tura ntre 3& i 3M se face printr-un satelit +eosincron, care 0boar la o altitudine de cam>&,'''m. !emnalului electroma+netic i trebuie cam $umtate de secund pentru a traversadistana asta n sus i n $os.

7e e amu0ant este c ambele capete ale le+turii prin satelit se afl n Furopa. Prefi8ul ;;


18/20

P#R#B)!T#"D!NDT '7A!('7!'76!'A M"US!T#"D!NDT '7A!('7!'75!'A

Te "nterN"C Registration Ser1ices 0ost contains N) non-%ilitar2 o%ainsan&

PCs! ter associate& *ois ser1ers? #%erican Registr2 for "nternet Nu%3ers *ois ser1er - *ois!arin!net Duropean "P #&&ress #llocations *ois ser1er - *ois!ripe!net #sia Pacific "P #&&ress #llocations *ois ser1er - *ois!apnic!net US Militar2 *ois ser1er - *ois!nic!%il

Putem afla i alte lucruri interesante din numele ruterelor tran0itate, cum ar fi tipul reeleilocale: unde apare ;;AT"%% este vorba de o reea cu protocoale AT", unde apare ;;Kssi%% e oreea de tip ;;Ki+* !peed !erial Interface%%, unde apare ;;9ddi%% e o reea de tip ;;9iberistributed ata Interface%%, o reea cu fibra optic. J.a.m.d.

Alte proble"eoi nc*eia aici aceast discuie despre Internet i protocoalele de rutare. 6n clipa asta am olist mai mare de lucruri pe care a fi dorit s le spun dect de lucruri pe care am reuit s le

povestesc.

s menione0 n treact cteva probleme fascinante ale rutrii, care influenea0 enormar*itectura i protocoalele reelei, dar despre care va trebui poate s revin altdat.

Stabilitate

iscuiile de mai sus presupun adesea c reeaua funcionea0 impecabil. 7e ne facem cndavem de-a face cu rutere defecte, sau mai ru, cu atacuri informatice

e e8emplu, n primele 0ile ale ARPAnet-ului, un ruter a avut o cdere de memorie, care aters parial tabelele de rutare, dar nu l-a scos complet din funciune. Ruterul a a$uns laconclu0ia c se afl la distan ' de oricare alt ruter din Internet. 7nd a sc*imbat informaiicu vecinii si, aceti s-au bucurat c au +sit o rut mai rapid pentru pac*etele lor i aunceput s-i dea toate pac*etele acestui ruter. Apoi vestea cea bun s-a dus mai departe. 6ncteva ore toate pac*etele din Internet veneau direct la ruterul defect. Asta a produs ocon+estie enorm, care a oprit literalmente reeaua.

#ecia este: nu poi construi un sistem cu >' de milioane de buci dac nici una trebuie s nuse strice. e atunci protocoalele de rutare au devenit din ce n ce mai robuste, fiind capabile stolere0e malfuncii i confi+urri +reite n pri ale reelei. 6n plus ruterele sunt confi+urate sse autentifice reciproc (folosind parole) i s nu primeasc informaii de rutare dect de lacalculatoare de ncredere. ;;6ncredere%% nseamn practic sub administraia unei or+ani0aii care

poate fi tras la rspundere pentru erori, i eventual pedepsit cu deconectarea total.

n al doilea tip de stabilitate este urmtorul: dac un ruter reboot-ea0 sau o nou le+tureste introdus sau scoas din reea, dup un timp finit a$un+ toate ruterele de acord asupratopolo+iei ei poate prea evident c rspunsul este ;;da%%, lucrurile nu stau c*iar aa/ multe

protocoale din Internet de fapt au mari probleme s incorpore0e astfel de tran0iii.


19/20

n al treilea tip de problem este cau0at de faptul c informaiile despre modificri se propa+n timp, aa c anumite pri ale reelei funcionea0 cu idei despre o topolo+ie care nu maie8ist@ !e pot astfel de0volta bucle de rutare, n care un pac*et se plimb n cerc ntre dou(sau mai multe rutere), pentru c fiecare din ele crede c cellalt este mai aproape dedestinaie. Astfel de pac*ete sunt distruse ntr-o ;;+aur nea+r%% dup ce le e8pir timpul de

via. Inutil de spus c astfel de probleme sunt adevrate comare pentru administratorii dereea (care le pot crea atunci cnd introduc rute +reite), i sunt e8trem de +reu de depistat idepanat. (! observm c nu e8ist nici o +aranie c dou pac*ete ale aceleiai transmisiunivor mer+e pe acelai drum@)

6n +eneral, reeaua poate de0volta tot felul de anomalii, ca n ca0ul n care protocoale de rutareau ales o rut prin aponia ntre dou orae americane aflate la 3''m unul de altul, pentru cun se+ment de reea pe acolo era mai ;;ieftin%%.

#a ora actual o mare parte din cercetarea Internet-ului este de natur empiric: dai drumul lanite pac*ete i dup aia te miri ce se ntmpl cu ele i ncerci s e8plici.

Multicast

problem absolut fascinant care a fost re0olvat cu succes este transmisiunea spre multipledestinaii simultan. Anumite rutere, care vorbesc un protocol special, sunt +rupate ntr-o;;reea virtual%% numit "D


20/20

e fapt unul dintre protocoalele din Internet, T7P, se ocup c*iar de asta: retransmitecopii ale pac*etelor care par s se fi pierdut. 6n articolul de fat ns nu vom a$un+e;;pn%% la T7P.

... tea>9iecare pac*et are un contor care scade spre 0ero la fiecare pas fcut.

... local5

!e ntmpl ca pro+rame de pe acelai calculator s comunice ntre ele folosindprotocoalele de reea/ n acest ca0 sursa i destinaia pac*etelor vor fi identice.

... Ft*ernet?Putei substitui n loc de Ft*ernet orice alt tip de reea local/ lucrurile vor sta la fel.
http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#tex2html3http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#tex2html4http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#tex2html5http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#tex2html3http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#tex2html4http://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articles/internet/internet-html.html#tex2html5

Rutarea În Internet

Documents

Transcript of Rutarea În Internet