Übungsblatt 4 Lösung

Besprechung am 3.2.2000

Aufgabe 1 (IPv6):

Was sind die wesentlichen Vorteile von IPv6 verglichen mit IPv4?

Lösung:

1. Erweitertes Adressfeld mit stark erweiterten Adressierungsmöglichkeiten.
2. (als Folge von 1) Hierarchisches Routing wird besser unterstützt.
2. Vereinfachung des Headers.
3. Direkte Unterstützung von Verschlüsselung und Authentifikation.

Aufgabe 2 (IPv6):

Eine aggregatable global unicast address besteht aus den folgenden Bestandteilen:

Präfix: 010
TLA: 13 Bit
NLA: 32 Bit
SLA: 16 Bit
Interface: 64 Bit

Erläutern Sie die Aufgabe jedes Bestandteils.

Lösung:

Präfix: 010 - Dient der Identifikation einer aggregatable global unicast address.
TLA - Top Level Aggregator, diese ID identifiziert einen zentralen Knotenpunkt im Internet.
NLA - Next Level Aggregator, diese ID identifiziert das Netzwerk einer organisatorischen Einheit (z.B. Uni Mannheim). Der NLA kann selbst wieder in mehrere Bereiche zerlegt sein.
SLA - Site Local Aggregator, diese ID identifiziert ein Sub-Netz innerhalb einer organisatorischen Einheit.
Interface - Dient der Identifikation einer Netzwerkkarte, wird in der Regel von der MAC Adresse der Netzwerkkarte abgeleitet.

Aufgabe 3 (IPv6 - Autokonfiguration)

Gegeben sei ein Sub-Netz mit einem Router und ein System, welches  zustandslose Autokonfiguration durchführen möchte. Skizzieren sie den Ablauf der zustandslosen Autokonfiguration vom Zeitpukt an dem das System eingeschaltet wird, bis zum Zeitpunkt an dem das System seine neue Adresse kennt. Für jede ausgetauschte Nachricht beschreiben Sie bitte Funktion, sowie Absender Adresse und Empfänger Adresse.

Lösung:

1. Schritt: Das System wählt sich eine Interface ID, diese wird in der Regel von der MAC Adresse der Netzwerkkarte abgeleitet.
2. Schritt: Das System leitet aus der Interface ID eine link local address ab, indem der Präfix für link local addresses vor die Interface ID gehängt wird.
3. Schritt: Das System (Absenderadresse ist die link local address) schickt eine Anfrage an die all routers multicast Gruppe.
4. Schritt: Der Router (Absenderadresse ist die aggregatable global unicast address des Routers) schickt eine Nachricht an das System (link local address) , diese beinhaltet den benötigten Präfix (64 byte).
5. Schritt: Das System konstruiert seine aggregatable global unicast address aus der Antwort und der Interface ID.

Aufgabe 4 (IPv6 - Tunneling)

Erläutern Sie, wie man eine IPv6 Insel mit Hilfe von Tunneling an den 6Bone anschließen kann. Gehen Sie dabei darauf ein, wie ein Tunnel für das Routing verwendet wird. Erläutern Sie die Behandlung des Tunnels bezüglich von Routing-Metriken.

Lösung:

s. Folien aus der Vorlesung.

Aufgabe 5 DVMRP

Gegeben sei das folgende Netzwerk mit den Routern A bis F, die Kanten sind Verbindungen zwischen den Routern, die Zahlen sind die Routing-Metriken für die jeweiligen Verbindungen. In diesem Netz sind alle Router multicast-fähig.

Im folgenden soll das Verhalten von DVMRP untersucht werden, wenn der einzige Sender im lokalen Netz von A ist.

a) Geben Sie die Routingtabelleneinträge bezüglich A an, wenn nur die Router A-E im Netz vorhanden sind (F sei noch nicht hochgefahren). Beachten sie dabei, daß für DVMRP 2 Arten der Information in jedem Router bezüglich A in der Routing Tabelle gespeichert werden: 1. Welchem Nachbarn übergebe ich Pakete, die nach A geleitet werden sollen und 2. welcher Nachbar leitet Pakete nach A über mich weiter.

Lösung:

A: 1. lokal (0) 2. B und D
B: 1. A (1) 2. C
C: 1. B (3) 2. -
D: 1. A (1) 2. E
E: 1. D (3) 2. -

b) Nun fährt Router F hoch. Beschreiben Sie, welche Distanzvektoren (nur bezüglich A) ausgetauscht werden und wie die Routing Informationen aus a) sich danach darstellen.

Lösung:

C -> F A:3
B -> F A:1
E -> F A:3

nachdem F alle drei Distanzvektoren erhalten hat (zwischenzeitlich kann
F andere Distanzvektoren verschicken):

F -> C A: 2
F -> B A: unendlich + 2
F -> E A: 2

A: 1. lokal 2. B und D
B: 1. A 2. C und F
C: 1. B 2. -
D: 1. A 2. E
E: 1. D 2. -
F: 1. B 2. -

c)  Jetzt beginnt A an eine multicast Gruppe G zu senden. Die Router C und E haben jeweils Endsysteme in ihrem lokalen Netz, die an G interessiert sind. Beschreiben sie welche Nachrichten durch die Übertragung des ersten und zweiten Paketes von A an G ausgelöst werden. Dabei sei zwischen den beiden Paketen soviel zeitlicher Abstand, daß alle Nachrichten, die durch das erste Paket ausgelöst werden, verschick und empfangen werden, bevor das zweite Paket von A losgeschickt wird. Verwenden sie dabei folgende Notation:

• Data(1/G) A-B: Datenpacket Nummer 1 für Gruppe G von A nach B schicken
• Prune(G) A-B: Prune für Gruppe G von A nach B schicken
• Graft(G) A-B: Graft für Gruppe G von A nach B schicken

Data(1/G) A-B
Data(1/G) B-C
Data(1/G) B-F
Data(1/G) A-D
Data(1/G) D-E

Prune(G) F-B

Data(2/G) A-B
Data(2/G) B-C
Data(2/G) A-D
Data(2/G) D-E

d) Nun verlässt der letzte lokale Empfänger im lokalen Netz von E die Sitzung und teilt dies E mit. Welche Nachrichten werden ausgetauscht (es fließen noch keine weiteren Daten von A)?

Lösung:

Prune(G) E-D
Prune(G) D-A

e) Nun kommt ein Emfänger im lokalen Netz von F hinzu. Welche Nachrichten werden ausgetauscht (es fließen immer noch keine weiteren Daten von A)?

Lösung:

Graft(G) F-B

f) Beurteilen Sie die Eigenschaften von DVMRP bezüglich der folgenden zwei Szenarien: 1. in durchschnittlich 1% aller lokalen Netze sei ein Empfänger für eine gegebene multicast Sitzung. 2. in durchschnittlich 80% aller lokalen Netze sei ein Empfänger für eine gegebene multicast Sitzung die nur einen Sender hat.

Lösung:

Für den ersten Fall ist DVMRP sehr ungeeignet, da in regelmässigen Abständen das gesamte Netz geflutet wird und in jedem Router zu jeder multicast Gruppe gespeichert wird, wer diese nicht empfangen möchte. Für den zweiten Fall ist DVMRP relativ gut geeignet, das Daten immer den besten Pfad vom Sender zum Empfänger nehmen.

Aufgabe 6 (MOSPF)

Gegeben sei das gleiche Netz wie in Aufgabe 1. Nun soll multicast Routing mit Hilfe von MOSPF durchgeführt werden. Dazu sei der einzige Sender im Lokalen Netz von D. Bei gleichteuren Pfaden soll zugunsten des kürzeren Pfades entschieden werden.

a) Bestimmen Sie den Multicast Baum für alle Knoten A-F mit Hilfe des Dijkstra Algorithmus.

Lösung:
Achtung, in der Klausur wäre hier der Algorithmus mit zwischenschritten anzugeben.

D -> A (1)
D -> E (2)
D -> A -> B (2)
D -> E -> F (3) (alternativ: D -> A -> B -> F (3))
D -> A -> B -> C (4)

b) Nun seien Empfänger für eine Gruppe G im lokalen Netzt von F und C.
Welche Art von Nachrichten wird hierfür versandt, wie sieht der entsprechende Multicast Baum aus?

Lösung:

F und C fluten die Informationen über die Gruppenmitgliedschaft im Netz. Der Baum sieht dann wie folgt aus:

D -> E -> F (3)
D -> A -> B -> C (4)

Aufgabe 7 (PIM-SM)

Gegeben sei das folgende Netz. Alle Router seien multicast-fähig. Die routing Tabellen
sind durch OSPF bestimmt.

Nun soll PIM-SM zum multicast Routing verwendet werden. Es sei im folgenden A der rendezvous Router
und der einzige Sender im lokalen Netz von E. Verwenden Sie für die Aufgabe die folgende Notation:

Data(1/G) A-B: Datenpacket Nummer 1 für Gruppe G von A nach B schicken

Data(1) A-B: Datenpaket Nummer 1 per unicast von A nach B schicken

RegisterStop(S,G) A-B: Vom rendezvous Router A  verschickt um anzuzeigen, daß die Pakete von einem Sender im Lokalen Netz von B jetzt per multicast ankommen und nicht mehr per unicast geschickt werden müssen.

Join(*,G) A-B: Join für Gruppe G von A nach B schicken

Join(S,G) A-B: Join für Gruppe G und Sender S von A nach B schicken

Prune(*.G) A-B: Prune für Gruppe G von A nach B schicken

Prune(S,G) A-B: Prune für Gruppe G und Sender S von A nach B schicken

Lösung:

Join(*,G) C-B
Join(*,G) B-A

b) Der Sender S im lokalen Netz von E sendet ein Datenpaket und der rendezvous Router möchte danach die Daten von E per multicast erhalten. Dann wird ein weiteres Datenpaket von S geschickt. Welche Nachrichten werden ausgetauscht?

Lösung:

Data(1) E-A
Data(1/G) A-B
Data(1/G) B-C

Join(S,G) A-D
Join(S,G) D-E

Data(2/G) E-D
Data(2/G) D-A
Data(2) E-A (wird ignoriert!)
Data(2/G) A-B
Data(2/G) B-C

RegisterStop(S,G) A-E

c) Nun möchte der Router C einen Sender spezifischen Baum zu S aufbauen. Dann sendet S ein weiteres Datenpaket. Welche Nachrichten werden ausgetauscht?

Lösung:

Join(S,G) C-F
Join(S,G) F-E

Data(3/G) E-F
Data(3/G) F-C

Data(3/G) E-D
Data(3/G) D-A
Data(3/G) A-B
Data(3/G) B-C (wird ignoriert!)

Prune(S,G) C-B
Prune(S,G) B-A