Microsoft Windows Server 2008 TCP/IP Fundamentals Technical Guide

Windows Server 2008
TCP/IP
Alapok
I. kötet
V2.0
Petrényi József
 2009, Petrényi József
2.0 verzió, azaz harmadik kiadás
Minden jog fenntartva.
A könyv írása során a szerző és a kiadó a legnagyobb gondossággal és
körültekintéssel igyekezett eljárni. Ennek ellenére előfordulhat, hogy némely
információ nem pontos vagy teljes, esetleg elavulttá vált.
Az algoritmusokat és módszereket mindenki csak saját felelősségére alkalmazza.
Felhasználás előtt próbálja ki és döntse el saját maga, hogy megfelel-e a céljainak. A
könyvben foglalt információk felhasználásából fakadó esetleges károkért sem a
szerző, sem a kiadó nem vonható felelősségre.
A cégekkel, termékekkel, honlapokkal kapcsolatos listák, hibák és példák kizárólag
oktatási jelleggel kerülnek bemutatásra, kedvező vagy kedvezőtlen következtetések
nélkül.
Az oldalakon előforduló márka- valamint kereskedelmi védjegyek bejegyzőjük
tulajdonában állnak.
Microsoft Magyarország
2010
Köszönetnyilvánítás:
Habár a könyv megírásához meglehetősen sok forrást használtam fel, de külön
szeretnék köszönetet mondani Joseph Davies-nek (Cable Guy), akinek írásai,
könyvei a leginkább hatottak a szemléletemre, az elképzeléseimre.
Emellett meglepően sok hasznos információt kaptam a Wikipediából is. Lehet,
hogy politikai területen használhatatlan, de alap informatikai ismeretekben
erős.
"- Akkor beszéljünk nyíltan. Nem hiányzik magának valami?
Tót gondolkozott.
- Csak a meggyfa szipkám - mondta aztán. - De majd faragok másikat.
- Nem tárgyi értelemben gondoltam. Én a tevékenység hiányának káros
következményeire céloztam.
Tót megzavarodott. A feleségére nézett, aki azonban szintén várakozó kifejezéssel
nézett vissza rá, mintha tőle várná a magyarázatot.
- Látom, nem értik - állapította meg Varró őrnagy. - Nézzék, Tóték. Egy sötét szobában
a legkisebb zaj is megsokszorozódva hangzik. Nomármost, a semmittevés úgy hat a
szervezetre, mint a sötétség a hallószervekre. Felerősíti a belső neszeket, káprázatokat
okoz a látómezőn, zakatolást idéz elő az agyban. A katonáimmal, ha nincs semmilyen
elfoglaltságuk, mindig levágatom és visszavarratom a nadrággombjaikat. Ettől
tökéletesen megnyugszanak. Remélem, értik, mit akarok mondani?
Tóték összenéztek, még tanácstalanabbul, mint az előbb. Némi habozás után Mariska
megjegyezte:
- Ha a mélyen tisztelt őrnagy úrnak le vannak szakadva a gombjai, azokat szívesen
felvarrom.
- Maguk teljesen félremagyarázzák a szavaimat - legyintett az őrnagy elégedetlenül. Legalább azt mondják meg, van-e véletlenül egy darab cukorspárga a háznál, ami jól
össze van gubancolódva.
- Az biztosan akad - derült föl Mariska. - Miért van rá szüksége a mélyen tisztelt őrnagy
úrnak?
- Mert ki akarom bogozni! - mondta a vendég idegesen. - Én nem bírok olyan tétlenül
élni, mint maguk.
- Hát miért nem tetszik szólni? - kiáltott föl csengő hangján Ágika, aki - nem először jobban átlátott a helyzeten, mint a felnőttek. - Hiszen mi ketten, az anyu meg én,
sohasem szoktunk ölbe tett kézzel ülni.
- Hát mit csinálnak?
- Ilyenkor estefelé, amikor nincs jobb dolgunk, dobozokat szoktunk hajtogatni.
Az őrnagy szeme fölcsillant.
- Dobozokat? - ismételte. - Roppant érdekes! - kiáltott föl. - Miféle dobozokról van szó?"
Örkény István: Tóték
TARTALOMJEGYZÉK
1
Tanulj velem! ________________________________________________________________________ 10
2
Alapozás _____________________________________________________________________________ 12
3
2.1
Hófehérke és a hét réteg _______________________________________________________ 12
2.2
Fogalmak ________________________________________________________________________ 16
2.2.1
Szabványok _________________________________________________________________ 16
2.2.2
Kinek szól az üzenet? ______________________________________________________ 17
2.2.3
Host vs node________________________________________________________________ 17
2.2.4
Subnet vs link ______________________________________________________________ 18
2.2.5
Azok a fránya dobozok ____________________________________________________ 19
2.2.6
Hálózati eszközök __________________________________________________________ 21
2.2.6.1
Hub _____________________________________________________________________ 21
2.2.6.2
Switch __________________________________________________________________ 21
2.2.6.3
Bridge __________________________________________________________________ 21
2.2.6.4
Gateway _______________________________________________________________ 21
2.2.6.5
Router _________________________________________________________________ 21
A hálózati eszköz réteg protokolljai _______________________________________________ 22
3.1
LAN technológiák _______________________________________________________________ 23
3.1.1
Ethernet ____________________________________________________________________ 25
3.1.1.1
Ethernet II _____________________________________________________________ 26
3.1.1.2
Ethernet 802.3 ________________________________________________________ 32
3.1.1.3
Ethernet 802.3 SNAP _________________________________________________ 34
3.1.2
Token Ring: IEEE802.5 és IEEE 802.5 SNAP ____________________________ 36
3.1.3
Fiber Distributed Data Interface: FDDI __________________________________ 41
3.1.4
IEEE 802.11, azaz WIFI ____________________________________________________ 44
3.1.5
Alréteg protokollok: LLC és MAC _________________________________________ 47
3.2
Address Resolution Protocol, ARP ____________________________________________ 48
3.2.1
ARP névfeloldás ____________________________________________________________ 53
3.2.2
Duplikált cím meghatározás ______________________________________________ 56
3.2.3
Fekete lyuk detektálása ___________________________________________________ 58
3.2.4
3.3
WAN technológiák ______________________________________________________________ 63
3.3.1
Point To Point Protocol, PPP ______________________________________________ 63
3.3.1.1
PPP konfigurálás LCP-vel ____________________________________________ 67
3.3.1.2
PPP Autentikáció______________________________________________________ 71
3.3.1.3
Visszahívás ____________________________________________________________ 87
3.3.1.4
Protokoll beállítások NCP-vel ________________________________________ 88
3.3.1.5
PPP over Ethernet ____________________________________________________ 92
3.3.2
4
Inverse ARP, Reverse ARP, Proxy ARP ___________________________________ 60
NBMA: Frame Relay _______________________________________________________ 95
Az internet réteg protokolljai ______________________________________________________ 96
4.1
IPv4 ______________________________________________________________________________ 97
4.1.1
Az IP Header _______________________________________________________________ 97
4.1.1.1
Töredezettség ________________________________________________________ 103
4.1.1.2
IP Options ____________________________________________________________ 107
4.1.2
Élet a határon: Route, NAT, Proxy _______________________________________ 116
4.1.2.1
Az IP cím ______________________________________________________________ 117
4.1.2.2
Route __________________________________________________________________ 120
4.1.2.3
RIP ____________________________________________________________________ 128
4.1.2.4
OSPF __________________________________________________________________ 129
4.1.2.5
NAT ___________________________________________________________________ 130
4.1.2.6
Proxy __________________________________________________________________ 133
4.1.3
ICMP, azaz a PING és a haverok __________________________________________ 134
4.1.3.1
ICMP Echo Request & Reply ________________________________________ 136
4.1.3.2
ICMP Destination Unreachable _____________________________________ 139
4.1.3.3
ICMP Source Quench ________________________________________________ 148
4.1.3.4
ICMP Redirect ________________________________________________________ 149
4.1.3.5
ICMP Router Discovery ______________________________________________ 152
4.1.3.6
ICMP Time Exceeded ________________________________________________ 156
4.1.3.7
ICMP Parameter Problem ___________________________________________ 157
4.1.3.8
ICMP Address Mask Request & Reply ______________________________ 158
4.1.4
IGMP, azaz egy kis Multicast _____________________________________________ 159
4.1.4.1
Egy szerver küldeni akar ____________________________________________ 165
4.2
4.1.4.2
Egy kliens fogadni akar ______________________________________________ 166
4.1.4.3
A router, aki összehozza a feleket __________________________________ 167
4.1.4.4
IGMP v1 _______________________________________________________________ 168
4.1.4.5
IGMP v2 _______________________________________________________________ 170
4.1.4.6
IGMP v3 _______________________________________________________________ 173
IPv6 _____________________________________________________________________________ 178
4.2.1
4.2.1.1
Unicast címek ________________________________________________________ 183
4.2.1.2
Multicast címek ______________________________________________________ 189
4.2.1.3
Az IPv6 Csomag ______________________________________________________ 195
4.2.1.4
Neighbor Discovery, ND _____________________________________________ 205
4.2.1.5
Multicast Listener Discovery (MLD) _______________________________ 208
4.2.1.6
Autokonfiguráció ____________________________________________________ 210
4.2.2
5
Alapok _____________________________________________________________________ 180
IPv4 -> IPv6 konverziók __________________________________________________ 212
4.2.2.1
Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol, ISATAP ______ 220
4.2.2.2
6TO4 __________________________________________________________________ 221
4.2.2.3
TEREDO ______________________________________________________________ 222
A szállítási réteg protokolljai ______________________________________________________ 226
5.1
User Datagram Protocol - UDP _______________________________________________ 226
5.2
Transmission Control Protocol - TCP ________________________________________ 231
5.2.1
A Sequence Number és az Acknowledgment Number pingpongcsata 243
5.2.1.1
1. lépés: SYN __________________________________________________________ 243
5.2.1.2
2. lépés: SYN-ACK ____________________________________________________ 246
5.2.1.3
3. lépés: ACK__________________________________________________________ 248
5.2.1.4
4. lépés: GET __________________________________________________________ 249
5.2.1.5
5. lépés: ACK__________________________________________________________ 251
5.2.1.6
6. lépés: HTTP ________________________________________________________ 253
5.2.1.7
7. lépés: FIN-ACK ____________________________________________________ 256
5.2.1.8
8. lépés: ACK-FIN ____________________________________________________ 257
5.2.1.9
9. lépés: ACK__________________________________________________________ 258
5.2.2
TCP Options _______________________________________________________________ 260
5.2.2.1
End Of Option List és No Operation ________________________________ 260
5.2.2.2
Maximum Segment Size Option _____________________________________ 261
5.2.2.3
TCP Window Scale Option __________________________________________ 262
5.2.2.4
Selective Acknowledgment (SACK) Option ________________________ 263
5.2.2.5
TCP Timestamps Option_____________________________________________ 264
5.2.2.6
Példák _________________________________________________________________ 265
5.2.3
TCP flag-ek ________________________________________________________________ 268
5.2.4
TCP kapcsolatok kezelése ________________________________________________ 270
5.2.4.1
Egy TCP kapcsolat kialakulása ______________________________________ 270
5.2.4.2
Egy TCP kapcsolat fenntartása ______________________________________ 271
5.2.4.3
Egy TCP kapcsolat felbomlása ______________________________________ 272
5.2.4.4
A TCP kapcsolatok állapotai ________________________________________ 274
5.2.5
5.2.5.1
Send Window ________________________________________________________ 276
5.2.5.2
Receive Window _____________________________________________________ 278
5.2.6
6
TCP adatfolyam ___________________________________________________________ 276
Az újraküldések rendszere _______________________________________________ 280
5.2.6.1
Slow Start algoritmus ________________________________________________ 282
5.2.6.2
Congestion Avoidence algoritmus __________________________________ 283
5.2.6.3
Az újraküldés lélektana______________________________________________ 283
5.2.6.4
Dead Gateway felismerés ___________________________________________ 283
5.2.6.5
Forward RTO-Recovery (F-RTO) ___________________________________ 284
5.2.6.6
Selective Acknowledgement (SACK) _______________________________ 285
5.2.6.7
Karn algoritmus ______________________________________________________ 285
5.2.6.8
Fast Retransmit ______________________________________________________ 285
Az alkalmazás réteg protokolljai, szolgáltatások ________________________________ 288
6.1
Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) ______________________________ 290
6.1.1
Csomagszerkezet _________________________________________________________ 292
6.1.2
DHCP Options _____________________________________________________________ 295
6.1.3
DHCP folyamatok _________________________________________________________ 297
6.1.3.1
Egy normális címbérlés nyélbeütése _______________________________ 297
6.1.3.2
Egy cím elengedése __________________________________________________ 306
6.1.3.3
Renew és Rebuild ____________________________________________________ 307
6.1.3.4
Subnet váltás _________________________________________________________ 309
6.1.4
6.2
DHCP v6 ___________________________________________________________________ 310
Domain Name System (DNS) _________________________________________________ 314
6.2.1
DNS Name Query Request és Name Query Response üzenetek _______ 315
6.2.1.1
DNS Query Header ___________________________________________________ 316
6.2.1.2
Query Question Entries______________________________________________ 319
6.2.1.3
Query Erőforrás rekordok __________________________________________ 321
6.2.2
DNS Update és Update Response üzenetek _____________________________ 324
6.2.2.1
DNS Update és Update Response header __________________________ 325
6.2.2.2
Update Zone Entries mező __________________________________________ 327
6.2.2.3
Update Erőforrás rekordok _________________________________________ 328
6.2.3
DNS folyamatok ___________________________________________________________ 329
6.2.3.1
Névfeloldás ___________________________________________________________ 329
6.2.3.2
Reverz névfeloldás ___________________________________________________ 333
6.2.3.3
Hogyan csináljunk hülyét magunkból? _____________________________ 335
6.2.4
DNS az IPv6-ban __________________________________________________________ 340
7
Kivezetés ____________________________________________________________________________ 342
8
Források, linkek ____________________________________________________________________ 343
9
Javítások ____________________________________________________________________________ 347
9.1
2.0 verzió, 2010 március ______________________________________________________ 347
9.2
1.1 verzió, 2009 december ____________________________________________________ 348
10 A szerző _____________________________________________________________________________ 349
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
1 T ANULJ VELEM !
Rendhagyó könyv lesz1. Például rögtön itt az elején el fogom árulni, hogy nem
vagyok ám olyan nagy felkent tudora a témának. Nyilván az alatt a húsz év alatt,
amióta informatikával foglalkozom, ragadt rám ez meg az - de annyira mélyen, mint
ahogy most tervezem, sohasem merültem még el a hálózatok működéseinek
rejtelmeibe.
Pedig megérné.
Manapság ezen múlik minden. Ma már úgy nézünk egy hálózati kártya nélküli gépre,
mint gyerekeink a szódásszifonra. (Jártál már úgy, hogy operációs rendszert
telepítettél és az nem ismerte fel a gépedben lévő hálózati kártyákat? Idegtépő
kinlódások szoktak ilyenkor következni, amíg pendrive-on valahogy fel nem
varázsolod a hálózati kártya driverét.)
Persze, ami egyfelől kényelem, az a másik oldalról tömérdek inkompatibiltás, a
harmadik oldalról rengeteg meghibásodási lehetőség, a negyedik oldalról pedig
veszély. Ha én hozzáférek a dróton keresztül, akkor más is. Ezzel pedig bele is
mentünk a hálózati biztonság témakörébe... abba, mellyel ez a könyv nem fog
foglalkozni. Meg úgy egyáltalán, ez az írás nem fog túlzottan foglalkozni semmilyen
érintőleges egyéb területtel sem. Még az is lehet, hogy IP cím sem lesz benne2.
Hogyan kell konfigurálni egy DHCP vagy egy DNS szervert? Rengeteg könyv,
whitepaper foglalkozik vele. Keresd meg, olvasd el.
Ebben a könyvben mi leginkább csomagokat fogunk kinyitni, megvizsgálni. Meg
csomagokba rejtett csomagokat. Meg azokba csomagolt csomagokat. Meg... ugye,
érthető a mintázat?
Gondolom, ijesztően hangzik. Tény, hogy a világ egyik legunalmasabb dolga az RFC-k
olvasgatása.
Itt jövök be a képbe én. Egyfelől kifejezetten fontosnak tartom, hogy aki
informatikával foglalkozik, tisztában legyen az alapokkal. Ne kezdjen el vakarózni,
ha a Network Monitort kell használnia. Másfelől tudatában vagyok annak, hogy
nálam is vannak fehér foltok. Azt is tudom, hogy tanulni úgy tudok a legjobban, ha
feldolgozom az anyagot, megemésztem, majd elmagyarázom. Ez fog történni ebben a
könyvben: együtt fogunk haladni előre, egyre többet és többet megértve a dobozolás
rejtelmeiből. Harmadrészt pedig szeretem a kihívásokat: kiváncsi vagyok, sikerül-e
egy ilyen száraz, hivatalos szöveget szórakoztatóvá tennem?
1
2
Én már úgy látszik minden szakkönyvemet ezzel a mondattal fogom kezdeni. (-:
Oké, ez már tényleg túlzás.
~ 10 ~
TANULJ VELEM!
Látható, ez egy integratív könyv lesz. Körbebástyáztam magam szakkönyvekkel,
előttem van az internet hatalmas információtömege - és hol innen, hol onnan szedek
majd elő valami darabot. Aztán ezekből az infotéglákból fog felépülni a ház.
Én adom a maltert.
Egy nagyon fontos megjegyzés. Magyar nyelvű szakkönyvek esetén a szerzők mindig
problémázni szoktak rajta, hogy lefordítsák-e magyarra a szakszavakat, vagy
használják az angol eredetiket? Én úgy vágom át ezt a gordiuszi csomót, hogy
deklarálom: a könyv nyelve se nem magyar, se nem angol. Hunglish.
Ebben az országban az informatikusok úgyis ezt a nyelvet beszélik.
Végül még egy megjegyzés. Habár az a célom, hogy egy nehéznek tartott területet
könnyebben fogyaszthatóvá tegyek, de ez nem jelenti azt, hogy mindent a
legvégsőkig szájbarágósan fogok elmagyarázni. Lesznek fogalmak például, melyeket
eleve ismertnek fogok feltételezni. Ergo a mű élvezetéhez legalább félműveltnek kell
lenni.
Jut eszembe. A könyv több helyen is egyfajta fejlődésregény. Azaz bevezetek egy
fogalmat - valahogy. Megértjük. Használjuk. Aztán pár oldallal később kiderül, hogy
az a bizonyos fogalom jóval bonyolultabb, és olyan formában, ahogy addig én
használtam, valójában nem is működhetne. Viszont ha úgy vezettem volna be elsőre,
ahogy valójában kinéz, akkor túl bonyolult lett volna megérteni. Természetesen
ezekre a csalafintaságokra menetközben fény derül - de ha csak úgy felcsapod a
könyvet és beleolvasol, lehet, hogy égnek áll a hajad.
Mindenesetre nem lesz sétagalopp: papír, ceruza, számológép legyen a közeledben.
Jelen kötethez tartozik egy második kötet, illetve egy 50 oldalas összefoglaló füzet is.
A teljes csomagot innen tudod letölteni:
http://mivanvelem.hu/letoltheto-konyvek/
~ 11 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
2 A LAPOZÁS
2.1 H ÓFEHÉRKE
ÉS A HÉT RÉ TEG
Azaz ne mondj a kereskedőknek semmit.
De ne szaladjunk ennyire előre.
A normális hálózati kommunikáció egyáltalán nem olyan egyszerű dolog, mint
gondolnánk. Több részfeladatot kell benne megoldanunk, ráadásul ezeknek együtt is
kell működniük. Tekintve, hogy gyártó mint égen a csillag, a feladat szabványosítás
után kiáltott. Az Open System Interconnection (OSI) szervezet volt az, aki erre a
nemes feladatra vállalkozott. Úgy képzelték el, hogy a hálózati kommunikációt
rétegekre bontják, ezen belül pontosan definiálják az egyes rétegek feladatát, illetve
a rétegek peremén zajló kommunikációt. A többi meg már a gyártók dolga.
A végeredmény egy olyan rendszer lett, mely két modellből állt össze:
 Egyrészt kialakult a 7 rétegből álló struktúra.
 Másrészt definiálták az egyes résztevékenységeket ellátó protokollokat.
A felsorolás fentről lefelé fog haladni, hiszen így alakul majd ki a valóságnak jobban
megfelelő ábra. De olvasni alulról felfelé kell.
LAYER7: APPLICATION LAYER (ALKALMAZÁS RÉTEG)
Minden olyan alkalmazás, mely épít arra, hogy hálózatos környezetben dolgozik.
LAYER6: PRESENTATION LAYER (MEGJELENÍTÉSI RÉTEG)
Előemésztés az alkalmazási réteg számára. Az adatokat alakítja olyan formákra,
melyeket az alkalmazások már közvetlenül tudnak értelmezni.
LAYER5: SESSION LAYER (VISZONYLATI RÉTEG)
A kommunikációban résztvevő alkalmazások közötti kapcsolat, az ún session
menedzselése.
LAYER4: TRANSPORT LAYER (SZÁLLÍTÁSI RÉTEG)
A csomagok, illetve szegmensek tényleges eljuttatása a címzetthez.
LAYER3: NETWORK LAYER (HÁLÓZATI RÉTEG)
Útvonalkeresés, logikai címzések. Routerek.
~ 12 ~
ALAPOZÁS
LAYER2: DATA LINK LAYER (ADATKAPCSOLATI RÉTEG)
Itt kezdünk el figyelni arra, hogy a kommunikáció alapvetően két résztvevő között
zajlik. MAC address, ethernet.
LAYER1: PHYSICAL LAYER (FIZIKAI RÉTEG)
Az eszközünk és a drót közötti kapcsolat. Csatlakozok, tűkiosztások, feszültségek,
kábelek.
Ez a hét réteg mindegyik hálózati szereplőnél megtalálható. Csak éppen aki küldeni
akar, az fentről halad rajta végig lefelé, aki pedig fogadni, az fordítva.
2.1. ÁBRA R ÉTEGEK ÉS CSOMAGOK ( FORRÁS : W IKIPEDIA )
Az ábrán jól láthatóak azok a dobozolások is, melyeket ebben a könyvben
boncolgatni fogunk. Látható, hogy van maga az adat. Az alatta lévő réteg ehhez
hozzáteszi a saját információit (fejléc), majd újracsomagolja az egészet. A következő
réteg már ezt a csomagot kapja meg, mellyel ugyanúgy bánik el, mint az előző réteg.
Fogadáskor pedig rétegenkénti kicsomagolás zajlik le.
A hétrétegű modell:
http://www.citap.com/documents/tcp-ip/tcpip006.htm
http://www.leapforum.org/published/internetworkMobility/split/node12.html
~ 13 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
No, mi is volt az elején az a mondat azokkal a kereskedőkkel?
Ez egy memoriter. A könnyebb megjegyzés érdekében kreáltak egy példamondatot:
Please Do Not Tell Sales People Anything
Látható, hogy az első betűk alulról felfelé az egyes rétegek neveinek kezdőbetűivel
egyeznek meg.
Oké, ez volt a pihenés.
Mi jut eszedbe, amikor szabványosításról hallasz? Nem kell szégyenlősnek lenned,
magunk között vagyunk. Lassú bürokrata folyamatok... megdermedt formák... és egy
csomó hájfejű, akik heteket vitatkoznak egy-egy névelőn. Hát, igen. Csakhogy. Vedd
figyelembe, hogy rengeteg pénzről van szó. Az a bizonyos névelő az egyik gyártónak
sokmilliós bevételt jelenthet, míg a másiknak sokmilliós bukást. Mert amíg a
hivatalnokok az öntőformákkal tökölnek, az élet nem áll meg: a gyártók már
termékeket dobnak piacra. Lásd a közelmúltból a VHS-Betamax csatát, vagy
mostanában a Blu-Ray vs HD DVD háborúskodást.
Habár a hálózati folyamatok szabványosítása nem mai történet - akkoriban még nem
voltak olyan harapósan aggresszívek a gyártók, mint ma - de mégis valami hasonló
játszódott le. A publikum - a szabványosítókkal nem foglalkozva - a TCP/IP mellett
voksolt. Azaz amikorra végre összecsiszolódott a gyönyörű 7 rétegű szabvány,
addigra a világ már a TCP/IP alapú hálózatokat használta. 4 réteggel. Az OSI 1977ben kezdett el dolgozni a modell kialakításán. Tudomásom szerint az egész még ma
sincs befejezve. Ha elkezded bogarászgatni az egyes dokumentumokat, láthatod,
hogy van köztük 1983-as-tól 2006-osig mindenféle.
ITU Data networks, open system communications and security, X-series
http://www.itu.int/rec/T-REC-X/en
A TCP/IP v4 pedig 1979-ben jött ki és 1983-ra terjedt el széleskörűen.
De ne hidd, hogy felesleges volt OSI-ék minden igyekezete. A 7 rétegű
kommunikációs modell - igaz, hogy túl bonyolult lett - de minden körülmények
között megállja a helyét. Platoni értelemben egy idea lett belőle. Egy séma, mely
meghatározza a gondolkodásmódot. Azaz elméletben tudjuk, hogy a 7 réteg a
tökéletes, de a gyakorlatban megelégszünk néggyel3.
3 Ettől függetlenül, ha egy hálózatos kolléga azt mondja, hogy L2 switch, biztos lehetsz benne, hogy a
Layer2 ebben az esetben az OSI-ISO féle 7 réteg második rétegét jelenti. Mely nagyjából ugye a
TCP/IP első rétegének felel meg.
~ 14 ~
ALAPOZÁS
Hozzá kell még tennem, hogy nem csak TCP/IP létezik a világon. Oké, ez a
legismertebb... de ezen kívül virágzik még száz virág.
The Network Protocols Map Poster:
http://www.javvin.com/map.html
Vizsgáljuk meg végre azt a 4 réteget. Mely tulajdonképpen 5.





LAYER5: Application layer (applikációs réteg)
LAYER4: Transport layer (szállítási réteg)
LAYER3: Internet layer (internet réteg)
LAYER2: Data Link layer (adatkapcsolati réteg)
LAYER1: Physical layer (fizikai réteg)
Ha nagyon akarjuk, a két modell rétegeit megfeleltethetjük egymásnak, de túl sok
értelme nincs. Ez két különböző modell. Ha memorizálni akarjuk, akkor mondhatjuk
azt, hogy az OSI-ISO modell felső három rétegét bezsúfolták egy rétegbe, mondván,
hogy ha mindhárom réteg az alkalmazással foglalkozik, akkor ne szedjük már szét
ennyire a feladatokat.
Tartozom még egy magyarázattal: miért is öt az a négy? Nos, azért, mert még
szakmán belül sem egyértelmű, hogy érdemes-e az alsó két réteget külön kezelni.
Van, ahol összevonják, van ahol nem. Mivel ez a könyv a Microsoft TCP/IP
megvalósításával foglalkozik, ezért mi speciel összevontan fogjuk e kettőt kezelni,
méghozzá Network Interface Layer (hálózati eszköz réteg) néven.
Miután már ennyi mindent tudunk, nézzük is meg, hogyan néznek ki ezek a
dobozolások egymás mellett:
~ 15 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
2.2. ÁBRA A Z OSI ÉS TCP/IP RÉTEGEK EGYMÁS MELLETT
2.2 F OGALMAK
Kezdők számára lehet, hogy zavaró lesz, hogy itt rögtön olyan fogalmakkal
találkoznak, melyek magyarázatához még nem ismert fogalmakat használok fel.
Nem baj.
Valahogy mindenkinek el kell indulni. Lehet, hogy most elsőre valami érthetetlen, de
érthetővé válik, ha később lapozunk vissza, amikor már elkezdünk használni egy
fogalmat.
2.2.1 S Z ABV ÁN Y O K
Az informatikában a szabványt RFC-nek hívják. Ez első blikkre fura lehet, mivel az
RFC eredetileg azt jelenti, hogy Request For Comment. Ha szószerint fordítjuk, akkor
lehetne ajánlásnak, véleménykérésnek is fordítani - de ez a mi szintünkön már kábé
annyira véleménykérés csak, mint amikor a feleség megkérdezi a férjét, hogy
kövérnek tartja-e? Csak egy válasz létezik.
Rögzített folyamatokban - pl. ITIL - az RFC annyit tesz, hogy szeretnénk formába
önteni egy részfolyamatot, egy módszert. Ezt leírjuk és megköpködtetjük az
érintettekkel. Ezt hívják véleménykérésnek. Ha mindenki elmondta a véleményét, az
eredeti dokumentumokon átvezették a módosításokat, akkor áll össze a szabvány melyet az IETF-nél ugyanúgy neveznek, mint a véleménykérő iratot, az RFC-t. Csak
éppen ekkor már kötelező érvényű. (Vannak kivételek, és igazából ez az egész
messze nem ilyen egyszerű, de egyelőre bőven elég ennyi absztrakció.)
~ 16 ~
ALAPOZÁS
IETF: Internet Engineering Task Force. Ez a társaság gondozza mind az
internet, mind az internethez köthető rendszerek szabványait.
IANA: Internet Assigned Numbers Authority. Ők a felelősek mindenért, ami
szám alakú és az internettel kapcsolatos.
A könyvben rengeteg RFC-re fogunk hivatkozni. Ez a csontváza a kommunikációnak
az informatikában. Minden, hangsúlyozom, minden erre épül - eltekintve persze az
abszolút egyedi, nem szabványos alkalmazásoktól. Az egyes cégek fejlesztői az RFC-k
alapján fejlesztenek. (Nem ritka az sem, hogy egy cég a saját módszereiből fogadtat
el RFC-t.) Az RFC-k garantálják, hogy különböző cégek fejlesztései képesek legyenek
kommunikálni egymással.
Jó hír, hogy az RFC-k publikusak. Még jobb hír, hogy rengeteg helyen megtalálhatók
a neten. Kevésbé jó hír, hogy viszonylag kevés bennük a humoros jelenet.
Meglehetősen száraz anyagok, na. De ez az egyértelműség miatt muszáj is.
A teljesség szándéka nélkül néhány link:
http://en.wikipedia.org/wiki/Request_for_Comments
http://www.ietf.org/
http://www.faqs.org/rfcs/
http://www.rfc-editor.org/rfc.html
2.2.2 K I N E K




S ZÓ L A Z Ü Z EN E T ?
Unicast
: Egy feladó, egy címzett.
Multicast
:Egy feladó, több - kiválasztott - címzett.
Anycast
: Egy feladó, több - kiválasztott - címzett. De ha bármelyik
megkapta, akkor a többiekhez már nem jut el.
Broadcast
: Egy feladó, mindenki más címzett.
2.2.3 H O ST
VS NODE
Ez viszonylag gyors tisztázás lesz. A host, az egy számítógép, mely részt vesz a
hálózati kommunikációban. A hostnak vannak hálózati csatolói. A legtöbbször ezek
hálózati kártyák. Ezeket a csatolókat nevezzük node-nak.
Magyarul egy host akár több node-dal is rendelkezhet.
~ 17 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
2.2.4 S UB N E T
V S LI N K
A subnet (alhálózat) egy nagyobb hálózatnak a része. Legfontosabb jellemzője, hogy
a subneten lévő gépek azonos címzési protokollokat használnak, közvetlenül látják
egymást, nem kell router ahhoz, hogy kommunikálni tudjanak egymással.
A link pedig olyan node-ok halmaza, melyek egy router mögött helyezkednek el.
Egyáltalán nem biztos, hogy a linken lévő node-ok ugyanabba a subnetbe tartoznak.
2.3. ÁBRA L INK ÉS S UBNET
A fenti képen mind a négy munkaállomás ugyanazon a linken található. Ennek
ellenére a zöld és a narancssárga munkaállomások különböző alhálózatba tartoznak.
(Az IP címek alapján pedig csak a zöld munkaállomásoknak van esélyük arra, hogy
elérjék az internetet.) Az azonos színű gépek tudnak kommunikálni egymással, a
különböző színűek pedig közvetlenül nem.
Ebben a felállásban egy broadcast el fog jutni mind a négy munkaállomáshoz. Ha el
szeretnénk kerülni ezt a felesleges forgalmat, akkor az azonos színű
munkaállomások számára külön VLAN-okat kell létesítenünk a switchen.
~ 18 ~
ALAPOZÁS
2.2.5 A ZO K
A FR ÁN Y A DO BO Z O K
Az információk a hálózaton dobozszerűségekben utaznak. Értem ezalatt azt, hogy az
egységeknek általában van alja, teteje - és van tartalma.
2.4. ÁBRA Á LTALÁNOS CSOMAGOLÁSI SÉMA
A header az a bitkupac, ahol a csomagra vonatkozó információk utaznak.
A payload az a szállított tartalom.
A trailer pedig a csomag végét jelző bitsorozat.



FRAME, AVAGY KERET: A Network Interface rétegre jellemző. Azért hívják
keretnek, mert mindkét oldalról le van határolva, azaz ténylegesen is van
neki fejléce és lezárása.
DATAGRAM, AVAGY DOBOZ: Az Internet rétegre jellemző, de előfordul a Transport
rétegben is. Nincs lezárása, ehelyett a fejléc tartalmazza a csomag hosszát.
Fontos jellegzetesség, hogy kompakt információt szállít, azaz a tartalom
ömagában is értelmezhető.
SEGMENT, AVAGY SZEGMENS: A Transport rétegre jellemző. Formailag ugyanaz,
mint a datagram, de az általa szállított információ nem kompakt. Képzeljünk
el egy hosszú adatfolyamot, melyet felszeleteltünk és a darabokat raktuk bele
egy-egy csomagba. A csomag tartalma darabonként nem értelmezhető. csak
ha újból összerakjuk a teljes folyamot.
Látható, hogy markáns különbségek vannak az egyes tipusok között. Csakhogy ez
nem mindig lényeges. Van amikor csak egy entitásról beszélünk, melyet továbbítani
kell - és ilyenkor a továbbítás módja a lényeges, nem az entitás felépítése. Ekkor
egyszerűen csak csomagnak (packet) nevezzük ezt a bigyót.
Nagyon fontos megérteni, hogy a csomagok egymásba vannak csomagolva.
~ 19 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
2.5. ÁBRA C SOMAGOK HÁTÁN CSOMAGOK
Ezen menjünk most végig. A Transport rétegben keletkezik egy csomag, egy TCP
szegmens. Ennek van fejléce (TCP header) és tartalma (segment, azaz adatfolyamdarab). Ez a csomag kerül át az Internet rétegbe, ahol ő, azaz a teljes Transport
csomag lesz az IP datagram tartalma. Az Internet réteg hozzáteszi a saját fejlécét,
majd az így keletkező datagramot passzolja le a Network Interface rétegnek. A séma
ugyanaz, a Network Interface keret tartalma a teljes IP datagram lesz, ennek az
elejére jön a Network Interface fejléc, illetve a keretet fizikailag is lezáró trailer.
Amikor ez az egész megérkezik a címzetthez, ő az egyes szintek fejlécei alapján
kódolja vissza az üzenetet és értelmezi a legvégül kapott adatszegmenst.
A kompaktság értelemszerűen csak rétegszinten értendő. Azaz ha nézek egy
TCP szegmenst, akkor az abban lévő payload az egy adatfolyam része,
önmagában nem értelmezhető, nem kompakt. Ellenben ha megnézem azt az
IP datagramot, amelyikbe az előző TCP szegmenst csomagoltam, akkor ez már
kompakt lesz, hiszen egy jól megfogható dolog van benne, a TCP szegmens.
Nem megyünk bele, hogy a TCP szegmens odabent nem kompakt.
~ 20 ~
ALAPOZÁS
2.2.6 H ÁL Ó Z AT I
E S ZK Ö ZÖ K
Milyen eszközökre gondolok? Olyanokra, melyek segítenek kiépíteni és fenntartani
egy számítógépes hálózatot - és ezek közül is azokra, melyek hálózatokat,
hálózatrészeket kötnek össze valamilyen formában.
2. 2 .6 . 1 H U B
Az OSI modell szerint értve L1 szinten működő eszközök, fizikailag kötnek össze
node-okat. Minden forgalmazott csomag kimegy minden node-hoz, nincs semmilyen
portszeparáció. Gyakorlatilag egy buta elosztó.
2. 2 .6 . 2 S W I T C H
Annyiból hasonló a hubhoz, hogy ez is elosztó, de már képes szűrni a forgalmat, azaz
egy konkrét node-hoz csak az a forgalom megy ki, melyet neki szántak, plusz a
broadcast. Tulajdonképpen egy intelligens elosztó, az L2 rétegben.
2. 2 .6 . 3 B R I D G E
Szintén L2 eszköz, azonos névterű, azonos protokollokat használó alhálózatokat köt
össze. Pontosabban, egy alhálózatot, mely több részre oszlott. Ez azt jelenti, hogy a
bridge routolást nem végez, a csomagokat csak forwardolja egyik helyről a másikra.
Manapság a bridge és a switch fogalmak meglehetősen összemosódtak.
2. 2 .6 . 4 G A T E W A Y
Különböző protokollokat használó hálózatokat összekapcsoló eszköz. Mind a hét
rétegben működhet.
2. 2 .6 . 5 R O U T E R
L3 rétegben dolgozó eszköz. Különböző névterű - de azonos protokollokat használó alhálózatokat köt össze. Később részletesen is foglalkozunk vele.
~ 21 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3 A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
Akárhogy is nézzük, a dróton vad elektronok tekernek. Mi a valóságban csak az
elektromos jelszint változását tudjuk érzékelni. Ebből a folyamatos áramlásból kell
diszkrét csomagokat formálnunk, emberi (hah!) logika szerint.
Erről szól a hálózati eszköz réteg.
Látható, hogy neki van a legnehezebb dolga. Ő készíti el a legkülső dobozt, ő is
érzékeli fogadó oldalon a dobozok határait. A többiek már biztos körvonalakkal
rendelkező dobozokat kapnak, melyekbe bátran pakolgathatják bele a saját
csomagjaikat.
Történelmileg úgy alakult ki, hogy a konkrét hálózatok kiterjedésétől függően
különböző protokollok terjedtek el. Ezt ma már elég nehéz elmagyarázni, tekintve,
hogy mostanság nem ritka a több kilométert is átérő lokális hálózat (Local Area
Network, LAN), miközben számlázási okokból kis távolságokon is szoktak
nagykiterjedésű hálózatokra (Wide Area Network, WAN) jellemző protokollokat (pl.
PPP) használni. Én mindenesetre LAN/WAN bontásban fogom sorbavenni ezeket.
~ 22 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.1 LAN
TECHNOLÓGIÁK
Tehát ott járunk, hogy a Network Interface Layerben vagyunk, azaz az első
csomagolás el is kezdődik a... Data Link Layerben. Hogy nemrég azt írtam, Windows
környezetben nincs is olyan? Dehogyisnem, csak begyömöszöltük a NIL-be.
Mivel még teljesen az elején vagyunk, nem árt, ha sorra vesszük, mit is kell
biztosítania egy ilyen csomagolásnak:
 ELHATÁROLÁS. Értem ez alatt, hogy pontosan érzékelnünk kell az egyes
csomagok határait, illetve csomagon belül a header/trailer és payload
határokat.
 PROTOKOLL AZONOSÍTÁS. Értelemszerűen szintén nagyon fontos. Ha
valamit kisnyúlként csomagoltam be, akkor azt ne mikrohullámú sütőnek
csomagolják ki, mert annak nagyon béna lesz.
 CÍMZÉS. Ki a feladó, ki a címzett?
 INTEGRITÁS. A címzettnek legyen lehetősége meggyőződni arról, hogy
teljesen épen kapta-e meg a csomagot.
Kezdjük élesíteni a fókuszt. Ezen a nagy fejezeten belül a következő hálózati
technológiákkal fogunk foglalkozni: Ethernet, Token Ring, FDDI, IEEE802.11.
Mindegyik technológián belül különböző frame formátumokkal futhatunk össze.
Félő, hogy itt egy kissé zavarossá válhat a fejtegetés. Azt már tisztáztuk, mi a
különbség packet és frame között, de milyen a viszony a továbbítási technika, a
frame formátuma és a protokoll között?
Nos, konkrétan: az Ethernet az egy kerettovábbítási technika, az Ethernet
keretekhez viszont többfajta frame formátum is tartozhat: Ethernet II, Ethernet
802.3, Ethernet 802.3 SNAP. Keverni őket tilos: ha az egyik kommunikáló fél
mondjuk az Ethernet II formátumba csomagol, akkor a másik, amelyik az Ethernet
802.3 SNAP formátumra számít, nem fogja érteni, dacára, hogy a keret továbbítási
technikája mindkét esetben Ethernet.
IEEE LAN’s, azaz 802.x szabványok, részletes ismertetéssel:
http://www.citap.com/documents/tcp-ip/tcpip007.htm
~ 23 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
A protokollokkal kapcsolatban általánosságban elmondható, hogy a protokoll az egy
előírt viselkedési forma. Mint egy szigorúan rögzített cselekvéssor egy diplomáciai
fogadáson. Mint egy klasszikus tánc. "A fiatalúr a hölgy derekára helyezi a jobb kezét,
a hölgy a fiatalúr vállára helyezi a bal kezét, a fiatalúr jobb lábával könnyedén
előrelép, a hölgy jobb lábát előretéve velefordul." Ez a konkrét tánc szabálya, aki
nem így táncol, azt kivezetik a bálteremből.
A frame formátum ezzel szemben egy technikai megegyezés. Egy apróság, mely kell
a protokoll szerinti viselkedés megvalósításához. Mint az azonos nyelvű beszéd a
tánc közben, vagy a mindkét fél által ismert zászlójelek egy tengeri hadgyakorlaton.
Nézzünk egy példát az informatikából.
A fogadóhoz beesik 10 darab keret. Ethernet kártyákat használunk, a frame
formátum pedig - mind a feladónál, mind a címzettnél - Ethernet II, azaz a fogadó ki
tudja csomagolni a keretek tartalmát. A fregmentált IP datagramokat össze tudja
rakni (ehhez ismernie kell az IP protokollt4), így megkapja az IP payload-ot, a TCP
szegmenst - abból pedig ki tudja csomagolni az eredeti információt (ismerve a TCP
protokollt5), mondjuk azt hogy "MAIL FROM: [email protected]". Ez pedig, mint tudjuk,
az SMTP protokoll6 egyik utasítása, egész konkrétan az elküldendő levél feladóját
állítja be.
Protocols and protocol stacks:
http://www.citap.com/documents/tcp-ip/tcpip008.htm
Layer2 - IP
Layer3 - TCP
6 Layer4 - Applikáció
4
5
~ 24 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.1.1 E T H ER N E T
Hawai. És aloha.
Ott kezdődött. A hawai egyetemen fejlesztettek ki egy alapvetően rádióhullámok
átvitelére optimalizált rendszert. Kőkemény 9.6 Kbps-t tudott. Úgy hívták, hogy
ALOHA.
Ethernet:
http://en.wikipedia.org/wiki/Ethernet
Erre a rendszerre alapozva hoztak össze 1972-ben Palo Altoban, a Xeroxéknál (igen,
ott ahol az egeret, az ablakos GUI-t és valami fénymásolót is feltaláltak) egy 2.94
Mbps-t tudó hálózatot, melyet Ethernetnek neveztek el. A név arra utal, hogy a
hálózati kommunikáció a levegőbe, azaz az éterbe ordibáláson alapul. De erre
később még visszatérünk.
1979-ben 3 nagy cég (Digital, Intel és a Xerox) szövetséget kötöttek, hogy általános
szabvánnyá neveljék ki az Ethernetet. Ezt a változatot hívják Ethernet II-nek, vagy
DIX-nek7. Akkor 10 Mbps-t tudott.
1981-ben lett az Ethernet IEEE 802.3 néven nemzetközi szabvány. 1995-ben jött a
100 Mbps sebességű fast Ethernet... és azóta sincs megállás. Jelenleg éppen a 40
Gbps, illetve 100 Gbps változatok fejlesztése folyik szorgalmasan.
Függetlenül a sebességtől, az Ethernet keretek szállítási módszere nem változott. A
frame-k ugyanazt a médiát (koax, csavart érpár vagy üvegszál) használják, méghozzá
úgy, hogy egyszerre csak egy keret tekerhet rajta. Azaz a feladó beleordítja az
információját az éterbe és ha éppen mindenki más csendben volt, akkor az el is jut a
címzettekhez. Ha éppen akkor valaki más is beleordított, akkor mindkettő
szégyenlősen elhallgat, véletlenszerű ideig várnak, majd újrakezdik.
7 Egész pontosan úgy történt az eset, hogy Robert Metcalfe, a szabvány egyik tulajdonosa otthagyta a
Xeroxot, megalapította a 3Com-ot, majd indulásként vette rá a három nagyot a szabvány
támogatására.
~ 25 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Szoktak erre egy népszerű hasonlatot is használni: olyan ez, mint egy udvarias baráti
beszélgetés egy nagyobb társaságban. Valaki elkezd egy sztorit, befejezi. Megszólal
másvalaki, elmondja a történetét, elhallgat. Aztán ketten szólalnak meg egyszerre,
észlelik és elhallgatnak. Zavart csend, majd az egyik újrakezdi, később pedig jön a
másik is.
Ezt a viselkedést informatikus nyelven úgy hívják, hogy carrier sense multiple access
with collision detection, azaz CSMA/CD.
Nos, ennyi bevezető után immár semmi sem menthet meg minket a keretek
boncolásától.
3. 1 .1 . 1 E T H E R N E T I I
RFC 894
3.1. ÁBRA ETHERNET II FRAME FORMÁTUM
Mivel ez az első frame formátum, így itt mondom el: eszedbe se jusson ezeket
megtanulni! Ilyen ábrából legalább kétszáz lesz még. Ha csak nem a keretek, illetve a
hálózati datagramok lesznek eljövendő életed családtagjai, bőven elég, ha kimásolod
egy pendrive-ra a könyvet, és ha hálózati forgalmat kell elemezned, akkor
megkeresed a megfelelő ábrát. A sűrűbben előfordulókat úgyis meg fogod jegyezni.
A kevésbé sűrűn előfordulók meg… véleményem szerint az emberi agyat sokkal
értékesebb dolgok tárolására tervezték.
~ 26 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
Jöjjenek a részletek.
PREAMBLE: Ő a szirénázó felvezető autó a sorban. Szószerint szirénázik: felváltva
tartalmaz egyeseket és nullákat. Pontosabban a 8 bájtból 7 bájt sziréna, az utolsó
pedig botlik egyet: 10101011, jelezve azt, hogy innentől jön a nagykövet a tartalom.
Ez a sorozat a szinkronizáláshoz kell, érdekes módon a network monitorozáskor
nem is látszik.
DESTINATION ADDRESS: A címzett MAC címe.
SOURCE ADDRESS: A feladó MAC címe.
ETHERTYPE: Ez a két bájtos érték mondja meg, hogy a payload kinek a mije, azaz mire
számítson a felette lévő réteg. Az esetek nagy részében az értéke 0x0800, mely IP
csomagot jelent - de lehet 0x0806 is, mely ARP üzenetet takar.
PAYLOAD: A felette lévő rétegnek szóló információ. Maximális mérete 1500 bájt lehet,
a minimális értéke - a megbízható ütközésdetektálás miatt - 46 bájt. Ha nincs ennyi,
akkor kipótolják.
FRAME CHECK SEQUENCE (FCS): Magyarul CRC8. Ez tulajdonképpen egy lenyomat9
magáról a frame-ről 10 , a frame mögé tűzve. A fogadó ugyanúgy ráküldi az
algoritmust és amennyiben ugyanazt az értéket kapja, mint ami az FCS mezőben van,
akkor a frame tartalma biztosan nem változott meg útközben.
Az FCS szintén nem látszik a network monitorozásánál.
Akkor mi látszik? Nézzük meg11.
Cyclical Redundancy Check.
Egész pontosan az történik, hogy a keretet, mint bitsorozatot elosztják egy 33 bites prímszámmal,
majd a mindig 32 bites maradék kerül az FCS mezőbe.
10 Nyilván nem beleértve az FCS és a Preamble mezőket.
11 Az ábrák előállításához a Wireshark programot használtam.
8
9
~ 27 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.2. ÁBRA E GY E THERNET II FRAME
Később már nem fogok minden egyes capture ábrát ennyire szájbarágósan
elmagyarázni, de mivel ez az első, ezért itt egy kicsit bő lére eresztem a szöveget.
A fenti ábrán az elkapott hálózati folyam hatodik keretét látjuk. (Ha a legfelső sort
lenyitnám, akkor ott egy összefoglalót találnék a keretről.)
A második sor lett lenyitva, ez ugyanis maga az Ethernet II keret fejléce.
Az ábra legalján pedig maga a teljes frame található, a hexa editorokban megszokott
bájt formátumban. A bemázolt rész mindig azt mutatja, amit a felette lévő ablakban
kijelöltünk.
Keressük meg az ábrán (3.1. ábra ETHERNET II frame formátum) említett részeket.
~ 28 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.3. ÁBRA D ESTINATION A DDRESS
Mint írtam, a Preamble mező nem látható, így a legelső mező a Destination Address.
Fent a program szépen kibontja, hogy milyen eszközről is van szó (a MAC cím
gyártóspecifikus), alul viszont csak a hexadecimális, hat bájtnyi érték látható.
3.4. ÁBRA S OURCE A DDRESS
~ 29 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Ugyanez látható a Source Address mezőnél is.
3.5. ÁBRA A Z E THER T YPE MEZŐ
Végül az utolsó ábrán láthatjuk az EtherType mező értékét, mely határozottan
0x0800-nak látszik, azaz IP csomagról van szó.
A következő két sor - melyeket nem bontottam ki - alkotja a payload-ot. Ezekkel
ráérünk később is foglalkozni.
És ennyi. Kérdés lehet még, hogy ha frame, akkor muszáj, hogy legyen trailer is. Hol
van?
Elbújt. Mint írtam, a trailer itt a Frame Check Sequence, mely a capture fájlban nem
látható.
Ha már itt kerültek elő, ejtsünk még pár szót a MAC címekről.
3.6. ÁBRA D ESTINATION MAC A DDRESS
~ 30 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
A MAC Address alapvetően egy hatbájtos érték, ahol az első három bájt a hardver
gyártójára utal, a második három pedig a konkrét eszköz azonosítója.
Az első bájt legalsó két bitje speciális szerepkörrel bír, mind a feladó, mind a címzett
címében.
DESTINATION ADDRESS, I/G BIT (INDIVIDUAL/GROUP)
Azt határozza meg, hogy a megcélzott cím egyedi (unicast, azaz individual), vagy
csoportos (multicast, azaz group). Unicast esetben a bit értéke 0, multicast esetben
1. A broadcast (FFFFF) ebben az esetben a multicast alesete.
DESTINATION ADDRESS, U/L BIT (UNIVERSAL/LOCALLY ADMINISTERED)
Azt határozza meg, hogy a megcélzott cím eredeti, beégetett (universal) vagy
lokálisan felülírt (locally administered). Alaphelyzetben egy hálózati eszköznek a
világon egyedi MAC címe van - bizonyos esetekben viszont felülírhatjuk ezeket az
értékeket.
Nézzük a forrás oldalt.
3.7. ÁBRA S OURCE MAC A DDRESS
Vészcsengő. Bejelzett? Nem? Az baj.
Lapozz csak vissza ehhez az ábrához: 3.4. ábra Source Address. Láthatod, hogy a
capture fájlban gyönyörűen ki van részletezve mindkét oldalon mind a két bit
jelentése. Márpedig a forráscímnél ugyanúgy I/G bitnek értelmezi az első bitet...
miközben a fenti rajzon én azt rajzoltam be, hogy No Routing/Routing.
Akkor most mi van?
Az van, hogy csaltam. Az I/G bit a feladónál igazából semmilyen jelentéssel nem bír.
Gondold el, létezhet egyáltalán multicast feladó? Na ugye. Ebből kifolyólag az
Ethernet technológiákban az értéke masszívan nulla, ezt látjuk a capture fájlban is.
De van, amikor használjuk. A Token Ring például MAC szinten routolgat, neki
kifejezetten jól jön, hogy ezen a biten tud jelezni.
~ 31 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3. 1 .1 . 2 E T H E R N E T 8 0 2. 3
RFC 1042
Itt már egyből a lecsóba csapunk.
3.8. ÁBRA A Z E THERNET 802.3 FRAME FORMÁTUM
Ez egy elég érdekes öszvér. Mint látható, van ugyan keret (IEEE 802.3), de abban egy
újabb csomagolás, úgynevezett kapszula van. Ez a belső kapszula a Network
Interface Layer már korábban említett egyik alprotokollja, a Logical Link Control
(IEEE 802.2).
Most nézzük csak a külső keretet. Nagyjából ugyanazt látjuk, mint az előző frame
formátumnál: a Preamble ugyan két részre szakadt, de ez csak logikai szétválasztás,
hiszen annyi történt mindösszesen, hogy az utolsó, különböző bájtot máshogy
neveztük el. A Destination Address, a Source Address teljesen ugyanaz12 és az FCS is.
A különbség a Source Address után kezdődik. Itt egy két bájton ábrázolt hossz
értéket találunk, miközben az Ethernet II esetében ezen a helyen a
protokollazonosító volt. (A hosszt úgy kell elképzelni, hogy az LCC header első
bájtjától a payload utolsó bájtjáig terjedő bájtok száma. Vegyük észre, hogy ez
gyakorlatilag megegyezik az Ethernet II esetében a payload-dal.)
12
Azzal az apró eltéréssel, hogy a szabvány megengedi a 2 bájtos MAC címeket is.
~ 32 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
Most képzeljünk el egy olyan szervert, mely mind a két frame formátumot ismeri.
Honnan fogja az tudni, hogy ez a két bájt most hossz érték, vagy protokolltípus?
Nagyon egyszerűen. Tudjuk, hogy a payload értéke minimum 46 bájt, maximum
1500. Egész egyszerűen ebben az intervallumban nincsen protokollazonosító kód.
Tehát ha a Source Address utáni érték mondjuk 1000, akkor Ethernet 802.3 frame
formátummal állunk szemben.
Nézzük most magát a 802.2 LCC datagramot.
DESTINATION SERVICE ACCESS POINT, DSAP: A címzett oldalán milyen protokollra
számíthatunk.
SOURCE SERVICE ACCESS POINT, SSAP: Ugyanez, forrás oldalon.
Nyilván ezek kódszámok lehetnek. Ami minket a leginkább érdekel, az az, hogy az IP
csomag értéke 0x06. Kellemetlen tény, hogy az iparban gyakorlatilag ezt a kódot
senki nem használja, helyette a 0xAA kód terjedt el. De ezzel majd a következő frame
formátumnál foglalkozunk bővebben.
CONTROL: Ez egy egy- vagy kétbájtos kód. Arra vonatkozik, hogy magát az LCC
kapszulát hogyan készítettük el. Értékei:
 TYPE1: A kapszula egy LCC datagram, a Control bájt értéke 0x03. Ez egy
meglehetősen megbízhatatlan kapszulázás, nem foglalkozik a szállítás
megbízhatóságával.
 TYPE2: A kapszula egy LCC session része, hibadetektálás, sorbarendezés, meg
ilyenek.
Az IP datagrammok és ARP csomagok szállítása kizárólag TYPE1 módon történik,
tehát nekünk elég a 0x03 értéket megjegyeznünk. (Állítólag van egy TYPE3 is, de
ezzel még ritkábban találkozhatunk, mint a TYPE2-vel.)
PAYLOAD: A felettünk lévő réteg eredeti datagramja. Természetesen a kipótlás itt is
játszik.
~ 33 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3. 1 .1 . 3 E T H E R N E T 8 0 2. 3 S N AP
RFC 1042
Bonyolítsuk tovább a tornyot.
3.9. ÁBRA IEEE 802.3 SNAP FRAME FORMÁTUM
Mint korábban is írtam, az Ethernet 802.3 frame formátum DSAP/SSAP mezőjében a
0x06 értéket ritkán használják az IP protokoll megadásához. Helyette egy
úgynevezett Sub-Network Access Protocol-on (SNAP) keresztül adják meg a payload
protokollját. Ekkor a DSAP/SSAP mezőkben a 0xAA értékkel jelezzük, hogy nem itt
kell keresni a protokollazonosítót, hanem egy újabb kapszulázáson belül, az SNAP
headerben. És látható, ott is vigyorog a jó öreg EtherType.
Menjünk sorban. Az IEEE802.3 header teljesen ugyanaz, mint korábban, ne is
vesztegessünk sok szót rá.
DSAP, SSAP: Jelentése ugyanaz, mint korábban, a fix értékük: 0xAA.
~ 34 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
CONTROL: Jelentése ugyanaz, a fix érték: 0x03.
ORGANIZATION CODE: Ez valamikor jelentett valamit, de mára már nem sok értelme
maradt. A három bájtból az első mondta meg, hogy melyik szervezet felelős a
további két bájt értelmezéséért. Jelenleg a fix érték: 0x00-00-00.
ETHERTYPE: Értelmezése - és értékei - megegyeznek az Ethernet II frame formátum
leírásánál írtakkal.
PAYLOAD: Továbbra is maga az IP datagram. De számoljunk csak: a különböző
dobozolásokra azért már elment némi bájt, azaz a payload méretkorlátai is
megváltoztak. A határok immár: 38-1492 bájt. (Az utóbbi szám nem ismerős? Nem,
nem Kolumbusz. MTU? Az bizony. Mi is pontosan ez az MTU? Maximum
Transmission Unit, azaz a dróton átküldhető maximális hasznos teher. De hát nem
pont erről beszéltünk?)
Az IEEE802.3 trailer maradt a régi.
Ezzel végig is futottunk az Ethernet frame formátumokon. Mit saccolsz, melyik a
legelterjedtebb? Nyilván a legegyszerűbb, az Ethernet II. Nem is igazán értem, mi
húzódott meg amögött a logika mögött, mely létrehozta a 802.3 szabványt, mely egy
újabb tekeredéssel visszatért az Ethernet II formátumhoz, elpazarolva egy csomó
hasznos bájtot, gyakorlatilag nulla előnyért cserébe.
A Windows Server 2008 és a Windows Vista fejlesztői is hasonlóképpen
gondolkodtak, ugyanis alapbeállításban az Ethernet II formátumot preferálják.
Megértik a 802.3 formátumot is, csak utálják. Azaz ha bármilyen kérés (ARP) érkezik
hozzájuk 802.3 formátumban, akkor Ethernet II formátumban válaszolnak vissza. Ha
az érdeklődő veszi a lapot és ő is átáll Ethernet II-re, akkor minden rendben. Ha nem,
akkor úgy járt. A szerver/Vista nem fog vele kommunikálni.
Ezen a hozzáálláson egy registry változó átállításával lehet módosítani.
HKLM\System\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters
Itt kell létrehozni a következő változót:
ArpUseEtherSNAP [reg_dword]
Ha nulla az értéke, akkor letiltja a 802.3 SNAP frame formátumot. Ha egy, akkor
engedi.
~ 35 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.1.2 T O K EN R I N G : IEEE802.5
ÉS
IEEE 802.5 SNAP
RFC 1042
A modellvasút.
Ha az Ethernet kommunikáció esetében azt mondtam, hogy az udvarias baráti
társaság beszélgetéséhez hasonlít, akkor a Token Ring leginkább egy
modellvasúthoz. Egy olyanhoz, mely egy hosszú, tekergős, de azért zárt pályán jár
körbe-körbe. A szerelvényen van egy mozdony és egy tehervagon - ez a Token - az
állomások pedig felpakolják rá, illetve leszedik róla a kereteket. Egyszerre csak egy
szerelvény megy a pályán, és egyszerre csak egy keretet tud szállítani.
Pontosítsuk a hasonlatot. Nem egy darab szerelvény - token - létezik. Igaz, hogy
egyszerre csak egy tekerhet a síneken, de bármelyik állomás kiveheti a tokent a
forgalomból és beállíthat egy sajátot.
Pontosítsuk még tovább a hasonlatot. A síneken vagy token (üres szerelvény) vagy
frame közlekedik. Az az állomás, amelyik küldeni akar, leszedi a tokent és betesz egy
frame-t. Amelyik megkapta a neki szóló frame-t, leszedi és elindít egy üres tokent. 13
Hasonlítsuk össze, a működési módból kifolyólag milyen elvi különbségek lesznek az
Ethernet technológiához képest?



Kevésbé lesz érzékeny az állomások számának növelésére. Amíg az Ethernet
esetében 30 állomás fölött tragikus kakofóniává fajult a kommunikáció, addig
a Token Ring esetében nagyjából 200 munkaállomásnál kezdett el a
rendszergazda switch vásárlásán gondolkodni. (A maximális érték viszont
250 körül volt.)
Az ütközésdetektálás elmaradása miatt nincs minimális frame méret.
A Token Ring átviteli sebessége kevésbé függött az állomások számától.
Meglehetősen stabilan hozta a maximum közeli értéket, míg az Ethernet
sávszélessége 14 drasztikusan csökkent az állomások csatlakoztatásával.
Mindezt úgy, hogy a Token Ring a 16 Mbps sebességet tartotta az Ethernet
meg csak akkor tudta a 10 Mbps-t, ha két gépet kötöttünk össze... cross
kábellel.
Jogos lehet a kérdés, mi történt vezetékszakadáskor? Hiszen ezzel megszűnne a gyűrű, azaz minden
állomás leesne a hálózatról. A válasz a csatlakozóban rejlik. A TR csatlakozók olyan spéci bonyolult
szerkezetek, hogy már a patch panelben észlelik, ha baj van (elromlott a kártya, a túloldali csatlakozó,
megszakadt a vezeték) és rövidzárral kiközölik a hibás szakaszt. Nem véletlenül voltak ezek olyan
drágák.
14 Kaptam olyan visszajelzést, hogy ez nem sávszélesség, hanem adatátviteli sebesség. Teljesen igaz,
de az informatikai közbeszédben ez a változat is meggyökeresedett.
13
~ 36 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
Azaz minden tekintetben jobb volt a Token Ring, mint az Ethernet. Én hat évig
dolgoztam akkoriban olyan cégnél, ahol tisztán Token Ring hálózatunk volt - és végig
úgy éreztem magam, mint aki egy kiválasztott cégnél dolgozhat. Három pesti
kerületben elhelyezkedő, öt telephelyes hálózatot fogott át egy gyűrűnk. Nem is
titkoltan néztem le az ethernetes kollégákat, amikor sorolták, milyen problémáik
vannak. Nekünk ugyanis csak egy volt: valahogyan meg kellett keresni a hálózat
üzemeltetésére a pénzt. A Token Ring ugyanis piszok drága. Még annál is drágább. A
kábelezés, a csatlakozók... na és persze a hálózati kártyák. Az ezredforduló táján egy
Token Ring kártya 45-50000 forint körül volt, miközben egy Ethernet kártya kábé a
tizedébe fájt.
Aztán egyszercsak a világ megrázta magát és elrohant a Token Ring technológia
mellett. Az Ethernet árai még jobban lezuhantak, miközben a sebessége drasztikusan
megnőtt. Persze a bekiabálós technikából következő 'max. 30 node egy linken' korlát
továbbra is megmaradt - de megjelentek az olcsó és okos switch-ek, melyek
drasztikusan lecsökkentették az ütközések esélyeit15. Innentől kezdve a francot sem
érdekelte az ingadozó sebesség, ha az egyébként böszme nagy érték környékén
ingadozott. Ha egyáltalán.
Igaz, időközben a Token Ring is kijött egy 100 Mbps sebességű technológiával
(üvegszálon), az árolló is csökkent (ma már 15e körül lehet kapni 4/16/100 Mbps
TR kártyát), de ha megnézzük, az Ethernet jelenleg milyen sebességhatárokat
ostromol, hosszú távon nem sok esélyt adok a Token Ringnek.
És akkor most jöjjön egy kis történelemóra.
Magát az elvet Olaf Soderblum dolgozta ki, még 1969-ben. Az IBM megvette tőle,
majd Token Ring néven dobta piacra, 1984-ben. (Hogy közben mit csináltak?
Gondolom, jó alaposan átgondolták.) A technológiából nemzetközi szabvány 1985ben lett, a keresztségben az IEEE 802.5 nevet kapta.
Ennek a frame szerkezetét mutatja be az alábbi ábra.
Szaknyelven szólva különválasztották a broadcast domaint a collision domaintől. Azaz a switch
megjegyezte, hogy melyik lábán milyen MAC címmel rendelkező állomás lóg (illetve ha kaszkádolva
lettek a switchek, akkor milyen állomások) és csak a nekik szóló csomagokat irányította arra. Ezzel
jelentősen lecsökkent az ütközések valószínűsége. Ettől függetlenül persze a broadcast kimegy
minden munkaállomásra, mely a switchen lóg. Illetve ez csak akkor igaz, ha a switchen egy darab
VLAN (Virtual LAN) fogja össze az összes portot. Amennyiben a portokat több VLAN-ba szedjük szét,
akkor a broadcast VLAN-on belül marad. Azaz a VLAN jelenti egyben a broadcast domaint is.
Fontos, hogy ne keverjük össze a VLAN-t a subnettel. Az előző definiálása és kezelése L2 szinten (OSI
modell) történik, MAC address alapján és jellemzően egy switch végzi, míg az utóbbié L3 szinten, IP
címek alapján és jellemzően egy router a felügyelő. (Habár ma már léteznek L3 switchek is.)
15
~ 37 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.10. ÁBRA IEEE 802.5 F RAME FORMÁTUM
START DELIMITER: Egy bájt, mely jelzi a keret kezdetét. A bitek helyén roppant
rejtélyes nevű szimbólumok találhatók, bizonyos J és K ügynökök. (Annyit tudtam
kibogozni róluk, hogy valami Manchester kódolású adatok, melyeket egyébként a
rádiótechnikában használnak.) Túl sokat nem kell foglalkoznunk velük, az
Ethernetnél megszokott módon ezek sem látszódnak a capture fájlban.
ACCESS CONTROL: Szintén egy bájt, melyben a biteknek külön-külön van értelme.
 Első három bit: A token prioritását állítja be. Izgi, nem? Frame szinten tudjuk
szabályozni, mennyire fontos adatról van szó. Hét különböző értéke lehet.
 Második három bit: Tulajdonképpen ez egy prioritás reset bitsorozat. Azt a
prioritást adja meg, melyre a token akkor áll, miután leszedték róla a
szállított frame-t.
 Hetedik bit: Egyre áll, ha a szerelvény elhalad az úgynevezett monitorozó
állomás előtt. Amennyiben a monitorozó állomás elé olyan szerelvény ér,
melynek már magasra van állítva ez a bitje, akkor az állomás kikapja a
forgalomból.
 Nyolcadik bit: Jelzi, hogy ami most jön, az token (0) vagy frame (1).
~ 38 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
FRAME CONTROL: Egy bájt hosszú. A bitek jelentése:
 Első két bit: Azt mondja meg, hogy a frame LLC frame, vagy MAC frame. (Ugye
emlékszünk, a Token Ring varázsol MAC szinten is.)
 Következő négy bit: Amennyiben MAC management frame-ről van szó, akkor
jelzi, hogy a MAC alrétegen belül konkrétan milyen tipusúról. Ezek lehetnek
Purge, Claim, Token vagy Beacon tipusúak.
 Utolsó két bit: Csak úgy foglalt.
Purge, Claim, Token és Beacon:
http://www.techfest.com/networking/lan/token.htm
DESTINATION ADDRESS: A megcélzott állomás MAC címe. Vigyázat, lehet MAC
management multicast cím is.
SOURCE ADDRESS: A feladó MAC címe.
Az IEEE 802.2, azaz LLC header totálisan ugyanaz, mint az Ethernet keretek (802.3,
802.3 SNAP) esetén.
PAYLOAD: Azt már írtam, hogy a Token Ring frame-nek nincs alsó korlátja. (Oké,
negatív szám nem lehet.) De mi a helyzet a felső értékkel? Mennyi a Token Ring
MTU-ja? Attól függ. Mitől? Egy bonyolult algoritmustól, mely még tán a
napéjegyenlőségek ciklikus váltakozását is figyelembe veszi. A pontos leírása az RFC
1042-ben található.
FRAME CHECK SEQUENCE: A már jól ismert négybájtos CRC.
END DELIMITER: Egybájtos érték, a már korábban említett J és K szimbólumokkal. A
két utolsó bitjének értelmezhető értékei vannak.
 Intermediate Frame Indicator: Ez a frame az utolsó a sorban(0), vagy vannak
még(1)?
 Error Detected Indicator: Jelzi, hogy ellenőrzéskor épp volt-e a CRC.
~ 39 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
FRAME STATUS: Egy bájt, a következő értékekkel:
 Address Recognized Indicator: Amennyiben a megcélzott állomás észreveszi
a küldési szándékot, akkor ezt a bitet magasra állítja, jelezve ezzel, hogy jó
volt a címzés.
 Frame Copied Indicator: Amikor a megcélzott állomás hálózati kártyája
felkapja a frame-t, magasra állítja ezt a bitet, jelezve ezzel, hogy minden oké,
megkapta a keretet.
Mindkét indikátor megduplázva szerepel, mivel ezt a mezőt már nem védi a CRC
ellenőrzés.
Az utolsó három mező - Frame Check Sequence, End Delimiter és a Frame Status nem látszódnak a capture fájlban.
A címben szerepel az SNAP név is. Gondolhatnád, hogy itt majd fogok foglalkozni a
Token Ring SNAP frame formátumával... de tévedsz. Nem fogok vele különösebben
foglalkozni. Az Ethernet 802.3-nál már leírtam, hogyan kapunk a normál, LLC-vel
megbolondított frame formátumból SNAP frame formátumot, és mivel a kavarás
lényege az volt, hogyan jelezzük, hogy a payload jelenleg IP datagram - amely ugye
egy szinttel feljebb van - így az átalakítás, azaz a sznaposítás a Network Interface
Layerben is ugyanúgy történik, függetlenül a továbbítási technológiától. A
DSAP/SSAP értékek ugyanúgy 0xAA-ra váltanak, a Control 0x03-ra, bejön az
értelmezhetetlen Organization Code mező és jóbarátunk, az EtherType is. Igen,
Token Ringnél is EtherType-nal hívják. Fura, mi?
~ 40 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.1.3 F I B ER D I ST R I BUT E D D AT A I N T E R FA C E : FDDI
RFC 1188
A Token Ringhez hasonlóan itt is modellvasutazunk. Csak éppen itt két sínpálya is
fut egymás mellett, biztos, ami biztos alapon. És mindkettő piszkosul gyors - azaz a
valóságban üvegből van. (A technológia létezik réz vezetéken is, de akkor CDDI-nek
hívják.)
Mik a fontosabb jellegzetességei?
 Elsősorban a megbízhatóság. Normál esetben mindig csak az egyik gyűrű
működik, ha az megszakad, akkor lép be a körbe a második. Ha mindkét
gyűrű megszakad ugyanazon a ponton, akkor a két gyűrű összekötésével
továbbra is működik az adatátvitel. (A forgalom iránya ellentétes a két
gyűrűn.)
 A leginkább elterjedt változat sebessége 100 Mbps. Ez valamikor fantasztikus
sebességnek számított, manapság már csak olyan "szódával elmegy"
kategória. Ha nem foglalkozunk a megbízhatósággal és mindkét gyűrűt
használjuk egy időben, akkor 200 Mbps-t érhetünk el.
 Az üvegszál miatt nagy távolságokat tud lefedni. 200 kilométer még nem
probléma.
 A viszonylag nagy adatátviteli sebesség, a nagy távolság és a nagy
megbízhatóság miatt elsősorban gerinchálózatok (backbone) kiépítésére
használják.
A frame szerkezete meglehetősen hasonlít a Token Ring technológiánál megismert
frame szerkezetére.
~ 41 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.11. ÁBRA FDDI F RAME FORMÁTUM
PREAMBLE: Nem hiszem, hogy az eddigiek után bármi újat is tudnék mondani. Ő a
tülkölés a kanyarban.
START DELIMITER: Teljesen hasonlatos a Token Ring hasonló mezőjéhez, olyan szinten,
hogy itt is megtaláljuk J és K ügynököket.
Sem a Preamble, sem a Start Delimiter mezők nem láthatók a monitorozó
programokban.
FRAME CONTROL: egy bájt, a következő bontásban:
 Class bit: Szinkron (1) vagy aszinkron (0) keretről van-e szó? A szinkron
keret garantált sávszélességet és válaszidőt jelent, míg az aszinkron kerettel
elért sávszélesség dinamikusan változik, a lehetőségeknek megfelelően.
 Címhosszúság bit: Hány bájtosak a címek? 2 (0) vagy 6 (1)? Megjegyzem, az
első változat gyakorlatilag kizárt, hogy a vadonban is előforduljon.
 Maradék hat bit: formátumleírás, illetve kontroll bitek. (Választék akad
bőven, tokenből is és keretből is jutott rendesen.)
DESTINATION ADDRESS: Teljesen megegyezik az Ethernet fejezetben tárgyaltakkal.
SOURCE ADDRESS: Dettó.
~ 42 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
IEEE 802.2 LCC HEADER: A szokásos.
PAYLOAD: Az IP Datagram.
FRAME CHECK SEQUENCE: A jól ismert CRC.
END DELIMITER: A Start Delimiterhez hasonlóan J és K szimbólumokat tartalmaz.
Tekintve, hogy az FDDI keretnek nincs rögzített hossza, ez a mező jelzi a keret végét.
FRAME STATUS: két bájt, a következő bontásban:
 ADDRESS RECOGNIZED INDICATOR: Amennyiben a megcélzott állomás észreveszi a
küldési szándékot, akkor ezt a bitet magasra állítja, jelezve ezzel, hogy jó volt
a címzés.
 FRAME COPIED INDICATOR: Amikor a megcélzott állomás hálózati kártyája
felkapja a frame-t, magasra állítja ezt a bitet, jelezve ezzel, hogy minden oké,
megkapta a keretet.
 ERROR INDICATOR: Ha az FCS hibás, akkor az állomás magasra állítja ezt a bitet.
Természetesen ebből a keret formátumból is létezik SNAP változat.
FDDI:
http://www.javvin.com/protocolFDDI.html
http://www.laynetworks.com/FDDI.htm
~ 43 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.1.4 IEEE 802.11,
A ZA Z
WIFI
Kezdjük azzal, hogy ez nem is egy szabvány. Hanem sok.
3.1. TÁBLÁZAT
IEEE
Megjelenés
szabvány
802.11
802.11a
802.11b
802.11g
802.11n
802.11y
1997
1999
1999
2003
201016
2008
Működési
frekvencia
[GHz]
2,4
5
2,4
2,4
2,4/5
3,7s
Jellemző
sebesség
(Mbps]
0,9
23
4,3
19
74
23
Maximális
sebesség
[Mbps]
2
54
11
54
248
54
Hatótávolság
beltéren [m]
Hatótávolság
kültéren [m]
~20
~35
~38
~38
~70
~50
~100
~120
~140
~140
~250
~5000
A vezetéknélküli hálózat node-jai kétféle módon kommunikálhatnak egymással:
 Ad-hoc mód: Két node közvetlenül kapcsolódik egymáshoz.
 Infrastructure mód: Több node kapcsolódik egy Access Point-hoz (AP).
Bármelyik módban is működik a vezetéknélküli hálózat, mindig kell, hogy legyen egy
neve. Ezt Service Set Identifier-nek, azaz SSID-nek nevezzük. (Maximális mérete 4
bájt.)
Gondolom, nem ettől koppan az állkapcsunk a padlón: a vezetéknélküli hálózatok
broadcast alapúak. Ebből persze az is következik, hogy nagyon könnyen
lehallgathatók. Több kisérlet is történt a hekkerek17 elhessegetésére:
 Wired Equivalent Privacy, WEP: fúj.
 Wi-Fi Protected Access, WPA: so-so.
 Wi-Fi Protected Access 2, WPA2: yes.
WPA, WPA2:
http://hu.wikipedia.org/wiki/WPA
Általában a wifi:
http://en.wikipedia.org/wiki/802.11
http://hu.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi
WIFI keret:
http://wifi.cs.st-andrews.ac.uk/wififrame.html
Nézzük akkor a kereteket.
16
17
Várhatóan. Amikor ezeket a sorokat írom - 2009 márciusában - a Draft8 az aktuális verzió.
Definíció: a hekker az a gonosz hacker.
~ 44 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.12. ÁBRA IEEE 802.11 F RAME FORMÁTUM
FRAME CONTROL: Kétbájtos mező, meglehetősen sok információtartalommal.
 Protocol version (2 bit)
 Type (2 bit): Lehetőségek: management frame (00), control frame (01) és
data frame (10).
 Subtype (4 bit): A fenti tipuson belül az altípusok.
 To DS (1 bit): Ha magas, akkor az azt jelenti, hogy ez egy olyan csomag,
melyet egy wireless Access Point küldött valamilyen vezetékes hálózat felé.
 From DS (1 bit): Na, vajon?
 More Fragments (1 bit): Ha magas, akkor azt jelzi, hogy a keret egy nagyobb,
fregmentált keret töredéke. Ha alacsony, akkor azt, hogy a keret vagy nem
fregmentált, vagy ez az utolsó töredék.
 Retry (1 bit): Ha magas, akkor ez egy újraküldött keret.
 Power Management (1 bit): Ha magas, akkor a feladó node energiatakarékos
üzemmódban működik.
 More Data (1 bit): Ha magas, akkor a feladónak még van mondanivalója.
(Azaz nem üres a kimenő puffere.)
 WEP (1 bit): Ha magas, akkor a payload titkosított.
 Order (1 bit): Ha magas, akkor a kereteket sorrendben kell feldolgozni.
~ 45 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
DURATION/ID: Kétbájtos mező, gyakorlatilag egy időérték, mikroszekundumban.
Mennyi időre van szükség a keret és az ACK továbbítására. (Ez utóbbi a MAC alréteg
része.)
ADDRESS1: Hat bájt. Vagy a célállomás MAC címe (amennyiben a cél egy wireless
node), vagy egy SSID (amennyiben a cél egy Access Point).
ADDRESS2: Hat bájt. Amennyiben a feladó egy wireless node, akkor MAC cím.
Amennyiben egy Access Point, akkor SSID.
ADDRESS3: Hat bájt. Bármilyen MAC cím vagy az SSID található benne. A fogadó
állomás használja szűrési célra.
SEQUENCE CONTROL: Két bájt. A töredezett keretek kezelésére szolgál.
 Fragment Number (4 bit): A töredék sorszáma.
 Sequence Number (12 bit): Tulajdonképpen ez is a keret sorszáma, de 4095
után újraindul nulláról.
ADDRESS 4: Hat bájt. Opcionális mező, az eredeti feladó MAC címét tartalmazza.
Tipikusan akkor van értéke, ha a To DS, From DS mezők nem üresek.
FRAME CHECK SEQUENCE: CRC.
IEEE 802.2 LCC HEADER: Ezt már ismerjük.
PAYLOAD: Alapvetően három tipusú hasznos teherről beszélhetünk:
 Control Frame: Request To Send (RTS), Clear To Send (CTS) és
Acknowledgement (ACK).
 Management Frame: Authentication, Association, Beacon, Probe és kismillió
egyéb.
 IP Datagram: A klasszikus IP csomag a felettünk lévő rétegből.
A payload maximális értéke 2312 bájt lehet, melyet a titkosítás még tovább
csökkenthet, tekintve, hogy bármelyik módszert is használjuk, be kell áldoznunk pár
bájtot a payloadból.
Végül a SNAP változat. Nos, egyfelől ugyanúgy képződik, mint az összes többi
hálózati technológiánál, ezért megint nem rajzolok. Másfelől pedig tudni kell, hogy a
használata kötelező. Már amikor.
Mikor is? Csak az IP datagramoknál. Emlékezzünk vissza, mikor sznapoltunk?
Amikor az IP datagramra utaló paramétert máshol, egész konkrétan az EtherType
mezőn keresztül szerettük volna bemutatni. Logikusan: ha nincs IP datagram,
nyilván nincs SNAP sem.
~ 46 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.1.5 A L R ÉT E G
P R O T O K O LL O K :
LLC
ÉS
MAC
Az a bizonyos nem létező Data Link Layer két alréteggel is bír. Ezek egész konkrétan:
Logical Link Control (LLC) és Media Access Control (MAC).
A 802.2 LLC protokollt már jól ismerjük. A korábbi fejezetek majd mindegyikében
felbukkan, mint egy kapszula. Tulajdonképpen a payload-ra tesz rá egy headert. (A
DSAP, SSAP, Control mezők az IEEE 802.3 keret részletezésénél lettek kibontva.)
LLC:
http://www.erg.abdn.ac.uk/users/gorry/course/lan-pages/llc.html
De mi a szösz ez a MAC alréteg? Az azonos hangzáson kívül van-e más köze is a MAC
címhez?
Van:a MAC alréteg címzési mechanizmusát hívják MAC címnek.
Irkáltam itt mindenfélét a baráti társaság udvarias beszélgetéséről, na meg a
modellvasútról. Ezeket összefoglalóan Channel Access Control Mechanism néven
illetik... és a MAC alréteg valósítja meg, egész konrétan az ún. Multiple Access
Protocol (MAP) segítségével. Mint a neve is mutatja, ez a protokoll hivatott
biztosítani azt, hogy több eszköz is képes legyen kommunikálni ugyanazon a médián.
Maga a MAP lehet már akár az ütközésfigyelés, akár a token köröztetés.
Media Access Control:
http://en.wikipedia.org/wiki/Media_Access_Control
MAC Address:
http://en.wikipedia.org/wiki/MAC_address
~ 47 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.2 A DDRESS R ESOLUTION P ROTOCOL , ARP
RFC 826
Mint a neve is mutatja, itt bizony címfeloldásról lesz szó. Ez egy olyan protokoll,
mely az eggyel fentebb lévő réteg jellemző címéhez - IP cím az Internet rétegben keresi meg a Data Link rétegbeli címet, mely, mint nemrég írtam, a MAC address.
Kiskáté jön.
Mely hálózati technológiák használják?
Az eddig felsoroltak például nagyon. A PPP-n alapuló WAN technikák meg nem
igazán - és akkor is fordítva.
Használható IP-MAC feloldáson kívül másra is?
Igen. Csak nem használják.
Milyen hatókörben használható?
Csak a legközelebbi hop-ig. Tehát olyan IP cím MAC addressét nem tudjuk
megkérdezni tőle, mely nem a saját subnetünkön van. Nyilván nem is akarjuk.
A Windows Server 2008-ban lévő ARP implementáció különbözik-e a Windows Server
2003-ban lévőtől?
Bizony, igen. De erre később még visszatérünk. Stay tuned.
Magát az ARP kommunikációt az RFC 826 írja le. Ez alapján kétféle üzenettípust
különböztethetünk meg:
 ARP REQUEST: Egy node szeretné megtudni, hogy az általa megcélzott IP
címhez milyen MAC address tartozik. Küld egy MAC szintű broadcast
üzenetet, benne a kért IP címmel.
 ARP REPLY: Az a node, aki magára vette a kérést - azaz az IP címe megegyezett
az ARP request broadcast üzenetben lévő IP címmel - küld vissza egy ARP
reply unicast üzenetet.
Rögtön láthatjuk, miért is nem jó más subnet-en lévő node-ok esetén: broadcast. Az
nem szokott átmenni a routereken. HUB, Bridge, L2 Switch - mind oké.
IP router nem.
~ 48 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.13. ÁBRA ARP KÉRDEZZ - FELELEK
Az ábrán egy pingelés folyamata látszik. Az első csomag egy ARP request, mely az
Austek hálózati kártyát tartalmazó számítógépről (192.168.1.100) jön, és a
192.168.1.111 IP címhez tartozó MAC addresst kérdezi. A második csomag egy ARP
reply az LG hálózati kártyát tartalmazó géptől, benne a kért IP címhez tartozó MAC
address. Utána már mehet is a ping.
Nézzük meg az ARP keretek felépítését.
De először pozícionáljuk helyére az ARP keretet. Hol található, azaz kinek is a
payload-ja? Lapozzunk vissza a megfelelő fejezethez (3.1.1.1 Ethernet II), láthatjuk,
hogy például az Ethernet II keret belseje lehet IP datagram (0x0800) vagy ARP keret
(0x0806). És persze nem csak az Ethernet II keret jöhet szóba, hanem minden egyéb
eddig tárgyalt keret is. (Sőt, olyanok is, melyek eddig nem kerültek említésre: ATM,
HIPPI, stb.) De a lényeg akkor is látható: az ARP nem része az IP-nek, hanem azzal
párhuzamosan tevékenykedik - azaz a Network Interface rétegben a keretek
tartalma lehet az eggyel fentebbről jövő IP datagramm, vagy a rétegen belül mozgó
ARP csomag.
3.14. ÁBRA ARP KERET
~ 49 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
HARDWARE TYPE: Két bájt, arra vonatkozik, hogy a Network Interface rétegben milyen
hálózati technikát használunk. (Aranyos, ugye: az Ethernet frame fejléce utal arra,
hogy ARP csomag van benne, az ARP csomag fejléce meg arra, hogy Ethernet
keretben utazik.)
Az Ethernet kódja az egyes (0x00-01), a többi kódot az IANA weblapjáról lehet
lelopni.
Hardware Type kódok:
http://www.iana.org/assignments/arp-parameters/
PROTOCOL TYPE: Két bájt, arra utal, hogy az ARP milyen protokoll számára biztosítja a
névfeloldást. Elméletileg ugyanazok lehetnek az értékei, mint az EtherType mezőnek
- gyakorlatilag ha nem 0x08-00 (IP), akkor a node eldobja a csomagot.
HARDWARE ADDRESS LENGTH: A hardware address jelen esetben a MAC address. Mint
tudjuk, ennek az értéke gyárilag beégetve 6 bájt, de vannak olyan esetek, amikor 2
bájt is lehet. (Pl. Frame Relay.)
PROTOCOL ADDRESS LENGTH: Ez pedig az IP cím hossza. Értelemszerűen az értéke fixen
418.
OPERATION: Két bájt, az ARP keret tipusát adja meg. Az ARP request tipusa 0x00-01,
az ARP reply tipusa pedig 0x00-02. A többi lehetséges értéket a korábban is említett
weblapon találhatjuk meg.
SENDER HARDWARE ADDRESS, SHA: A feladó MAC címe.
SENDER PROTOCOL ADDRESS, SPA: A feladó IP címe.
TARGET HARDWARE ADDRESS, THA: A címzett MAC címe.
TARGET PROTOCOL ADDRESS, TPA: A címzett IP címe.
Na, kérem. Próbáljuk meg elképzelni, hogyan is néz ki egy ARP request. Addig oké,
hogy az OPERATION kódja 0x-00-02. De az utolsó négy mezőből vajon melyiknek nem
lesz értéke? Ugye, tudjuk a feladó MAC address-ét, IP címét, tudjuk a címzett IP
címét... logikus, hogy aTHA mezőnek kell üresnek lennie.
Ellenőrizzük le.
18
IPv6 esetén vajon mennyi? Vigyázz, beugratós kérdés: az IPv6 nem használ ARP-ot.
~ 50 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.15. ÁBRA ARP REQUEST
Itt látható a korábbi ping capture kibontva. Miket is látunk benne:




Az Ethernet frame fejlécében ott van a 0x0806 kód, tehát a payload egy ARP
keret.
Az ARP keret szerint a hardvertipus Ethernet, a protokolltípus IP és az ARP
keret tipusa request.
A méretekkel nem kell foglalkozni, a 6/4 páros gyakorlatilag konstans.
Végül, ha jobban megnézzük, látható, hogy a THA mező értéke tényleg csupa
nulla.
~ 51 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.16. ÁBRA ARP REPLY
Ez pedig az ARP reply válasz. Nem akarok már túl részletesen belemenni, az előző
kép alapján te is értelmezhetsz rajta mindent. A lényeg, hogy az SHA érték
tartalmazza a helyes választ.
Egy apróságra hívnám még fel a figyelmet. Az Ethernet frame végén szerepel egy
Trailer mező, csupa nullával. Ez a Padding. Mint írtam, az Ethernet keretnek mindig
van minimális mérete. Amennyiben a küldendő csomag ezt nem éri el, nullákat
löknek a végére.
Address Resolution Protocol:
http://en.wikipedia.org/wiki/Address_Resolution_Protocol
Ennyi volt a bemelegítés. Vizsgáljuk most meg, hogyan is történik konkrétan az ARP
névfeloldás megvalósítása. Hiszen, mint tudjuk, az ördög a részletekben.
~ 52 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.2.1 ARP
N ÉV F E LO LD Á S
Magát a névfeloldást már láthattuk az előző oldalakon. Broadcast ARP request üres
THA értékkel, ARP reply helyes SHA értékkel. A világ egyszerű.
Azért a kérdező még megejt egy röpke ellenőrzést, megnézi, hogy a reply-ban
visszakapott SPA megegyezik-e a request-ben kiküldött TPA értékkel. Ha igen, akkor
beteszi a címpárt az ún Neighbor cache-be19.
Természetesen a válaszoló is berakja a saját cache-ébe a kérdező adatait. Hadd
gyűljenek a fontos információk.
A folyamat teljes részleteséggel az alábbi ábrán látható.
3.17. ÁBRA A HAGYOMÁNYOS ARP KOMMUNIKÁCIÓ
A Neighbor Cache például egy újdonság. A korábbi Windows verzióknál a címek ún. ARP cache-ben
voltak. A váltás nem csak azt jelenti, hogy a Windows 2008-ban átvették az IPv6 terminológiát átvették azokat a technikai változtatásokat is, melyekkel javítani lehetett valamit az IPv4-es
megoldásokon.
19
~ 53 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Gyors ismétlés miért is jó egy ilyen cache? Arra, hogy ne kelljen állandóan broadcast
üzenetekkel tömni a csövet. És miért is rossz? Mert könnyen be lehet vele csapni egy
gépet.
A becsapásnak kétféle módja létezik:
 Alattomos informatikusok kicserélik az egyik gépben a hálózati kártyát. Vagy
átírják a MAC címét. A cache-ben rossz bejegyzés marad, a csomagok rossz
címre lesznek elküldve.
 ARP Poisoning. Rosszfiúk küldenek egy preparált ARP request csomagot a
kiszemelt áldozatnak. Az onnantól azt fogja hinni, hogy a cache-ben tárolt IP
címnél megváltozott a MAC address (mert az informatikusok vagy kicserélték
benne a kártyát, vagy átírták a MAC címét).
Man in the Middle támadás:
http://tudastar.netacademia.net/default.aspx?upid=2836
Láthatod, a helyzet mégsem olyan egyszerű. Ha automatikusan elfogadom a
változásokat, akkor törhető a gép. Ha nem, akkor egy változás esetén a fekete lyukba
küldöm a csomagokat.
Megoldás?
Egy apró módosítás. A korábbi Windows-ok már akkor módosították a cache-ben
lévő bejegyzésükben a feladó címét, amikor megkapták az első, új MAC címet
tartalmazó ARP request csomagot (3.17. ábra A hagyományos ARP kommunikáció). A
Windows 2008 ellenben ekkor még nem: visszakérdez (broadcast) és megvárja a
választ20.
Ha már az eltérő viselkedésekről van szó. Szép nagy pofonba lehet beleszaladni, ha
Windows Server 2008-ból rakunk össze multicast NLBS rendszert - és úgy
képzeljük, hogy minden ugyanúgy fog működni, mint Windows Server 2003 esetén.
Nos, nem.
Meglepődve fogjuk tapasztalni, hogy a clusterünket más subnetből nem fogják
elérni. Pedig ránézésre minden rendben, subneten belül működik is hibátlanul.
A jelenség mögött ARP névfeloldási gubanc rejtőzik.
Windows 2008 NLBS esetén amikor subneten kívülre szeretne csomagot küldeni a
cluster, akkor a virtuális kártyájáról küld ARP request-et a router felé. Ekkor az SPA
unicast IP cím, míg az SHA multicast MAC address. Nos, ez a kombináció általában
Őszinte leszek: ebben nem vagyok 100%-ig biztos. Az általam használt források teljesen ködösen
fogalmaztak. Órákig túrtam a netet, de ott sem találtam egyértelmű infót. Addig oké, hogy a források
szerint a Windows Server 2008 még vár egy kört - de szerintem úgy lenne logikus, ha ezt a kört _ő_
kezdeményezné: egyébként a gonosz fiú küldene még egy request-et, oszt jól van.
20
~ 54 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
kiveri a biztosítékot a routereknél. Lenyelik a request-et, nem küldenek vissza
választ - enélkül viszont a cluster nem tudja elküldeni a csomagot.
Korábban a Windows 2003 NLBS ilyen esetekben csalt egy kicsit: nem a virtuális
kártya IP cím / MAC address párosát küldte el, hanem annak a valóságos kártyának
az értékeit, amelyen a virtuális kártya ki lett alakítva. Ezzel persze működött a
névfeloldás.
Nos innentől kezdve két dolgot tehetünk. Vagy megvárjuk, amíg a Microsoft kitalál
valamit - vagy a kezünkbe vesszük a dolgot. Ez utóbbi abból áll, hogy az NLBS cluster
összes node-ján felvesszük a Neighbor Cache-ba a router IP cím - MAC address
párosát.
Két lehetőségünk van:
Arp –s <IP address> <Mac Address>
netsh interface ipv4 set neighbors "hálózati kártya neve" "<ip-Address>" "<Mac-Address>"
A másodiknak megvan az az előnye, hogy kikapcsolás után is megmarad.
Unable to connect to Windows Server 2008 NLB Virtual IP Address from hosts in different subnets when
NLB is in Multicast Mode:
http://tinyurl.com/chd56l
~ 55 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.2.2 D UP LI K Á LT
CÍ M M E G HA T Á R O Z Á S
Ezzel messze nincs még vége a gubancoknak. Mi van például akkor, ha a gratuitous
ARP-ra bármilyen válasz is jön?
Egyike az élet nagy kérdéseinek. Az meg különösen, hogy mi a fene is egyáltalán ez a
gratuitous ARP? Ezért nem kell fizetni? A többiért meg igen? Vagy inkább csak
felesleges?
Nem egészen. A gratuitous ARP egy olyan ARP request, melyet saját magunknak
küldünk ki - azaz a TPA és az SPA megegyezik. Aztán várjuk, hogy jön-e rá válasz. Ha
igen, akkor baj van: több példányban létezünk. Jogos a kérdés, miért is tennénk
ilyesmit? Hát, például be szeretnénk illeszkedni egy hálózatba és kiváncsiak
vagyunk, hogy mennyire egyedi az IP címünk a subneten.
Induljunk ki abból, hogy megtörtént a baj. Kiderült, hogy kettő van belőlünk. Mi az
első dolgunk? Természetesen az, hogy tisztázzuk, kit hogy hívnak. Mi magunk - a
párbajkódex szerint - a támadó felek vagyunk, a másik pedig értelemszerűen a
védekező fél lesz21. (Angolban offending node és defending node.)
A következő lépés az lesz, hogy megnézzük, mit is csináltunk eddig. Kiküldtük a
gratuitous ARP request-et. A védekező node felvette, hiszen az neki szólt, majd
ugyanazzal a mozdulattal be is rakta a saját ARP cache-ébe, miszerint ehhez az IP
címhez a mi MAC címünk tartozik.
Hoppá. Ezzel most jól kibabráltunk. Hiszen csak kérdezni akartunk.
Nosza, gyorsan tegyük rendbe a dolgokat. Rakjunk össze egy másik ARP csomagot,
ahol az SHA mezőbe a védekező node MAC addressét írjuk, az IP címek meg
maradnak ugyanazok, mint a gratuitous ARP csomagban. A védekező node - és
persze mindenki más is a subneten - felkapja ezt a csomagot is, majd korrigál a
cache-ben... azaz visszaáll az eredeti állapot.
Huhh.
21 Akit esetleg zavar, hogy a másik fél a védekező, gondoljon arra, hogy arról van szó, hogy mi lépünk
be új fiúként abba hálózatba, ahol a többieknek már régóta megvan a kényelmes, jól bejáratott IP
címe.
~ 56 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
Jó ez nekünk? Nem igazán. A Windows 2008/Vista vonalon már nem is így működik.
 Egyfelől a támadóként kiadott gratuitous ARP már nem tartalmazza a feladó
IP címét - azaz az SPA üres. Mit fog csinálni a védekező fél? Felkapja, rakná be
az IP címet a cache-be... de hát az üres. Nem is rakja be.
 Ha mi vagyunk a védekezők és kapunk egy hagyományos gratuitous ARP
kérést... nos, már vagyunk annyira okosak, hogy fel tudjuk ismerni - és nem
rakjuk be az ARP cache-be. Csak azért sem. Így a rögtön utána érkező Bocsesz
gratuitous ARP request-tel sem kell foglalkoznunk.
Kiveséztük már a témát? Ádehogy.
Mi is történik velünk, mint támadókkal, az után, hogy visszakaptuk azt a bizonyos
duplikációt jelző ARP reply üzenetet? Attól függ. Ha manuálisan konfigurált IP
címünk van, akkor az átvált APIPA IP címre, persze egy eventlog bejegyzés és egy
figyelmeztető üzenet kiséretében.
Amennyiben DHCP szervertől kapjuk az IP címet - jelen esetben a rossz IP címet akkor egész egyszerűen küldünk a DHCP szervernek egy DHCPDECLINE üzenetet.
Nem kell az IP címed, kűgyél egy másikat. Ha a DHCP szerver egy Windows Server
2008 alapokon futó szerver, akkor meg is jegyzi ezt az IP címet, nehogy később
ismét kiküldje. Majd küld egy másikat.
Ezekben az esetekben rendeződött a helyzet. De mi van akkor, ha bekapcsoltak egy
számítógépet, mely nincs rajta a hálózaton és van egy manuálisan konfigurált IP
címe? Aztán, miután felállt rajta a TCP/IP, rádugják a hálózatra, ahol már van egy
másik gép, ugyanezzel az IP címmel. Van ilyenkor gratuitous ARP? Szomorú, de
nincs. A két node ugyanazzal az IP címmel fog dolgozni. Természetesen
mindkettőnek az eventlogja tele lesz hibaüzenettel, hiszen az ARP keretek alapján
észlelni fogják egymás jelenlétét - de a javításra már képtelenek.
~ 57 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.2.3 F EK ET E
LY UK D E T E K T Á LÁ S A
Mi is az a fekete lyuk?
Eddig beszéltünk arról az esetről, amikor egy node IP címe már létezett azon a
hálózaton, ahová be akart nyomulni. Ezt le lehetett rendezni.
De mi van akkor, ha egy node-ot lekapcsoltunk? A feladó gép cache-ében még ott van
a bejegyzés, adott esetben küldi is neki a csomagokat. Ciki, de ekkor visszajelzés sem
jön arról, hogy a csomagok elnyelődtek - egyszerűen eltűntek a fekete lyukban. Amíg
a cache ki nem ürült, addig bizony nem is történik változás. (Oké, a TCP/IP
magasabb rétegeiben lévő protokollok, szolgáltatások észlelték, hogy nem jött létre a
kapcsolat. De ARP szinten a névfeloldás látszólag működött, hiszen megvolt a MAC
address, össze lehetett állítani a csomagokat és el lehetett küldeni azokat a nagy
semmibe.)
A Windows 2008/Vista oprendszerekben már létezik egy ún. Neighbor
Unreachability Detection metódus.
Ehhez viszont meg kell ismerkednünk egy új szereplővel. Úgy hívják, hogy unicast
ARP request. Az elv egyszerű: ha meg akarunk győződni arról, hogy egy tetszőleges
node él-e még, akkor direktben küldünk neki egy ARP request-et és várjuk a hozzá
tartozó ARP reply-t. Vigyázat, a vizsgálati módszer nem megfordítható! Tehát az ARP
reply megérkezése után az érdeklődő biztos lehet benne, hogy a másik node
működik... de aki a reply-t küldte vissza, az nem lehet biztos abban, hogy az tényleg
meg is érkezett, azaz a feladó elérhető a számára.
Ez az egyik módszer. Melyik lehet a másik?
Már céloztam rá. Ott vannak a fentebb lévő protokollok. Például a jó öreg TCP. Az
ugye állandóan visszajelzéseket kér. Mi lenne, ha figyelnénk, hogy ezek tényleg
megérkeznek-e a túloldalról?
Oké, ezek az eszközök. Hogyan épül fel ebből egy algoritmus?
~ 58 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
Úgy, hogy a cache bejegyzések mellé állapotot jelző információk kerülnek. Ezek
jelzik, hogy mi is éppen most a helyzet a bejegyzett értékkel.
A lehetőségek:
 INCOMPLETE: Éppen folyik az ellenőrzés egy frissiben létrejött bejegyzésnél.
 REACHABLE: Megjött az ARP reply a node-tól, minden oké. Fontos elem, hogy
ez a bejegyzés nem az örökkévalóságig tart. Egy bizonyos időtartamon belül
véletlenszerű ideig él a bejegyzés, utána meg kell újítani - feltéve, hogy a
távoli node nem adja folyamatosan jelét a létezésének. Ez gyakorlatilag azt
jelenti, hogy minden sikeres TCP visszajelzés után a számláló újraindul.
 STALE: Letelt a Reachable Time. Amíg újra meg nem bizonyosodunk ismét a
távoli node létezéséről, addig ebben az állapotban marad a bejegyzés.
 DELAY: Amikor a bejegyzés már Stale állapotba került, de még nem küldünk ki
neki unicast ARP request csomagot, mert hátha a TCP még aktivizálja magát.
(Ez az elmélet. A gyakorlatban a Windows Server 2008/Vista kihagyja ezt a
lépést.)
 PROBE: Éppen ellenőrizzük egy korábban Stale/Delay állapotba került
bejegyzés valódiságát. Nyilván unicast ARP request csomaggal.
Ha már itt járunk, említsük meg, milyen lehetőségeink vannak manuálisan
befolyásolni a cache tartalmát.
Például törölhetjük:
 arp -d *

netsh interface ipv4 delete neighbors
Kilistázhatjuk:
 arp -a

netsh interface ipv4 show neighbors
Hozzáadhatunk manuálisan értékeket:
 Lásd az NLBS clusteres linket.
~ 59 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.2.4 I N V ER S E ARP, R EV ER S E ARP, P RO XY ARP
Defíniciókra fogok szorítkozni, minimális körítéssel. Pusztán csak azért, hogy ne
nézzünk tágranyílt szemekkel, ha a címben szereplő kifejezésekkel összefutunk
valahol.
INVERSE ARP: Szigorúan a Non-Broadcast Multiple Access (NBMA) rendszereknél
használják. Ezek WAN technológiák, olyasmik, mint pl. a Frame Relay, ATM vagy az
X.25. Itt általában a hardver azonosító az ismert, az IP cím pedig nem. Ebből
kifolyólag az ARP alréteg módszereit, az ARP keretszerkezetet átvették ugyan, de
pont fordítva használják fel: hardver azonosítóból keresnek IP címet.
REVERSE ARP: Nagyon hasonló az Inverse ARP-hoz, legalábbis olyan szempontból,
hogy hardverazonosítóhoz keres IP címet. Csakhogy ezt a metódust már nem csak a
fenti WAN technológiák használták, hanem gyakorlatilag mindegyik más is,
méghozzá olyan célból, hogy IP címet igényelhessenek maguknak. Aztán jött a
BOOTP és elsöpörte a francba az egészet... majd jött a DHCP és elsöpörte a francba a
BOOTP-t22. Szóval ennyire aktuális dologról van szó.
PROXY ARP: Gondolom, már vártuk. Megszoktuk már, hogy a gonosz routerek
mindenhol bekavarnak, emiatt kell DHCP proxy, meg WINS proxy... nyilván lesz
valamilyen proxy az ARP-hoz is.
Milyennek képzeljük? Mondjuk, van egy router, a két lábán két subnet. Aztán az
egyiken elindul egy ARP Request egy olyan node felé, mely a másik lábán lóg, erre a
Proxy ARP felkapja a kérést és átdobja a túloldalra.
Egyszerű, nem?
Lehet... de ez a koncepció ezer sebből vérzik.
Először is, nem nagyon mászkálhat a dróton olyan ARP Request csomag, melyben a
feladó IP címe és a címzett IP címe más alhálózatokhoz tartozik. Ilyenkor ugyanis a
node nem a másik node MAC címére szokott kíváncsi lenni, hanem sokkal inkább a
vele egy alhálózaton lévő default gateway MAC címére.
De még ha van is ilyen csomag, a router akkor sem dobja át a túloldalra, hanem
hazudik, azaz amikor az egyik oldalon kérdeznek tőle egy MAC címet, akkor a
sajátját adja vissza, mondván, hogy küldd csak el nekem a csomagot, én majd tudom,
mit kell kezdenem vele. Még konkrétabban: Data Link Layer szinten a Proxy ARPként viselkedő router egyszerűen csak hazudik, majd ha a hazugság révén
hozzákerül a csomag, akkor már L3 szinten routolja.
Jó kérdés, hogy most akkor tekerhet-e ilyen speciális csomag a dróton?
22
Ez egy hatásos bon-mot, de nem teljesen igaz. PXE boot esetén még használják a BOOTP-t.
~ 60 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
Egy kedves olvasó hívta fel rá a figyelmemet, hogy bizony igen.
Sometimes called promiscuous ARP and described in RFCs 925 and 1027, proxy ARP is a method by which
routers may make themselves available to hosts. For example, a host 192.168.12.5/24 needs to send a
packet to 192.168.20.101/24, but it is not configured with default gateway information and therefore
does not know how to reach a router. It may issue an ARP Request for 192.168.20.101; the local router, receiving
the request and knowing how to reach network 192.168.20.0, will issue an ARP Reply with its own data link
identifier in the hardware address field. In effect, the router has tricked the local host into thinking that the
router's interface is the interface of 192.168.20.101. All packets destined for that address will be sent to the
router.
Jeff Doyle :Routing TCP/IP Volume I.
Azaz ha a node-nak nincs beállítva semmilyen default gateway értéke, akkor végső
elkeseredésében kiküldhet egy ARP request-et, melyet már kezelni tud a Proxy ARP.
Jól hangzik... de engem teljesen megzavart. Én ugyanis más könyvből tanultam, és
abban azt mondja Joseph Davies, hogy Windows rendszerekben két helyen
találkozhatunk Proxy ARP funkcióval:
 Windows Server 2008/Vista operációs rendszerekben a Network Connection
folderben a Network Bridge képesség pont ezen alapul.
 Windows Server 2008-ban amikor a RAS oszt a subneten belülről egy
elkülönített IP zónából címeket, akkor gyakorlatilag ugyanilyen bridzselés
játszódik le.
Ami egyértelműen azt jelzi, hogy a Proxy ARP csak akkor működik, ha a proxy
egység két oldalán ugyanaz a subnet található.
Nézzük meg a Wikipedia-t.
For example, suppose a host, say A, wants to contact another host B, where B is on a different subnet/broadcast
domain than A. For this, host A will send an ARP request with a Destination IP address of B in its ARP packet. The
multi-homed router which is connected to both the subnets, responds to host A's request with its MAC address
instead of host B's actual MAC address, thus proxying for host B. In the due course of time, when host A sends a
packet to the router which is actually destined to host B, the router just forwards the packet to host B. The
communication between host A and B is totally unaware of the router proxying for each other.
http://en.wikipedia.org/wiki/Proxy_arp
Ez bizony egyértelműen az első verzió. Viszont wikipedia.
De mit ír erről a TCP/IP Guide?
In contrast to the normal situation, in some networks there might be two physical network segments connected
by a router that are in the same IP network or subnetwork. In other words, device A and device B might be on
different networks at the data link layer level, but on the same IP network or subnet.
http://www.tcpipguide.com/free/t_ProxyARP.htm
~ 61 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Akkor most melyik az igaz??
Jó hírem van: mindkettő. A legelső idézet ugyanis Cisco routerekre vonatkozik és a
magam részéről biztos vagyok benne, hogy ezek tényleg tudják azt, amit állítanak
róluk. Azaz a Proxy ARP komponensük tényleg le tudja kezelni azt a szituációt,
amikor az ARP Request-ben más alhálózatba tartozik a két IP cím.
Másfelől viszont Windows rendszerekben nem fordulhat elő ilyen ARP Request.
Nem állítom, hogy minden Windows verziót leteszteltem, de a saját gépemet igen.
Leszedtem a hálózati kártyáról minden komponenst, csak a TCP/IPv4 maradt rajta.
Abból meg töröltem a default gateway értékét. Újraindítottam a gépet, kiürítettem az
ARP cache-t, elindítottam a Wireshark-ot és lelkesen nekiálltam pingelni, telnetelni.
Semmi. Habár a parancssorban kaptam rendesen a hibaüzeneteket, de a sniffer nem
mutatott semmit.
Azaz lehet, hogy a routerem tényleg tudta volna a Proxy ARP-ot, de a Windows
észleli, hogy nem frankó a hálózat beállítása és nem is enged ki a hálózatra
semmilyen idióta csomagot.
Mindenféle ARP-ok:
http://www.javvin.com/protocolARP.html
http://www.cisco.com/en/US/tech/tk648/tk361/technologies_tech_note09186a0080094adb.shtml
~ 62 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.3 WAN
TECHNOLÓGIÁK
3.3.1 P O I N T T O P O I N T P R O T O CO L , PPP
Előre szólok, hogy ez egy kimerítően hosszú fejezet lesz. Már most tegyél fel főni egy
kávét. Literes fazékban.
Kezdjük ott, hogy habár protokollnak hívják, de a PPP nem az. Sokkal inkább egy
protokollcsalád. Meglehetősen sok alprotokollt tartalmaz, ezek jó részével meg is
fogunk ismerkedni.
Mire is jó?
Ha a nevéből indulunk ki, akkor talán nem lesz olyan nagy a meglepetés: pont és
pont közötti kapcsolat menedzseléséhez szükséges protokollkupacról lesz szó.
Mivel csak két pontról van szó, egy csomó eddig tanult dologra nincs szükségünk.
Nyugodtan kidobhatjuk, a unicast/multicast/broadcast fogalmakat. Ember, csak két
node van. Igazából se baráti beszélgetésről, se kisvonatról sem beszélhetünk. Vajon
fogunk találkozni Data Link Layer szintű címzéssel, azaz MAC addressel?
Nem.
Csak.
Két.
Pont.
Van.
A PPP elődje - a SLIP - ennek megfelelően egyszerű is volt, mint a faék. Csak TCP/IP-t
tudott átpasszírozni a dróton, képtelen volt vezérlőparamétereket egyeztetni és az
autentikációhoz is zokni volt. A PPP mindezeket tudja, sőt többet is. Ráadásul
nagyjából ugyanolyan sebességet biztosít, mint a jóval egyszerűbb SLIP - így
egyáltalán nem csoda, hogy teljesen kiszorította. A Windows Server 2008 és a Vista
már nem is támogatja az SLIP-t.
SLIP vs PPP:
http://sunsite.nus.sg/pub/slip/slip-vs-ppp.html
PPP:
http://en.wikipedia.org/wiki/Point_to_Point_Protocol
http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/technology/handbook/PPP.html
http://www.tcpipguide.com/free/t_PointtoPointProtocolPPP.htm
~ 63 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Mint írtam, egy köteg protokoll. Ezek alapvetően három kategóriákba sorolhatók:
 Data Link Layeren belül csomagolgató protokollok, melyek biztosítják azt,
hogy ugyanazon a dróton, akár egyidejűleg is, különböző magasabb szintű
protokollokhoz tartozó csomagok tekerjenek.
 Link Control Protocol (LCP): a kapcsolat paramétereinek kölcsönös
megtárgyalását, egyeztetését végző protokollcsalád.
 Network Control Protocols (NCPs): Protokollokat kontrolláló protokollok. A
PPP-n különböző protokollok húznak át, ezeknek a paramétereit egyeztetik a
két végpont között az NCP-k. (Ilyen például az Internet Protocol Control
Protocol, azaz IPCP.)
Kezdjük a boncolást a szokásos módon. Nézzük meg, hogyan épül fel egy PPP
csomag.
Hát. úgy, ahogyan egy HDLC (High-Level Data Link Control) csomag. Abból
származik.
3.18. ÁBRA PPP CSOMAGOLÁS HDLC KERET SEGÍTSÉGÉVEL
FLAG:
Az elefánt farka és ormánya. Mint a gyerekkori viccben, ez jelzi, hogy hol
kezdődik és hol végződik az elefánt. Az értéke fix: 0x7E.
ADDRESS: Az eredeti HDLC keretben ebben az 1 bájtban volt a megcélzott node címe.
Mint írtam, itt összesen két pont van, tehát ez a mező meglehetősen felesleges. Az
értéke ennek is konstans: 0xFF.
CONTROL: Ez a mező is igazából a HDLC kommunikációban virít. Az értéke PPP
csomag esetén konstans, illeszkedve a HDLC keret szabályaihoz: 0x03.
~ 64 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
PROTOCOL: Az első nem konstans mező. A szállított protokollra utal. (Az IP például
0x00-21, a Novell IPX meg 0x00-2B.)
FRAME CHECK SEQUENCE: A jó öreg CRC, igaz, kissé rövidebb, mint ahogy
megszokhattuk.
Nem tudom, te hogy vagy vele, engem határozottan zavart már első olvasáskor is ez
a sávszélesség-pazarlás. Értelmetlen konstansokat küldözgetünk? Ilyen jól állunk a
drótokkal?
Nyilván ez nem csak nekem jutott eszembe. Létezik egy másik PPP csomag is.
3.19. ÁBRA L EEGYSZERŰSÍTETT PPP CSOMAG
Megsúgom, ez a gyakoribb.
Az, hogy a konstans mezők elmaradtak, gondolom nem lep meg senkit. De nézzük
csak meg, mi történt a Protocol mezővel? Összezuhant. Két bájt helyett egy lett.
Tanulmányozzuk át ezt a táblázatot:
http://www.iana.org/assignments/ppp-numbers.
Láthatjuk, hogy a legsűrűbben használt protokollok esetében a felső bájt üres. Nincs
rá szükség.
Persze jogos lehet a kérdés, hogy mi van akkor, ha felváltva jön IP csomag meg
mondjuk IPCP (0x80-21)? Nos, itt mutatkozik meg a PPP nagy ereje, a rugalmasság.
Ahogy korábban is írtam, a PPP egyik protokollja az LCP, a Link Control Protocol. Ez
egy olyan protokoll, melyen keresztül a PPP-re vonatkozó beállításokat egyezteti le a
két node.Tehát mind azt, hogy elhagyható-e az ADDRESS mező, vagy a CONTROL mező,
vagy olyan protokollról lesz szó, amelyiknél az alsó bájt üres-e... mindezt az LCP-n
keresztül beszélik meg a felek. Utána pedig nyilván már tudják értelmezni a
csomagokat.
~ 65 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Még néhány kis szines a PPP család életéből.
A PPP csomagoknak is van maximális méretük (MTU, azaz itt inkább Maximum
Receive Unit, azaz MRU). Csak éppen nem fix méretűek. Az MRU maximális értéke
65535, a kiindulási értéke 1500 bájt, a tényleges értéke pedig helyzettől függ. A felek
LCP-n keresztül állapodnak meg.
Amikor a két node közötti vonalról beszélünk, akkor nem feltétlenül egy madzagra
kell gondolnunk. A PPP képes arra is, hogy két node között párhuzamos kiépült
csatornákat (tipikus példa ISDN B csatornák) egyként kezeljen. Ezt úgy hívják, hogy
PPP Multicast Protocol. Ehhez egy teljesen más keret szerkezet tartozik. Ha nem
haragszol, ezt nem rajzoltam meg.
A lényeg, hogy a forgalom fragmentálva van, maguk a töredékek pedig szépen le van
kezelve: sorszámok, pozíció értékek jelzik, hogy mi és hol ment át a dróton.
Süllyedjünk.
Alapvetően egy PPP kapcsolat felépítése négy lépésből áll:
 PPP konfigurálás LCP-vel.
 Autentikáció.
 Visszahívás.
 Protokoll beállítás NCP-vel.
~ 66 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3. 3 .1 . 1 PPP K O N F I G U R Á L Á S LC P- V E L
RFC 1662
Induljunk ki a teljes HDLC keretből, ezen egyszerűbb megmutatni, hol is jelenik meg
az LCP.
3.20. ÁBRA A Z LCP KERET FELÉPÍTÉSE
Ugye, látjuk? Ha összehasonlítjuk a korábbi ábrával (3.18. ábra PPP csomagolás
HDLC keret segítségével), nem nehéz észrevenni, hogy minden ugyanaz, csak az IP
datagram helyett itt LCP keret van.
Nos, igen. Az LCP információk teljesen ugyanolyan csomagban utaznak, mint
amilyen a teljes PPP csomag. Hogy miért a teljeshez hasonlít? Jó vicc, az LCP-nek
nincs LCP-je, hogy letisztázza, mit lehetne elhagyni.
~ 67 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
RFC 1661
Nézzük a csomag belsejét.
CODE: 1 bájtos mező, az LCP üzenet tipusát jelzi.
3.2. TÁBLÁZAT
CODE Kerettípus
1
Configure-Request
2
Configure-Ack
3
Configure-Nak
4
Configure-Reject
5
Terminate-Request
6
Terminate-Ack
7
Code-Reject
8
Protocol-Reject
9
Echo-Request
10
Echo-Reply
11
Discard-Request
Leírás
Vágjunk bele egy PPP kapcsolat felépítésébe.
Amennyiben elfogadtuk a Configure-Request-et, akkor küldünk egy ACK-ot.
Amennyibe felismertük a konfigurációs opciókat, de azok elfogadhatatlanok.
Amennyiben nem ismertük fel a konfigurációs opciókat.
Zárjuk le a PPP kapcsolatot.
Elfogadtuk a lezárást.
Nem ismertük fel a kódot.
Nem ismertük fel a protokollt.
A PPP kapcsolat tesztelése
Válasz a PPP kapcsolat tesztelésére
A linken túli kapcsolat tesztelése
IDENTIFIER: 1 bájtos mező, egy érték, mely összekapcsolja a kéréseket és a válaszokat.
LENGTH: 2 bájtos érték, az LCP üzenet mérete.
DATA: Maga az LCP üzenet. A lényeg. Ezt hamarosan tovább is fogjuk boncolni.
Oké, akkor ahogy igértem, beleássuk magunkat az LCP adatok (DATA) világába.
Kezdjük azzal, hogy tippeljük meg: vajon mindegyik kód értékhez van-e értelme LCP
adatokat is küldeni? Ugye, nem? Gyakorlatilag csak a 'Configure' tipusú LCP
keretekhez tartozik adatmező is.
Metéljük tovább az LCP keretet.
~ 68 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.21. ÁBRA LCP O PTION EGY LCP KERETBEN
Az LCP DATA mező egy vagy több ún. LCP OPTION blokkból áll. Ezekben a
blokkokban utaznak a tényleges konfigurációs paraméterek.
Az LCP OPTION felépítését egy korábbi ábrán (3.21. ábra LCP Option egy LCP
keretben) láthatjuk.
TYPE: Az opció típusa.
LENGTH: A konkrét Option mérete. Többfajta Option blokk létezhet.
OPTION DATA: Most már tényleg eljutottunk a konfigurációs paraméterekhez.
A lehetséges értékeket a következő táblázat tartalmazza.
~ 69 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.3. TÁBLÁZAT
Option Name
Maximum Receive Unit (MRU)
Type
1
Length
4
Asynchronous
Control
Character Map (ACCM)
Authentication Protocol
2
6
3
5 v. 6
Magic Number
Protocol Compression
5
7
6
2
Address and Control Field
Compression
Callback
8
2
13
3
3.4. TÁBLÁZAT
Autentikáció kódja
0xC2-27
0xC2-23-81
0xC2-23-05
0xC0-23
~ 70 ~
Leírás
A konkrét PPP kapcsolatban szállítható maximális
csomagméret.
Aszinkron kapcsolatban melyik ASCII vezérlőjel legyen az
Escape.
A PPP kapcsolatban melyik authentikációt használjuk. Az
értékeket a 3.4. táblázat tartalmazza.
Véletlenszám hurokdetektálási célból.
Flag. A feladó ezzel jelzi, hogy egybájtos protokollazonosítót
szeretne használni.
Flag. A feladó ezzel jelzi, hogy nem szeretne Address és
Control mezőket látni a csomagokban.
Valamikor a visszahívás egyeztetésére használták. Ma már
erre a CBCP Network Control Protocol szolgál.
Autentikáció neve
Extensible Authentication Protocol (EAP)
MS CHAPv2
Message Digest v5 Challange Handsake Authentication Protocol (MD5-CHAP)
Password Authentication Protocol (PAP)
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3. 3 .1 . 2 PPP A U T E N T I K Á C I Ó
Lám, lám eljutottunk az autentikációkig. Jó ideig itt is fogunk időzni.
Mint eddig is láthattuk, az LCP-n belül a felek letisztázták, milyen autentikációt
fognak használni. Windows Server 2008 illetve Vista alatt a következők jöhetnek
szóba:
 Password Authentication Protocol (PAP)
 Challenge Handshake Authentication Protocol (CHAP)
 Microsoft Challenge Handshake Authentication Protocol version2 (MS-CHAP
v2)
 Extensible Authentication Protocol (EAP)
3.3 .1 .2 .1 P A S S W O R D A U T H E N T I C A T I O N P R O T O C O L , PA P
RFC 1334
Habár azt írtam, hogy "jöhetnek szóba", de ennél az autentikációnál ezt nem kell
szószerint érteni. Ha lehet, akkor maradjunk annyiban, hogy ez inkább szóba sem
jöhet.
Miért is nem? Mert plain-text formátumban küldi át a jelszót a dróton. Ami azért elég
gáz. Nem is ajánlott éles környezetben használni, maximum csak vonaltesztelési
célokra, egyszer használatos felhasználókkal.
Nézzük akkor a koreográfiát:
 Első körben a kapcsolódni kívánó fél küld egy PAP Authentication-Request
csomagot az autentikáló félnek. Ebben a csomagban benne van a kapcsolódni
vágyó felhasználó neve és jelszava. Plain-text. Naná.
 Az autentikáló fél erejét megfeszítve kikódolja a jelszót, majd összehasonlítja
a nála tárolt usernév/password párossal. Ha stimmel, akkor egy PAP
Authentication-ACK csomagot küld vissza. Ha nem, akkor egy PAP
Authentication NAK csomagot.
Nem sok egyszerűbb dolog létezik a világon.
Ugyanez csomagszinten - pusztán csak azért, hogy ha elkapunk egy ilyen csomagot a
hálózaton, akkor ne jöjjünk zavarba a jelszó kiolvasásánál.
~ 71 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.22. ÁBRA PAP R EQUEST
PROTOCOL: Az autentikáció tipusa. PAP esetén 0xC0-23.
CODE: Egy bájtos érték, a csomag tipusára utal. Az Authentication-Request értéke 1.
IDENTIFIER: Egy bájtos érték, mely az összetartozó PAP csomagokat azonosítja.
LENGTH: Vajon? Az egész csomag mérete.
ID LENGTH: Egy bájtos érték, a felhasználó nevét tartalmazó, változó méretű
mező mérete.
PEER
PEER ID: A felhasználó nevét tartalmazó változó méretű mező.
PASSWORD LENGTH: Egy bájtos érték, a felhasználó jelszavát tartalmazó, változó méretű
mező mérete.
PASSWORD:
A felhasználó jelszavát tartalmazó változó méretű mező. (Igen, ezt kell
kiolvasni a csomagból.)
Nézzük ugyanezeket a válaszcsomagnál.
~ 72 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.23. ÁBRA PAP A UTHENTICATE
PROTOCOL: Ugyanaz.
CODE:
Nagyjából ugyanaz. Az Authenticate-ACK értéke 2, az Authenticate-NAK értéke
3.
IDENTIFIER: Ugyanaz.
LENGTH: Ugyanaz.
MESSAGE LENGTH: Egy bájtos érték, az üzenetet tartalmazó, változó méretű mező
mérete.
MESSAGE: Itt lehet tetszőleges szöveget üzenni az autentikálni kívánó félnek. A
Windows nem használja ezt a mezőt.
Nos, ez volt a legegyszerűbb autentikáció. Nem biztos, hogy megnyugtató, de ennél
csak bonyolultabbak jönnek.
~ 73 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.3 .1 .2 .2 C H A L L E N G E H A N D S H A K E A U T H E N T I C A T I O N P R O T O C O L (CHA P)
RFC 1994
Egy árnyalattal biztonságosabb, mint a PAP. Igen, tudom, most csaptad földhöz a
könyvet. Mit jelent az a biztonságiparban, hogy "egy árnyalattal"? Valami vagy
biztonságos vagy nem. Nem?
Elmesélem a kedvenc viccemet. Nem mintha ez lenne a legkacagtatóbb vicc a
világon, de tanulság téren ott van az élmezőnyben.
Két turista gyalogol a szavannában. Egyszer csak meglátják messziről, hogy egy
oroszlán rohan feléjük. Az egyik gyorsan leül, előkap a hátizsákjából egy edzőcipőt és
lecseréli rá a túrabakancsát. A másik értetlenkedve nézi:
- Te komolyan azt hiszed, hogy ebben a cipőben lefutod az oroszlánt?
- Az oroszlánt? Azt nem. De téged igen.
Azaz nem tudunk abszolút biztonságosak lenni... csak biztonságosabbak. Annyira,
hogy már ne érje meg a rosszfiúknak velünk vacakolni. Nyilván ez a határ
folyamatosan változik. Ami valamikor nagyon sok erőforrást igényelt, az ma már a
gyerek otthoni gépén is elfut. Ezért is jönnek ki új, meg új módszerek.
Valamikor a CHAP nem is volt olyan rossz autentikációs eljárás23. A koncepció
lényege az, hogy a jelszó ne utazzon át a dróton. Ugye, ha nem megy át a jelszó,
vitézkedhetnek a capture-huszárok, nem tudják megszerezni.
Persze, valaminek azért át kell mennie. Nincs olyan, hogy varázsszóra előbukkan
egy-egy buborékból mindkét helyen a jelszó.
A kulcsszó: OWF24. Azaz One Way Function. Magyarul olyan függvény, mely csak az
egyik irányba működik. Fóti Marci frappáns hasonlatával élve: a húsdaráló. Egyik
oldalon belerakjuk a disznót, a másik oldalon kijön a darált hús. Hiába szeretnénk
megfordítani a folyamatot, nem fog sikerülni.
Cryptographic hash function:
http://en.wikipedia.org/wiki/Cryptographic_hash_function
A CHAP és az MS-CHAP v1 nagyjából azonos logikát követő eljárásokat jelent. Egyedül a darálás,
azaz az OWF más. Az MS-CHAP v1-et a Windows Server 2008/Vista vonal már nem támogatja.
24 Nem azonos a hasonlóan hangzó WTF-fel.
23
~ 74 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
Matekban ezt sokféleképpen lehet elérni. Magát a darálási algoritmust hash-nek25
hívják. De az OWF nem pusztán darálást jelent. Bejön a képbe a só is.
Nyugi, jó helyen jársz, ez nem egy szakácskönyv. Sónak (salt) azt az értéket hívják,
amellyel egybedarálják a preparálandó értéket. (Ezt általában azért csinálják, hogy
védekezzenek az ún. dictionary attack, azaz a szótáron alapuló próbálkozás ellen. Ez
jó is akkor, ha a só nem publikus. Ha az, akkor adtunk egy pofont az
exkrementumnak.)
Még egy fontos tulajdonság a hash algoritmusokról: egyértelműek. Azaz ha van egy
érték és arra ráküldök egy hash algoritmust, mindig ugyanazt a tömör értéket
(darált hús) kapom.
Nézzünk egy általános OWF folyamatot. Fogom a jelszót, beledobom a húsdarálóba.
Mellédobok valami sót. Ez általában egy fix érték, melyet a szervertől kapok
(challenge). Az algoritmusból kijön egy érték, ezt elküldöm a partnernek (response).
Hiába kapja el útközben Hekker Henry, a fasírtból már nem tud disznót gyártani. A
szerver ismeri a sót - naná, ő küldte - nála is megvan a jelszó, tehát ugyanúgy össze
tudja darálni az egészet. Mivel a hash eredménye egyértelmű, így ha a két érték
megegyezik, akkor jó volt a jelszó.
Ha már kezdenéd érteni, megjegyzem, rengeteg chap jellegű autentikáció létezik.
Ezek leginkább az OWF folyamatban térnek el egymástól. Egyik erre tesz még két
tánclépést, amaz üveggel a feje tetején cifrázza... színes a világ. Mindenesetre a
Windows Server 2008 és Vista vonal az egyszerűbbek közül a CHAP autentikációt
ismeri, a bonyolultabbak közül meg az MS-CHAPv2 autentikációt. (Habár az
utóbbival is fogok bővebben foglalkozni, előljáróban legyen elég annyi, hogy a CHAP
csak egyirányú autentikációt ismer, azaz a szerver meg tud győződni arról, hogy a
kliens tényleg a kliens-e... de fordítva nem. A kliens nem lehet biztos abban, hogy a
szerver tényleg a szerver-e. Ezt majd csak az MS-CHAPv2 fogja tudni.)
Chap:
http://en.wikipedia.org/wiki/Challenge-handshake_authentication_protocol
25
SHA-x, MDy, stb...
~ 75 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Akkor most már nézzük meg konkrétan, hogyan is működik az a CHAP.




Először is, MD5-öt használ. (Ezt becsületesen jelzi is az LCP megfelelő
mezőjében.)
Az autentikáló fél (a szerver) küld egy kihívást (challenge). Ebben van egy
session ID, egy karaktersorozat (a só) és a saját neve.
Az autentikálandó fél elkészít egy választ (response). Ez úgy néz ki, hogy a
session ID-t, a sót és a jelszót bedarálja MD5-tel, majd melléteszi a felhasználó
nevét. El is küldi.
Az autentikáló fél legyártja a saját darált husiját: ismeri a session ID-t, a sót és
a jelszót. Ha a két hash megegyezik, akkor visszaküld egy CHAP Success
üzenetet. Ha nem, akkor egy CHAP Failure üzenet megy vissza.
A sok duma után nézzük meg, hogyan is néz ez ki csomagszinten. Első körben lássuk
a Challenge/Response csomagok szerkezetét.
3.24. ÁBRA CHAP C HALLENGE /R ESPONSE
PROTOCOL: A CHAP esetében az érték: 0xC2-23.
CODE: Azonosító. Challenge esetében 1, Response esetében 2.
IDENTIFIER: A session ID.
LENGTH: A CHAP csomag mérete.
VALUE SIZE:
Egy bájtos érték, a lényeges információt tartalmazó, változó méretű mező
(VALUE) mérete.
~ 76 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
VALUE: Itt utazik a lényeg.
NAME: Az aktuális feladó nevét tartalmazó mező.
Erre jöhet válaszként a CHAP Success, illetve CHAP Failure.
3.25. ÁBRA CHAP S UCCESS / F AILURE
CODE: Azonosító. Success esetén az értéke 3, Failure esetén 4.
IDENTIFIER: Session ID.
LENGTH: A csomag mérete.
MESSAGE: Itt lehet visszadumálni. CHAP esetén a Windows nem teszi.
Megszüntetett autentikációk a Windows Server 2008-ban:
http://www.windowsnetworking.com/articles_tutorials/Windows-Server-2008-Networking-Services.html
~ 77 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.3 .1 .2 .3 M I C R O S O F T C H A L L E N G E H A N D S H A K E A U T H E N T I C A T I O N P R O T O C O L V E R S I O N 2 (MSCHA P V 2)
RFC 2759
Mint írtam, ez is egyfajta CHAP autentikáció, csak ez kölcsönös azonosításra is képes.
Gondolom, nem kell különösebben magyaráznom, mennyivel biztonságosabb ez a
módszer. Bolond világban élünk, ma már az autentikáló felet is hamisíthatják.
A közös gyökér ott is látszik, hogy a PROTOCOL mezőben ugyanaz lesz a kód, mint a
CHAP estén: 0xC2-23. Viszont az LCP-ben a CHAP verzión belüli kód már más. (Lásd
3.4. táblázat.)
Akkor nézzük, ebben az esetben milyen a táncrend.



Az autentikáló fél elküldi a szokásos CHAP(!) csomagot. (Challenge.)
Az autentikációt kérő fél visszaküld egy MS-CHAPv2 Response csomagot.
Ebben benne van a felhasználónév, a só az autentikáló fél számára és a
darálthús, azaz az autentikáló fél által küldött só, egybedarálva a felhasználó
jelszavával, ez utóbbi ráadásul titkosítva. Jelen esetben MD4 hash algoritmust
használunk. (Vegyük észre, megváltozott az OWF: MD5 helyett MD4, és a
session ID nincs beledarálva a válaszba.)
Az autentikáló fél eljárja ugyanezt a pár lépést: só, jelszó, hash, titkosítás.
Amennyiben a két számítási eredmény megegyezik, akkor egy CHAP Success
csomagot vesz le a polcról. Amennyiben nem, akkor egy CHAP Failure
csomagot. Mindkét esetben összerakja, ahogy kell. (Lásd 3.25. ábra CHAP
Success / Failure) Csakhogy ezzel még nincs vége, még neki is autentikálnia
kell magát. Ez egy kicsit trükkös, ugyanis nem azt csinálja, hogy elküldi a saját
jelszavát - hiszen honnan is tudhatná szegény autentikációra váró fél, hogy mi
a túloldali service account user jelszava? Nem, ehelyett egy teljesen másik
OWF eljárással bolondítja meg a felhasználó jelszavát, majd ezt a csomagot
küldi vissza. Ugyanezzel az OWF eljárással fog nekiugrani a kliens is - és ha az
eredmény ugyanaz, akkor megnyugodhat, mert az autentikáló fél tényleg
olyan partner, aki már korábban is tudta a jelszavát. Most már csak azt
kellene letisztázni, mi is ez az új OWF? Kapaszkodj, nem lesz egyszerű. Fogja a
kliens által neki küldött sót, melléteszi a saját maga által korábban elküldött
sót, belecsapja a kliens által korábban küldött teljes választ, a kliens
felhasználói nevét és a jelszavát, majd ezt az egészet betitkosítja. Mi? Hogy
hol van itt az OWF? Jogos a kérdés, nekem is végig kellett túrnom hozzá az
RFC2759-et, hogy megtaláljam. Tehát nem a kliens jelszavát teszi direktben
bele a csomagba, hanem végigküldi a jelszót egy MD4 darálón, sőt, utána a
darált húst ismét ledarálja - majd ez kerül a később titkosítandó csomagba.
~ 78 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI

Az autentikációra váró kliens először is örül, ha CHAP Success csomagot kap de utána mindenképpen le kell ellenőriznie, hogy az annak a MESSAGE
mezőjében érkező új katyvasz megegyezik-e az általa ugyanúgy, ugyanolyan
bonyolultan előállított lokális katyvasszal. Ha nem, akkor kötelezően el kell
dobnia a csomagot.
Nézzük ugyanezt grafikusan is.
3.26. ÁBRA MS-CHAP V 2 R ESPONSE
CODE: Azonosító. MS-CHAPv2 Response esetén az értéke 2.
IDENTIFIER: Ugyanaz, mint a CHAP esetében.
LENGTH: Az egész csomag mérete.
~ 79 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
VALUE SIZE:
A CHAP-hoz hasonlóan itt is a VALUE mező mérete - azzal az apró
különbséggel, hogy itt a PEER CHALLENGE, RESERVED, WINDOWS NT RESPONSE és
FLAG mezők együttesét tekintjük VALUE mezőnek.
PEER CHALLENGE: A só az autentikáló fél számára.
RESERVED: Majd. Egyelőre 0.
WINDOWS NT RESPONSE: Itt megy vissza a titkosított válasz.
FLAGS: Majd. Egyelőre 0.
NAME: Az autentikációt kérő fél neve.
~ 80 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.3 .1 .2 .4 E X T E N S I B L E A U T H E N T I C A T I O N P R O T O C O L (EAP)
RFC 3748
Megyünk befelé, mint maci a málnásba.
Eddig ugyanis viszonylag egyszerű volt az élet. LCP, megállapodtunk az
autentikációban, eltáncoltuk a méhecske táncot - és már azonosítottuk is magunkat...
vagy egymást.
Az EAP viszont egy újabb absztrakciós szintet vezet be.
Az EAP ugyanis egy általános, autentikációs célú hordozó közeg, direkt a PPP
számára kitalálva. Egy olyan protokoll, mely tetszőleges autentikációs protokollt
képes magába kapszulázni.
Hogy mi az értelme?
Nehéz erre röviden válaszolni.
Az eddig tárgyalt autentikációs módszerek rögzített formátumúak voltak, ráadásul
az üzenetváltások száma is limitált volt. (Kettő, vagy három.) Az EAP ezzel szemben
ad egy rugalmas szerkezetet, ahol mindenki azt pakol a mezőkbe, amit akar és a két
fél annyit beszélgethet egymással, amennyit akar.
Ebből az is következik, hogy létezhetnek az EAP keretein belül a már jól ismert
protokollok: semmi akadálya nem lenne, hogy csináljunk egy EAP-PAP protokollt
például. Mondjuk, értelme sem. Nem is létezik. Sőt, a Windows Server 2008 és Vista
rendszerekben még az EAP-CHAP sem támogatott.
Akkor mégis milyen 'plugin' autentikációkat dughatunk az EAP-ba?
 EAP-TLS (Smart Card Or Other Certificate névre hallgat a Windows GUI-ban)
 PEAP: Protected EAP (EAP az EAP-ban.)
Én mondtam, hogy megyünk a málnásba. Ne gondold, hogy viccelek.
De mielőtt nagyon elszaladnánk, nézzük azokat a dobozokat.
Eleve az EAP protokollon belül négy üzenettípust különböztetünk meg:
 EAP-REQUEST: Az autentikáló fél küldi a behatolni igyekvőnek.
 EAP-RESPONSE: Az autentikálandó fél küldi a cerberusnak. Mind a két fajta
üzenetből tetszőleges számú lehet egy autentikációs folyamat során.
 EAP-SUCCESS: Az autentikáló fél küldi, amennyiben sikerült a bejelentkezés.
 EAP-FAILURE: Az autentikáló fél küldi, amennyiben nem sikerült a
bejelentkezés.
~ 81 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.27. ÁBRA EAP-REQUEST ILLETVE EAP-RESPONSE
PROTOCOL: Az EAP kódja 0xC2-27.
CODE: Azonosító. Request:1. Response: 2.
IDENTIFIER: Ez pontozza össze a Request-Response csomagokat.
LENGTH: Az EAP üzenet mérete.
TYPE: Az EAP-on belüli információ tipusa.
TYPE-SPECIFIC DATA: Maga az információ.
Látjátok, ugye? Ez egy teljesen általános doboz, egy univerzális szállítóeszköz.
Minden a TYPE és TYPE SPECIFIC DATA mezőkön múlik. Van belőlük néhány.
3.5. TÁBLÁZAT
Type Típus
1
Identity
2
3
Notification
Nak
13
25
29
EAP-TLS
PEAP
EAP-MSCHAP-V2
Megnevezés
Amennyiben EAP-Request-ről van szó, akkor az autentikáló fél kéri a bekéredzkedő fél
nevét. Amennyiben EAP-Response-ról van szó. akkor meg pont fordítva.
Az autentikáló fél szöveges üzenetei a másik félnek. Hátha kiírja a képernyőre.
Az autentikálandó fél segélykiáltása, amennyiben nem ismeri a kért autentikációs
módszert. A TYPE-SPECIFIC DATA mezőben ekkor visszaküldi, hogy ő miket is ismer.
Erről van szó.
Erről van szó.
Erről van szó.
Én mondtam, hogy málnás. Látható, hogy az autentikáció beazonosítása kicsúszott
az LCP kezei közül. Az LCP annyit fog tudni, hogy EAP. Aztán majd a RequestResponse kommunikáción belül letisztázzák a felek, melyik autentikációról is lesz
konkrétan szó.
~ 82 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
Hadd kérdezzem meg, miért hajtod le a fejed olyan szégyenlősen és rugdosod azt a
láthatatlan kavicsot, látszólag teljes odafigyeléssel? Ha valami nem stimmel,
kérdezzél nyugodtan.
Igen, teljesen igazad van. De nekem is.
Azt írtam korábban, hogy az EAP-ba bele lehet dugni a TLS-t és a PEAP-ot. A
táblázatban meg ott szerepel az MS-CHAPv2. Akkor most wtf?
Nos, az van, hogy habár elfogadható az MS-CHAPv2 is, de azt igazából úgy
csempészik majd be. A PEAP-on keresztül. De erről később részletesen is írok majd.
Nézzük akkor a többi EAP csomagot.
3.28. ÁBRA EAP-SUCCESS ILLETVE EAP-FAILURE
CODE: Azonosító. Success: 3. Failure: 4.
IDENTIFIER: A legutolsó EAP-Response azonosítója.
LENGTH: Fixen 4.
~ 83 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.3 .1 .2 .5 EAP- M S- C HA P V 2
Csak azért, mert ezt már jól ismerjük, így láthatjuk, hogyan 'eaposodik' egy
autentikációs protokoll. (Egyébként, mint írtam, sima EAP-pal nem szokás MSCHAPv2-t használni.)




Az autentikáló fél küld egy EAP-Request csomagot, melynek a tipusa: Identity.
A bekéredzkedő küld egy EAP-Response csomagot, ennek tipusa szintén
Identity.
Egyből megy is vissza egy EAP-Request csomag, melynek tipusa MS-CHAP v2,
a tartalma pedig teljesen ugyanaz a Challenge, mint amilyenről korábban is
írtam.
Innetől pedig teljesen ugyanúgy történik minden, csak éppen most már az
EAP csomagok TYPE SPECIFIC DATA mezőiben utaznak az információk.
3.3 .1 .2 .6 EAP- TL S
RFC 2716, 2246
Nos, itt egy új fiú a blokkban: a TLS. Eddig róla nem volt szó.
Egy kicsit messziről fogok indítani. Amikor titkosítani akarok egy kommunikációt,
akkor azt kétféleképpen tehetem meg: vagy egy szimmetrikus kulcsú titkosítást
használok, vagy egy asszimetrikusat. Mindkettőről rengeteget lehetne írni, de én
most csak két tényre fogok szorítkozni:
 A szimmetrikus kulcsú titkosítás gyors. Piszkosul gyors. Sokkal gyorsabb,
mint az asszimetrikus.
 A szimmetrikus kulcsú titkosításnak van egy súlyos hibája: a kulcsot valahogy
el kell juttatni mindkét kommunikáló félhez, még akkor is, ha azok többezer
kilométer távolságra vannak egymástól, közöttük pedig ott feszül a hekker
óceán.
Gondolom, nem kell hozzá zseninek lenni, hogy beugorjon a megoldás: hát küldjük el
a szimmetrikus titkosítás kulcsát (session key) asszimetrikus titkosítással, ez lassú
ugyan, de csak egyszer, maximum kétszer kell használni - utána pedig hadd szóljon,
ami a csövön kifér, szimmetrikus titkosítással.
Ezt hívják úgy, hogy TLS.
Már megint furcsán nézel. Igen, ezt nevezik úgy is, hogy SSL. Az elv ugyanaz, de van
egy óriási különbség: a TLS az SSL utódja. SSL-ből volt az 1.0 (mely soha nem lett
publikálva), volt a 2.0 (mely bugzott, mint macska éjjel), aztán jött a 3.0, mely már
~ 84 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
egészen jó volt - de nem folytatták a sort, mert jött helyette a TLS 1.0, aztán az 1.1 és
most éppen az 1.2 az aktuális. Hogy mi minden változott az egyes verziókban, arra
most nem térnék ki. De ha például olyat látsz valahol, hogy most implicit vagy
explicit titkosítást szeretnél, akkor tudjál róla, hogy az úgynevezett inicializációs
vektor a TLS1.1-től explicit. Azaz az implicit az jó eséllyel SSL 3.0 lesz.
Nézzük akkor, mik is a TLS előnyei:
 Biztonságos. Jelenlegi ismereteink, a jelenlegi számítási teljesítmények
ismeretében elmondható, hogy nem törhető. (Persze nem mindegy, hány
bitesek a kulcsok.)
 Nagyon könnyen kölcsönössé tehető. Menjünk csak végig a folyamaton!
o A node bekopog B node-hoz.
o B node elkéri A node tanúsítványát.
o B node elküldi A node-nak a session key-t, melyet A node publikus
kulcsával titkosít.
o A node a privát kulcsával kicsomagolja a session key-t.
o A node elkéri B node tanúsítványát.
o A node becsomagolja a korábbi session key-t B node publikus
kulcsával, majd elküldi neki.
o B node kicsomagolja a session key-t a privát kulcsával.
o Bájos melléktermékként mindkét félnél ott ragadt egy session key,
mellyel már tudják titkosítani a további kommunikációt. Nyilván ha
valamelyik hazudott, akkor a kommunikáció sem jön létre.
Vegyük észre, hogy eddig a TLS-ről beszéltem, úgy általánosságban. A fejezet címe
viszont az, hogy EAP-TLS.
Megijedni nem kell, habár már nem sok látszik az égből a sok málnabokortól.
Tulajdonképpen az történik, hogy a TLS kommunikáció a korábban már megismert
EAP csomagokon belül fog utazni. A TYPE értéke 13 lesz, a lényegi információ pedig
a TYPE-SPECIFIC DATA mezőkben utazik.
~ 85 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.3 .1 .2 .7 PR OT ECT ED EX TE N S IB L E AU THE N T ICA TI ON P R O TO COL (P EAP )
Ahogy a szólás mondja, attól mert paranoiás vagy, még nem biztos, hogy nem
üldöznek. Nézzük csak meg az előző két protokollt: mind az EAP-TLS, mind az EAPMS-CHAPv2 esetében a lényeg, azaz a TYPE-SPECIFIC DATA mező tartalma
titkosítva van. De a többi információ nem. És van, amikor ez is számít.
Hogyan tehetjük még biztonságosabbá ezt a kommunikációt? Úgy, hogy beletereljük
az egészet egy TLS csatornába.
Vigyázat, málnás, nagyon málnás!
Tudsz követni?
A PPP kapcsolatban résztvevő két node, mielőtt még bármi is történne, egy EAP
kapcsolaton keresztül kiépít egy TLS kapcsolatot. Ebben a kiépítésben nem jelenik
meg a tényleges felhasználói név és jelszó, még egyszer hangsúlyozom, a node-ok
építik ki a csatornát.. Aztán amikor már van mindkét oldalon session key, akkor
indul be a tényleges EAP autentikáció, immár a bejelentkezni kívánó user adataival.
Ez a bizonyos második EAP (azaz a PEAP-on belüli EAP) kétféle lehet:
 EAP-MS-CHAP v226 (PEAP-on belül Secured Password néven találjuk a GUI-n)
 EAP-TLS (PEAP-on belül Smart Card Or Other Certificate névre hallgat)
TLS-en belüli TLS... szép, mi. És néha még mi nevezzük paranoiásnak magunkat. Hol
vagyunk mi egy RFC gyártó biztonsági szakembertől?
26
Itt már lehet.
~ 86 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3. 3 .1 . 3 V I S S Z A H Í V Á S
Ma már elég kicsi az előfordulási valószínűsége, de része a folyamatnak, így
emlékezzünk meg róla is. Magát a folyamatot az ún CallBack Control Protocol, azaz
CBCP viszi végig. Nem kell túl bonyolult dolgokra gondolni, az LCP-nél megismert
csomagokat használja, a következő eltérésekkel:


A PROTOCOL ID értéke 0xC0-29
A CODE értékek az LCP-nél leírtak lehetnek, de csak az első 7 fordulhat elő.
Az első 3 esetben (Callback Request [1], Callback Response [2] és Callback
ACK [3]) az LCP OPTION mezőkben utaznak a kísérő információk, melyek
leginkább telefonszámok.
~ 87 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3. 3 .1 . 4 P R O T O K O L L B E Á L L Í T Á S O K NC P- V E L
Itt elsősorban IPCP-vel és CCP-vel fogunk foglalkozni. ECP-vel bizony mondom, nem.
Ezek ugyanis mind NCP-k.
Másfél sor. De egy fél templomnyi tömjénfüst.
Kezdjük ott, hogy mi is ez a meglehetősen zavaros NCP, azaz Network Control
Protocol? Az, amit a neve is sugall. Egy protokoll, mely segíti, hogy a két pont között
a hálózat működjön. Pontosabban, az NCP nem kizárólag egy protokollt jelent,
hanem egy családról van szó. Ennek tagjait soroltam fel az első két mondatban:
 IPCP: IP Control Protocol
 CCP: Compression Control Protocol
 ECP: Encryption Control Protocol
~ 88 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.3 .1 .4 .1 IP C O N T R O L P R O T O C O L
RFC 1332, 1877
Ez tulajdonképpen egy DHCP, csak éppen két pont között. A DHCP szerver funkciót
az autentikáló node játssza el, olyan értelemben, hogy ő osztja ki az IP értékeket a
betámadó node-nak.
A felépítés teljesen hasonló, mint az előző alfejezetben tárgyalt CallBack Control
Protocolnál: LCP csomagokban utaznak az információk, csak éppen egyes mezőknek
speciális értékeik lesznek.
Ilyenek.
A PROTOCOL ID értéke: 0x80-21.
A CODE értékek közül szintén csak az első 7 lehetséges. Az első négyhez tartozik LCP
OPTION blokk is, ezek tartalmát az alábbi táblázat mutatja:
3.6. TÁBLÁZAT
Option Name
IP Address
Primary DNS Server Address
Primary NBNS Server Address
Secondary DNS Server Address
Secondary NBNS Server Address
Type
3
129
130
131
132
Length
6
6
6
6
6
Description
A kiosztott IP cím
Az elsődleges DNS szerver címe
Az elsődleges WINS szerver címe
A másodlagos DNS szerver címe
A másodlagos WINS szerver címe
A gondos megfigyelőnek feltűnhetett, hogy a kérvényező azért nem kapott meg
mindent. Például hol van a subnet mask? Alapértelmezésben. Ne felejtsük el, hogy
két pont között építünk hálózatot, tehát subnet mask-nak tökéletesen megfelel a
255.255.255.255. Default gateway? Nyilván az autentikáló fél IP címe. Lehet egynél
több Default Gateway egy hoston? Nem igazán. De a számítógép okos, az IPCP után a
route táblába írja be az autentikáló fél IP címét, méghozzá úgy, hogy az legyen a
legkisebb költségű. Amennyiben létezett korábban 1-es metric, akkor mindegyik
korábbi bejegyzés metric értékét megnöveli eggyel, a friss bejegyzését pedig egynek
veszi. (De erről le lehet beszélni.)
Mi nincs még? Mondjuk DNS domain név. Na, az nem is lesz. Legalábbis tisztán IPCP
segítségével biztosan nem. Ilyenkor jön az, hogy lopunk, csalunk, hazudunk - azaz
proxy. Amennyiben az autentikáló fél - aki az IPCP-t is biztosítja - képes DHCP
proxyként viselkedni, és van a környéken DHCP szerver, és a betörekvő node
Windows Server 2008 vagy Vista, akkor az küld egy DHCPINFORM üzenetet, az
autentikáló fél proxyzza a valódi DHCP szerver felé, a választ dettó a másik irányba,
~ 89 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
végül az ifjú padawan eldob minden opciót, eltekintve a 15-östől, mely a DNS
Domain Name névre hallgat.
Az élet szép. Csak nem egyszerű.
3.3 .1 .4 .2 C O M P R E S S I O N C O N T R O L P R O T O C O L , CCP
RFC 1962
Semmi meglepetés nem várható. Ez egy olyan protokoll, melynek segítségével a felek
megbeszélik, hogy milyen tömörítési technikát használjanak a különböző
adatcsomagok küldözgetésére.
Egy közül lehet választani.
RFC 3078
Legalábbis a Microsoft rendszerekben. Ez pedig az MPPC, azaz a Microsoft Point-toPoint Compression. Jelzem, hogy árukapcsolás ténye forog fenn, azaz aki MPPC-t
választott, az nagy valószínűséggel 27 kapott vele MPPE-t is, mely a Microsoft Pointto-Point Encryption névre hallgató titkosítási folyamatot takarja. A szakirodalomban
úgy is szoktak előfordulni, hogy MPPC/MPPE.
Természetesen ez a protokoll is az LCP csomagformátumot használja.
A PROTOCOL ID értéke: 0x80-FD.
Szintúgy csak az első 7 LCP CODE használatos, ezek közül az első négynél
fordulhatnak elő LCP OPTION blokkok.
3.7. TÁBLÁZAT
Option Name
Organization
Unique
Identifier
Microsoft
Point-to-Point
Compression (MPPC)
Type
0
Length
min. 6
Description
A tömörítési módszer beazonosítása
18
6
MPPC/MPPE esetén a szükséges paraméterek (leginkább a
titkosításhoz használt kulcs hossza, a titkosítás erőssége, meg
ilyenek)
Feltéve, hogy a korábbi autentikációs fázisban a felek valamelyik kölcsönösen autentikáló
módszerben egyeztek meg. Ellenkező esetben nincs MPPE. Meg az erősebb titkosítást biztosító
tunnelling protokollok esetében sem.
27
~ 90 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.3 .1 .4 .3 E N C R Y P T I O N C O N T R O L P R O T O C O L , ECP
RFC 1968
Itt lehetne külön megbeszélni az adatcsomagok titkosításához használt módszerrel
kapcsolatos paramétereket. Ha lehetne mást is használni, mint az MPPE, melyet már
a CCP-n belül letisztáztunk.
Windows rendszerekben nem nagyon fogunk találkozni vele. Ergo ebben a
könyvben sem.
~ 91 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3. 3 .1 . 5 PPP O V E R E T H E R N E T
RFC 2516
Na, ez meg milyen csodabogár?
Oké, tudom, hogy költői a kérdés, hiszen rengeten használjuk ezt a módszert, de különösen az eddigiek alapján - nem lepődnék meg, ha sokan bizonytalanságot
éreznének az erőben.
Hiszen kitárgyaltuk az Ethernet technológiát, láttuk, hogy a PPP egy teljesen más
világ... akkor hogyan jön össze ez a kettő? És legfőképpen, miért?
A választ az ISP-k környékén kell keresgélni. Ezek a cégek ugyanis azt szeretik, ha az
előfizetőik PPP kapcsolaton keresztül jönnek be. Hiszen ekkor a kapcsolat remekül
autentikálható, minden mérhető, minden kézbentartható, magának a kapcsolatnak a
szintjén. Lehet forgalmat szabályozni, lehet forgalom alapján számlázni... kánaán.
De mit szeretne az ügyfél? Hát azt, hogy ne bonyolítsák túl az életét, hadd lógjon ő
csak egy mezei Ethernet hálózaton. Az egyszerű a szép.
Ebből született meg ez az öszvér.
Mint a neve is mutatja, alapvetően Ethernet keretekről lesz szó, csak éppen a
Payload-ban PPPoE keretek fognak utazni, azok payloadjában pedig vagy PPPoE
információk (Discovery fázis), vagy PPP keretek (PPP Session fázis). Magyarul
Ethernetbe kapszulázzuk a PPPoE-t, abba meg a PPP-t.28
Ahogy jeleztem, a kommunikációnak két fázisa létezik:
 Discovery Phase: a kliens node felfedezi az Access Concentrator-t, aki egy
AAA szerver29 segítségével autentikálja.
 PPP Session Phase: létrejön a PPP session, beindult a kommunikáció.
Valahogy így néz ki egy keret.
Mielőtt dühös levelet fogalmaznál Dr. Grétsy Lászlónak, megkérdezném: az iróniaérzékelőd
működik? Amennyiben nem, akkor javaslom, hogy kapcsold be. Az egész könyv során szükséged lesz
rá.
29 AAA: Authentication, Authorization, Accounting. Azaz kiforgatjuk a gatyájából a delikvenst.
28
~ 92 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.29. ÁBRA PPP O E KERET
VERSION: 4 bites mező, az értéke mint a totóban: fix 1-es.
TYPE: Dettó.
CODE:
A Discovery fázis során különböző tartalmú csomagok cserélnek gazdát. Ez a
mező hivatott arra, hogy beazonosítsa a tipusokat.
A PPP session fázisban az értéke 0.
ID: A Discovery fázisban az értéke 0. Utána pedig a kialakult session
azonosítója.
SESSION
LENGTH: A PPPoE payload mérete.
PAYLOAD: Meglehetősen rugalmas mező. A Discovery fázisban az adott lépéshez
szükséges PPPoE információk utaznak itt. A PPP Session fázisban viszont már PPP
keretek. (Ezt jelezné az a csillag ott a képen.)
~ 93 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
3.3 .1 .5 .1 PP P O E D I S C O V E R Y - S Z I G O R Ú A N K O C K A F E J Ű E K N E K
Nem mintha más is eljutott volna idáig a könyv olvasásában.
Ahhoz, hogy a kliens és az Access Concentrator egymásra találjanak, egy közepesen
bonyolult párostáncot kell lejteniük: PADI, PADO, PADR... PADS. Mint egy barokk
pavane.




PPPOE ACTIVE DISCOVERY INITIATION (PADI): A kliens küldi... bele a nagyvilágba.
Ebből következően az üzenet az egy broadcast. (Csupa magas bit.) A CODE
értéke 9, a SESSION ID értéke 0.
PPPOE ACTIVE DISCOVERY OFFER (PADO): Az AC küldi vissza. Ez már unicast
üzenet, a kliens MAC címére. A CODE értéke 7, a SESSION ID értéke 0. A
csomag tartalmazza az AC nevét, és a Service-Name értéket.
PPPOE ACTIVE DISCOVERY REQUEST (PADR): A kliens küldi vissza. Unicast üzenet
az AC MAC címére. A CODE értéke 25, a SESSION ID értéke 0. A csomag
tartalmazza a Service-Name értéket.
PPPOE ACTIVE DISCOVERY SESSION-CONFIRMATION (PADS): Az AC küldi vissza a
kliensnek. Unicast üzenet a kliens MAC címére. A CODE értéke 101 - és itt jön
a lényeg: a SESSION ID értéke már a végleges session azonosító. A Servicename természetesen itt is benne van a csomagban.
~ 94 ~
A HÁLÓZATI ESZKÖZ RÉTEG PROTOKOLLJAI
3.3.2 NBMA: F R A M E R E LA Y
Most egy kicsit tágítjuk a látókörünket. A PPP olyan WAN kapcsolatot jelentett, mely
két node között jött létre. Mi lenne, ha hasonló WAN technikát használnánk... de több
node is részt vehetne a buliban?
Ekkor beszélünk Non-Broadcast Multiple Access (NBMA) linkekről. Mint a neve is
mutatja, ebben az esetben egy linken több node is megtalálható, de a linken nem
lehet broadcast. Legismertebb képviselői ennek a technológiának az X.25, illetve a
Frame Relay.
Az X.25 valamikor igen elterjedt volt, mert szakadozó vonalakon is jól teljesített. Ma
már a vonalak sokkal megbízhatóbbak, így már zavaró az X.25-ben a túl nagy
kommunikációs vízfej. Gyakorlatilag a jóval kevesebb ellenőrzést tartalmazó, emiatt
persze sokkal gyorsabb Frame Relay ki is szorította. A Windows Server 2008 spec
már csak az utóbbit támogatja.
Leginkább hálózatok összekapcsolására használják. Fontos jellegzetessége, hogy az
egyes node-ok felé a számlázás az átvitt adatmennyiség alapján történik.
3.30. ÁBRA F RAME R ELAY (F ORRÁS : W IKIPEDIA )
A Frame Relay működésének kivesézése meghaladja e könyv kereteit.
Az alábbi linkeken kimerítő leírást találhatunk róla:
http://www.protocols.com/pbook/frame.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Frame_Relay
http://www.szabilinux.hu/trendek/trendek422.html
~ 95 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4 A Z INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
De még mielőtt továbbmennénk, foglaljuk össze egy ábrán, miről is beszéltünk
eddig, illetve mi várható a továbbiakban.
4.1. ÁBRA E GY HÁLÓZATI CSOMAG FELÉPÍTÉSE
Az alfa és az omega. Látjuk, hogy a Network Interface rétegben megismert keret
tényleg bekeretezi a csomagot, azon belül pedig a payload maga az IP datagram,
mely áll egy IP fejlécből és egy IP payloadból... az utóbbi persze nem más, mint egy
TCP szegmens, melynek szintén van fejléce éa hasznos tartalma.
Így néznek ki a hagyma héjai... azaz a hálózati modell rétegei.
Csomagcentrikus megközelítésben.
~ 96 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.1 IP V 4
RFC 791
4.1.1 A Z IP H EA D E R
Első körben az IP datagrammal fogunk foglalkozni. Az előző ábrát most
leegyszerűsítettem: elfelejtjük, hogy egyáltalán hallottunk olyasmiről, hogy TCP
szegmens. Nincs. Nem létezik. Csak egy zárt doboz van (IP payload), melyet az IP
csomagba (IP Datagram) raktak, és nekünk - illetve szerencsére a szabad
elektronoknak - ezeket kell elszállítaniuk valahová.
4.2. ÁBRA E GY IP CSOMAG FELÉPÍTÉSE
A címből is látszik, hogy ez a fejezet az IP fejlécről fog szólni... a későbbiekben pedig
megnézzük, mi minden lehet még az IP payload - az egyébként ugye nem létező TCP
szegmensen kívül. (Súgok: ICMP, IGMP és még sokan mások.)
Csapjunk is egyből a lecsóba.
~ 97 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.3. ÁBRA A Z IP FEJLÉC
VERSION:Az IP verziószáma. Jelenleg csak a 4-es, illetve a 6-os érték értelmezett.
INTERNET HEADER LENGTH: Mint az ábrán is látható, ez egy négy bites mező. Itt
tárolódik, hogy mekkora is az IP fejléc.
Számoljunk egy kicsit. 4 bit, az annyi, mint 15 darab nullától különböző érték. Mit
lehet ennyi helyen tárolni? 15 bájtot? Dehát az ábra alapján minimum 20 bájtos a
fejléc és akkor még nem is beszéltünk az opcionális OPTIONS AND PADDING
mezőkről. Akkor?
Nos, itt az ún szószámláló értékét tárolják. A szó, mint tudjuk, elszáll... másrészt 4
bájt méretű. Mivel az INTERNET HEADER LENGTH maximális értéke 15, így a fejléc
maximális mérete 15*4=60 bájt. Minimálisan pedig 20 bájt, azaz a mező értéke nem
lehet 5-nél kisebb.
És most akkor engedjünk szabad utat a morgolódásnak. Ha ragaszkodunk a 60-as
felső korláthoz, akkor hány biten is tárolhatunk 63 különböző értéket? Igen, hat.
Tehát ezzel a kavarással spóroltunk 2, azaz kettő bitet. Viszont minden
ki/becsomagolásnál beraktunk egy plusz műveletet. Mindegyiknél. Ráadásul bejött
még egy megkötés, az OPTIONS AND PADDING mezőknek, függetlenül attól, hogy
milyen opciót, azon belül milyen értékeket tartalmaznak, mindig 4 bájtosnak kell
~ 98 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
lenniük. Azaz ha van egy kétbájtos IP opció, akkor a két bit spóroláson buktunk két
bájtot, mert üres tölteléket - padding-ot - kell tenni a végére. Ráadásul mindezt egy
olyan rendszerben, mely alapból borzalmasan pazarló, gondoljál csak a korábbi
fejezetben megismert SNAP átalakításokra, ahol tök feleslegesen tárolunk le
konstans értékeket.
Dehát... ez van, ezt kell megtanulnunk.
TYPE OF SERVICE (TOS): Itt kellemetlen választásra kényszerültem. Egyfelől ez egy
nagyon jó, szószerint bitre lebontott struktúrával rendelkező 1 bájtos mező. Volt.
RFC 791
Az RFC 791 szerint. Ezt például hálás lenne részletesen is leírni, egyszerű, érthető.
Csakhogy ma már a kutya sem használja.
4.4. ÁBRA M IT IS TALÁLUNK A TOS HELYÉN ?
Legalábbis sem az XP SP3, sem a Vista, sem a Windows Server 2008 nem a 791-es
RFC szerint értelmezi ezt a mezőt... és van egy olyan halvány sejtésem, hogy a
Windows 7 sem úgy fogja.
RFC 2474
Ehelyett az RFC 2474 a menő. Mondanom sem kell, bonyolult és érthetetlen. Pedig
jól indul: azt mondja, dobjuk ki az utolsó két bitet. Nem köll. A maradék hat bitet
pedig elnevezzük DSCP-nek, azaz Differentiated Services Code Point-nak. (Lsd. a
fenti ábra.) Utána viszont nagyon ködös lesz. Az RFC-ből annyit ki tudtam hámozni,
hogy a hat bitben lévő szervízkódok azt határozzák meg, hogy a csomagok milyen
elbánásban részesüljenek, azaz gyakorlatilag egyfajta sávszélesség-kezelésre (QOS)
használhatók, méghozzá blokk alapú szervezettségben. Ezeket a blokkokat
~ 99 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Differentiated Services (DS) domain-eknek nevezik. De ott már eltört az agyam,
amikor az RFC azt mondta, hogy az ún. DS-compliant hálózatokban a kódok
kiosztását és az az alapján történő viselkedést házirendek határozzák meg, melyek
ismertetése nem része az RFC-nek.
A Windows annyit tesz ehhez, hogy használj Group Policy-t, vagy ha szereted a
kihívásokat, van egy csomó API30.
Még egy dolgot tisztáznunk kell. Én azt mondtam korábban, hogy az utolsó két bitet
kidobtuk - az ábrán viszont az szerepel, miszerint az egyik bit ECN-Capable
Transport (ECT), a másik pedig ECN-CE. Ezek bizony nem tűnnek használaton kívüli
biteknek.
Nem is azok.
RFC 3168
A szabványalkotók rácsaptak a két üres bitre, mint gyöngytyúk a takonyra és az RFC
3168-ban az úgynevezett Explicit Congestion Notification (ECN) funkció
megvalósítására használták fel. Miről is van itt szó? Arról, hogy a routerek, ha
elárasztják őket, utolsó segélykiáltással jelezhetik, hogy 'elvtársak, ne lőjetek!'. Ez az
ECN. Ha a feladó host olyan, hogy képes venni ezt az adást, akkor leengedi a fegyvert.
Ha nem, akkor rezzenéstelen arccal tüzel tovább.
Lehetséges értékek:
 00
: A feladó kegyetlen és süket.
 01 v. 10
: A feladó egy érző lélek.
 11
: A router ólommérgezésközeli állapotban van.
Mint látható (4.4. ábra Mit is találunk a TOS helyén?), az én számítógépem jelenleg
süket bérgyilkos - ez ugyanis az alapértelmezés. De a netsh paranccsal át lehet
állítani a mentalitását, méghozzá hálózati kártyánként.
TOTAL LENGTH: A teljes IP datagram méretét jelzi, bájtban. Mivel a mező kétbájtos, így
az IP datagram maximális mérete 65535 byte lesz31. Mi van, ha ennél nagyobb a
csomag mérete? Tördelünk.
IDENTIFICATION: Ha már tördelnünk kell, akkor valahogy jeleznünk is kell, mely
töredékek tartoznak ugyanahhoz az IP datagramhoz. Ezért számozzuk a csomagokat.
FLAGS: Igen, még mindig tördelünk.
Generic QoS (GQoS) and Traffic Control (TC) API, vagy Quality Windows Audio-Video Experience
(qWAVE), azaz QoS2 API.
31 Rémlik valakinek a gyilkos ping?
30
~ 100 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.5. ÁBRA FLAGS
1. Az első bit használaton kívüli.
2. A második bit azt jelzi, hogy tördelhető-e a csomag? Ha az értéke egy, akkor
nem.
3. A harmadik bit azt mutatja, hogy a mostani IP csomag az utolsó-e, vagy jön
még töredék. Ha az értéke 0, akkor ez az utolsó.
Az ábrán 0100 látható, azaz decimálisan 4. (Igen, a mező négy bitet foglal el, de csak
három bír értelmezhető értékkel: ez a középső kettő. Nem, nem én vagyok a hülye.)
FRAGMENT OFFSET: Ha már tördeltünk, akkor ez az érték mutatja meg, hogy a konkrét
csomag hanyadik töredék éppen.
Jelzem, hogy a tördelésről - fragmentation - később bővebben is lesz szó. Egyelőre
legyen elég annyi, hogy ellenezzük.
TIME-TO-LIVE: Azaz van-e élet a halál előtt? És ha van, akkor mennyi? A mezőben lévő
érték ugyanis azt mutatja, hogy meddig él a csomag. Ha lejárt, akkor az a hálózati
eszköz, amelyiknél az eset bekövetkezett, eldobja a csomagot.
Vajon mi lehet a mértékegysége? Óra? Secundum? Tick?
RFC 1812
Egyik sem. Valamikor tényleg idő dimenziójú volt, de az RFC 1812 óta inkább
számláló, melynek értéke minden hopnál - azaz hálózati eszközön történő
áthaladásnál - csökken egyet. Logikusan, ha küldünk egy csomagot, amelynek a TTL
értéke 0, akkor az nem fog kimenni a subnetről. Ha a TTL értéke 1, akkor a subnetről
kimegyünk ugyan, de maximum csak a szomszéd alhálózatra.
PROTOCOL: Azt mondja meg, hogy az IP Payload-ban milyen protokollhoz tartozó
csomag utazik. Néhány példa:
~ 101 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.1. TÁBLÁZAT
Érték
1
2
6
17
41
47
50
51
Protokoll
ICMP
IGMP
TCP
UDP
IPv6
GRE
ESP
AH
HEADER CHECKSUM: Tulajdonképpen egy CRC, de csak a fejléc integritását biztosítja.
Beugratós kérdés: a feladáskori érték vajon megegyezik-e az érkezési értékkel?
Jaj, hát hogyan is egyezne meg? Épp most mondtam, hogy a TTL értékét minden hop
lecsökkenti. Nyilván minden fejlécbeli módosításkor újra kell számolni az ellenőrző
értéket.
SOURCE ADDRESS: A feladó IP címe... feltéve, hogy a NAT nem rondít bele.
DESTINATION ADDRESS: A célállomás IP címe. Feltéve, hogy a NAT nem rondít bele.
OPTIONS AND PADDING: Jó megfigyelőképességgel rendelkező olvasók észrevehették,
hogy a korábbi ábrán (4.3. ábra Az IP fejléc) ez a mező narancssárga. Ezzel finoman
arra próbáltam célozni, hogy ez a mező teljesen opcionális. Mire is jó? Van egy
csomó kisérő információ, melyek bizonyos esetekben jól jöhetnek a hálózati
eszközök számára. A kisérő információk tipusokra vannak osztva, mindegyiknek
kódja van - és adatstruktúja, természetesen. Ezeket úgy hívják, hogy IP Options, azaz
IP opciók. (Később bővebben is fogunk velük foglalkozni.)
Ha nem használjuk ezt a mezőt, akkor az IP fejléc mérete 20 bájt. Ha használjuk,
akkor a LENGTH mezőnél tárgyaltak alapján már tudjuk, hogy a fejléc mérete
maximum 60 bájt lehet, illetve néggyel oszthatónak kell lennie. Az égegyadta világon
semmi sem garantálja, hogy egy konkrét IP opció adatszerkezete pont néggyel
osztható számú bájtból álljon - ergo ilyenkor értéktelen törmelékkel (padding) fel
kell tölteni a mezőt.
~ 102 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4. 1 .1 . 1 T Ö R E D E Z E T T S É G
Habár már esett róla szó, de nem árt pontosan letisztázni: mi is pontosan az a
bizonyos MTU? Ha szigorúan nézzük, akkor elegendő kibontani az akronimot:
Maximum Transmission Unit, szószerint fordítva: a legnagyobb elszállítható egység.
Persze így túl sok értelme nincs, ha értelem szerint fordítunk, akkor azt mondhatjuk,
hogy a legnagyobb payload mérete, melyet még egy csomagon belül el tudunk
szállítani.
MTU:
http://en.wikipedia.org/wiki/Maximum_transmission_unit
Ez az a pont, ahol nem nevezhetjük csak úgy csomagnak a csomagunkat.
Miért is nem mindegy? Mert láthattuk az ábrán (4.1. ábra Egy hálózati csomag
felépítése), hogy csak nézőpont kérdése, mit is nevezünk payload-nak. Ami egyik
szintről payload, belenézve további header és payload. Ezért fontos tisztázni, hogy
az MTU-t a Network Interface Layer viszonylatában értelmezzük - azaz az MTU a NIL
payload maximális mérete.32
Jó. Akkor mekkora is az MTU?
Attól függ. Lapozz vissza a NIL fejezethez. Azt fogod találni, hogy csomagtovábbítási
technológiától függően más és más. Mi fog történni, ha a csomagunk nagyobb MTUval rendelkező alhálózatról kisebb MTU-val rendelkező alhálózatra kerül? Muszáj
átpréselni a nagy szekrényt a kis ajtón: kisebb darabokra vagdossuk a csomagot azaz fragmentálunk. Kinek fog ez leghamarabb fájni? Úgy van, az Internet rétegnek ergo ebben a rétegben kell megoldanunk a fragmentálás adminisztrációját,
méghozzá értelemszerűen az IP header-ben.
Helyben vagyunk. Erről fog szólni ez a fejezet.
Megjegyzem, ezen a téren nem igazán egységes a szakirodalom. Van ahol azt mondják, hogy a
konkrét rétegre jellemző MTU az a konkrét réteghez tartozó maximális payload mérete. A
gyakorlatban viszont inkább az terjedt el, hogy a hálózati kártyának van MTU-ja - mely felfogás
ebben az esetben a fenti, a NIL rétegre vonatkozó definíciót jelenti.
32
~ 103 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Mit is tudunk eddig? Elég sokat. Ha fragmentálódott a csomagunk, akkor
 Az összetartozó, azaz ugyannak a csomagnak a darabjait az IDENTIFICATION
mező azonosítja be.
 A darabok sorrendjét a FRAGMENT OFFSET mező határozza meg.
 A szélső töredékeket a MORE FRAGMENTS flag azonosítja.
Akinek ennyi elég is, az nyugodtan átugorhatja a következő pár oldalt. Ugyanis itt
fogom kifejteni, hogyan is történnek pontosan ezek a dolgok.
Először is vizsgáljuk át alaposan az alábbi két ábrát.
4.6. ÁBRA F RAGMENTÁLT CSOMAG HARMADIK TÖREDÉKE
4.7. ÁBRA F RAGMENTÁLT CSOMAG UT OLSÓ TÖREDÉKE
~ 104 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Mielőtt darabokra cincálnánk az ábrát, egy gyors kérdés: vajon hogyan lehet a
legegyszerűbben töredezett csomagokat produkálni? Úgy van, a varázslatos ping
paranccsal. A parancsnak ugyanis van egy olyan paramétere, mely a payload méretét
adja meg - egyszerűen nagyobbra kell választanunk az értéket, mint az aktuális MTU
értékünk. A fenti ábrák is így keletkeztek: kiadtam a ping -l 5000 192.168.1.2
parancsot.
Bónusz feladat: aki az ábrák alapján megmondja, mennyi az MTU-m értéke, az kap
egy nyalókát. De tessék igyekezni, mert a következő oldalakon elárulom a megoldást.
Akkor kezdjük az első ábrával. Van benne egy ronda téglalap: ez mutatja azt, hogy
mely keretekről van egyáltalán szó: a 213-as a kérés, 214-217 között jön vissza a
töredezett válasz. Magán az első ábrán a harmadik töredéket láthatjuk, a második
ábrán pedig a negyedik, azaz utolsó csomagot.
Akkor most egy ideig nem is szólnék semmit, mindenkit megkérek, hogy az eddigi
információk alapján nézze át alaposan a képeket.
.
néz
.
.
még mindig néz
.
.
Gondolom, megvolt. Akkor nézzük át együtt. Mindkét ábrán látható, hogy a
csomagban az IDENTIFICATION mező értéke 0xddda. Tehát ugyanahhoz az eredeti
csomaghoz tartoznak. Az első képen a FLAGS mező bitjei jelzik, hogy a csomag nem
nem (sic) töredezett (don't fragment not set), azaz töredezett - és ezen belül még
több csomag is van (more fragments set), azaz ez nem az utolsó adag. Az utolsó
töredéknél a more fragments értéke not set, azaz jelzi, hogy nincs már több töredék
ebből a (0xddda) csomagból.
Nézzük akkor még a FRAGMENT OFFSET értéket: a harmadik csomagnál 2960, a
negyedik csomagnál pedig 4440. Itt már azért kellene jócskán matekozni, ha a
Wireshark nem lenne olyan kedves és nem adna pontosabb infókat is.
Először például a felső táblán már a keret összefoglaló sorában is láthatjuk az egyes
offset értékeket. (Ha esetleg ismeretlen lenne a fogalom: offset alatt mindig
valamilyen értékhez képesti elcsúszást szoktunk érteni.) Az első keretnél az offset
nulla, azaz a keret összerakáskor a 0. pozícióból fog indulni. A második keret értéke
1480, azaz a keret a képzeletbeli számegyenesen az 1480. pozícióból indul, azaz az
előző az 1479. pozícióban végződik. A harmadik keret offset értéke 2960, a
negyediknél ugyan nem látjuk a fősorban, de ha ránézünk az alatta lévő ablak aljára,
meglehetősen világosan és egyértelműen látjuk, melyik csomag mettől meddig tartó
részét képezi az eredeti széttördelt csomagnak.
~ 105 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Oké. Már csak egy kérdés tisztázása maradt hátra: mennyi is akkor az MTU?
Nyilván első körben azt mondanánk, hogy 1480. Hiszen ekkora darabokból áll össze
a végső csomag.
De.
Nézzük meg alaposabban az ábrákat. Látunk IP OPTIONS mezőt? Nem. Akkor
mekkora lehet a fejléc? 20 bájt. Gyorsan csekkoljuk le, nézzük meg a HEADER
LENGTH mező értékét: ott is azt látjuk, hogy '20 bytes'.
Tehát IP csomagon belül a fejléc 20 bájt, a payload pedig 1480 bájt. Ugyanezt összeg
formájában is láthatjuk, ha ránézünk a harmadik csomag TOTAL LENGTH mezőjének
értékére.
Csakhogy, hogyan is definiáltuk az MTU-t? Úgy, hogy az a NIL kereten belül a
payload - de ez viszont a teljes IP datagram, azaz 1500 bájt. Ő az MTU.
Egy dolgon lehet még elgondolkodni: mi is van akkor a fejlécekkel? Hiszen a végső
csomagnak csak egy IP header-e van, ezzel szemben a négy töredéknek bizony négy.
Nem vesz el ez értékes biteket a keretekből?
De, elvesz.
Amikor össze kell raknunk a csomagot, akkor kapunk 3 darab 1480 bájtos és 1 darab
568 bájtos payload tartalmat, illetve 4 darab 20 bájtos fejlécet. A négy fejléc alapján
legyártjuk az eredeti csomag 20 bájtos fejlécét - 60 bájt információ pedig megy a
kukába. Aztán az eredeti payload már csak a töredékek 1480 bájtos payload
darabkáiból, illetve az utolsó töredék maradék payload darabkájából lesz
összerakva.
Most képzeljük el a következőt: szegény csomagunkat rossz sorsa olyan útvonalra
vezeti, ahol az egyik alhálózat MTU értéke 4460, a következő alhálózaton ugyanez
2662, majd a harmadik alhálózaton 1500. Mi történik ilyenkor? Lehet-e a töredezett
csomagokat tovább tördelni? Le tudja-e ezt kezelni az IP réteg?
Igen, le tudja.
Csak nem szereti.
Mi sem.
Szerencsére ma már az ilyesmi nagyon ritka, nem is nagyon mennék bele a konkrét
megvalósítás boncolgatásába.
Mindenesetre ha teljesen rejtélyesen, kiszámíthatatlanul viselkedő hálózati
kommunikációval találkozol, mely hol jó, hol nem - akkor először mindig az MTU
környékén érdemes szétnézned.
~ 106 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4. 1 .1 . 2 IP O P T I O N S
Mint korábban is írtam, ez egy opcionális mező. Ha nincs, úgy is jó. Ha van, úgy is jó.
De, mint látni fogjuk, itt főleg olyan információk utaznak, melyeknek túl sok közük
nincs az IP payloadhoz - itt inkább a kommunikáció komponensei üzengetnek
egymásnak, jórészt tesztelési célzattal.
Ezek az üzenetek 1 és 40 bájt között tetszőleges méretűek lehetnek - de
emlékszünk,33 a méretnek néggyel oszthatónak kell lennie. Hány IP Option lehet egy
IP fejlécben? Amennyi belefér. Majd meglátjuk. Hogyan kell szétosztani az egyes IP
Option csomagokat, ha fragmentálódott az IP datagramm? Attól függ. Majd
meglátjuk.
Akkor lássuk meg.
OPTION CODE: 1 bájt, vezérlőinformációk. Ennek a részei:
COPY:
Balról az első bit. Töredezett IP datagramok esetén van szerepe.
Amennyiben az értéke 0, akkor az IP Option csomagok csak az első töredékbe
kerülnek bele. Ha 1, akkor mindegyikbe.
OPTION CLASS: Balról a második és a harmadik bit.
4.2. TÁBLÁZAT
Option Class binárisan
00
01
10
11
Option Class decimálisan
0
1
2
3
OPTION NUMBER: A maradék
Leírás
Hálózati kontroll
Majd csak jó lesz valamire
Nyomozás, mérés
Majd csak jó lesz valamire
öt bit egy azonosító kód. Ez mondja meg, hogy ki is
pontosan a konkrét IP Option.
4.3. TÁBLÁZAT
Copy bit
0
0
1
0
1
1
0
33
Option Class
00 (0)
00 (0)
00 (0)
00 (0)
00 (0)
00 (0)
10 (2)
Option number
00000 (0)
00001 (1)
00011 (3)
00111 (7)
01001 (9)
10100 (20)
00100 (4)
Leírás
End Of Option List
No Operation
Loose Source Routing
Record Route
Strict Source Routing
IP Router Alert
Internet Timestamp
Tulajdonképpen most írom le harmadszor, tehát lassan már muszáj lesz.
~ 107 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Nem csak a fenti táblázatban lévő IP opciók léteznek.
A teljes lista itt található meg:
http://www.iana.org/assignments/ip-parameters
4.1 .1 .2 .1 E N D O F O P T I O N L I S T , N O O P E R A T I O N
A két IP opciót nyugodtan kezelhetjük együtt. Mind a kettőnek egy bájtnyi az értéke,
ez gyakorlatilag az OPTION CODE. Az első értéke 0, a másodiké 1. A NO OPERATION
bájt (1) választja el egymástól a különböző IP Option csomagokat, az END OF THE
OPTION LIST bájt (0) pedig lezárja az utolsót.
4.1 .1 .2 .2 R E C O R D R O U T E
4.8. ÁBRA R ECORD R OUTE
Itt nincs túl nehéz dolgom: egyszerűen csak le kell fordítanom a nevet.
Record route -> feljegyezzük az útvonalat. Azaz megy a csomag hop-ról hop-ra, Az
ugrás sorszáma kerül bele a Next Slot Pointer mezőbe34, a router IP címe pedig a
soron következő IP Address mezőbe.
Pontosabban sorszám*4, mert egy IP cím 4 bájt, és így kapjuk meg azt a méretnövekményt, melyet
majd össze kell hasonlítanunk az Option Length mező értékével ahhoz, hogy eldönthessük, egyáltalán
rögzíthetjük-e még az IP címeket, vagy már túlcsordultunk.
34
~ 108 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.9. ÁBRA R ECORD R OUTE IP O PTION
Az ábrán egy kikényszerített Record Route látható. Úgy vettem erőszakot a
rendszeren, hogy beírtam a ping -r 4 index.hu parancsot. Jelen esetben a 4-es szám az
Option Length paraméter értéke - ez jelenti azt, hogy maximum 4 IP címet
jegyezhetek fel. Látszik is szépen az IP Option kikalkulált mérete: 4*4 bájt az IP
címeknek, 1 bájt az Option Code (az értéke ugye 7), 1 bájt az Option Length és 1 bájt
a Next Slot Pointer - azaz összesen 19 bájt. (Nyilván a néggyel oszthatóság miatt lesz
1 bájt padding is, jelen esetben értelemszerűen egy End of Option List mező.)
Azt is tudjuk, hogy az IP fejléc maximális mérete 60 bájt, tehát maximum 9 IP címet
tudunk rögzíteni. Ha több esik útba, akkor úgy jártunk. (De legalább megspóroltunk
pár bitet az Internet Header Length mezőnél.)
Akkor most már csak az a kérdés, hogy miért nem látunk semmit a csomagban?
Nos, semmi garancia sincs arra, hogy mind az én hálózatomban, mind a vad
interneten barátságos routereket fogok találni. Nézzük csak meg még egyszer az
ábrát? Egy csomó echo request, de nincs egyetlen echo reply sem. Valójában tényleg
ez is történt: a ping timeout-ra futott - azaz a routerek nem voltak hajlandóak
együttműködni.
Egy fontos megjegyzés: ha esetleg arra gondolnál, hogy a tracert is ilyen
módon szedi össze egy útvonal állomásait, akkor tévedsz. Az ugyanis mindig
eggyel nagyobb TTL értékű pinggel próbálkozik.
~ 109 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.1 .1 .2 .3 S T R I C T S O U R C E R O U T I N G / L O O S E S O U R C E R O U T I N G
Az erős emberek opciója. Megmondjuk annak a nyomorult IP csomagnak, hogy
konkrétan milyen útvonalon jusson el a célállomáshoz. Méghozzá a STRICT esetben
routerről routerre előírjuk az útvonalat, míg a LOOSE esetben csak azokat a
routereket adjuk meg, melyeken át kell haladnia a csomagnak - hogy közben merre
bóklászik, az az ő dolga.
Jogos lehet a kérdés: ennek meg ugyan mi értelme van? Azért léteznek különböző
routolási algoritmusok, azért fecsegnek ezek a routerek olyan sokat egymás között,
hogy lehetőleg minden csomag optimális útvonalon közlekedjen. Hogyan jövök én, a
feladó host, ahhoz, hogy előírjam az útvonalat?
Emlékezzünk vissza: mire is használjuk általában az IP Options blokkokat?
Tesztelésre. Itt is erről van szó. Ha olyan a hálózatunk, hogy van benne egy
alacsonyabb költségű útvonal, meg a biztonság kedvéért egy magasabb költségű
alternatív útvonal, akkor hogyan tudjuk letesztelni, hogy a második útvonal éppen
működik-e? Hiszen minden csomag az első útvonalon megy. Működő hálózatot meg
megszaggatni a teszt kedvéért... nem elegáns.
Ilyenkor jönnek be a képbe a SOURCE ROUTING opciók.
4.10. ÁBRA S TRICT S OURCE R OUTING
OPTION CODE: STRICT esetben 137, LOOSE esetben 131. (Kibontás: 4.1. táblázat )
OPTION LENGTH ÉS NEXT SLOT POINTER: Ugyanaz a matek, mint az előző IP opciónál.
FIRST IP ADDRESS, SECOND IP ADDRESS, OTHER IP ADRESSES: Ide kéretik felsorolni az összes
érintendő IP címet. Mennyi is lehet belőlük? Az IP OPTIONS max 40 bájt, ebből
megettünk hármat, marad 37, az IP cím 4 bájtos, azaz osztunk néggyel - marad
kilenc. Ennél hosszabb útvonalat, ha belegebedünk sem tudunk összeállítani.
~ 110 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Szaladjunk át gyorsan a folyamaton. A router/destination host megkapja a csomagot.
Ha a NEXT SLOT POINTER értéke nagyobb, mint az OPTION LENGTH értéke, akkor
megdöbbenve veszi tudomásul, hogy a csomag neki szólt. Amennyiben nem, akkor a
következők történnek:
 Megnöveli néggyel a NEXT SLOT POINTER mező értékét.
 A router belenyúl az IP datagram hátizsákjába, előveszi a következő IP címet.
 Ezzel az IP címmel felülírja az IP csomag fejlécében szereplő DESTINATION IP
ADDRESS mező értékét.
 Belerakja a saját címét az IP csomag hátizsákjába, méghozzá úgy, hogy az
előző hop-nál elhasznált IP címet írja felül.
 Kirúgja a csomagot.
Egy utolsó gondolat: a SOURCE ROUTING nem mindenhol engedélyezett. Az
interneten például tipikusan nem.
~ 111 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.1 .1 .2 .4 IP R OU TER AL ER T
Azaz a vészcsengő. Ez az, amikor az óvodás nézők felkiabálják Vitéz Lászlónak, hogy
'Vigyázz, jön a Csokoládépofa!'.
Ugyanez informatikusra fordítva azt jelenti, hogy ez az IP opció figyelmezteti az
aktuális hostot, hogy vigyázat, ezzel a csomaggal valamit csinálnia kell a
továbbpasszoláson kívül. Tipikusan ilyenek a később részletezendő IGMP csomagok.
4.11. ÁBRA IP R OUTER A LERT
Látható, a csomag szerkezete nincs igazán túlbonyolítva.
OPTION CODE: Értéke 148.
OPTION LENGTH: Értéke fix 4-es.
VALUE: Jelen esetben az értéke 0.
~ 112 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.1 .1 .2 .5 IN TE R N E T T IM E S TAM P
Némileg hasonlít a RECORD ROUTE opcióhoz - csak itt nem az útvonalat, hanem a
csomag megérkezési időpontjait rögzítik a routerek, illetve a célállomás.
Pusztán érdekességként jegyzem meg, hogy az időt az előző éjfél óta eltelt
milliszekundumokban méri.
4.12. ÁBRA I NTERNET T IMESTAMP
OPTION CODE: 68. Ugye, már nem kell részleteznem?
OPTION LENGTH, NEXT SLOT POINTER: Ugyanazok, mint eddig.
OVERFLOW: Láthattuk, az IP OPTIONS blokk mérete véges. Mi van, ha kilencnél több
hoston megy át a csomag? Akkor itt, az OVERFLOW mezőben láthatjuk, hány host
maradt ki. (4 bit, tehát max 15.)
FLAGS: Itt tudjuk megadni, hogy tulajdonképpen mit is rögzítsünk: csak az
időbélyeget(0), vagy írjuk mellé a host IP címét is(1)? Értelemszerűen az utóbbi
esetben feleannyi hop adatait tudjuk rögzíteni, azaz hamarabb lép pályára az
OVERFLOW mező is.
~ 113 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.13. ÁBRA FLAG=1
Van még egy meglehetősen különleges értéke a FLAG mezőnek, ez a 3-as. Ekkor
megint hátizsákozunk: belerakunk előre IP címeket a batyuba, az időbélyeg pedig
csak akkor rögződik, amikor elérjük az előírt IP címmel rendelkező hostot.
IP ADDRESS / TIMESTAMP: A rögzített értékek.
És akkor a demó.
4.14. ÁBRA I NTERNET T IMESTAMP MEGADÁSA A PING PARANCSON BELÜL
~ 114 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.15. ÁBRA I NTERNET T IMESTAMP LELEPLEZVE
A fenti ábrából látható, hogy csak a szomszédos hostot pingettem meg. (Egy IP cím
és egy időbélyeg bejegyzés van mindösszesen a batyuban.) Én a szívem szerint
pingettem volna távolabbi hostokat is, de már a következő routeren sem volt
engedélyezve ez az IP opció... az internetről már nem is beszélve.
Matekozzunk egy kicsit. Számoljuk ki például az időbélyegből, mennyire volt
kaporszakállú öreg este, amikor ez a capture készült?
Mindkét ábra azt mondja, hogy az időbélyeg: 4271687066 ms, azaz osztva 1000 és
osztva 3600, az annyi, mint az előző éjfél után 1186,6 óra.
Ejnye, de megváltozott mostanság az időszámítás.
Valami nem stimmel.
Tovább olvasva az RFC 791-et, azt mondja, hogy amennyiben nem áll a router
rendelkezésére UTC formájú idő, vagy az nem millisecundum pontosságú, akkor
gyakorlatilag bármi is lehet az időbélyeg. Ezt onnan tudjuk, hogy ilyenkor a
legmagasabb helyiértékű bit magasra lett állítva. Hogyan is néz ki a számunk
binárisban?
Így: 11111110100111001100010110011010.
Bizony, a bal szélső érték magas... azaz innentől nem köthető össze direktben a szám
a valós időértékkel.
De legalábbis nem publikus a képlet.
~ 115 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.1.2 É L ET
A HA T Á R O N :
R O U T E , NAT, P RO X Y
Sokáig - kimondva-kimondatlanul - olyan esetekről beszéltünk, amikor a feladó és a
címzett egy alhálózaton vannak. Csakhogy az előző fejezetben már kényelmetlenül
sokszor hangzott el az a szó, hogy 'router'. Feltételezem, sok emberben horgadt fel a
kérdés, hogy mennyiben is változnak meg a csomagok akkor, ha határőrök is
vegzálják a küldeményeket?
Akkor nézzük, mi is történik pontosan a határon. Az első, és messze a legkorrektebb
megközelítés az, hogy attól függ35.
Ugyanis egy csomagot lehet routolni meg natolni.
Mi a különbség?
Messziről fogunk közelíteni.
Mindenki tudja, mi az az IP cím?
Minden kérdésre válaszold nyugodtan azt, hogy attól függ. Egyrészt így a kérdező lesz
rákényszerítve arra, hogy több információt adjon, másrészt időt nyersz a jó válasz megfogalmazására
is. Csak az önmaguktól elvakult emberek, illetve a reménytelenül naívak akarnak mindig egyből
válaszolni.
35
~ 116 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4. 1 .2 . 1 A Z I P C Í M
Oké, elismerem, egy hálózatokról és a TCP/IP-ről szóló könyv százvalahanyadik
oldalán elég hülyén hangzik ez a kérdés. De úgy tapasztaltam, néha nem árt az
evidenciákat is elmagyarázni, hogy szép kerek legyen az anyag.
Tehát az IP cím az egy négybájtos azonosító, mely önmagában nem mond semmit.
Minden IP címhez tartozik egy másik négybájtos szám, az ún. alhálózati maszk
(subnet mask). Ez definiálja, hogy magából az IP címből hány bit azonosítja a
hálózatot és hány bit a hálózaton belül a kérdéses hostot.
Például a 192.168.1.164 IP cím és a 255.255.255.0 alhálózati maszk a következő
dolgokat határozza meg:
 A hálózat azonosítója
: 192.168.1
 A hálózaton belül a host azonosítója
: 164.
Miért? A bináris matek miatt:


192.168.1.164
255.255.255.0
-> 11000000 10101000 00000001 10100100
-> 11111111 11111111 11111111 00000000
Azt mondjuk, hogy amíg az alhálózati maszk értéke 1, addig tart a hálózat azonosító,
amikor pedig 0, akkor ott már a host azonosítót kapjuk. Valamivel matekosabban
úgy is mondhatnám, hogy az IP cím és az alhálózati maszk bináris szorzata (AND)
adja a hálózat azonosítóját, illetve az alhálózati maszk negáltja (NOT) szorozva az IP
címmel adja a host azonosítóját.
Szokták ezt úgy is jelölni, hogy nem írják le az alhálózati maszk minden egyes bitjét,
csak megadják, hogy hány darab egyes van benne. (Remélem, az nem lep meg, hogy
az alhálózati maszk mindig balra zárt - azaz balról töltődik fel egyesekkel.)
Ekkor a fenti példa így néz ki: 192.168.1.164/24.
Nyilván az sem nagy meglepetés, hogy ebben az esetben a hálózaton 256 különböző
host lehet. (Igazából 254, mert a két szélső cím fenn van tartva a hálózat
beazonosítására, illetve a broadcast címre.)
~ 117 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Vizsgáljunk meg egy cifrább esetet.
Hogyan szedjük ketté a következő IP címet: 10.48.247.6/20?
Binárisan:
 IP cím
: 00001010 00110000 11110111 00000110
 Alhálózati maszk
: 11111111 11111111 11110000 00000000
Innen már csak vissza kell konvertálgatni:
 Hálózat azonosító : 10.48.240
 Host azonosító
: 7.6
 A hostok maximális száma pedig: 212-2, azaz 4094.
Csavarjunk még egyet a példán. Fogja-e egymást közvetlenül látni a következő két
host: 10.48.247.6/20 és 10.48.247.5/22?
Miután mindenki megtette a tétjeit, vágjunk bele. Mikor látja egymást két host?
(Router nincs.) Ha azonos alhálózaton vannak.
Matek.
Az első cím felbontását fentebb láthattuk. Jöhet a második cím.
 IP cím
: 00001010 00110000 11110111 00000101
 Alhálózati maszk
: 11111111 11111111 11111100 00000000
 Hálózat azonosító
: 10.48.244
 Host azonosító
: 3.5
 A hostok maximális száma : 210-2, azaz 1022.
Megegyezik a két hálózat azonosítója? Nem. Tehát a két host közvetlenül nem látja
egymást - dacára annak, hogy az IP címük szomszédos. Csak éppen a maszk
különbözik.
Még egy feladat, ha már így belejöttünk. Fogja-e látni egymást - router nélkül - az
alábbi két host?
4.4. TÁBLÁZAT
Név
host1
host2
host1:





IP cím
192.168.154.63
192.168.154.64
IP cím
Alhálózati maszk
Hálózat azonosító
Host azonosító
Hostok maximális száma
~ 118 ~
Alhálózati maszk
255.255.255.192
255.255.255.192
: 11000000 10101000 10011010 00111111
: 11111111 11111111 11111111 11000000
: 192.168.154.0
: 63
: 2^6-2, azaz 62.
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
host2:





IP cím
Alhálózati maszk
Hálózat azonosító
Host azonosító
Hostok maximális száma
: 11000000 10101000 10011010 01000000
: 11111111 11111111 11111111 11000000
: 192.168.154.64
:0
: 2^6-2, azaz 62.
Nos, látjuk? Megint nem egyeznek meg a hálózati azonosítók. Megint nem fogják
látni egymást. Pedig itt ránézésre minden stimmelt, azonosak voltak az alhálózati
maszkok, szomszédosak voltak az IP címek... aztán mégsem.36
Maradjunk annyiban, hogy gyakorlott szem kell az IP címekkel való kavaráshoz. És
ha csak egy picit is bizonytalan vagy, akkor mindenféle szégyenkezés nélkül elő kell
kapni a calc.exe programot és kipötyögni a választ.
Vissza a fősodorhoz. Nos, a világ nem volt mindig ilyen rugalmas, mint ahogy én
eddig kavartam. Nagyon sokáig ilyen bontás egész egyszerűen nem volt
engedélyezve. Az IP címek osztályokba voltak sorolva, mégpedig az alhálózati
maszkok szigorú behatárolásával. Valahogy így.
4.5. TÁBLÁZAT
Osztály
Bal
oldali
bitek
A
0
B
10
C
110
D
1110
(multicast)
E (foglalt)
1111
Hálózatokat
leíró
bitek
száma
8
16
24
Alsó
határ
Felső határ
Hálózatok
száma
1.0.0.1
128.1.0.1
192.0.0.1
224.0.0.0
126.255.255.254
191 .255.255.254
223.255.255.254
239.255.255.254
127
16384
2097152
240.0.0.0
254.255.255.254
Hostokat
leíró bitek
száma
24
16
8
Hostok
száma
16777214
65534
254
Ezt valamikor úgy hívták, hogy Classful IP címkiosztás. Szerencsére elröpült felette
az idő vasfoga. Ez ugyanis borzasztóan pazarló volt - az IP címek pedig kezdtek
rohamosan elfogyni.
A címfogyásra volt az egyik megoldás a CIDR37, azaz az alhálózati maszkok sokkal
rugalmasabb tologatása. (Ezt mutatta be a második/harmadik matekozós példa.)
A másik megoldás pedig a NAT38.
Az a NAT, ami máshogy működik, mint a routolás.
Tessék észrevenni az ordas csalást. Host1 igazából egy alhálózat legfelső címe, azaz a broadcast
cím, Host2 pedig a vele fentről érintkező alhálózat legalsó címe, azaz a hálózat azonosítója. Ergo ilyen
IP című hostok nem is létezhetnek. Ettől persze a példa még jó, csak éppen a valóságban host1 utolsó
oktettje 62, illetve host2 utolsó oktettje 65 lett volna.
37 Classless Inter Domain Routing
38 Network Address Translation
36
~ 119 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4. 1 .2 . 2 R O U T E
Ehhez persze először el kell mélyednünk a routolás lelkivilágába - és majd csak
utána térhetünk vissza a NAT-hoz.
Már az sem egyszerű, mit is nevezünk routolásnak? Routolás az, ha
betárcsázunk/bevépéenezünk egy hálózatba, ahol egy IP poolból kapunk címet?
Nem, ha az IP pool a belső hálózatból van kihasítva, azaz ugyanaz a hálózati
azonosítónk, mint a többi gépé. Ekkor csak bridzselés39 történik.
Routol például egy switch? Nem. A switchek általánosságban az ISO/OSI L2
rétegében dolgoznak (ebben a könyvben ez a NIL rétegnek felel meg), míg a
routerek az L3-ban40. (Amely itt az Internet réteg.)
Gondolom, már körvonalazódik: routolás akkor történik, ha egy küldemény az egyik
alhálózatból egy másikba szeretne átmenni. (A protokoll természetesen azonos.) A
router pedig az az elem, amelyiknek egyik lába az egyik hálózatba, a másik lába
pedig a másikba lóg bele41 - ő pedig képes a kettő közötti forgalom lebonyolítására.
Alakulunk.
Ássunk bele egy kitalált folyamatba.
4.16. ÁBRA R OUTOLÁS HÁLÓZATBAN
1. A Forrás névvel jelölt számítógépnek halaszthatatlan közlendője támad,
melyet a Cél nevű számítógéppel szeretne megosztani. A hálózat egyszerű
Ethernet.
1 szan - 2 treff.
Tudom, hogy van L3 switch is, de ezekkel most nem akarom bonyolítani a könyvet.
41 Megjegyzem, láttam már százlábú routert is.
39
40
~ 120 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
2. A Cél nevű számítógép IP címét megszerzi valahonnan. (Vagy benne van a
programban, vagy segítségül hívja a névfeloldási folyamatot és mondjuk egy
DNS szerver megsúgja neki.)
3. Szomorúan veszi tudomásul, hogy abszolút más hálózatról van szó, tehát
közvetlenül nem tudja elküldeni a csomagot.
4. Egy - később tárgyalandó algoritmussal - megszerzi annak a hostnak az IP
címét, mely felelős az idegen hálózatba küldött csomagok továbbításáért. Ez
jelen esetben a Router A lába lesz.
5. Az IP cím birtokában - az ARP segítségével - begyűjti a Router A MAC
address-ét, és így már össze tudja rakni a küldendő csomagot:
a. Source IP address : 192.168.12.25
b. Source MAC address : 00-1e-8c-ab-37-2e
c. Target IP Address : 10.10.99.124
d. Target MAC address : 00-18-f8-f1-34-0a (!!)
6. Mivel egy fogadott csomag beazonosítása alulról felfelé történik (2.1. ábra
Rétegek és csomagok (forrás: Wikipedia), így a Target IP cím hiába a Cél
számítógépé, de a Target MAC address miatt a Router A magáénak fogja
érezni a csomagot. Felszipkázza. A Target IP alapján értelmezi a feladatot,
megkeresi, melyik lábán kell továbbítania a csomagot (ne feledjük, léteznek
százlábú routerek is), az ARP segítségével begyűjti a Cél számítógép MAC
address értékét, majd összerakja a következő csomagot:
a. Source IP address : 192.168.12.25
b. Source MAC address : 00-1e-8c-f1-34-0a
c. Target IP Address : 10.10.99.124
d. Target MAC address : 00-0d-87-3d-4e-4d
7. A Target MAC address miatt a Cél számítógép felveszi a csomagot, a Target IP
cím alapján látja, hogy neki szól. Boldog. Miután megérkezett az összes
csomag, összerakja az üzenetet, és az eddig tárgyalt módon válaszol.
Nagyon durván ennyi. De már most is látható, hogy van egy-két zavaros terület:
 Honnét is tudja a Forrás, hogy neki pont Router A számára kell elküldeni ezt
a csomagot?
 Honnét is tudja a Router, hogy melyik lábán kell továbbküldenie a csomagot?
És mi van akkor, ha a Cél számítógép nem kapcsolódik közvetlenül a
Routerhez, hanem van köztük mondjuk még 5 darab köztes router is?
Először ismerkedjünk meg a Default Gateway, illetve a route tábla fogalmakkal.
A Default Gateway, mint a neve is mutatja, maga a default, azaz az alapértelmezett.
Ez elméletileg azt jelenti, hogy minden esetben, amikor a host a saját alhálózatáról
idegen alhálózatra szeretne csomagot küldeni, akkor erre a címre továbbítja azt.
~ 121 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
A 4-es pontban innét, ebből a beállításból tudta a Forrás, hogy ki lesz a következő
hop az útvonalon. Elméletben.
A gyakorlatban viszont röhögve megjelenik a színen a route tábla.
A route tábla ugyanis egy nagyon pontosan, finoman szabályozható útválasztó
táblázat, melynek része a Default Gateway koncepció is, de ennél jóval finomabban is
lehet szabályozni az egyes megcélzott útvonalakat. Gondoljunk bele például egy
olyan esetbe, ahol egy alhálózatból nem csak egy router nyit kijáratot.
Régen matekoztunk már.
===========================================================================
Interface List
8 ...00 1e 8c ab 37 2e ...... Realtek RTL8168B/8111B Family PCI-E GBE NIC
1 ........................... Software Loopback Interface 1
9 ...02 00 54 55 4e 01 ...... Teredo Tunneling Pseudo-Interface
13 ...00 00 00 00 00 00 00 e0 isatap.{47CE5CAA-223F-4CD4-9A17-D91D7DDC2066}
===========================================================================
IPv4 Route Table
===========================================================================
Active Routes:
Network Destination
Netmask
Gateway
Interface Metric
0.0.0.0
0.0.0.0
192.168.1.1
192.168.1.101
20
127.0.0.0
255.0.0.0
On-link
127.0.0.1
306
127.0.0.1 255.255.255.255
On-link
127.0.0.1
306
127.255.255.255 255.255.255.255
On-link
127.0.0.1
306
192.168.1.0
255.255.255.0
On-link
192.168.1.101
276
192.168.1.101 255.255.255.255
On-link
192.168.1.101
276
192.168.1.255 255.255.255.255
On-link
192.168.1.101
276
192.168.99.0
255.255.255.0
192.168.1.2
192.168.1.101
21
224.0.0.0
240.0.0.0
On-link
127.0.0.1
306
224.0.0.0
240.0.0.0
On-link
192.168.1.101
276
255.255.255.255 255.255.255.255
On-link
127.0.0.1
306
255.255.255.255 255.255.255.255
On-link
192.168.1.101
276
===========================================================================
Persistent Routes:
Network Address
Netmask Gateway Address Metric
192.168.99.0
255.255.255.0
192.168.1.2
1
===========================================================================
Így néz ki a számítógépem útválasztási táblázata. Ránézésre vannak sorok, melyek
egészen jól értelmezhetőek... de az egész... egy kicsit zűrös.
De csak addig, amíg el nem kezdünk számolgatni.
~ 122 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Vegyünk 3 megcélzott IP címet:
1. 192.168.1.103, binárisan 11000000 10101000 00000001 01100111
2. 192.168.99.17, binárisan 11000000 10101000 01100011 00010001
3. 195.247.14.56, binárisan 11000011 11110111 00001110 00111000
Most jön a neheze. Szorozzuk össze ezeket egyenként binárisan (AND) az
útválasztási táblázatban szereplő Netmask értékekkel, melyeket a lenti táblázat 2. és
3. oszlopa is tartalmaz..
1. (192.168.1.103):
11000000 10101000 00000001 01100111 AND...
4.6. TÁBLÁZAT
Ssz
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
NetMask
0.0.0.0
255.0.0.0
255.255.255.255
255.255.255.255
255.255.255.0
255.255.255.255
255.255.255.255
255.255.255.0
240.0.0.0
240.0.0.0.
255.255.255.255
255.255.255.255
NetMask binárisan
00000000.00000000.00000000.00000000
11111111. 00000000.00000000.00000000
11111111.11111111.11111111.11111111
11111111.11111111.11111111.11111111
11111111.11111111.11111111.00000000
11111111.11111111.11111111.11111111
11111111.11111111.11111111.11111111
11111111.11111111.11111111.00000000
11110000.00000000.00000000.00000000
11110000.00000000.00000000.00000000
11111111.11111111.11111111.11111111
11111111.11111111.11111111.11111111
Eredmény
00000000.00000000.00000000.00000000
11000000 00000000 00000000 00000000
11000000 10101000 00000001 01100111
11000000 10101000 00000001 01100111
11000000 10101000 00000001 00000000
11000000 10101000 00000001 01100111
11000000 10101000 00000001 01100111
11000000 10101000 00000001 00000000
11000000.00000000.00000000.00000000
11000000.00000000.00000000.00000000
11000000 10101000 00000001 01100111
11000000 10101000 00000001 01100111
Írjuk fel a Network destination értékeket is binárisan, majd tegyük mellé az előző
táblázat Eredmény oszlopát.
4.7. TÁBLÁZAT
Ssz
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Network Destination
0.0.0.0
127.0.0.0
127.0.0.1
127.255.255.255
192.168.1.0
192.168.1.101
192.168.1.255
192.168.99.0
224.0.0.0
224.0.0.0.
255.255.255.255
255.255.255.255
Network Destination binárisan
00000000.00000000.00000000.00000000
01111111. 00000000.00000000.00000000
01111111. 00000000.00000000.00000001
01111111.11111111.11111111.11111111
11000000.10101000.00000001.00000000
11000000.10101000.00000001.01100101
11000000.10101000.00000001.11111111
11000000.10101000.01100011.00000000
11110000.00000000.00000000.00000000
11110000.00000000.00000000.00000000
11111111.11111111.11111111.11111111
11111111.11111111.11111111.11111111
Előző eredmény
00000000.00000000.00000000.00000000
11000000 00000000 00000000 00000000
11000000 10101000 00000001 01100111
11000000 10101000 00000001 01100111
11000000 10101000 00000001 00000000
11000000 10101000 00000001 01100111
11000000 10101000 00000001 01100111
11000000 10101000 00000001 00000000
11000000.00000000.00000000.00000000
11000000.00000000.00000000.00000000
11000000 10101000 00000001 01100111
11000000 10101000 00000001 01100111
CT
32
0
0
0
32
30
24
17
2
2
2
2
A táblázathoz hozzáfűztem egy CT, azaz counter oszlopot. Ez az érték mutatja azt,
hogy ha a harmadik és a negyedik oszlopot balról jobbra haladva binárisan
összehasonlítom, akkor meddig, azaz hanyadik karakterig tart az egyezés.
Az a sor nyer, ahol a legnagyobb ez az érték. Holtverseny esetén a NetMask
egyeseinek száma dönt.
~ 123 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Jelen táblázatban mind az első, mind az ötödik sorban a CT értéke 32, de az első
sorhoz tartozó Netmask-ban az egyesek száma határozott nulla, míg az ötödik
sorban 24. Azaz a 192.168.1.103 cím megtámadása esetén az 5. sor nyert, ezt
visszakeresve a route táblából, láthatjuk, hogy a 192.168.1.101 hálózati kártyán kell
kimennünk, és onlink-en vagyunk, tehát nincs szükségünk routerre.
2. (192.168.99.17):
11000000 10101000 01100011 00010001 AND...
Az előző példában becsületesen végigszámoltunk minden sort. A továbbiakban
annyiból egyszerűsítenék, hogy a localhostra (127.0.0.1), a multicast-ra (240.0.0.0)
és a broadcast-ra (255.255.255.255) vonatkozó sorokat kivenném. A példáinkban
ezek sohasem fognak nyerni.
4.8. TÁBLÁZAT
Ssz
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
NetMask
0.0.0.0
NetMask binárisan
00000000.00000000.00000000.00000000
Eredmény
00000000.00000000.00000000.00000000
255.255.255.0
255.255.255.255
255.255.255.255
255.255.255.0
11111111.11111111.11111111.00000000
11111111.11111111.11111111.11111111
11111111.11111111.11111111.11111111
11111111.11111111.11111111.00000000
11000000 10101000 01100011 00000000
11000000 10101000 01100011 00010001
11000000 10101000 01100011 00010001
11000000 10101000 01100011 00000000
Írjuk fel a Network destination értékeket is binárisan, majd tegyük mellé az előző
táblázat Eredmény oszlopát.
4.9. TÁBLÁZAT
Ssz
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Network Destination
0.0.0.0
Network Destination binárisan
00000000.00000000.00000000.00000000
Előző eredmény
00000000.00000000.00000000.00000000
CT
32
192.168.1.0
192.168.1.101
192.168.1.255
192.168.99.0
11000000.10101000.00000001.00000000
11000000.10101000.00000001.01100101
11000000.10101000.00000001.11111111
11000000.10101000.01100011.00000000
11000000 10101000 01100011 00000000
11000000 10101000 01100011 00010001
11000000 10101000 01100011 00010001
11000000 10101000 01100011 00000000
17
17
17
32
Az előző algoritmus alapján most a 8-as sor nyert, azaz a 192.168.99.17 cím
esetében a 192.168.1.101 hálózati kártyánkon kell kimennünk, és a 192.168.1.2
címen lesz az a gateway, amelyik kienged minket a megfelelő irányba.
~ 124 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
3. (195.247.14.56):
11000011 11110111 00001110 00111000 AND...
Most már nem kell olyan sok duma.
4.10. TÁBLÁZAT
Ssz
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
NetMask
0.0.0.0
NetMask binárisan
00000000.00000000.00000000.00000000
Eredmény
00000000.00000000.00000000.00000000
255.255.255.0
255.255.255.255
255.255.255.255
255.255.255.0
11111111.11111111.11111111.00000000
11111111.11111111.11111111.11111111
11111111.11111111.11111111.11111111
11111111.11111111.11111111.00000000
11000011 11110111 00001110 00000000
11000011 11110111 00001110 00111000
11000011 11110111 00001110 00111000
11000011 11110111 00001110 00000000
Írjuk fel a Network destination értékeket is binárisan, majd tegyük mellé az előző
táblázat Eredmény oszlopát.
4.11. TÁBLÁZAT
Ssz
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Network Destination
0.0.0.0
Network Destination binárisan
00000000.00000000.00000000.00000000
Előző eredmény
00000000.00000000.00000000.00000000
CT
32
192.168.1.0
192.168.1.101
192.168.1.255
192.168.99.0
11000000.10101000.00000001.00000000
11000000.10101000.00000001.01100101
11000000.10101000.00000001.11111111
11000000.10101000.01100011.00000000
11000011 11110111 00001110 00000000
11000011 11110111 00001110 00111000
11000011 11110111 00001110 00111000
11000011 11110111 00001110 00000000
6
6
6
6
Az előző algoritmus alapján most az 1-es sor nyert, azaz a 195.247.14.56 cím
esetében a 192.168.1.101 hálózati kártyánkon kell kimennünk, és a 192.168.1.1
címen lesz az a gateway, amelyik kienged minket a megfelelő irányba.
Windows IP Configuration
Ethernet adapter Local Area Connection:
Connection-specific DNS
Link-local IPv6 Address
IPv4 Address. . . . . .
Subnet Mask . . . . . .
Default Gateway . . . .
Suffix
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
.
.
.
.
.
:
:
:
:
:
fe80::21e:8cff:feab:372e%8
192.168.1.101
255.255.255.0
192.168.1.1
Ez viszont, mint fent is láthatjuk, pont a Default Gateway. Mely minden eddigi
példában ott volt holtversenyben az első helyen, csak a NetMask-jában lévő kevés
egyes miatt veszített. Itt viszont nem volt holtverseny.
~ 125 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Azaz összességében elmondhatjuk, hogy amikor el kell döntenünk, hogy egy
csomagot melyik hálózati kártyánkon és melyik router felé küldjük ki, akkor
amennyiben van olyan sor az útválasztó táblában, mely illeszkedik a csomagban lévő
target IP address-re (32-es counter), akkor az a sor nyer. Holtverseny esetén a
szorosabb illeszkedés a győztes.
(Egy 192.168.105.23 címre való küldésnél illeszkedni fog a 192.168.105.0/24, illetve
a 192.168.0.0/16 sor is az útválasztási táblában - de érezzük, hogy az első a
szorosabb. A legszorosabb pedig a 192.168.105.23/32 lenne.)
Ha egyik sor sem illeszkedik, akkor a Default gateway lesz a nyerő: hiszen a 0.0.0.0/0
mindenre passzol.
Illetve van még egy tényező, amelyről eddig nem beszéltünk: ez a Metric paraméter.
Ez egy költség érték - és a sorokhoz rendeljük. Azonos illeszkedés esetén az
alacsonyabb költségű sor nyer.
Térjünk vissza még egy gondolat erejéig a fenti példákhoz. Láthattad, ez nem egy
átlagos számítógép route táblája volt - hiszen akkor lenne egy default gateway és
kész. Itt viszont közöltük a számítógéppel, hogy a 192.168.99.0/24 hálózat nem a
Default gateway mögött van, hanem arra egy másik kijárat - a 192.168.1.2 - vezet.
Ezt a következő paranccsal tudtuk elérni:
route add -p 192.168.99.0 mask 255.255.255.0 192.168.1.2
És mivel használtam a -p kapcsolót, így ez egy persistent, azaz állandó bejegyzés lett
a táblában. Újraindítás során sem veszik el. Nem mellékesen, a route print parancs
esetén a persistent route bejegyzések külön sorban is látszanak.
Oké. Megismertük a route táblát. Tudjuk, mi alapján dönt egy host. De hogyan dönti
el egy router, hogy melyik hálózati adapterén küldjön ki egy csomagot, ha a
célállomás neadjisten sok routerrel arrébb található?
Hát, például megszerkeszthetünk egy univerzális, bazi nagy route táblát, melybe
belevesszük az összes alhálózatunkat, majd ezt - megfelelően az egyes routerekre
szabva - feltöltögetnénk az útválasztóinkra. Ténylegesen is létezik ilyen, úgy hívják,
hogy statikus útválasztás.
De nem ez a hosszú élet titka.
~ 126 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Manapság már sokkal elterjedtebb a dinamikus útválasztás. Ekkor a routerek,
különböző algoritmusokat és protokollokat használva lefocizzák egymás között azt,
hogy a route tábláik mindig naprakészek legyenek.
Két ilyen útválasztási algoritmust említenék meg:
 RIP
 OSPF
Routing:
http://en.wikipedia.org/wiki/Routing
Implementing IP routing:
http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc750576.aspx
IP Routing:
http://technet.microsoft.com/en-us/library/bb727001.aspx
~ 127 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4. 1 .2 . 3 RIP
Nyilván amikor elnevezték, jót vigyorogtak a Rest In Peace (Nyugodjék békében)
áthalláson - de valójában a betűszó azt jelenti, hogy Routing Information Protocol.
Maga a protokoll az ún. distance-vector routing protokollok családjába tartozik. Ez
nagyjából azt takarja, hogy az ugrásszámokat (hop count) használja routolási
költségként. Ezeket az értékeket tárolja egy routolási táblában, mely táblákat
bizonyos időszakonként mindegyik router szétkürtöli a nagyvilágba. A többi router
veszi az adást - na meg persze adja is a sajátját - így érve el egyfajta konvergenciát.
Nagy hátránya az algoritmusnak az, hogy nagyon hamar eléri a végtelent: 15 hop
felett már kezelhetetlen forgalmat produkálna a hálózaton - így hivatalosan is ez a
felső korlátja. Emiatt nagy hálózatokban nem használható, mivel a 16 hop-ra lévő
routerek már nem látnák egymást.
A RIPv1 még csak a classful világban tudott dolgozni (nem használt alhálózati
maszkot, hiszen ekkor az IP cím egyben meg is határozta az IP osztályt), a RIPv2 már
ismeri a CIDR-et. A RIPng (new generation) pedig már támogatja az IPv6-ot.
Adattovábbításra UDP protokollt használ - azaz egy tipikus alkalmazás szintű
protokollról van szó.
Routing Information Protocol:
http://en.wikipedia.org/wiki/Routing_Information_Protocol
Distance Vector Routing Protocol:
http://en.wikipedia.org/wiki/Distance-vector_routing_protocols
~ 128 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4. 1 .2 . 4 OS PF
Az akronim az Open Shortest Path First kifejezést takarja. A protokoll a link-state
routing protokollok népes családjába tartozik. (Itt lakik még az IS-IS és a BGP is.)
Akik otthonosan mozognak az Exchange 2000/2003 routolásában, most
felsóhajthatnak: ismerős dolgok jönnek.
A rendszerben a routerek között kapcsolatok - linkek - vannak. Mindegyik link egyegy súlyozott vektor. Ebben a topológiában az OSPF nagyon hamar képes megtalálni
az optimális útvonalat. A linkek egy adatbázisban - Link-State Database, LSDB laknak, ez az adatbázis terjed a routerek között, mint a nátha.
Logikusan következnek az előnyei:
 Csak ha változás történik egy linkben, akkor kezdenek el kommunikálni
egymással a routerek. (Eltekintve a belső fecsegésüktől.)
 Elég ha a routerek a szomszédaikkal cserélik ki az LSDB változásokat - előbbutóbb a változások mindenhová eljutnak.
A fentiekből jön, hogy jóval nagyobb hálózatok is kezelhetők vele, mint a RIP
protokollal, és nem mellékes az sem, hogy bármelyik konnektor kiesése viszonylag
hamar detektálható.
Az OSPF a hálózati eszköz rétegben dolgozik. Nyilván ennek is van v2, v3 verziója,
sőt, az MOSPF a multicastot is támogatja.
OSPF:
http://en.wikipedia.org/wiki/Open_Shortest_Path_First
~ 129 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Rendben.
Válaszoltunk mindkét kérdésre. Tudjuk, mi alapján dönt egy router, és tudjuk azt is,
hogyan értesülnek az alhálózatok topológiájáról a routerek. Ráadásul tudjuk azt is,
mi minden változik egy csomagban, ha az átmegy egy routeren. (Ugye emlékszünk: a
MAC address.)
Feltéve, hogy a router routol és nem natol.
De miért is csinálna ilyet?
Hát, például azért, mert rohamosan fogynak a kiadható IP címek az IPv4 világában.
4. 1 .2 . 5 N AT
Lassan tényleg nem úszom meg, hogy ne áruljam el, mi is a NAT. Kikódolva annyit
tesz, hogy Network Address Translation, magyarul talán hálózati címek fordításának
lehetne nevezni.
Az a trükkje, hogy a két hálózat közös határán lebzselő router meg tudja
személyesíteni az 'A' hálózatban található bármelyik hostot a 'B' hálózatban, úgy,
hogy a saját 'B' hálózatbéli IP címéről nyomul.
Szerintem ábrán sokkal érthetőbb lesz.
4.17. ÁBRA NAT MŰKÖDÉS KÖZBEN
Ja, eddig nem beszéltünk a 'port' fogalmáról. Ez magyarul 'kapu'-t jelent... de még a
legelvakultabb nyelvvédő informatikusok sem szokták lefordítani.
Gondoljuk csak el: egy host működés közben rengeteget kommunikál a hálózaton.
Nem ritka, hogy éppen jön le a böngészőbe egy oldal, a levelezőkliens pont ránéz a
szerverre, hogy van-e új levél, a torrent kliens pedig a Szerzői Jogi törvényeket tölti
le ugyanekkor. Ha mindez egy időben megy, akkor nagy gondban lennénk,
~ 130 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
amennyiben mi lennénk a hálózati kártya: vajon melyik csomag melyik
alkalmazáshoz tartozik?
Erre találták ki a port számot.
Azaz igazából amikor egy alkalmazás (böngésző) kommunikálni akar egy másikkal
(weboldal), akkor mind a feladó, mind a címzett teljes címe így néz ki: ip_cím:port
Példa42:
 Feladó
 Címzett
: 192.168.11.124
: 217.20.130.97
:2874
:80
Ez egész konkrétan azt jelenti, hogy a 192.168.11.124 IP című gép - valószínűleg egy
böngészőből - az index.hu nyitólapját kérte le.
Eredetileg szabad volt a vásár portok terén, aztán kialakultak rögzített - de csak
ajánlott! - port számok. A 80-as például tipikusan a http szolgáltatásé - de nem
kötelezően. A 25-ös az smtp szolgáltatásé... és így tovább. Aztán vannak zónák is, az
1024-65535 tipikusan a kliens portoké, azaz a kliens programok feladó címeié.
Egyben a 65535 a legmagasabb szóbajöhető érték is. Fejszámolók ebből kapásból ki
is számolhatták, hogy a port szám részére 2 bájt áll rendelkezésre.
Most, hogy már tudjuk, mi az a port, nézzük át alaposan az ábrát: 4.17. ábra NAT
működés közben.
A 10.0.0.2 forrás IP címről (port: 3123, tipikus kliens port) egy webszerverhez
szeretnénk kapcsolódni: 143.23.0.4:80. Csakhogy közben van egy natoló router,
mely eltárolja a feladó adatait egy port mapping táblázatban, majd kicseréli a feladó
adatait a csomagban: beírja a saját külső lábának IP címét és egy másik kliens portot.
Mindezt szintén rögzíti a port mapping táblázatban, sőt, ide kerülnek a címzett
adatai is. A módosított feladótól elmegy a kérés a címzetthez, az vissza is válaszol
neki. Itt kap szerepet a port mapping táblázat, a router abból keresi ki, hogy ki is volt
az eredeti feladó, felülírja a csomagban a címzett címét és továbbítja felé a csomagot.
Kicsit pontosítsunk.
Amikor a címfordítás úgy történik, hogy csak az IP címet cseréli ki a router, akkor
beszélünk NAT-ról. Bár kicsi az esélye, de előfordulhat, hogy két node fordul
ugyanazon webszerverhez, más IP címről, de ugyanazt a kliensportot használva ilyenkor a router azért zavarba hozható.
Emiatt inkább elterjedtebb az a címfordítás, amikor a router nemcsak a feladó IP
címét, hanem a portszámát is kicseréli. Ekkor beszélünk PAT-ról.
42
Ezt így egyébként hívják socket-nek is.
~ 131 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Illetve megkülönböztetünk olyan verziót, amikor a router csak a source
adatokat piszkálja (SNAT) és van olyan, amikor a router a cél adatokat
babrálja (DNAT). De a számítástechnikai köznyelv ezt az egész bagázst (NAT,
PAT, SNAT, DNAT) nevezi egész egyszerűen csak NAT-nak.
Aki szeretne jobban is elmélyülni a különböző címfordításokba:
http://en.wikipedia.org/wiki/Network_address_translation
Szép, szép. De nyilván az akció számolásigényes művelet. Miért van nekünk erre
szükségünk? Miért nem jó a jóval egyszerűbb route művelet?
Mint írtam korábban, durván kezdtek elfogyni a kiadható IPv4 címek. A CIDR sokat
segített ugyan, de nem eleget.
Erre találták ki a privát IP tartományokat.
4.12. TÁBLÁZAT
Címtartomány
A
B
C
Alsó határ
10.0.0.0
172.16.0.0
192.168.0.0
Felső határ
10.255.255.255
172.31.255.255
192.168.255.255
Végső cím
169.254.255.255
Címek száma
65536
Illetve később bővült a klub.
RFC 3927
4.13. TÁBLÁZAT
Kezdő cím
169.254.0.0
Ez utóbbi az IPv4 link-local tartomány. (Leánykori neve APIPA, Automatic Private
Internet Protocol Addressing.)
A fenti IP tartományokat csak belső hálózatokon illik használni. Tisztességes edge
routerek - azaz az internet határait őrző routerek az ISP-knél - ezeket a
tartományokat nem routolják ki. Sőt, a tisztességes céges edge routerek már el sem
engedik az internetes edge routerekig. Semmi keresnivalójuk a publikus neten.
Mi következik ebből? Például az, hogy én, mint Nagy Cég, vehetek a szolgáltatómtól
1, azaz egy IP címnyi hozzáférést a nethez. Ide leteszek egy böszme erős routert,
mögé pedig simán betehetek több millió gépet, hiszen natoló routerekből akár
végtelen méretű hálózatot is ki tudok építeni. A belső IP címe egyiknek sem fog
megjelenni a neten.
~ 132 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Aztán lehet mindegyikről tolni lógó nyelvvel az iwiwet.
Amit még érdemes megjegyezni, hogy a NAT-nak erősen megvannak a korlátai. Nem
egy olyan protokoll létezik, ahol nem csak az IP datagram fejléce tartalmazza az IP
címeket, hanem maga az alkalmazás is belerakja egyes adatcsomagjaiba ezeket.(Pl.
FTP protokoll, PORT v. PASV parancsok.) Ilyenkor a natoló eszköz vagy fel van
készítve arra, hogy itt is cserélni kell az IP címeket, vagy elhasal az alkalmazás.
4. 1 .2 . 6 P R O X Y
Habár ez már nagyon alkalmazás rétegbeli technika, a tisztánlátás kedvéért ejtenék
róla pár szót itt is.
A proxy azt jelenti, hogy helyettesítő. Informatikában azt értjük alatta, hogy jön 'A'
gép, szeretne elérni valamit 'B' gépen - de ezt közvetlenül nem tudja megtenni. Meg
kell rá kérnie 'C' gépet. Ő a proxy.
Mint amikor elmegyek egy újgazdaghoz, az inassal beküldöm a névjegyemet, aki
cserébe kihoz nekem egymillió eurót. Itt az inas volt a proxy, én nem is találkoztam a
gazdag emberrel. Ez jó lehet neki, mert mi van, ha nálam revolver van és több pénzt
akarok - illetve jó lehet nekem, mert lehet, hogy az illető ebolás és már a pillantása is
fertőz. Az inas pedig biztosan fegyvertelen és oltva is van.
Nem ismerős? Nem ugyanezt csinálta a NAT?
Nos, nem. Nem véletlenül tettem ide ezt a fejezetet.
Kezdjük azzal, hogy a két technológia más szinten működik. A proxy az alkalmazás
rétegben, a NAT az internet rétegben. De óriási különbség van a mögérakott
intelligenciában is. A proxy konkrét alkalmazás-rétegbeli protokollra van beállítva.
(Külön proxy-t kell írni a http-re, külön proxy-t az smtp-re, és így tovább.) A proxy
pontosan ismeri a protokollkészlet utasításait. Ha névjegy helyett nyelesfésűt adok
az inasnak, akkor elveszi, majd odabent bedobja a kukába. Ha névjegy helyett
revolvert adok neki, akkor kihívja a rendőrséget. A milliót csak a konkrét névjegyre
hozza ki válaszul. Ha időközben bővül a protokoll utasításkészlete, akkor
természetesen a proxy-t is utána kell okosítani - nehogymár a pendrive-ot is kidobja
a kukába, ha egyébként a rajta lévő információ egyenértékű a névjeggyel.
Mit csinál eközben a NAT? Ész nélkül forgatja a címeket. Eszébe sem jut, hogy
értelmezze, a megcélzott port vajon melyik protokollhoz tartozik.
Fel se néz az asztaltól, csak veri a billentyűket.
~ 133 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.1.3 ICMP,
A ZA Z A
PING
ÉS A H AV ERO K
RFC 792, 950, 1812, 1122, 1191, 1256
Később fogjuk látni, hogy a szállítási protokollok egész jól meg lettek szervezve: az
egyik gyors, de nincs benne semmi hibavizsgálat, a másik pedig lassú, kicsit
fecsegőbb - cserébe beépített hibaellenőrzést és javítást is tartalmaz. Miénk a
választás, melyiket használjuk.
Az IP nem ilyen. Az IP headerben nincs semmilyen hibajelzési lehetőség.
Akkor mi van? ICMP - azaz az Internet Control Message Protocol.
Hol is helyezkedik el a csomagok hierarchiájában az ICMP? Vajon az IP alatt...
mellette... vagy fölötte? Segítek: 4.2. ábra Egy IP csomag felépítése.
Az IP datagramm áll IP header-ből és IP payload-ból. (Eddig az IP header-t
boncolgattuk.)
Az IP payload lehet:
 TCP szegmens vagy UDP csomag,
 Egyéb IP protokoll datagram (GRE, AH, ESP, stb...)
 ICMP csomag,
 IGMP csomag.
Az ICMP csomag pedig - micsoda meglepetés - állni fog egy ICMP header-ből és egy
ICMP payload-ból. Tiszta Matrjoska baba.
4.18. ÁBRA A Z ICMP ELHELYEZKEDÉSE A DOB OZOKBAN
Az ICMP csomagok fognak nekünk visszajelzéseket adni mind a routolási hibákról,
érdekességekről, mind a csomagszállítási hibákról. Olyan az ICMP, mint a Négy
páncélos és a kutya című filmben a kutya: normális esetben a négylábú csak utazott
~ 134 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
a tankban, de ha Guszlikék bajba kerültek, akkor a kutyát küldték el egy üzenettel
segítségért.
Persze ezt nem úgy kell elképzelni, hogy amikor visszament egy ICMP üzenet a
feladónak, akkor az megismételt volna egy elveszett csomagot. Az a TCP. Jelen
esetben az ICMP hibaüzenetre vagy a router/host értékel át bizonyos helyzeteket,
vagy a host beletolja a rendszergazda képébe az üzenetet, mondván, hogy 'csinálj
babám valamit, mert baj van'.
Merüljünk el a konkrétumokban.
4.19. ÁBRA E GY ÁLTALÁNOS ICMP CSOMAG
Az ábrán láthatjuk, hogyan néz ki egy teljesen általános ICMP csomag.
TYPE: Az üzenet típusa. A későbbiekben a következőkkel fogunk megismerkedni:
4.14. TÁBLÁZAT
ICMP Type
0
3
4
5
8
9
10
11
12
17
18
Közismert neve
Echo reply
Destination unreachable
Source Quench
Redirect
Echo Request
Router Advertisement
Router Solicitation
Time Exceeded
Parameter Problem
Address Mask Request
Address Mask Reply
Ennél van több is:
http://www.iana.org/assignments/icmp-parameters
~ 135 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
CODE: A típuson belül az altípus.
CHECKSUM: CRC.
Eddig volt az ICMP header.
TYPE SPECIFIC DATA: Típustól függő adatok. Tulajdonképpen ez a payload.
4. 1 .3 . 1 IC M P E C H O R E Q U E S T & R E P L Y
Ez az a parancs, melyet még gyerekeim nagymamája is ismer. A világ legegyszerűbb
tesztje: ping index.hu -> és már tudjuk is, hogy vajon működik-e a netünk. Vagy
ledosolták-e éppen az indexet.
Mint a tesztek legtöbbje, ez is két részből áll:
 Először belerúgunk a szőrkupacba. (ICMP Echo Request)
 Ha visszamorog, akkor még él a kutya. (ICMP Echo Reply)
4.20. ÁBRA A Z ICMP ECHO CSOMAGOK SZERKEZETE
Mind a két ICMP ECHO csomag hasonlóan strukturálja a TYPE SPECIFIC DATA mező
szerkezetét.
TYPE: A pontos értékeket a 4.14. táblázat tartalmazza.
CODE: Nagy büdös nulla.
CHECKSUM: CRC.
~ 136 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
IDENTIFIER, SEQUENCE NR: Ezek az azonosítók jelölik az összetartozó REQUEST-REPLY
csomagokat.
OPTIONAL DATA: Valami ballaszt. Az életszerű teszthez kell adat is, amit át kell vinni.
Nézzük, mit mond a sztetoszkópunk.
4.21. ÁBRA ICMP ECHO REQUEST
A képernyőkivágáson jól látható, amit az ábrán (4.18. ábra Az ICMP elhelyezkedése a
dobozokban) is próbáltam érzékeltetni: az ICMP csomag az IP csomag payload-jában
van - azaz megelőzi az egészet egy IP header.
Az ICMP csomagban a TYPE=8 jelzi a REQUEST-et, az azonosító szám értéke 1 ugyanennyinek kell lennie a REPLY csomagban is. Végül a ballaszt, a DATA... na, mi is
ez? Legalul látszik, hogy a mező az angol ABC betűivel sorfolytonosan töltődik fel,
méghozzá úgy, hogy ha elfogynak a betűk, akkor kezdődik az ABC előlről.
Mekkora lehet a DATA mérete? Az alapértelmezett érték 32 bájt, a maximális érték
pedig 65500. (Mint korábban is írtam, az IP csomag maximális mérete 65536 bájt43.)
Ping of Death:
http://en.wikipedia.org/wiki/Ping_of_death
43 A korai operációs rendszerek nagy részét remekül meg lehetett fektetni egy 65500 bájtnál nagyobb
ping kiküldésével. Ez volt a ping of death. A felesleg ugyanis túlcsordult, bele a verembe. Aztán bof.
De ezeket a lyukakat már a múlt évezredben befoltozták.
~ 137 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Végül így néz ki a fogadjisten.
4.22. ÁBRA ICMP ECHO REPLY
Ehhez az ábrához nincs sok hozzáfűznivalóm. Elégedett sóhajtással vehetjük
tudomásul, hogy az IDENTIFIER és a SEQUENCE NUMBER mezők értéke megegyezik
a korábbi REQUEST-ben lévő értékekkel, a TYPE jelenleg 0, a CODE masszívan tartja
a zérót, a DATA pedig továbbra is az angol ABC-ből képződik.
Gyerünk tovább, lesz ez még sokkal érdekesebb is.
~ 138 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4. 1 .3 . 2 IC M P D E S T I N A T I O N U N R E A C H A B L E
Az előbb láttuk, mi történik egy sikeres ping esetén. Most megnézzük, mi történik
sikertelen próbálkozások esetén.
Nyilván visszamegy egy üzenet a sikertelenségről.
Hogyan is? Hiszen nem értük el a címzettet. Akkor ki küldi vissza az üzenetet?
Természetesen az utolsó még elért hálózati elem. Illetve, a legutolsó elem, aki
információval bír. (Elképzelhető ugyanis, hogy a megcélzott host elérhető ugyan, de
például a megadott portja nincs nyitva.)
Az üzenet pedig egy ICMP csomag, méghozzá a 3-as tipusú, az ICMP Destination
Unreachable.
4.23. ÁBRA ICMP D ESTINATION U NREACHABLE
TYPE: Jelen esetben az értéke: 3.
CODE: Van néhány értéke. Lásd 4.15. táblázat.
CHECKSUM: CRC.
UNUSED: Sorminta.
IP HEADER + FIRST 8 BYTE: Hogy valami legyen is abban a csomagban. Persze itt már
van információdúsabb ballaszt is, mint az angol ABC. De ezt egy konkrét példán
hamarosan láthatjuk.
~ 139 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.15. TÁBLÁZAT
Code Elnevezés
0
Network Unreachable
1
Host Unreachable
2
Protocol Unreachable
3
Port Unreachable
4
Fragmentation Needed and
DF Set
Source Route Failed
5
6
Destination
Unknown
7
Destination Host Unknown
8
Source Host Isolated
9
Communication
with
Destination
Network
Administratively Prohibited
10
Communication
with
Destination
Host
Administratively Prohibited
Network Unreachable for
the Type Of Service
11
Network
12
Host Unreachable for Type
Of Service
13
Communication
Administratively Prohibited
14
Host Precedence Violation
15
Precedence Cutoff in Effect
Megjegyzés
A visszafeleselő router route táblájában nincs a csomag címzettjének IP
címére vonatkozó bejegyzés.
A visszafeleselő router route táblájában nincs a csomag címzettjének
hálózatára vonatkozó bejegyzés.
A címzett host küldi vissza, ha a csomagban szereplő protokollazonosítót
nem tudja értelmezni.
A címzett host küldi vissza, ha a csomagban szereplő porton nem figyel
semmilyen szolgáltatás. Apró trükk, hogy ez az üzenet csak UDP szállítási
protokoll mellett generálódik, TCP esetén - a később tárgyalandó Reset,
azaz RST - elnyomja.
A router küldi vissza, ha az MTU eltérések miatt tördelnie kellene a
csomagot, de a DF (Don't Fragment) flag nem engedi.
Ha az IP Options rovatban előírtuk a kötelezően követendő útvonalat a
routerek között, de az nem teljesíthető.
Ha a megcélzott host hálózatára vonatkozóan van ugyan bejegyzés a
router route táblájában, de az valótlan. A gyakorlatban nem használják, a
0 kód megy vissza helyette.
Elméletileg ez az üzenet akkor keletkezik, ha a megcímzett host a
Network Interface Layer címfelderítő mechanizmusai szerint nem
létezik. Gyakorlatilag csak akkor használják, ha a router-hez PPP
kapcsolaton keresztül kapcsolódó host/router érhetetlen el.
Ha a feladó host el van szigetelve hálózatának többi részétől. Egyáltalán
nem használják.
Ha úgy egyébként létezik route bejegyzés a megcélzott munkaállomás
hálózatával kapcsolatban, csak network policy tiltja a csomag
továbbítását. A hétköznapokban nem használják, egyedül katonai célokra
engedélyezett.
Ha network policy tiltja a csomag továbbítását a megcélzott host
számára. A hétköznapokban nem használják, egyedül katonai célokra
engedélyezett.
Amennyiben a router úgy van beállítva, hogy használja a TOS mezőt
(emlékszünk, 4.1.1 fejezet, leginkább sávszélesség-szabályozás.), de a
csomagban nem talál ehhez szükséges infót és emiatt nem éri el a címzett
hálózatot.
Amennyiben a router úgy van beállítva, hogy használja a TOS mezőt, de a
csomagban nem talál ehhez szükséges infót és emiatt nem éri el a címzett
hostot.
A routeren packet filter tiltja a csomag továbbítását. Elméletileg
használják, a gyakorlatban inkább nem - túl direkt válasz lenne a
rosszindulatú portszkennelésekre.
Amennyiben a TOS mezőben megadott Precedence érték nem
engedélyezett.
Amennyiben a TOS mezőben megadott Precedence érték alacsonyabb a
minimálisan megengedettnél.
Destination Unreachable Messages:
http://www.tcpipguide.com/free/t_ICMPv4DestinationUnreachableMessages-3.htm
http://www.networkcomputing.com/netdesign/1107icmp3.html?ls=NCJS_1107bt
Nézzünk meg konkrétan is egy üzenetet.
~ 140 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.24. ÁBRA ICMP DESTINATION UNREACHABLE - PORT UNREACHABLE
Itt a következő történt: a 192.168.1.108 host meg szerette volna tudni a
10.227.160.1 host netbios nevét egy netbt -A 10.227.160.1 parancs kiadásával. Erre
válaszolta azt a megcélzott host, hogy bocs haver, de nekem a 137-es UDP portomon
nem figyel semmilyen szolgáltatás sem. (Valószínűleg 'X'-re végződik a host
operációs rendszerének a neve.)
Látható, hogy az ICMP payload gyakorlatilag mindent elmond. Ott van benne a
_kérés_ teljes IP header-e, illetve az IP payload-jának első nyolc bájtja. A transport
rétegnél majd látni fogjuk, melyek is ezek a bájtok - de remélem, most sem kell a
szomszédba menni logikáért. Elhangzott már a könyvben, hogy egy port értéke 065535 közötti érték lehet, ez egész pontosan két bájton ábrázolható. A length és a
checksum szintén 2-2 bájtos mezők - és már meg is vagyunk. Ezek kerülnek bele - az
IP header mellett - az ICMP payload-ba. (A capture fájlban az eredeti kérés(37)
közvetlenül az ICMP csomag(38) előtt látható, tehát itt most nem sokat segített az
ICMP payload. De nincs ez mindig így.)
~ 141 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Végül, oldva a túl száraz leírást, elmesélem, hogyan sikerült rögzítenem ezt a capture
fájlt.
Előljáróban megjegyezném, hogy az ICMP Destination Unreachable üzenet egy
átlagos hálózatban ritka, mint a fehér holló. Legtöbbször ugyanis a hálózati hibák
vagy timeout, vagy RST formájában jelentkeznek.
Nos, elgondolkodtam. A Destination Host Unreachable üzenet ismerős volt,
gondoltam, nem lesz nehéz reprodukálnom. Nosza, pingeljünk meg egy nem létező
hostot!
4.25. ÁBRA R EQUEST T IMED O UT
Nem túl biztató. Mi is történik közben?
4.26. ÁBRA R EQUEST T IMED O UT - A HÁTTÉRBEN
~ 142 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Semmi. Kiadunk egy ICMP Request kérést, várakozunk, majd tudomásul vesszük,
hogy még válaszra sem méltatnak. De azért bepróbálkozunk még háromszor.
Pedig istenbizony, szoktam látni munka közben ilyen üzeneteket. Mikor is volt
utoljára ilyen...? Megvan: amikor elírtam egy szerveren a default gateway értékét!
Nosza, át is írtam a gépemen lévőt 192.168.1.75-re.
4.27. ÁBRA D ESTINATION H OST U NREACHABLE
És igen, itt van. Ezt kerestük. Capture fájl:
4.28. ÁBRA D ESTINATION H OST U NREACHABLE - A HÁTTÉRBEN
Vagy mégsem? Egy nyomorult ICMP üzenet sincs benne, a számítógépem vad ARP
broadcast viharokkal próbálja megtudni a kamu default gateway MAC Address-ét majd egy idő után elunja.
Ez sem az igazi.
~ 143 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Nyilván, ha létező IP címet írok DGW-nek, mely persze nem egy router címe, akkor
megint Request Timed Out jön vissza.
Oké. Játsszunk el a router packet filterével. Gondoltam, vagy a 2-es, 3-as... vagy a 13as kód (4.15. táblázat) csak meglesz.
Itt már nem fárasztalak képekkel, nem lett meg. Gyakorlatilag minden kisérletre
RST-t kaptam vissza. Megpróbáltam félrevezetni a csomagot a Strict Source Routing
segítségével (4.1.1.2 IP Options) de a routerem nem támogatta ezt az opciót.
Végül teljesen váratlanul mosolygott rám a szerencse. Megtrészeltem az index.hu-t.
4.29. ÁBRA T RACERT INDEX . HU
Ránézésre semmi különös, a folyamat sikeresen lezajlott. Azért ránéztem a capture
fájlra... és ebben találtam meg a korábbi ábrán (4.24. ábra ICMP DESTINATION
UNREACHABLE - PORT UNREACHABLE) bemutatott ICMP üzenetet.
Szemöldököm nyilván egyből a plafonig szökött: ez most akkor hogyan? Mi is ment
itt félre? Amikor minden jó?
Ehhez ismerni kell egy kicsit a tracert lelkivilágát.
E mögött a parancs mögött tulajdonképpen ping parancsok bújnak meg. Mint
korábban is írtam, a tracert egyáltalán nem a Record Route nevű IP opciót használja
egy útvonal állomásainak rögzítésére. Pingel. Csak éppen mindig eggyel nagyobb
TTL értékkel - azaz minden ping a következő hop címével jön vissza.
~ 144 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
De a tracert nem elégszik meg ennyivel. Minden egyes hop esetén igyekszik
begyűjteni az IP cím mellé a host nevét is. (Lsd. 4.29. ábra Tracert index.hu.) Kedves
tőle. Név viszont kétfajta van: egyrészt találhatók nevek DNS zónákban, másrészt
van magának a hostnak is neve, melyet Windows-t futtató gépen rövid, azaz Netbios
névnek hívunk. A tracert bepróbálkozik mindkét névfeloldással... és erre a
próbálkozásra kapta azt a választ a 10.227.160.1 hosttól, hogy azon bizony nem fut
Netbios Name Service szolgáltatás, azaz az UDP 137-es portja mögött nem dolgozik
senki. Gyors ellenteszt: kiadtam a netbt -A 10.227.160.1 parancsot - és ugyanúgy
megjöttek a várt ICMP üzenetek a capture fájlban.
Vedd észre a szituáció szépségét. Nem tudtam elérni egy portot, erre kaptam vissza
az ICMP hibaüzenetet. De éppen nemrég írtam, hogy eljátszottam a router packet
filterével - és mégsem jöttek a várt üzenetek. Akkor most mi van?
A kulcs a szállítási protokollnál van. Amikor packet filterrel játszottam, akkor a
telnet 192.168.1.1 port_number parancsokkal próbálkoztam - a telnet viszont TCP.
Mit is ír a 4.15. táblázat a 3-as kódnál? TCP esetében az RST elnyomja az ICMP-t.
Mivel is próbálkozik a Netbios névfeloldás? Úgy van, UDP-vel.
Tanulság:
Az ICMP Destination Unreachable üzenetek nem is annyira gyakoriak, mint ahogy
azt az ember első ránézésre gondolná.
~ 145 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.1 .3 .2 .1 PM TU
Ebben az alfejezetben érdemes pár szót ejtenünk a kicsit misztikus PMTU-ról is. A
betűszó konkrétan a Path MTU, azaz Path Maximum Transmission Unit kifejezés
kezdőbetűiből áll össze. Az MTU-ról esett már szó a könyvben, hasonlóképpen a
fontosságáról is. Tudjuk, hogy az MTU az adott hálózatban átvitt csomagokban a
maximális hasznos teher (payload) méretét jelenti, NIL szinten. Értékének ismerete
azért fontos, mert ha nagyobb payload-dal rendelkező csomag érkezik, akkor azt
bizony tördelni kell - és mi már azt is tudjuk, hogy a tördelés nagyon egészségtelen
művelet: zabálja az erőforrásokat, bonyolítja az életet és molesztálja a
nyugdíjasokat.
Értelemszerűen az igazi az lenne, ha a forrásként viselkedő hostunk már a csomag
összerakásakor tudná, hogy a célpontig vezető útvonalon mennyi az egyes
alhálózatok MTU értéke. Ekkor ugyanis ő maga is a legkisebb MTU-ra méretezné a
csomagot, így nem kellene egyszer sem tördelni azt az út során.
RFC 1191
Ezt a konkrét útvonalra vonatkozó MTU értéket nevezzük PMTU-nak.
Meghatározásához pedig az ICMP Destination Unreachable üzenetet használjuk,
egész konkrétan a 4-es kóddal bírót. Persze ehhez egy kicsit át kell alakítanunk a
csomag szerkezetét. (A PMTU detektálással a 1191-es RFC foglalkozik, az ezt ismerő
eszközök az ún. RFC 1191 compliant eszközök.)
Ne gondolj túl nagy átalakításra. A korábbi ábrán (4.23. ábra ICMP Destination
Unreachable) látható egy négy bájtos sorminta. A módosított csomagban ebből
elveszünk két bájtot és ide tároljuk le a NEXT HOP MTU értékét - azaz azt, hogy a
következő alhálózatban mekkora lesz az MTU érték.
Nem túl bonyolult, ugye? Már csak arról kell gondoskodnunk, hogy egész biztosan
jöjjön is ICMP visszajelzés. (Ne feledjük, az ICMP Destination Unreachable üzenet
alapvetően azért hibaüzenet.) Ezt úgy érhetjük el, hogy beállítjuk a kezdeti MTU
értékét a lokális hálózatunkon használt értékre, a DF flag-et magasra billentjük - és
elküldjük a csomagot. (Ezt hívjuk PMTU detektálási kezdeményezésnek.) Ha a
csomag így is végigment visszajelzés nélkül, akkor nagyon jó: az alhálózatunk MTU
értéke egyben a PMTU is. (Vagy nem... de erről később.) Ha valahol tördelni kellett
volna, de a DF-fel ezt ugye letiltottuk, akkor 4-es kódú ICMP Destination
Unreachable üzenet jön vissza. Szerencsés esetben már az újabb szerkezettel amelyikben már létezik mező a megkívánt MTU érték számára. Újracsomagolunk,
immár az új MTU értékkel.
~ 146 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Ügyes.
De mi van akkor, ha - akár csak - egy router is buta az útvonalon és nem ismeri a
1191-es RFC-t?
Két eset lehetséges:


A router visszaküldi a 4-es ICMP Unreachable Destination üzenetet, de még a
régi fajtát. Ekkor a feladótól függ a további stratégia. Besaccolhat egy értéket,
aztán kisérletezgethet vele tovább, de mehet egyből tutira is, a legkisebb, még
értelmes értékre (576 bájt) állítva az MTU-t.
A router még ostobább, még a rég ICMP üzenetet sem küldi vissza. Ezt hívják
feketelyuk routernek. Ekkor egy kicsit cifrább az eljárás. A feladónak azért
egy idő után fel fog tűnni, hogy nem érkeznek meg a hibafelderítési
felhanggal küldött csomagjai. A TCP csomagoknál például kapnia kellene egy
visszaigazolást. Ha ez nem történik meg, akkor a feladó megpróbálkozik a DF
nullára állításával. Amennyiben ez után már visszajön a visszaigazolás, akkor
érzékeli, hogy MTU problémával és feketelyuk routerrel áll szemben. Innentől
a stratégia már ugyanaz, mint az előbbi pontban, azzal az apró eltéréssel,
hogy a sikertelen MTU próbálkozást nem az ICMP üzenet fogja jelezni a feladó
számára, hanem a TCP visszajelzés elmaradása.
A Windows Server 2008 és a Vista routerként viselkedve RFC 1191 kompatibilisek,
feladó hostként viselkedve pedig helyből PMTU detektálósak. Ezeket az attitüdöket
registry-ből módosíthatjuk - de minek?
PMTU:
http://en.wikipedia.org/wiki/Path_MTU_discovery
http://www.netheaven.com/pmtu.html
~ 147 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4. 1 .3 . 3 IC M P S O U R C E Q U E N C H
Köszönöm, elegem van. Böff.
Mondja ezt a router, miután minden testnyílásán keresztül telenyomták
csomagokkal, ő pedig nem tudja ebben a tempóban feldolgozni és továbbküldeni
azokat.
Az ICMP Source Quench egy olyan üzenet, melyet egy túlterhelt router küld vissza a
csomagok feladóinak. Az üzenet lényege: lassítsatok, fiúk!
Igenám, de van ezzel egy kis baj:
 Vannak olyan fiúk, akik képtelenek lassítani. Az ICMP üzenet ugyanis IP
szintű - viszont az internet layer-ben nincs forgalomszabályozás. Egyedül a
TCP-ben van, mely viszont már a transport réteg. Egyedül a konkrét
implementációtól függ, hogy figyel-e az egyik réteg a másik réteg
problémáira.
 Az ICMP Source Quench üzeneteket el is kell küldeni. Pont annak a routernek,
amely egyébként is erőforrás problémákkal küszködik. Olyan ez, mint amikor
veszettül dolgozol egy projekten, látod, hogy nem leszel kész határidőre,
segítséget kérsz a főnöködtől - aki jelentést irat veled arról, miért haladsz
lassan. Oké, hogy a legtöbb implementációban a túlterhelt router nem küld
minden csomagra ICMP Source Quench választ - de ez csak hajszárító a
Niagara ellen.
 Eddig csak jóindulatú hozzáállásról beszéltünk. De mi van a rosszfiúkkal? Ha
én azzal keresném a kenyérrevalót, hogy weboldalakat dosolok44 le, akkor az
első ICMP Source Quench csomag láttán kéjes vigyor öntené el az arcomat és
fülig érő szájjal fokoznám tovább a tempót - hiszen már karnyújtásnyira
vagyok a célomtól.
Szóval, szép, szép ez a visszajelzős móka... de nem egyértelműen hasznos. A
WIndows Server 2008 / Vista implementációkból teljesen ki is maradt: a routerként
viselkedő szerver nem küldözget ilyesmit vissza, a kliensként működő operációs
rendszerben pedig az IP réteg nem veszi a fáradtságot, hogy zavarja vele a TCP
csatornát.
A csomag felépítése egyébként teljesen megegyezik az ICMP Destination
Unreachable csomag felépítésével. (4.23. ábra ICMP Destination Unreachable)
44
DOS: Denial of Services. Azaz túlterheléses támadás.
~ 148 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4. 1 .3 . 4 IC M P R E D I R E C T
Személyes vallomással kezdem: utálok mindent, ami megpróbál okosabb lenni
nálam. Nem azért, mert ehhez még csak meg sem kell erőltetnie magát - hanem
azért, mert ha valami nem tudja biztosan, hogy mit akarok, akkor minden variálás
nélkül egyszerűen csak csinálja azt, amit mondok neki. Ifjú informatikusként
viszolyogtam a PnP-től, az automatikus hálókártya konfigurálástól - és a Word
telepítése után is az az első teendőm, hogy a tools/options alatt kikapcsolok
mindent, ami úgy kezdődik, hogy auto.
Nos, az ICMP Redirect pont ilyen kellemetlen funkciót lát el.
Elmesélek egy sztorit.
Nagy ügyfél. Magas rendelkezésre állás. A főhadiszállás és a nagyon fontos telephely
földrajzilag is távol vannak egymástól. A kettő között bérelt vonal feszül, nem is egy:
van egy elsődleges és van egy backup vonal. Eltérő szolgáltatóktól, természetesen.
4.30. ÁBRA A JÁTSZÓTÉR
A főhadiszálláson mind a kliensgépek, mind az Exchange szerver route táblája olyan
pőre volt, amilyen egy route tábla csak lehetett. Egyedül a Default Gateway címe volt
benne mindegyikben. Ez egy Route Switch Processor (RSP) jellegű masina volt, azaz
ő ismert minden útvonalat, ő mondta meg mindenkinek, hová menjen. Ha például
~ 149 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
egy főhadiszállásbéli kliens el akart érni egy klienst a telephelyen, akkor elküldte a
csomagjait az RSP-hez, az átlökte azokat az elsődleges routerhez, onnan pedig már
mentek is tovább. Ha üzemzavar miatt ledőlt az éles vonal, akkor az RSP a backup
routerhez küldte tovább a csomagokat. Ment minden szépen... amíg ki nem lett
cserélve a vas az RSP alatt. Az újon ugyanis elfelejtették letiltani az ICMP Redirect
funkciót.
Ekkor indult be a rock'nroll.
Első üzemzavar. Ügyfél reklamál, hogy a naggyon fontos telephelyről nem érik el az
Exchange szervert. Hálózatos ember átvizsgálja a rendszert - minden rendben.
Exchange rendszergazda átvizsgálja a szervert - minden rendben. Akkor most mi
van?
Hát az ICMP Redirect betette a lábát a rendszerbe. Ez a szolgáltatás ugyanis a
hálózati forgalom optimalizálására hivatott. Úgy működik, hogy ha egy kliens küld
egy csomagot egy routernek és a router érzékeli, hogy a következő hop is még
ugyanezen az alhálózaton van, akkor küld vissza a kliensnek egy ICMP Redirect
üzenetet, mondván, hogy 'barátom, legközelebb küldheted direktben is oda a
csomagot, ne terheljél már, ha van egyszerűbb út is'.
A kliens fogja az ICMP Redirect csomagot, kiveszi a vízből az oxigént belőle a másik
router címét, és bejegyzi a saját route táblájába, hogy ha legközelebb ehhez a
szerverhez kell mennie, akkor már ne a Default Gateway-t zaklassa.
Nézzük most akkor a példát. A telephelyről egy kliens rácsatlakozott az elsődleges
vonalon az Exchange szerverre. Küldött neki egy csomagot, a szerver pedig válaszolt.
Hogyan? Mivel a Default Gateway címe az RSP volt, elküldte annak a válaszcsomagot.
Az meg visszaszólt, hogy van ám rövidebb út, a Router HQ1-en keresztül. A szerver
boldogan jegyezte be a route táblájába a telephelyi kliens IP címét az elsődleges
router - mint következő hop - IP címével egyetemben.. Innentől a csomagok az RSP
kikerülésével mentek a Router HQ1 felé. (Ismétlés: ugye egy hostra vonatkozó route
bejegyzésnél a subnet mask 255.255.255.255, míg a Default Gateway subnet mask
bejegyzése 0.0.0.0. Habár mindkettő 32 pontot fog elérni az illesztési vizsgán, de a
subnet mask egyeseinek száma miatt a hostra vonatkozó - azaz az ICMP Redirect
indikálta - bejegyzés fog nyerni.)
Ezzel nem is volt addig baj, amíg az éles vonal működött. De amikor ledőlt, az RSP
hiába tudta, hová kellene menni helyette, az Exchange szerver már le se tojta. A saját
route táblája alapján nyomult lógó nyelvvel az elérhetetlen Router HQ1 routerre.
Külön szépsége volt az esetnek, hogy a bejegyzések nem magába a route táblába
történtek, hanem a route cache-be - azaz a bejegyzések nem voltak perzisztensek -
~ 150 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
így az újraindítás mindig megoldotta a hibát. Mi meg csak álltunk ott, a fejünket
vakarva.
A történetnek nem az a tanulsága, hogy hány helyen hibáztunk. Átgondoltabb
tervezéssel nyilván el lehetett volna kerülni ezt a hibát.
Az igazi tanulság az, hogy tudjál erről a lehetőségről. Amikor megtervezel egy
bonyolult hálózatot, benne tömérdek routerrel, akár RIP, akár OSPF dinamikus
routolással... ne felejdkezz el róla, hogy létezik még egy mechanizmus, mellyel
foglakoznod kell: vagy le kell tiltanod, vagy be kell építened az elképzeléseidbe.
Vizsgáljuk meg akkor most már ezt a csomagot.
4.31. ÁBRA ICMP R EDIRECT
TYPE: Jelen esetben 5.
CODE: Több értéke is lehet.
4.16. TÁBLÁZAT
CODE Jelentése
0
Egy egész hálózatra vonatkozó átirányítás (Elsorvadt.)
1
Egy hostra vonatkozó átirányítás
2
Egy egész hálózatra vonatkozó átirányítás, amennyiben TOS-t is használunk.
3
Egy hostra vonatkozó átirányítás, amennyiben TOS-t is használunk.
ROUTER IP ADDRESS: Az a cím, ahová az érintett csomagokat mostantól küldeni kell.
Egy kérdés maradt már csak hátra: mit szól ehhez a Windows Server 2008 / Vista?
Nos, alaphelyzetben be van kapcsolva ez a viselkedési mód, de kikapcsolható:
 netsh interface ipv4 set global icmpredirects=enabled v. disabled
ICMP Redirect:
http://en.wikipedia.org/wiki/ICMP_Redirect_Message
~ 151 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4. 1 .3 . 5 IC M P R O U T E R D I S C O V E R Y
Egy újabb mechanizmus, mely belenyúlkál az IP routolásba. Ha röviden össze
szeretném foglalni, miről is van szó, azt kellene mondanom, hogy olyan
mechanizmusról van szó, melynek segítségével a hostok megtalálják a számukra
ideális default gateway-t. És még csak véletlenül sem ejtettem ki azt a szót a számon,
hogy DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), vagy ES-IS (End System to
Intermediate System Routing Protocol). (Amilyen hosszú kifejezésekről van szó,
véletlenül nem is lehetne a nevüket kiejteni.) De még csak azt sem mondtam, hogy
routing protokoll. Nem, kérem szépen, a történet csak DGW keresésről szól.
ES-IS:
http://www.javvin.com/protocolESIS.html
Azt írtam volna, hogy 'mechanizmusról'? Akkor hibáztam. Ugyanis
mechanizmusokról van szó.
 ICMP Router Advertisement:
A router ezerrel reklámozza magát.
A hostok nyaggatják a routereket.
 ICMP Router Solicitation:
Vad egy kicsit, nem? Beállítasz egy default gateway értéket, aztán egy fél óra múlva
vagy a router dumálja le a hostról és állít be egy másikat - vagy a host hívja ki maga
ellen a sorsot, eldobva a beállított default gateway értéket, egy szebb és csinosabb
értékért.
És még csak nem is figyelmeztettek előre, hogy ilyenek történhetnek.
Nyilván nem erről van szó. Lehetőségekről beszélünk, melyek alapértelmezésben a
Windows Server 2008 / Vista rendszerekben igencsak takarékra vannak kapcsolva.
De attól még érdemes megismerkedni velük.
ICMP Router Discovery Protocol:
http://www.networkdictionary.com/protocols/irdp.php
~ 152 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.1 .3 .5 .1 ICM P R O U T E R A D V E R T I S E M E N T
Ezt az üzenetet a routerek küldik. Ha senki sem ingerli őket, akkor kvázi
véletlenszerű időzítéssel (7-10 perc), ha bejelentkezik egy host az ICMP Router
Solicitation üzenettel, akkor viszont kapásból. (Meg, hát!)
Hová küldik? Ez is változó. Van olyan router, aki az all host multicast IP címre
(224.0.0.1) és van olyan router, aki a subnet broadcast címére. (Az RRAS-ba épített
ICMP Router Discovery az all host multicast IP címet preferálja.)
Mit küldenek? Ezt.
4.32. ÁBRA ICMP R OUTER A DVERTISEMENT
TYPE: Jelen esetben 9.
CODE: Zéró. Nincs aleset.
~ 153 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
NUMBER OF ADDRESSES: Ez egy kicsit furcsa lehet, hiszen a Default Gateway azért
Default, hogy minden arra menjen, amire nincs konkrét szabály. Hogyan lehet akkor
mégis több belőle? Úgy, hogy biztosra akarunk menni. A Default Gateway-k sem
élnek örökké. Simán lehet olyan hálózatunk, amelyben az első hop két különböző
router is lehet. Vagy mondjuk ugyanazon router több lábbal is áll az alhálózaton.
Száz szónak is egy a vége, ez az érték az a bizonyos 'n'.
ADDRESS ENTRY SIZE: Hány szóból állnak az egy-egy routerre vonatkozó bejegyzések.
Mivel mind az IP cím, mind a preferenciaszint 4-4 bájtos értékek, így
4*2*8(bit)/32(bit) = 2 lesz a konstans érték.
LIFETIME: Hány
Advertisement?
másodperccel
korábban
volt
a
legutóbbi
ICMP
Router
ROUTER IP ADDRESS #N: Szépen sorban jönnek a kiajánlott Default Gateway IP címek.
PREFERENCE #N: Az adott IP cím preferenciája... magyarul mennyire szeresse a host az
illetékes DGW-t. Minél nagyobb a szám, annál jóképűbb a router.
~ 154 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.1 .3 .5 .2 ICM P R O UT ER D IS CO VE R Y
Gondolom, nem lepődik meg senki, amikor elárulom, hogy ezt az üzenetet a hostok
küldik, méghozzá vagy az all router multicast IP címre (214.0.0.2) vagy a subnet
broadcast címére. (A Windows Server 2008 /Vista megint a multicast-ot szeretik.)
Mikor? Amikor egy routertől ICMP Router Advertisement csomagot kapnak.
(Amennyiben az ICMP Router Discovery engedélyezve van egy hoston és nem adunk
meg konfiguráláskor Default Gateway-t, akkor a host szorgalmas lesz és magától is
küld ICMP Router Solicitation csomagokat.)
Mit küldenek? Ezt:
4.33. ÁBRA ICMP R OUTER S OLICITATION
Látható, hogy abszolút nincs túlvariálva. Ez szimplán egy szemérmetlen
fenékriszálás, mely a hajlandóságot jelzi - semmi több.
TYPE: Jelenleg 10.
CODE: Nulla.
Windows Server 2008 / Vista alatt a következő paranccsal kapcsolgathatjuk:
netsh interface ipv4 set interface <interfaceNameOrIndex> 
routerdiscovery=enabled v. disabled v. dhcp
Az alapértelmezett kapcsoló a dhcp. Ez a DHCP szervertől teszi függővé az ICMP
Router Discovery engedélyezését: ha a szerveren meg van adva a Perform Router
Discovery opció (kódszám=31), akkor mehet - ha nincs, akkor nem.
~ 155 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4. 1 .3 . 6 IC M P T I M E E X C E E D E D
Idő van.
Pontosabban, nincs. Elfogyott.
Alapvetően rengeteg olyan pont van, ahol elfogyhat az idő, de ne feledjük, most az IP
rétegben vagyunk. Két időérzékeny feladatunk van:
 Csomagokat összerakni.
 Csomagokat routolni.
Az első tényleg idő dimenziójú. Ha a fogadó host egy bizonyos idő alatt képtelen
összerakni egy szanaszét töredezett csomagot - mert mondjuk nem érkezett meg egy
darab - akkor egy ICMP Time Exceeded - Fragment Reassembly Time Exceeded
üzenettel reagálja le a helyzetet.
A routernél kicsit más a helyzet. Minden csomagnak van egy TTL értéke, mely
tulajdonképpen 'alkalom' dimenziójú: induláskor a csomag kap egy értéket és
minden router, amelyiken átmegy, levesz belőle egyet. Aztán az a router, amelyiknél
nullára fut a számláló, visszaküld egy ICMP Time Exceeded - TTL Exceeded üzenetet.
4.34. ÁBRA ICMP T IME E XCEEDED
Látható, hogy nagy csodák nincsenek, a csomag felépítése teljesen megegyezik az
ICMP Destination Unreachable csomagéval.
TYPE: 11.
CODE:
 0: ICMP Time Exceeded - TTL Exceeded
 1: ICMP Time Exceeded - Fragment Reassembly Time Exceeded
~ 156 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4. 1 .3 . 7 IC M P P A R A M E T E R P R O B L E M
Több feltételnek kell együtt bekövetkeznie, hogy ezt az ICMP példányt
levadászhassuk45:
 A host ne tudja értelmezni a csomagban lévő IP fejlécet.
 Az ICMP üzenetek széles skálájából egyet se lehessen ráhúzni az esetre.
Azaz ez a 'valami baj van, de fogalmam sincs, hogy mi' üzenet.
4.35. ÁBRA ICMP P ARAMETER P ROBLEM
A szokásos ICMP csomagtól annyiban tér el, hogy az Unused sormintából elvettünk
egy bájtot és értelmet adtunk neki.
TYPE: 12
CODE:
4.17. TÁBLÁZAT
CODE
0
1
2
Jelentés
A hiba oka a POINTER bájtban
Hiányzik egy kötelező érték
Elbaltázott hossz
POINTER: Egy szám, mely azt mutatja, hogy az IP Header-en belül melyik bájton
kezdődik a hibás paraméter.
IP HEADER AND FIRST 8 BYTES OF DATAGRAM: Hogy ne kelljen sokat keresgélni, hol van a
hibás IP Header.
45
Kivéve CRC error. Akkor ugyanis visszajelzés nélkül dobják el a hostok a csomagokat.
~ 157 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4. 1 .3 . 8 IC M P A D D R E S S M A S K R E Q U E S T & R E P L Y
Arról már beszéltünk, mi van akkor, ha egy szenilis host elfelejti a Default Gateway
értékét - illetve egy szemfüles router ajánl neki egy rövidebb utat az erdőn keresztül.
Jelen ICMP üzenetet arra használjuk, ha a host a subnet mask értékét felejti el.
A mechanizmus úgy néz ki, hogy a megzavarodott host küld egy ICMP Address Mask
Request kérést: vagy egy direktet egy kipécézett routernek, vagy egy broadcastot az
alhálózatnak. Ha valaki fogja az adást és ismeri az alhálózatra vonatkozó helyes
subnet mask értéket, akkor visszaküldi azt egy ICMP Address Mask Reply
csomagban. Ha nem jön semmilyen visszajelzés, akkor a host kínjában a classful
kategóriák alapján választ magának subnet mask értéket. (4.5. táblázat)
4.36. ÁBRA ICMP A DDRESS M ASK R EQUEST & R EPLY
TYPE: Request: 17, Reply: 18
CODE: Fix nulla.
IDENTIFIER, SEQUENCE NUMBER: A pinghez hasonló azonosító számok, az
összetartozó csomagokat jelölik.
ADDRESS MASK: A Request csomagban egy nulla, a Reply csomagban pedig a helyes
subnet mask érték utazik.
Állítgatás:
netsh interface ipv4 set global addressmaskreply=enabled v. disabled
Alapértelmezésben Windows Server 2008 / Vista esetében tiltott.
~ 158 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.1.4 IGMP,
A Z A Z EG Y K I S
M UL T I CA ST
RFC 1112, 2236, 3376
Egzotikus területre megyünk. Biztos vagyok benne, hogy mindenki hallott már a
multicast-ról, de abban is biztos vagyok, hogy nem sokan használjuk.
Pedig nem tűnik rossz dolognak.
Egy gyors emlékeztető. Milyen cast-ok vannak?
: A forgalom két hálózati pont között történik, a hostok
 UNICAST
közvetlenül egymást címezik.
 BROADCAST : Egy host ad, mindenki más fogja az adást.
 MULTICAST
: Egy host ad, több host fogad - de nem mindegyik.
Még mindig az ismétlésnél maradva: mit is jelent az, hogy fogad? A Network
Interface Layer fejezetben volt szó arról, hogy a frame-ek akár kisvasúti kocsin, akár
a drótba beleordítva eljutnak minden node-hoz a linken. Mindegyik hálózati kártya
megvizsgálja, hogy érintett-e a csomaggal kapcsolatban.
 Ha neki szól, akkor a konkrét hoston felküldi egy réteggel feljebb. -> UNICAST.
 Ha mindenkinek szól, akkor mindegyik host felküldi egy réteggel feljebb. ->
BROADCAST.
 Ha sok hostnak - de nem mindegyiknek - szól, akkor a konkrét host megnézi,
hogy ő közte van-e a kiválasztottaknak. Ha igen, akkor felküldi egy réteggel
feljebb. -> MULTICAST.
Gondoljuk végig, mi lehet a multicast nagy előnye? El akarok küldeni egy nagy
méretű fájlt több hostnak. Unicast módon a nagy fájl többször is átmenne a dróton. A
multicastnál a feladó csak egyszer küldi el - és mindenki, aki érintett benne,
felkapkodja a csomagokat. Tipikusan ilyen szituáció lehet egy videó stream, vagy egy
csoportos telepítés.
Oké, most már nagyjából tudjuk, mi az a multicast. De mi az az IGMP?
Internet Group Management Protocol.
Mit tudunk a broadcastról? Sok mindent, többek között azt is, hogy a routerek
nagyon szigorúan blokkolják. Gondolj bele, ha nem tennék, akkor az egész világ
értesülne arról, hogy pl. DHCP szervert keres a számítógéped.
Ezzel szemben a multicast átmegy a routeren.
~ 159 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
A trükk az, hogy amikor egy host kap egy multicast címet, akkor odaszól a
routerének, hogy 'te, figyi, ezen a subneten van valaki, aki az alábbi multicast címen
figyel'. Mi több, a routerek egymással is kommunikálnak, megbeszélve, hogy melyik
router mögött milyen multicast címek tartózkodnak.
Ez a multicast témájú nagy fecsegés hostok és routerek, illetve routerek és routerek
között, ez az IGMP.
De mielőtt beleásnánk magunkat a routereket
foglalkozzunk egy kicsit magával a multicast-tal.
érintő
kommunikációba,
Amikor megemlítettem a classful IP osztályokat, akkor szó volt egy ún. multicast
tartományról is. Ez a 224.0.0.0 - 239.255.255.255 címtartomány. Nem mondtam, de
a CIDR erre a tartományra már nem vonatkozik: itt egy kicsit mások a szabályok és
ezek nem is változtak az osztályok eltörlésével. (A subnet mask-ot például
elfelejtheted.)
Ebben a címtartományban vannak úgynevezett well-known (lefoglalt) címek és
vannak egyedi címek. Nézzünk néhányat az első kategóriából:
4.18. TÁBLÁZAT
IP cím
224.0.0.1
224.0.0.2
224.0.0.4
224.0.0.5
224.0.0.6
224.0.0.0-224.0.0.255
239.0.0.0-239.255.255.255
Jelentése
Az összes multicast képes host a hálózaton
Az összes multicast képes router a hálózaton
Az összes DVRMP46 router a hálózaton
Az összes MOSPF47 router a hálózaton
Az összes PIM48 router a hálózaton
Lokális címek, nem mennek át a routeren
Adminisztratív célokra fenntartott tartomány (administrative scoping49)
Multicast címek:
http://en.wikipedia.org/wiki/Multicast_address
Az egyedi cím definíciója még egyszerűbb: minden lehet egyedi cím, amely nem
lefoglalt.
Mit értünk multicast group néven? Minden olyan hostot, mely egy konkrét multicast
címen figyel. Például az 'összes multicast képes host a hálózaton' az egy multicast
group, mert a 224.0.0.1 címen mindegyik host figyel.
És akkor az mi, hogy multicast képes host? Most akkor minden gép ismeri a
multicast-ot, vagy csak a kiválaszottak? És vajon mindegyik ugyanúgy?
Distance Vector Multicast Routing Protocol
Multicast Extension to Open Shortest Path First routing protocol
48 Protocol Independent Multicast routing protocol
49 RFC 2365
46
47
~ 160 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Route protokollok:
http://www.cisco.com/en/US/tech/tk828/tech_brief09186a00800a4415.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Distance_Vector_Multicast_Routing_Protocol
http://www.javvin.com/protocolMOSPF.html
http://www.dataconnection.com/multicast/pimprotocol.htm
Az RFC 1112 szerint az ismerésnek több szintje van:
 Level0 : Se küldés, se fogadás szintjén nem ismeri a host a multicaast-ot.
 Level1 : Tud multicast csomagot küldeni.
 Level2 : Tud multicast csomagot küldeni és fogadni is.
A Windows Server 2008 / Vista alatt ezeket a szinteket netsh-val (naná!) tudjuk
állítgatni:
netsh interface ipv4 set global mldlevel=none v. sendonly v. all.
Na, még egy kis alapozás. Hogyan is kell ezt az egészet elképzelnünk? Akkor az
Ethernet kártyás hostnak van egy becsületes IP címe, mondjuk a 192.168.100.2 aztán van mellette egy multicast címe is?
Bizony. Amennyiben például engedélyezzük rajta a multicast-ot, akkor rögtön kap
egy 224.0.0.1 címet50. És ehhez adhatjuk hozzá az egyedi címeinket, attól függően,
milyen csoportokat szeretnénk kialakítani.
Igen, igen, látom a zavarodat. Eddig arról volt szó, hogy Ethernet, tehát NIL szinten
MAC address alapján történik az azonosítás. Milyen MAC address alapján fogják
megtalálni a multicast csomagok a gépünket? Neadjisten át fog menni az ARP
broadcast a routereken?
Nem, ettől nem kell félni.
Nem lesz ARP broadcast51.
A multicast címekhez automatikusan rendelődik MAC address a cím alapján, egy
viszonylag egyszerű algoritmus segítségével:
A 48 bites MAC address felső 25 bitje egy fix érték, méghozzá a következő:
00000001 00000000 01011110 0.
Az alsó 23 bitje pedig az IP cím jobb szélső 23 bitje.
50
51
Ne keresd, az ipconfig -all nem mutatja.
Lassan mondom, hogy Orbán Viktor is megértse.
~ 161 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Konkrét példa:
Létrehozok egy egyedi multicast group address-t, legyen ez a 224.61.0.4. Hogyan fog
kinézni az ehhez a címhez rendelt MAC address?
Az első fele egyszerű: 00000001 00000000 01011110 0.
A második feléhez kell először az IP cím:11100000 00111101 00000000 00000100.
Ebből elvesszük a jobb szélső 23 bitet, majd hozzácsapjuk az első félhez:
00000001 00000000 01011110 00111101 00000000 00000100
Innentől csak át kell váltani hexadecimálisba: 01-00-5E-3D-00-04
Értem?52
4.37. ÁBRA H OGYAN KELETKEZIK A MULTICAST MAC ADDRESS (F ORRÁS : WWW . TCPGUIDE . COM )
Ha azt mondod, hogy még nem minden világos, akkor azt mondom, hogy bizony
igazad van. Hány MAC címe lehet egy hálózati kártyának? Lehet-e egyszerre valódi,
beégetett MAC címe és lehet-e mellette multicast MAC címe? Ha lehet, akkor
mennyi? És hogyan jelenik majd ez meg?
Itt most vissza kell nyúlnunk az előző nagy fejezethez, azon belül is egészen eddig az
ábráig: 3.6. ábra Destination MAC Address. Hogy ne lapozz annyit, idemásolom a
vonatkozó részt:
A MAC Address alapvetően egy hatbájtos érték, ahol az első három bájt a hardver gyártójára
utal, a második három pedig a konkrét eszköz azonosítója.
Az első bájt legalsó két bitje speciális szerepkörrel bír, mind a feladó, mind a címzett
címében.
A fenti MAC Address képzés csak Ethernet hálózatokra vonatkozik. Token Ring esetén például az
RFC1469 írja le a módszert.
52
~ 162 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
DESTINATION ADDRESS, I/G BIT (INDIVIDUAL/GROUP)
Azt határozza meg, hogy a megcélzott cím egyedi (unicast, azaz individual), vagy csoportos
(multicast, azaz group). Unicast esetben a bit értéke 0, multicast esetben 1. A broadcast
(FFFFF) ebben az esetben a multicast alesete.
DESTINATION ADDRESS, U/L BIT (UNIVERSAL/LOCALLY ADMINISTERED)
Azt határozza meg, hogy a megcélzott cím eredeti, beégetett (universal) vagy lokálisan
felülírt (locally administered). Alaphelyzetben egy hálózati eszköznek a világon egyedi MAC
címe van - bizonyos esetekben viszont felülírhatjuk ezeket az értékeket.
Ebből a bizonyos I/G bitből fogja tudni a hálózati kártya drivere, hogy éppen
multicast MAC címről van-e szó, vagy valódiról. Amennyiben az előző, akkor tudni
fogja, hogy nem a beégetett MAC címmel kell összehasonlítania, hanem a kártyához
rendelt multicast MAC címekkel. Majd amikor felkapta a csomagot, a MAC-IP
összerendelésből fogja tudni, hogy a kártya melyik IP címére továbbítsa azt innentől pedig már jöhet az UDP, utána pedig az alkalmazás.
Jó. Akkor már csak egy kérdés van hátra: hol állítom be a kliensen a multicast IP
címet?
Ööö...
Bő félnapos turkálás után arra jutottam, hogy ilyen általános beállítóablak nincs. Ha
van multicast-képes alkalmazásod, akkor abban vagy van multicast IP beállítóablak
(pl. Message Queue) vagy az alkalmazás maga választ ki egy multicast címet egy
bedrótozott multicast tartományból - és ilyenkor elég csak engedélyezned.
RFC 2730
Ezenkívül szóbajöhet még a bolondsipka is: Multicast Address Dynamic Client
Allocation Protocol, azaz MADCAP. Ez teljesen analóg a DHCP-vel, olyannyira, hogy a
Windows 2000 óta része a DHCP szolgáltatásnak is. Természetesen a MADCAP sem
osztogat boldog-boldogtalannak multicast címeket, kell hozzá egy kliens is, aki kér.
Multicast how-to:
http://tldp.org/HOWTO/Multicast-HOWTO-2.html
Internet Protocol IP Multicast Technology:
http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/technology/handbook/IP-Multi.html
TCP/IP Address Resolution for Multicast IP Addresses:
http://www.tcpipguide.com/free/t_TCPIPAddressResolutionForIPMulticastAddresses.htm
Introduction to Multicast
http://www.firewall.cx/multicast-intro.php
~ 163 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Most, hogy már nagyjából ismerjük az építőkockákat, nézzük végig, mi is történik
egy multicast kommunikáció során.
~ 164 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4. 1 .4 . 1 E G Y S Z E R V E R K Ü L D E N I A K A R
Itt a nyilam, mibe lőjem?
Nyilván először kell egy csoportcím, ahová el akarom küldeni a csomagokat. Ez lehet
egy speciális célra lefoglalt (ez az egyszerűbb, ezt legalább helyből tudjuk) és lehet
egy teljesen egyedi - mely esetben a küldő alkalmazásnak kell valahonnan ismernie a
csoportcímet.
Mondjuk megvan a megcélzott multicast IP cím. Küldünk ARP broadcast-ot?
Ádehogy. Hiszen nemrég írtam, hogy az IP címből egyértelműen meg tudjuk
határozni a címzett MAC Address-ét. És nem csak mi, feladók, hanem a címzett is
magának. Azaz biztosak lehetünk benne, hogy ha be van állítva nála az a bizonyos
multicast IP Address, akkor fel fogja kapni a drótból a csomagot.
Mielőtt útjára indítanánk a csomagot, beszéljünk még a TTL-ről. Mekkorára
válasszuk? Nyilván ha megcélzott IP cím a 224.0.0.0-224.0.0.255 között van, akkor a
TTL az 1 lesz. Mert ez szigorúan helyi cím kell legyen, azaz már az első router le kell
blokkolja. Ha viszont 224.0.1.0 feletti címről van szó, akkor valami magasabb TTL-t
kell kiokoskodnunk. (Létezik rá egy ökölszabályszerű táblázat.)
Jó. Legyen a TTL mondjuk 10. Ekkor átmehetünk 9 routeren. De hogyan találjuk meg
ezt a bonyolult útvonalat?
~ 165 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4. 1 .4 . 2 E G Y K L I E N S F O G A D N I A K A R
Nem, nem lóversenyen.
Akár arról van szó, hogy a kliensnek van valamilyen multicast IP címe, melyen figyel
a well-known csomagokra... akár arról, hogy egy alkalmazással egyeztettek egy
egyedi IP címet és azon figyel - nos, maga az IP cím megléte még kevés abban az
esetben, ha a feladó és a címzett között van egy router. Azaz a multicast IP cím
nagyobb, mint 224.0.1.0.
Ebben az esetben a kliens nem üldögélhet tétlenül a vezetéken, hanem akcióba kell
lépnie. Fogja, és értesíti a routerét, hogy van ám a hálózatban egy olyan host, aki
ezen a bizonyos multicast IP címen figyel. (IGMP Host Membership Report.) A router
pedig fogja és tudomásul veszi.
Mi történik, ha bekapcsolódik egy másik host is ebbe a multicast kommunikációba az
illető subnet-en - azaz ő is megkapja ugyanazt a multicast IP címet? Ő is szól a
routernek. Mit csinál a router? Nagy ívben letojja. A routernek csak arra az egy
információra van szüksége, hogy _minimum egy_ host figyel-e a címre.
Ugye, pont ezért multicast.
~ 166 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4. 1 .4 . 3 A R O U T E R , A K I Ö S S Z E H O Z Z A A F E L E K E T
Feltéve, hogy a router IGMP kompatibilis.
Hogyan is néz ki egy ilyen router feladatlistája?






Először is, nyilván meredten figyel az IGMP Host Membership Report
csomagokra.
Másodszor ő is intenzíven érdeklődik, mi is a helyzet a subnet-en: azaz
rendszeresen IGMP HOST Membership Query kéréseket küld ki.
Akár így, akár úgy, beesnek az adatok. A router ezeket szépen
csoportosítgatja, pátyolgatja, táblázatban tartja.
De ezzel a kinccsel nem bánik fukarul: ha az alhálózaton van másik IGMPképes router is, akkor vele is megosztja az információt. (Erre szolgálnak a
korábban már említett DVRMP, MOSPF és PIM routing protokollok.)
És persze a lényeg: figyel a host helyett is. Azaz ha a router a külső lábán
észleli, hogy valaki multicast címre küldött egy csomagot, méghozzá olyanra,
mely csoportos címhez tartozik a belső lábán lévő subneten is host, akkor
átemeli a multicast forgalmat a belső lábára is.53
Mindezt persze kaszkádolva is tudja - köszönhetően a routerek egymás
közötti kommunikációjának. Azaz ha van a router, alatta egy downstream
router, az alatt meg egy másik downstream router, a multicast csomag képes
lekeveregni a legalsó szintre is - feltéve, hogy a láncban az összes router
IGMP-képes, a csomag TTL-je pedig enged annyi hopot.
IGMP linkek:
http://en.wikipedia.org/wiki/Internet_Group_Management_Protocol
http://www.networksorcery.com/enp/protocol/igmp.htm
http://www.javvin.com/protocolIGMP.html
Ez azért nem ennyire egyszerű. Mit is értünk azalatt, hogy egy router figyel a multicast forgalomra?
Ugye nem lehet minden létező multicast címhez külön MAC Address-e.
Akkor felránt megvizsgálni olyan csomagokat is, melyeket nem is neki küldtek?
Pontosan. Ezt nevezik promiszkusz üzemmódnak. Két verziója is van:
 Teljes: a host minden csomagot felránt.
 Multicast: a host csak a multicast csomagokat - ugye az Ethernet MAC Address esetén az
utolsó bit magas az első oktetből - rántja fel, de abból mindegyiket.
És igen, az nyert, aki arra tippelt, hogy mindkettő borzasztó erőforrásigényes üzemmód. Ráadásul
ütik is egymást.
53
~ 167 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4. 1 .4 . 4 IG MP V 1
RFC 1112
Röviden összefoglalva az eddigieket:
 A hostok, amennyiben ismerik a multicast üzemmódot, és van multicast
címük, Host Membership Report üzeneteket küldözgetnek rendszeresen a
hálózaton. Az üzenetek feladója a saját, nem multicast IP címük, címzettje az
aktuális multicast cím, a TTL pedig 1.
 A routerek, feltéve, hogy IGMP-képesek, rendszeresen küldözgetnek Host
Membership Query üzeneteket a LAN-on. (Feladó a router nem multicast IP
címe, címzett a 224.0.0.1, a TTL szintén 1.) Ezekre a hostok Host Membership
Report üzenetekkel válaszolnak.
Gondoljuk végig, hogyan is van ez? A router kiküld egy HMQ üzenetet, majd minden
host eszeveszett módon elküld válaszként egy HMR üzenetet? Ekkora vihar, jórészt
feleslegesen? Hiszen a routert istenigazából nem az érdekli, hogy konkrétan mely
hostok tartoznak egy-egy multicast csoportba, neki bőven elég az is, hogy van-e
legalább egy tagja egy csoportnak?
Ebből kifolyólag nem minden host válaszol egyszerre, hanem véletlenszerű ideig
fontolgatják a megszólalást, majd válaszol... az egyik. Mivel a HMR esetén a címzett a
multicast csoport, így a csoportbéli tovább fontolgatók már értesülnek róla, hogy
valaki válaszolt, ergo nekik már nem kell.
Amennyiben méltányolandó időtartamon belül nem jön válasz egy konkrét multicast
csoportból, akkor a router halk sóhajtással törli azt a táblázatából és értesíti a haver
routereket.
~ 168 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Akkor nézzük most már bit szinten is a konkrétumokat.
4.38. ÁBRA IGMP V 1 CSOMAG FELÉPÍTÉSE
VERSION: Az IGMP verziószáma, értelemszerűen jelen esetben 1.
TYPE: Az üzenet tipusa.
 1: Host Membership Query
 2. Host Membership Report
UNUSED: Vajon?
CHECKSUM: A jó öreg CRC.
GROUP ADDRESS: HMR esetén a csoporttagságot jelentő multicast cím. HMQ esetén
nem használt, az értéke 0.0.0.0.
IGMPv1:
http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc957911.aspx
~ 169 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4. 1 .4 . 5 IG MP V 2
Az IGMPv1 egyszerű volt, valamennyire hatékony is - de akadt rajta tökéletesíteni
való.
RFC 2236
Az IGMPv2-ben a következő újdonságok debütáltak:
 'Elhagytam A Várost Csoportot' üzenet, azaz Leave Group Message.
 Csoportspecifikus lekérdezések, azaz Group Specific Query.
 Kérdezőbiztos (querier) megválasztása.
4.1 .4 .5 .1 EL HAG Y TA M A C SO P OR T OT
Az IGMPv1-ben ha kiürült egy multicast csoport, a router egészen addig nem értesült
róla, amíg körbe nem küldött egy HMQ lekérdezést és arra végül nem kapott HMR
választ az érintett csoportból. Azaz egészen addig nyomta át erre a hálózatra is a
multicast adást. Most mondhatnánk, hogy 'jajjaj, szegény router, na bumm, egy kicsit
feleslegesen dolgozott' - de ne felejtsük el, a multicast kommunikációnak éppen az a
lényege, hogy nagy sávszélességet igénylő adások mennek rajta, célzottan. És akkor
még nem is beszéltünk arról, mennyi idő, amíg egy alhálózaton a 'csoport kiürülése'
információ végighullámzik a többi IGMP-képes routeren.
Az IGMPv2-ben eleinte minden ugyanúgy megy. A router küld egy HMQ lekérdezést,
amelyre minden csoportból válaszol az egyik host. Emlékszünk, a hostok
véletlenszerű merengési idővel reagálnak, és az első válaszoló nyer. Nos, az IGMPv2ben ennek az első válaszolónak annyira megnő az önbizalma, hogy azt feltételezi, ő
az egyetlen, ergo az utolsó csoporttag a csoportban. Emiatt ha valamilyen oknál
fogva elhagyja a csoportot, akkor küld egy 'legyetek jók, ha tudtok' üzenetet, azaz
egy Leave Group Message csomagot. A címzett ilyenkor a 224.0.0.2, azaz az all router
csoport, a feladó a host nem multicast címe, a Group Address pedig az elhagyott
multicast csoport címe. Persze az IGMPv2 routerek sem most jöttek le a falvédőről,
ellenőrzésként kiküldenek egy csoportspecifikus query-t, a később tárgyalandó
Group Specific Query csomagot. Ha erre valaki válaszol, akkor a routerek nem
csinálnak semmit. Ha csak néma csend követi a kérdést, akkor tényleg a kilépő host
volt az utolsó, beindul a multicast csoport törlési procedúrája.
~ 170 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.1 .4 .5 .2 C S O P O R T S P E C I F I K U S L E K É R D E Z É S
A Group Specific Query (GSQ) üzenet teljesen analóg az IGMPv1 Host Message Query
üzenetével. Az egyetlen különbség az, hogy amíg az általános esetben használt HMQ
üzenet címzettje a 224.0.0.1 (all host), illetve a csomagban lévő GROUP ADDRESS
értéke 0.0.0.0, addig a GSQ üzenetben mindkét helyen a lekérdezendő csoport
multicast címe található. Ebből következően nem minden multicast host kapja meg,
hanem csak az illető csoporttagok - ergo csak ők reagálnak egy HMR üzenettel.
4.1 .4 .5 .3 A K É R D E Z Ő B I Z T O S
Akkor jön be a képbe, ha több IGMP-képes router is van egy alhálózaton. Nyilván
annak nincs semmi értelme, hogy mindkettő HMQ üzenetekkel árassza el a hálózatot
- éppen elég, ha az egyik kérdezősködik, aztán a változásokat már valamelyik routing
protokoll segítségével átküldni a másiknak. Vagy többinek.
Mi a kiválasztás módszere? Melyik lesz az erősebb kutya?
Amelyiknek nagyobb a ... IP címe.
~ 171 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Nézzük, hogyan változott meg a csomagszerkezet.
4.39. ÁBRA IGMP V 2 CSOMAG FELÉPÍTÉSE
Örvendetes változásokat láthatunk. Például a korábbi két félbájtot összevonták
egybe, illetve találtak funkciót annak a kihasználatlan bájtnak is.
TYPE:
4.19. TÁBLÁZAT
TYPE
17 (0x11)
18 (0x12)
22 (0x16)
23 (0x17)
Értelmezése
Host Membership Query (ide tartozik a GSQ is)
IGMPv1 Host Membership Report
IGMPv2 Host Membership Report
Leave Group Message
MAXIMUM RESPONSE TIME: Lekérdezések esetén (HMQ/GSQ) maximum ennyi ideig vár
a router a válaszra.
GROUP ADDRESS: A hagyományos HMQ esetén 0.0.0.0, minden más esetben az érintett
multicast cím.
IGMPv2:
http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc957916.aspx
~ 172 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4. 1 .4 . 6 IG MP V 3
RFC 3376
Nehéz ügy. Az IGMPv2-vel már tökéletesre faragtuk a multicast forgalom kezelését mi jöhet még? Mit tudunk még javítani rajta?
A hagyományos multicast kommunikáción már semmit. Csakhogy ma már a
multicast sem a régi.
Mi is a multicast? Van egy forrás és az úgy juttat el egy adást néhány kiválasztott
gépre, hogy a forgalom csak egyszer megy át a dróton.
Tippelj: mennyi esélye van annak, hogy egy általad internetre küldött adás eléri
mindazokat multicast hostokat, melyek különböző kontinenseken vannak
rácsatlakozva a netre? Ugye, nem nehéz: nulla. Ma az interneten elhanyagolhatóan
kevés a multicast routerek száma54.
De lépjünk túl ezen a fázison. Legyen egy ideális enterprise méretű hálózatod, ahol
minden router egyben IGMP-képes is. Gyönyörű. Mehet oda-vissza mindenhol a
multicast. Elkezdünk nyomni egy adást mondjuk San Francisco-ban, aztán aszerint,
hogy a távolabbi hálózatokban, illetve az azok mögötti hálózatokban akad-e olyan
host, mely ehhez az adáshoz tartozó multicast címmel rendelkezik, a routerek teszik
a dolgukat. Így az adás előbb-utóbb eljut Kazincbarcikára is.
De mi van akkor, ha valahol vékony a sávszélesség? Mondjuk Budapest és London
között? Ekkor az összes magyar helyszínen borzasztóan fog szaggatni az adás.
Logikusan célszerűbb lenne valami hordozható médián már előre eljuttatni az
anyagot Budapestre - és még néhány helyi központba a világban - majd amikor indul
a műsor, mindegyik résztvevő host maga dönti el, melyik adóra figyel a csoporton
belül. Ezt hívják úgy, hogy Multiple Source For Multicast Traffic, az IGMPv3 pedig
azért jött létre, hogy ezt a kommunikációt ki tudja szolgálni.
MBONE:
http://www.mbone.net/
http://en.wikipedia.org/wiki/Mbone
http://acs.lbl.gov/OldMisc/mbone/
Viszont létezik az interneten egy MBONE, azaz Multicast Backbone. Ezt leginkább dedikált
szervezetek (IETF, NASA) használják. De tulajdonképpen itt is arról van szó, hogy multicast szigeteket
kötnek össze egy gerincvonallal, úgy, hogy maga a gerinc a normális IP forgalomba van
belecsatornázva. (IP-in-IP tunnel). Részletesebben lásd a link szekciót.
54
~ 173 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.1 .4 .6 .1 IGM P V 3 H O S T M E M B E R S H I P Q U E R Y
Az IGMPv2-ben már csoportspecifikussá tettük a HMQ üzenetet - most emellett
forrásspecifikus is lesz. Azaz a router már nem csak egy csoportot céloz meg a
query-vel, hanem konkrét forrásokat is. Egész konkrétan a query tartalmazni fog egy
forráslistát, és vagy csak a listán szereplő forrásokra csimpaszkodó hostok kapják
meg (include list) vagy pont ellenkezőleg, a minden más forrásra akaszkodott hostok
(exclude list).
4.40. ÁBRA IGMP V 3 H OST M EMBERSHIP Q UERY
Egy kicsit megnőtt a csomag. Az eleje a régi (még a TYPE=11 is), de utána kapott egy
csomó mezőt.
RESERVED: Sorminta.
SUPPRESS ROUTER-SIDE PROCESSING: Ez egy trükkös flag. Arról van szó, hogy ha - a
lentebb lévő - robusztussági előírás magas, akkor a kérdezőbiztosnak akkor is ki kell
küldenie a HMQ csomagokat, ha már kapott választ. Ilyenkor állítja magasra ezt a
flag-et, jelezve a többi routernek, hogy habár neki muszáj volt kiküldenie ezt a
kérést, de ne foglalkozzanak vele - azaz ne nullázzák le a stopperüket. (Mely futó idő
lesz összehasonlítva a QUERY INTERVAL értékével.)
~ 174 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
QUERIER'S ROBUSTNESS VARIABLE: A kérdezőbiztos - azaz a feladó router robusztusságát jelző változó. Egy mérőszám, amely azt mutatja, hogy hány IGMP
csomag veszhet el anélkül, hogy beinduljon egy helyreállítási folyamat.
QUERIER'S QUERY INTERVAL: Hány másodperc telhet el két query között.
NUMBER OF SOURCES: Mennyi SOURCE ADDRESS is lesz a csomagban... azaz mennyi is
az 'n'?
SOURCE ADDRESS X: A multicast forrás címe.
~ 175 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.1 .4 .6 .2 IGM P V 3 H O S T M E M B E R S H I P R E P O R T
Nyilván ez sem lett egyszerűbb. A két leglátványosabb változás.
 Le lett foglalva a 224.0.0.22 cím az IGMPv3-képes routerek számára. A hostok
csak erre a címre küldenek IGMPv3 tipusú HMR üzenetet.
 A HMR-ben nem egyszerűen a csoporttagság szerepel, hanem úgynevezett
Group Record blokkok. Minden blokk tartalmaz egy multicast címet és n
darab - a multicast címen sugárzó - source címet.
4.41. ÁBRA IGMP V 3 H OST M EMBERSHIP R EPORT
TYPE: 0x22.
NUMBER OF GROUP RECORDS: A blokkok száma.
~ 176 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
GROUP RECORD #X: Adatblokk.
4.42. ÁBRA IGMP V 3 G ROUP R ECORD
RECORD TYPE: A lista vajon megengedő (include) vagy lezáró (exclude)?
AUXILIARY DATA LENGTH: Mennyi kisérő adatot rittyentettünk még a blokk végére.
NUMBER OF SOURCES: A források száma.
MULTICAST ADDRESS: A csoport multicast címe, melyhez a host kapcsolódik.
SOURCDE ADDRESS #X: A műsort szolgáló források címei.
AUXILIARY DATA: Azok a bizonyos kisérő adatok.
~ 177 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.2 IP V 6
Jó 10-15 évvel ezelőtt megjósolták, hogy az IP címek el fognak fogyni, az internet
pedig összeszakad. Nos, ez nem történt meg, köszönhetően a korábban már említett
CIDR-nek és NAT-nak.
Persze ezzel csak időt nyertünk, hiszen mindkettő csak foltozása egy kinőtt
gúnyának.
 Azért a NAT csak erőforrásigényes. Gondoljunk egy kicsit vissza a folyamatra:
láthatjuk, egy kapcsolathoz a routernek el kellett raktároznia a port mapping
értékeket. Mi van, ha több ezer kapcsolat pörög át a routeren percenként?
Füst. Meg csökkentett felhasználói élmény.
 Mi van akkor, ha erőforrásokat akarunk publikálni az internet felé? Mondjuk,
két darab webszervert? A routernek csak egy darab 80-as portja lesz. A másik
webszervernek már bele kell törődnie a nem szabályos portba. Örülni fognak
neki a reménybeli látogatók. (Feltéve, hogy a náluk lévő tűzfalon egyáltalán
engedélyezve lesz mondjuk a helyettesítőnek kitalált 81-es port.)
 A NAT nem igazán tud megbírkózni azzal a szituációval, amikor maga az
alkalmazás szintű protokoll rakosgat be IP cím, illetve port értékeket a
szállítandó csomagba - hiszen nonszensz lenne elvárni egy natoló eszköztől,
hogy ismerje az összes protokollt.
 Titkosítás. Ha a router belepiszkál a csomagba, akkor hiába írtam alá odabent
digitálisan, az egész megy a levesbe. Arról nem is beszélve, hogy egy rendesen
titkosított csomagot nem is tud a router értelmezni. (Mondjuk a NAT
Traversal - IPSEC NAT-T - segítségével le lehet kezelni a problémát, viszont ez
erőforrásba kerül.)
 Próbáljuk meg elképzelni a multicast forgalmat egy natolt hálózat felé.
És ezek még csak a NAT hátrányai. Lehetne sorolni az IPv4 kellemetlen
tulajdonságait is:
 Szűk névtér.
 A routolási szintek nehezen strukturálhatók.
 Az autokonfiguráció hiánya.
 A QOS55 csak azzal a bizonyos módosított TOS mezővel oldható meg, de ezt
nem minden hálózati elem ismeri. (Pontosabban, vannak olyan elemek,
melyek a TOS régebbi értelmezését ismerik csak.)
 A mobil kliensek támogatásának nehézkessége. (Pl. ha a mobil kliens
menetközben cellát vált, a kapcsolat nem szakadhat meg.) Ezt IPv4 alól
lekezelni nagyon körülményes.
55
Quality Of Services: sávszélesség-szabályozás.
~ 178 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Nyilván itt jön képbe az új internet, az IP v...6. (Az öt... az menetközben elvérzett.56)
RFC1719
Valahogy így történt:
 1990. Az IETF megállapítja, hogy baj van. Belevágnak a CIDR-be.
 1993. Az IETF kezdeményezésére beindul az IPng (new generation)
kidolgozása. Még ebben az évben kijön az RFC1719, egyfajta irányelv
gyűjtemény.
 1995. Rengeteg felmérés, ötletelés után elméletben összeáll a kép. Az
újszülöttet IPv6-nak nevezik el.
1995. Ugye, döbbenet. Én viszonylag korán lettem függő, de az első emailcímem így
is csak 1997-ben keletkezett57, az első honlapom pedig 1998-ban debütált. Akkortájt
kezdtem rácsodálkozni erre az érdekes új világra.
Miközben a háttérben már faragták a még újabbat58.
4.43. ÁBRA A Z INTERNET 1982 FEBRUÁRJÁBAN
56Stream
jellegű adatátvitelre tervezték. De senki nem használta. 1970-ben?
[email protected]
58 Emlékszem, 1999 környékén egy hibát jelentettem be a cégem internet-szolgáltatójának.
- IPv4-et vagy IPv6-ot használnak? - kérdezett vissza a rendszergazda.
- Izé... - lett hirtelen melegem - mi a különbség?
57
~ 179 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.2.1 A L AP O K
Amikor ezt az egész internet dolgot elképzelték, senkinek még csak meg sem fordult
a fejében, hogy az a töménytelen mennyiségű kiadható cím, melyet a 4 bájtos IP cím
és a 4 bájtos subnet mask segítségével reprezentálni tudunk, valamikor még kevés
lesz.
De kevés lett.
Az igények ugyanis nőttek. Nehogy már ne én mondhassam meg a
kenyérpirítómnak, hogy mikorra érek haza és mennyire süsse át addigra a kenyeret.
A hűtőgépem pedig igenis küldjön figyelmeztető emailt, ha kevés benne a sör. Ez
mind-mind IP címet kíván. Méghozzá egyedit, mert egy benatolt kenyérpirító, lássuk
be, nem az igazi. (Lehet, hogy a router mögött már a porszívó foglalta le a megfelelő
portot.)
Mondtam, hogy nagyobb lesz a névtér. Mennyivel?
IPv4 alatt 4 bájtot használtunk, most 16-ot fogunk. Aki ebből azt a következtetést
vonta le, hogy az új névtér négyszerese lesz a réginek, az menjen vissza a jó öreg
alma materbe és nyomjon egy tockost a matektanárának, mert rosszul tanították
meg számolni. Négy bájton 232 különböző szám ábrázolható. 16 bájton pedig 2128. Ha
elosztjuk a két számot egymással, azt kapjuk, hogy az IPv6-ban egész pontosan 296szor több lehetőségünk van, mint az IPv4-ben. (Más szóval nem négyszerese, hanem
negyedik hatványa.) Ez borzasztóan nagy szám ahhoz, hogy legalább az elkövetkező
tíz évben nyugodtan ülhessünk a hátsónkon. (Remélve, hogy Kínában és Indiában
úrrá lesznek végre a népszaporulaton59.)
Hogyan fogjuk leírni ezt az őrült nagy számot?
Nézzünk egy példát:
11000000 10101000 00010111 00001100
Ez a 192.168.23.12, binárisan ábrázolva.
Csak a hecc kedvéért írjunk fel egy IPv6 címet binárisan:
11000000 10101000 00010111 00001100 11000000 10101000
00010111 00001100 11000000 10101000 00010111 00001100
11000000 10101000 00010111 00001100
Ez a 192.168.23.12.192.168.23.12.192.168.23.12.192.168.23.12.
Félelmetes. Ki a fene fog ekkora számokat megjegyezni?
59
Rossz vicc volt, bocs.
~ 180 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Nos, természetesen meg lehet - de ahhoz tömörebb ábrázolás kell. Itt jön be a képbe
barátunk, a hexadecimális.
Ekkor ezt kapjuk:
C0A8:170C: C0A8:170C: C0A8:170C: C0A8:170C
Nos, valamennyit már összébbment: ez már csak 8 számjegy a 16 helyett - igaz,
ezekben már vannak betűk is.
A rossz hír, hogy ezt a próba címet már nem lehet tovább tömöríteni: a jövőben
rendszergazdaként nyolc számjegyű címekkel kell fejben zsonglőrködnünk. A jó hír,
hogy amennyiben nulla értékű bájtok is vannak a címben, akkor még tömöríthetünk
egy kicsit:
 fe80:0:0:0:fd12:2f1:1234:abcd:
Látható, hogy nem kell mindenhol kiírni balról a nullákat. Nem azt írjuk, hogy
0000 vagy 02f1. (Mint ahogy a tizes számrendszerben sem azt írjuk, hogy
192.168.023.012.)
 fe80::fd12:2f1:1234:abcd:
Ez már kacifántosabb rövidítés. Amíg az egymás melletti blokkokban csak
nullák vannak, addig az a rész elhagyható. Vegyük észre, hogy ahol
kimaradtak a nullák, ott megduplázódtak a kettőspontok. Hogy mennyi
maradt ki? Tudjuk, nyolc részletnek kell lenni, látunk ötöt - tehát három
blokknyi nullánk van. Vigyázat, egy címen belül csak egy ilyen összevonás
lehet. Nincs olyan cím, hogy fe80::abcd::21 - tekintve, hogy ekkor nem
tudnánk, hogy mely részen hány üres blokk volt. (Aztán ebből elég vad dolgok
is ki tudnak sülni. Hogy mást ne mondjak, a localhost úgy néz ki, hogy ::1.)
~ 181 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Hallom a kérdést, mi hír van a subnet mask-ról? Köszöni szépen, a lényege
megmaradt, csak mostantól prefixnek nevezik. Továbbra is azt fogja mutatni, hogy
az IP cím hány számjegye azonosítja a hálózatot és hány számjegye magát a hostot.
Egyszerűbb példával illusztrálni: fe80:0:1234:adf:2::/64. A '/' jel mögötti szám
mutatja meg, hogy ha binárisan írjuk fel a számot, akkor balról hány számjegy
azonosítja a hálózatot. A '/64' az ugye jelen esetben azt jelenti, hogy középen van a
határvonal, a cím első fele a hálózati azonosító, a második fele pedig a host
azonosító, egész konkrétan:
 hálózat
: fe80:0:1234:adf
 host
: 2:0:0:0, azaz 2::
RFC 2373
Az IPv4-nél megismert címzések (unicast, broadcast, multicast) köre eggyel bővült:
belépett melléjük az anycast is. Ez nagyon hasonló a multicast-hoz, ugyanúgy több
host is figyelhet egy csoportos címen - de bármelyik is kapta fel magához a
csomagot, akkor az már fel lesz kapva - a többieknek nem jut belőle.
~ 182 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4. 2 .1 . 1 U N I C A S T C Í M E K
A következő unicast címek léteznek:
 UNIQUE-GLOBAL, azaz egyedi globális cím
 LINK-LOCAL cím, azaz csak a linken értelmezett cím
 SITE-LOCAL cím, azaz csak a lokális site-on értelmezett cím
 UNIQUE-LOCAL, azaz lokálisan egyedi cím
 Speciális címek
 Transition, azaz áttérési címek.
4.2 .1 .1 .1 E G Y E D I G L O B Á L I S C Í M E K
Az egyedi globális címek, mint a nevük is mutatja, abszolút egyediek. Az egész
világegyetemben. A felépítésük nagyjából így néz ki:
4.44. ÁBRA E GYEDI G LOBÁLIS C ÍM
001: Ez a fix része a címnek.
GLOBAL ROUTING PREFIX: Ettől lesz a cím globális. Tulajdonképpen ebben a
tartományban fognak nyüzsögni az ISP-k.
SUBNET ID: A globális címen belüli alhálózatok (site). Logikusan 65536 lehet belőlük.
INTERFACE ID: A node egyedi azonosítója. Mivel ez egy olyan elem, mely a legtöbb
címzési technikánál visszaköszön, érdemes elmélyedni a generálásában. Létezik egy
kódolás, 64-bit Global Identifier (IEEE EUI-64) a pontos neve. Ennek van egy olyan
fejezete, mely azzal foglalkozik, hogyan is lehetne egy 48 bites MAC (IEEE 802)
addressből 64 bites egyedi azonosítót fabrikálni. Le fogsz esni a székről, ha elárulom,
hogyan: a MAC address közepére beszúrnak 16 bitet, méghozzá ezeket: FFFF.
Pontosabban, ez az ajánlás, de az IPv6-ban inkább az FFFE értéket szúrják be. Még
pontosabban, ez csak az egyik lehetséges interface id generálási mód... de a
legnépszerűbb. (Emlékszünk, a MAC address első 24 bitje a gyártó azonosító kódja, a
második 24 a kártyáé? Azaz a FFFE érték pont a kettő közé szúródik be.)
~ 183 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
A fenti címképzés az elméleti változat. A gyakorlatban beszúrtak a tervezők néhány
matyó csujjogást a koreográfiába: a MAC address gyártóspecifikus részében a
konverzió során átfordítanak egy bitet. Pusztán a tömörebb számábrázolás kedvéért.
A teljes folyamat az ábrán látható.
4.45. ÁBRA M ÓDOSÍTOTT ÉS MEGVARIÁLT EUI64
~ 184 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.2 .1 .1 .2 L I N K - L O C A L C Í M E K
A link-local címek azon címei egy node-nak, melyek csak az adott linken érvényesek.
A router ezeket a címeket nem fogja kiengedni.
Képzésük:
4.46. ÁBRA L INK L OCAL
1111111010: Fix érték.
0: 54 üres bit: Meglehetősen fix érték.
INTERFACE ID: Már ismerjük.
Gondolom, látod te is, hogy ez az egész felírható úgy is, hogy FE80::/64 prefix + node
azonosító.
Az INTERFACE ID értékének linkenként kell egyedinek lennie, azaz eltérő linkeken
simán kiadható ugyanaz az INTERFACE ID.
~ 185 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.2 .1 .1 .3 S I T E - L O C A L C Í M E K
Amikor ilyen nagy címtartományunk van, simán előfordulhat, hogy ún. köztes
alhálózati rendszert iktatunk be a GLOBAL ROUTING PREFIX és az INTERFACE ID közé
(SUBNET ID). Ezeket a köztes alhálózatokat hívják site-nak, a site-on belülről kitörni
nem képes címeket pedig site-local címeknek.
Így néznek ki:
4.47. ÁBRA S ITE LOCAL
A szereplőket már ismerjük. A link local címeknél írtak itt is érvényesek, csak site
szinten: az INTERFACE ID-nak site szinten kell egyedinek lenni.
Itt mondjuk elgondolkodtam. Ha megnézed a globális címeknél a Subnet ID mérete
16 bit, itt meg 54. Hát ezt meg hogyan?
Nem lehet más a megoldás, mint az, hogy a két Subnet ID név mögött eltérő
tartalmak léteznek.


Globális címnél az ISP-nk subnetel nekünk egy köztes szintet. 216, azaz 65536
köztes alhálózatot hozhat létre.
A Site-local címnél viszont mi magunk - az ISP-nk mögött - hozhatunk létre
egy szigorúan lokálisan értelmezett köztes subnet rendszert.
~ 186 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.2 .1 .1 .4 U N I Q U E L O C A L A D D R E S S :
RFC 4193
A helyzet az, hogy a site-local címek miatt nem lehetünk 100 százalékig biztosak
abban, hogy a link-local címeink abszolút egyediek a linken.
RFC 3879 - Developer Pain
4.48. ÁBRA U NIQUE L OCAL CÍMEK
Emiatt vezették be a unique-local címeket. Olyan, világméretben nagyon nagy
valószínűséggel egyedi címekről van szó, melyek lokálisan (maximum site szinten)
értelmezettek, ezen a határon nem léphetnek át. Látszólag faramuci dolog ez. Akkor
használják, ha cégek összeolvadásáról van szó, vagy össze-vissza kóborló mobil
felhasználókról. Az első hét bit jelzi a cím kategóriáját (1111110), a következő bit
egy flag (L). Ezt követi egy 40 bites azonosító, a Global ID. Ettől lesz a cím nagy
valószínűséggel világméretben egyedi.
RFC 4193
Ez egy pszeudorandom szám, a generálása az RFC4193-ban le van írva, de a net is
tele van olyan oldalakkal, ahol ugyanezzel az algoritmussal Global ID-t
generálhatunk magunknak. Ha az L flag magas, akkor ezt az algoritmust használtuk a
címadáshoz. Jelenleg ugyan más algoritmus nem létezik, de ha lesz, akkor az L flag
alacsony állapota fogja jelezni, hogy az újabbat használtuk. Ez után jön 16 bit site
azonosító, majd a jól ismert 64 bites node azonosító.
~ 187 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.2 .1 .1 .5 S P E C I Á L I S C Í M E K
Például a localhost: ::1/128
4.2 .1 .1 .6 T R A N S I T I O N C Í M E K
Átállítani az internetet az IPv6-ra... igen nagy falat lesz. Nem is fog menni egyik
napról a másikra. A békés átmenet érdekében szükségünk lesz egy csomó kétéltű
címre. Itt csak felsorolom ezeket, a részletezésükre később kerül sor.
 IPv4-compatible address
 IPv4-mapped address
 6to4 address
 ISATAP address
 Teredo address
~ 188 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4. 2 .1 . 2 M U L T I C A S T C Í M E K
Általában így néznek ki:
4.49. ÁBRA M ULTICAST
11111111: Fix érték.
FLAGS: A négy bitből a három alsó - azaz jobb szélső - bit flagként viselkedik. Menjünk
jobbról:
Transient, azaz T-flag.
RFC 2373
Ha alacsony, akkor ez egy well-known cím. Ha magas, akkor egy kósza, akárki
által kiosztott címről beszélünk.
Prefix, azaz P-flag.
RFC 3306
Ha magas, akkor a multicast cím egy unicast global prefix-hez kapcsolódik. Ha
alacsony, akkor nem.
Rendezvous Point Address, azaz R-flag.
RFC 3956
Ha magas, akkor a multicast cím tartalmaz ún. randevúpont (RP) címet. Ha
alacsony, akkor nem.
~ 189 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
SCOPE: A multicast csoport érvényességi köre.
4.20. TÁBLÁZAT
A szkóp értéke
0
1
2
3
4
5
8
E
F
Értelme
Lefoglalt, nem használható
Interface-local scope
Link-local scope
Lefoglalt, nem használható
Admin-local scope
Site-local scope
Organization-local scope
Global scope
Lefoglalt, nem használható
GROUP ID: A multicast csoport jellemző címe.
És akkor nézzük az előrecsomagolt, beépített multicast címeket. Logikusan
mindegyik az FF0x blokkal fog indulni. (Miért logikusan? Az 1111 1111 fix rész az
ugye FF, a flag értékek 0000, azaz 0, ezzel meg is van az FF0. Az x az meg a szkóp.)





FF01::1 - interface-local scope all-nodes multicast address, azaz minden-node
multicast cím, hoston belül60.
FF02::1 - link-local scope all-nodes multicast address, azaz minden-node
multicast cím, linken belül. (Vegyük észre, hogy ez tulajdonképpen a
broadcast! Nincs is külön, megszűnt. Ez a multicast cím van helyette.)
FF01::2 - interface-local scope all-routers multicast address, azaz mindenrouter multicast cím a hoston belül.
FF02::2 - link-local scope all-routers multicast address, azaz minden-router
multicast cím a linken belül.
FF05::2 - site-local scope all-routers multicast address, azaz minden router
multicast cím a site-on belül.
Rengeteg egyéb előre definiált multicast cím létezik - pl. összes DHCPv6 szerver,
meg egyéb ínyencségek. Tessék utánaolvasni.
IPv6 multicast címek:
http://www.iana.org/assignments/ipv6-multicast-addresses
60
Tipikus több hálózati kártyával (node) rendelkező host.
~ 190 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Gondolom, elég sok ez így első körben. Ismétlésképpen nézzük végig, milyen
címekre is kell hallgatnia egy mezei hálókártyának:
 link-local cím
 unique global
 unique local
 loopback
 minden-node hoston belül
 minden-node linken belül
 solicited-node (ez majd csak később fog megjelenni a könyvben)
 egyedi multicast címek
Durva egy kicsit. Ez ugyanis mind egy-egy IP cím, mely a kártyához rendelődik.
Alaphelyzetben.
Jogos lehet a kérdés, hogyan fogunk ezek között a címek között tájékozódni? IPv4
esetén a rutinos rendszergazda ránézett egy IP címre és már vágta is, hogy az privát
vagy publikus. Mi a helyzet az IPv6 esetében?
4.21. TÁBLÁZAT
Címtipus
Unique global
Link local
Site local
Unique local #161
Unique local #262
Multicast63
Címtartomány eleje
2000::
FE80::
FEC0::
FD00::
FC00::
FF01::0001
Címtartomány vége
3FFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF
FEBF::FFFF:FFFF:FFFF:FFFF
FEFF::FFFF:FFFF:FFFF:FFFF
FDFF::FFFF:FFFF:FFFF:FFFF
FCFF::FFFF:FFFF:FFFF:FFFF
FF35::FFFF:FFFF
Nem egyszerű, az tény. De nem is megtanulhatatlan.
Most, hogy már van némi fogalmunk az IPv6 címzésről, érdemes lehet végignézni
annak a gépnek az IP konfigurációját, melyen jelenleg is gépelek:
Windows IP Configuration
Host Name
Primary Dns Suffix:
Node Type
IP Routing Enabled
WINS Proxy Enabled
:hq
: Hybrid
: No
: No
Ethernet adapter Local Area Connection:
Connection-specific DNS Suffix
Description
Physical Address
DHCP Enabled
Autoconfiguration Enabled : Yes
Link-local IPv6 Address
IPv4 Address
Subnet Mask
. :
Realtek RTL8168B/8111B Family PCI-E Gigabit Ethernet NIC (NDIS 6.0)
: 00-1E-8C-AB-2F-88
: Yes
: fe80::c5cc:1c5c:8384:4546%8(Preferred)
: 192.168.1.101(Preferred)
: 255.255.255.0
Pszeudorandom algoritmussal.
Jövőbeni algoritmussal - ergo ez a tartomány még nem él.
63 Nem folytonos tartomány, még a definiált résztartományok közül sem aktív mindegyik.
61
62
~ 191 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Lease Obtained
Lease Expires
Default Gateway
DHCP Server
DHCPv6 IAID
DNS Servers
NetBIOS over Tcpip
:
:
:
:
:
:
2008. június 3. 19:14:09
2008. június 4. 19:14:08
192.168.1.1
192.168.1.1
201334412
84.2.44.1
84.2.46.1
Enabled
Tunnel adapter Local Area Connection* 6:
Connection-specific DNS Suffix
Description
Physical Address
DHCP Enabled
Autoconfiguration Enabled
IPv6 Address
Link-local IPv6 Address
Default Gateway
NetBIOS over Tcpip
. :
:
:
:
:
:
:
:
:
Teredo Tunneling Pseudo-Interface
02-00-54-55-4E-01
No
Yes
2001:0:d5c7:a2ca:3c2f:2bc6:3f57:fe9a(Preferred)
fe80::3c2f:2bc6:3f57:fe9a%9(Preferred)
::
Disabled
Tunnel adapter Local Area Connection* 7:
Connection-specific DNS Suffix
Description
Physical Address
DHCP Enabled
Autoconfiguration Enabled
Link-local IPv6 Address
Default Gateway
DNS Servers
NetBIOS over Tcpip
. :
:
:
:
:
:
:
:
isatap.{47CE5CAA-223F-4CD4-9A17-D91D7DDC2066}
00-00-00-00-00-00-00-E0
No
Yes
fe80::5efe:192.168.1.101%10(Preferred)
84.2.44.1
84.2.46.1
: Disabled
Illetve a route tábla:
===========================================================================
Interface List
8
00 1e 8c ab 2f 88
Realtek RTL8168B/8111B Family PCI-E Gigabit
(NDIS 6.0)
1
Software Loopback Interface 1
9
02 00 54 55 4e 01
Teredo Tunneling Pseudo-Interface
10
00 00 00 00 00 00 00 e0
isatap.{47CE5CAA-223F-4CD4-9A17-D91D7DDC2066}
===========================================================================
IPv4 Route Table
===========================================================================
Active Routes:
Network Destination
Netmask
Gateway
Interface
0.0.0.0
0.0.0.0
192.168.1.1
192.168.1.101
127.0.0.0
255.0.0.0
On-link
127.0.0.1
127.0.0.1
255.255.255.255
On-link
127.0.0.1
127.255.255.255
255.255.255.255
On-link
127.0.0.1
192.168.1.0
255.255.255.0
On-link
192.168.1.101
192.168.1.101
255.255.255.255
On-link
192.168.1.101
192.168.1.255
255.255.255.255
On-link
192.168.1.101
224.0.0.0
240.0.0.0
On-link
127.0.0.1
224.0.0.0
240.0.0.0
On-link
192.168.1.101
255.255.255.255
255.255.255.255
On-link
127.0.0.1
255.255.255.255
255.255.255.255
On-link
192.168.1.101
===========================================================================
Persistent Routes:
None
IPv6 Route Table
===========================================================================
Active Routes:
If
Metric Network Destination
Gateway
9
18
::/0
On-link
1
306
::1/128
On-link
9
18
2001::/32
On-link
9
266
2001:0:d5c7:a2ca:3c2f:2bc6:3f57:fe9a/128
On-link
~ 192 ~
Metric
20
306
306
306
276
276
276
306
276
306
276
Ethernet
NIC
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
8
276
fe80::/64
On-link
9
266
fe80::/64
On-link
10
281
fe80::5efe:192.168.1.101/128
On-link
9
266
fe80::3c2f:2bc6:3f57:fe9a/128
On-link
8
276
fe80::c5cc:1c5c:8384:4546/128
On-link
1
306
ff00::/8
On-link
9
266
ff00::/8
On-link
8
276
ff00::/8
On-link
===========================================================================
Persistent Routes:
None
Csemegézzünk.
Vajon mi lehet az IPv6 címem? Vigyázat, beugrató kérdés, ugye elég sok lehet. De
jelen esetben csak link-local címeket látunk, az egyik pl. így néz ki:
fe80::c5cc:1c5c:8384:4546%8. Ránézésre több baj is van a címmel. Először is, mi az
a %8 a végén? Aztán az INTERFACE ID egyáltalán nem úgy néz ki, mintha a MAC
address-ből képezték volna betoldással. Árulás? Nos, a %8 formulára egyszerű a
válasz: hétköznapi cím esetén ez az interface azonosító száma, úgynevezett
zónaazonosító. (A route táblánál látható, hogy konkrétan egy Realtek hálókártyáról
van szó.)
Jó, akkor mi van az INTERFACE ID-val? Az, hogy az EUI-64 nem kötelező. A Windows
Server 2008 illetve a Vista alaphelyzetben például véletlenszerűen generált interface
ID-t használ. Erről a következő parancs segítségével tudjuk lebeszélni:
netsh interface ipv6 set global randomizeidentifiers=disabled
Miután kiadtam ezt a parancsot és megújítottam az IP címemet, a következőt
kaptam:
Link-local IPv6 Address: fe80::21e:8cff:feab:2f88%8
Ugye, mindjárt más? Ez már EUI-64. A matyó csujjogatással.
Miért is nincs globálisan vagy lokálisan egyedi (global/local unique) címem? Mert a
routerem azt mondta, hogy nekem olyanom nincs. Pontosabban, nem mondta, hogy
van.
Aztán nagyon elszaladtunk amellett, hogy nekem nem is egy link-local IP címem van.
Mi is a többi? Nos, transition címek. Azok, melyeket csak úgy megemlítettem
korábban. Most sem kapnak nagy szerepet... de azért vegyünk észre valamit:
mindkettő, a Teredo és az Isatap is Tunnel Adapter Local Area Connection néven fut.
Tunnel... valami belecsövezve valamibe. Mi van most? IPv4. Mi lesz majd? IPv6.
Nyilván logikus, hogy ezeket a címeket használva tulajdonképpen az IPv6-ot
csatornázzuk bele az IPv4-be.
~ 193 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Végül egy kérdés: ha teszem azt a Magyar Telecom globális azonosítója 1100 0000
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1 és a én ezen belül a 0000 0000
0000 0011 subnetben vagyok, akkor mi lesz a világegyetemben az egyedi
azonosítóm?
Lapátoljuk össze: 001, mert ez abszolút fix. Ehhez hozzácsapjuk az ISP globális
azonosítóját és a subnet azonosítót. Ez lesz a prefix, ehhez jön majd az INTERFACE
ID, melyet a link-local címből tudunk kibányászni. Jelen esetben ez
c5cc:1c5c:8384:4546.
Innen már csak matekozás: 3800::1:3:c5cc:1c5c:8384:4546/64.
Long live calc.exe.
(Hint: fel kell írni bitsorozatként, bájtonként csoportosítani, átváltani, két bájt egy
blokk.)
Végezetül egy táblázat, arról, melyik IPv6-os címnek melyik IPv4-es cím felel meg.
4.22. TÁBLÁZAT
IPv4
Internet címosztályok
Multicast címek (224.0.0.0/4)
Broadcast címek
Meghatározatlan cím (unspecified address): 0.0.0.0
Loopback: 127.0.0.1
Publikus IP címek
Privát IP cím tartományok
APIPA (168.254.0.0/16)
64
Kicsit sok a kettőspont, de gondolom érthető.
~ 194 ~
IPv6
Elfogyott
Multicast címek (FF0x::/8)
Szintén nincs
Meghatározatlan cím (unspecified address): ::64
Loopback: ::1
Global Unicast Address
Unique Local, Site Local Addresses
Link Local Addresses
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4. 2 .1 . 3 A Z I P V 6 C S O M A G
Az IPv6 csomag felépítése némileg eltér az eddig megszokott csomagokétől.
Általában volt olyan, hogy header, meg payload (néhol trailer is) - de olyannal eddig
még nem találkoztunk, hogy a header átcsússzon a payloadba.
Eddig.
4.50. ÁBRA IP V 6 CSOMAG
Van packet és van header, odáig rendben is volnánk - de van egy extension header a
payload-on belül. Sőt, nem is egy, mert az ábrán is többes számmal lett jelölve.
Bizony, bizony. Így lett rugalmas az IPv6. Van egy rögzített fejléce, van egy rögzített
PDU-ja - ez volt az IPv4-ben a payload - és a kettő között van egy tetszőlegesen
bővíthető gumi gyűrődőzóna.
~ 195 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Habár még nem minden része érthető a rajznak, de valami ilyesmit kell elképzelni:
4.51. ÁBRA F EJLÉC LÁNCOLÁSOK
A felső ábrán nincs Extension Header, a fejléc közvetlenül a payload-dal, azaz a TCP
szegmenssel folytatódik. Az alsó ábrán jelentősen bonyolultabb lett a helyzet, két
extra fejléc is befurakodott az IPv6 fejléc és a payload közé.
Az Upper-Layer Protocol Data Unit-tal (ez neveztem PDU-nak) van a legkevesebb
gondunk: mint írtam, ez felel meg az IPv4 payload-nak, azaz lehet TCP, UDP, ICMPv6.
A többi mezővel viszont érdemes részletesebben is megismerkedni.
~ 196 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.2 .1 .3 .1 IP V 6 H E A D E R
4.52. ÁBRA IP CSOMAGOK FEJLÉCEINEK
ÖSSZEHASONLÍTÁSA
Nos, itt vannak. Melyik a nagyobb? Na...? Ha jól figyeltél korábban, akkor már tudod a
korrekt választ: 'attól függ'. Láthatod, hogy az IPv4 csomag áll egy fix - 20 bájt méretű részből, majd jön az IP Options mezők végeláthatatlan sora. (Maximum 60
bájt, természetesen néggyel oszthatóra kiegészítve.)
Ezzel szemben az IPv6 fejléc mérete fix 40 bájt. Tessék kérem, újabb és kisebb pedig az IP címek négyszerannyi helyet foglalnak.
Na, ja. Csakhogy az IP Options mezőket pofátlanul kiszervezték a payload-ba, és hogy
a PSzÁF se jöjjön rá, átnevezték Extension Headers névre.
Ami nem változott, az az IP csomag (header+payload) maximális mérete: az
továbbra is 65535 bájt65. Azaz tulajdonképpen látható, hogy csak a dögöt rugdostuk
át az egyik ágy alól a másik alá, a fejléc mérete a payload méretének rovására
csökkent.
Illetve az IPv6 csomag lehet nagyobb is, mint 65535 bájt, ekkor jumbogram-nak hívjuk, és némileg
máshogyan kezeljük.
65
~ 197 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Boncolgassuk egy kicsit az IPv6 fejlécet.
4.53. ÁBRA A Z IP V 6 CSOMAG FEJLÉCE
VERSION: Értelemszerűen az értéke: 6.
TRAFFIC CLASS: Teljes mértékben analóg az IPv4 csomagban lévő DS bájttal. (Tudjuk, 6
bit DSCP, 2 bit ECN - ezt az egészet Type of Services-nek (TOS) hívják és a QOS-hez
kell.66)
FLOW LABEL: 20 bites mező, egy konkrét, speciálisan kezelendő adatforgalmat jelöl.
RFC 3697
Olyan forgalomról van szó, mely az IPv4-ben elég mostohán volt kezelve - tekintve,
hogy a hetvenes években ezeknek túl sok szerepük nem volt. A stream jellegű
adatfolyamokról beszélek. A FLOW LABEL, mint cimke azonosítja az egyes
adásokhoz tartozó csomagokat. (Mindemellett ha az értéke nem nulla, akkor jelzi a
routereknek is, hogy ezeket a csomagokat különleges elbánásban kell részesíteniük.)
66
Eddig ez a legvadabb mondat a könyvben.
~ 198 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
PAYLOAD LENGTH: Mekkora a payload konkrét értéke. Ugye a bevezetőben már láttuk,
hogy az Extension Headers miatt a payload értéke nem rögzített. Gondolom az előző
oldalon említett 65535-ös felső korlát miatt senkit nem lep meg, hogy a mező
mérete két bájt.
HOP LIMIT: Tulajdonképpen ugyanarra szolgál, mint az IPv4 esetében a TTL. A feladó
induláskor beállít egy értéket majd mindegyik router lekap belőle egyet
áthaladáskor. A csomag akkor hal hősi halált, ha ez az érték lenullázódott.
NEXT HEADER: De hiszen ezt már láttuk! (4.51. ábra Fejléc láncolások) Ez
tulajdonképpen egy kód, azt mutatja meg, hogy a következő blokkban mi jön:
valamilyen Extension Header vagy már a tényleges PDU.
~ 199 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.2 .1 .3 .2 IP V 6 E X T E N S I O N H E A D E R S
Mint említettem, az IPv4-ben használt IP Options blokkokat helyettesítik.
4.23. TÁBLÁZAT
Next Header Field érték
0
6
17
41
43
44
50
51
58
59
60
Megnevezés
Hop-by-Hop Options header
TCP
UDP
Encapsulated IPv6 header
Routing Header
Fragment header
Encapsulating Security Payload header
Authentication header
ICMPv6
Konyec, nincs több header
Destination Options header
A felépítésük is teljesen hasonló.
4.54. ÁBRA Á LTALÁNOS E XTENSION H EADER
NEXT HEADER: Ez mutat a következő blokkra.
HEADER EXTENSION LENGTH: Tekintve, hogy az Extension Header mérete nem rögzített,
valahogyan jelezni kell, hol van a vége.
OPTIONS: Itt pedig jönnek a tipusoktól függő adatblokkok. A felépítésük teljesen
analóg az Extension Header felépítésével, azaz jön egy típusazonosító kód (mivel a
konkrét Extension Header-en belül is lehetnek alesetek), egy hosszérték és maga az
adat. (Igen, Matrjoska baba.)
~ 200 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.2 .1 .3 .2 .1
HO P - B Y - H OP O P T I O N S H E A D E R
A nullás kódú. Ez az a header, melyet minden útbaeső hop felolvas, értelmez.
Rögtön egy olyan opciót header-t találtunk, amelynek több altipusa (options) is
létezik.
RFC 2460
PAD1/PADN OPTIONS: 1, illetve tetszőleges számú üres bájtot fűz hozzá a Hop-by-Hop
header-hez. Amennyiben jól értettem, ezekre a feltöltésekre számolási
optimalizálások miatt van szükség.
RFC 2675
JUMBO PAYLOAD OPTION: Egy félmondat már esett arról, hogy az IPv6 már támogat
65535 bájtnál nagyobb csomagot is. Senkinek nem támadt kényelmetlen érzése:
hogyan is lehetséges ez, ha a PAYLOAD LENGTH mező mérete csak 16 bit? Nos, úgy,
hogy a csomag mérete nem ott tárolódik, hanem a Jumbo Payload option 32 bites
adatterületén. Ez maximum 4 GB méretű payload-ot enged.
Értjük már, hogy miért Jumbo?
RFC 2711
ROUTER ALERT OPTION: Figyelmezteti a routert, hogy ezzel a csomaggal még lesz egy
kis pluszmunkája. (Emlékszünk, multicast-nál voltak ilyesmik korábban.)
~ 201 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.2 .1 .3 .2 .2 D E S T I N A T I O N O P T I O N S H E A D E R
A csomag szállítására vonatkozó paramétereket tartalmazhat. Értelmezni
kétféleképpen lehet:
 Ha van mellette Routing Header, akkor minden útbaeső célpontra vonatkozni
fognak a paraméterek.
 Ha nincs mellette Routing Header, vagy a Routing Header előrébb van, mint a
Destination Options Header, akkor a paraméterek csak a legvégső célpontra
fognak vonatkozni.
RFC 3775
Mik lehetnek ezek a paraméterek? Például a Home Address Option. Ezt akkor
használjuk, ha mobil eszközön kommunikálunk - olyan mobil eszközön, mely
ténylegesen is mozog. Ekkor az Option adatmezőjébe belekerül a mobil eszköz hazai
címe - az a cím, mely eredetileg, a mobil eszköz eredeti linkjén tartozott hozzá.67
4.2 .1 .3 .2 .3 R O U T I N G H E A D E R
Ilyet is láttunk már korábban. (Strict/Loose Source Routing; 4.1.1.2 IP Options)
Ez az, amikor előírjuk a csomagnak, hogy milyen útvonalon kell mennie.
Az IPv6-ban a szigorúság enyhült, azaz a Routing Header már csak a loose tipusú
előírást támogatja.
A Windows meg még ezt se. A Windows Vista eleinte még elvolt vele, de aztán az
IETF biztonsági szempontok miatt inkább azt javasolta, hogy hanyagolják. A Vista
SP1-ből emiatt ki is vették. (A Windows Server 2008-ba meg már bele sem került.)
Ha ilyen csomagokat kapnak, akkor szó nélkül eldobják azokat.
4.2 .1 .3 .2 .4 F R A G M E N T H E A D E R
A jó öreg töredezés. Mikor is van rá szükség? Ha a csomag túl nagy. Mekkora a túl
nagy: 65535 felett?
Dehogyis. Az MTU felett. Emiatt kezdjük úgy a kommunikációt, hogy meghatározzuk
a PMTU értékét. Inkább, mint hogy tördeljük a csomagot.
Ha már az IPv4-ben sem szerettük a tördelést, akkor gondolhatod, hogy az IPv6-ban
úgy utáljuk, mint üveges tót a hanyattesést. Például a közbenső hop-oknak tilos.
Vagy a feladó tördel, vagy senki sem.
67
A mobil IPv6-ról majd valamikor máskor.
~ 202 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.2 .1 .3 .2 .5 A U T H E N T I C A T I O N H E A D E R
RFC 2401, 2402
A csomag integritását biztosítja egy ún. Integrity Value Check (ICV) összeg
segítségével. A számoláshoz értelemszerűen nem használja fel az IP Header összes
mezőjét, hiszen ezek között vannak olyanok, melyek menet közben normál
üzemmenetben is változnak.
Az integritás biztosítása mellett még az AH dolga a forrás autentikáltatása és egy ún
visszajátszás elleni védelem is. Ez utóbbi abból áll, hogy a csomag része egy
Sequence Number, ezt minden hozzányúló hop megnöveli eggyel. (Tessék, rögtön itt
is van egy elem, melyet nem lehet belevenni az ICV-be.)
4.2 .1 .3 .2 .6 E N C A P S U L A T I N G S E C U R I T Y P A Y L O A D H E A D E R
RFC 2406
Az AH sok mindent nyújt - titkosítást speciel nem. Arra az ESP jó.
Mind az AH, mind az ESP Header, illetve a mögöttük lévő eljárások meglehetősen
komplex rendszert alkotnak, ezekkel majd később foglalkozunk.
~ 203 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.2 .1 .3 .3 ICM P V 6
RFC 4443
Nagyjából ugyanazok a feladatok, mint az ICMPv4 esetében - csak valamivel
áramvonalasabb adatszerkezettel. Mások lettek a mezők, a nevek, a kódok - de a
funkciók maradtak.
Mivel ezekről már volt szó bőven ebben a könyvben, így csak egy táblázatban teszem
egymás mellé az azonos funkciókat.
4.24. TÁBLÁZAT
ICMPv4
Destination Unreachable-Network Unreachable
(Type3, Code 0)
Destination Unreachable-Host Unreachable (Type 3,
Code 1)
Destination Unreachable-Protocol Unreachable (Type
3, Code 2)
Destination Unreachable-Port Unreachable (Type 3,
Code 3)
Destination Unreachable-Fragmentation Needed and
DF Set (Type 3, Code 4)
Destination Unreachable-Communication with
Destination Host Administratively Prohibited (Type 3,
Code 10)
Source Quench (Type 4, Code 0)
Redirect (Type 5, Code 0)
Time Exceeded-TTL Exceeded (Type 11, Code 0)
Time Exceeded-Fragment Reassembly Time Exceeded
(Type 11, Code 1)
Parameter Problem (Type 12, Code 0)
~ 204 ~
ICMPv6
Destination Unreachable-No Route to Destination
(Type 1, Code 0)
Destination Unreachable-Address Unreachable
(Type1, Code 3)
Parameter Problem-Unrecognized Next Header Type
Encountered (Type4, Code 1)
Destination Unreachable-Port Unreachable (Type 1,
Code 4)
Packet Too Big (Type 2, Code 0)
Destination Unreachable-Communication with
Destination Host Administratively Prohibited (Type 1,
Code 1)
Nyema
Neighbor Discovery Redirect message (Type 137, Code
0)
Time Exceeded-Hop Limit Exceeded in Transit (Type
3, Code 0)
Time Exceeded-Fragment Reassembly Time Exceeded
(Type 3, Code 1)
Parameter Problem (Type 4, Code 0 v. 2)
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4. 2 .1 . 4 N E I G H B O R D I S C O V E R Y , N D
RFC 4861, 4862
Mint a neve is mutatja, arról van szó, hogy az azonos linken lévő node-ok valamilyen
mechanizmus alapján megkeresik egymást. Azonkívül, hogy jó társaságban jobban
telik az idő, a módszernek van több előnye is:
 Ha csomagot kell küldenünk, jóval hatékonyabban be tudjuk szerezni a
célállomás MAC címét.
 Ha egy MAC address megváltozik, automatikusan értesülünk róla.
Hasonlóképpen arról is, ha a hostot lekapcsolják. Vagy lefagy.
 Képbe kerülünk: tudni fogjuk, hol vannak a linken routerek.
 DHCP nélkül valósíthatunk meg autokonfigurációt.
 A routereknek lehetőségük van a szolgáltatásaikat reklámozni. (Ráadásul
nem is kell fizetniük érte.)
 A routerek átirányíthatnak forgalmakat, ha létezik jobb útvonal.
Érezzük, hogy ez több dologból lett összegyúrva. Ott vannak benne az ICMPv4
fejezetben taglalt mechanizmusok, de a MAC vadászatra korábban használt ARP
folyamatok is.
Itt mindent ICMPv6 üzenetekkel fogunk megvalósítani. Konkrétan:
 Router Solicitation (Type 133)
 Router Advertisement (Type 134)
 Neighbor Solicitation (Type 135)
 Neighbor Advertisement (Type 136)
 Redirect (Type 137)
Referenciatáblázat az IPv4 és az IPv6 mechanizmusok között:
4.25. TÁBLÁZAT
IPv4
ARP Request message
ARP Reply message
ARP cache
Gratuitous ARP
Router Solicitation message
Router Advertisement message
Redirect message
IPv6
Neighbor Solicitation message
Neighbor Advertisement message
Neighbor cache
Duplicate Address detection
Router Solicitation message
Router Advertisement message
Redirect message
~ 205 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Csomagszinten úgy kell elképzelni, mintha ICMPv6 lenne. Leginkább azért, mert
ugye, az.
4.55. ÁBRA N EIGHBOR D ISCOVERY ÜZENET
Az eddigiektől eltérően ebbe a fejezetbe nem mennék bele annyira részletesen inkább csak elv szintén mutatnám be a Neighbor Solicitation / Neighbor
Advertisement folyamatokat.
Azt tudjuk, hogy ez a két üzenet típus az ARP Request / Reply üzeneteket váltja fel.
Mi is volt az ARP Request legnagyobb hibája? Az ARP broadcast. Egyrészt nagy
terhelést jelentett a hálózatnak, másrészt pedig a routerek lenyakazták.
Az IPv6-ban ugyan eljátszhatták volna mindezt a minden-node link-local címre
küldött üzenettel, de akkor ugyanott lennénk, mint az ARP broadcast-tal.
Ehelyett egy speciális multicast címre megy ki az érdeklődő üzenet. Ezt a speciális
címet hívják úgy, hogy solicited-node cím. A következőképpen képződik:
4.56. ÁBRA S OLICITED - NODE
A megértés kulcsa az alsó mező. Kinek is az Interface ID-ja? Nyilván nem a feladóé.
Annak nem lenne semmi értelme. Természetesen a keresett IP címből - IP(B) képződik a solicited-node cím.
~ 206 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.57. ÁBRA M ŰKÖDÉSBEN A SOLICITE D NODE CÍMZÉS
Az érdeklődő (A) node tehát legyártja ezt a solicited -node címet és elküldi neki a
saját IP címét - IP(A) - saját MAC címét - MAC(A) - és persze a keresett IP címet IP(B). Mely node-ok fogják felkapni ezt a kérést? Akiknek a - saját maguknak már
korábban legyártott solicited-node - címük megegyezik a feladó által megadott
solicited-node multicast címmel. Egész konkrétan: az a pár node fogja felkapni, ahol
az interface ID jobb szélső 24 bitje megegyezik. A többi node békésen kérődzik
tovább. Tiszta haszon az ARP broadcast-hoz képest.
A többi már hasonló: a megtalált node visszaküldi a MAC(B) címet és már mehet is a
traccs.
Egy újabb gondolkodós kérdés: a korábban bemásolt adataim alapján vajon mi is
lesz az én solicited-node címem?
Az első 104 bit, az ugye adott. A maradék 24 bit pedig kiszámolható az Interface IDból.
Merre is vagy, calc.exe?
Tessék, a cím: ff02:1::ff00:0084:454668. Most az egyszer nem segítek.
Elképzelhető, hogy valakiben felmerül a kérdés: mire is jó ez az egész cécó? Hiszen
az interface ID a MAC address-ből képződik... egyszerűen számoljunk belőle vissza és
már miénk is a MAC.
Az ötlet jó... de sajnos ez csak ajánlás. Az interface ID sokféleképpen keletkezhet,
semmi garancia sincs rá, hogy pont az EUI-64 volt a keletkezésének alapja.
68
Azt ugye látjuk, hogy az értéke (ff02) alapján ez egy link-local multicast cím?
~ 207 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4. 2 .1 . 5 M U L T I C A S T L I S T E N E R D I S C O V E R Y ( ML D )
RFC 2710
MLD: ez volt az IPv4-ben az IGMP. Pontosabban az IGMPv2.
RFC 3810
Az IGMPv3-nak pedig az MLD2 felel meg.
Oké, képben vagyunk. Jöhetnek a részletek.
Rögtön egy különbség: IPv4-ben egy host vagy támogatta a multicast
küldést/fogadást, vagy nem. IPv6-ban nincs ilyen lazaság: a multicast ismerete
kötelező.
Tudom, szomorú leszel, de a részletekbe olyan túlzottan azért nem fogok belemenni.
Egyrészt az MLD tényleg nagyon hasonlóan működik, mint az IGMP, így a
mechanizmusok ismertetésébe nincs értelme túlzottan elmélyedni.
Itt is vannak üzenetek, az analógiákat az alábbi táblázat mutatja:
4.26. TÁBLÁZAT
IGMPv2
Host Membership Query (Type 17)
Host Membership Report (Type 22)
Leave Group (Type 23)
~ 208 ~
MLD
Multicast Listener Query (ICMPv6 Type 130)
Multicast Listener Report (ICMPv6 Type 131)
Multicast Listener Done (ICMPv6 Type 132)
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Maguk az üzenetek - mint a táblázatból is látható - ICMPv6 tipusú üzenetek. Mint a
Neighbor Discovery-nél. A csomag szerkezete is hasonló:
4.58. ÁBRA MLD ÜZENET
Hasonló... de nem ugyanaz. Vegyük észre, hogy egy Extension Header befurakodott a
képbe. Router Alert Option. Mire is jó ez? Lapozzunk vissza.
Úgy van. Figyelmezteti a routert, hogy ezzel a csomaggal lesz némi adminisztrációs
munkája. (Lásd IGMP.)
~ 209 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4. 2 .1 . 6 A U T O K O N F I G U R Á C I Ó
RFC 2464
Ez megint egy szép téma. Kezdjük megint azzal, hogy milyen lehetőségünk volt
autokonfigurációra IPv4 alatt? Igen, a DHCP. (Illetve, bármilyen furcsán hangzik, de
egyfajta stateless autokonfiguráció volt az APIPA is.)
Az IPv6 alatt tágabb lett a horizontunk:
 Stateless autoconfiguration
 Stateful autoconfiguration
 Kombinált bérlet
Az egész úgy kezdődik, hogy a router - ha van egyáltalán - kiküld a linkre egy Router
Advertisement üzenetet. Ennek meglététől, illetve tartalmától függően az egyes
hostok eldöntik, hogy itt most a fenti három autokonfigurációs esetből melyik áll
fent.
Itt most csak a stateless változatot vizsgálgatjuk, a DHCP működésével majd az
alkalmazás rétegben fogunk megismerkedni.
RFC 4862
Van egy hostunk, egy hálózati kártyával. Feldugjuk egy IPv6 hálózatra. DHCPv6
nincs. Router van.
A router meghatározott időnként küld egy üzenetet (Router Advertisement) a
minden-node link címre. Az üzenet sokmindent tartalmaz, többek között:
 A router MAC címét
 A linken élő prefixeket
 A linken érvényes MTU-t
 A linkre vonatkozó spéci routolásokat
 A linken érvényes maximális hop számot
 Van-e DHCP a linken?
És még sok egyebet. Mennyire jó ez nekünk? Nagyon. Központilag szabályozható
MTU? Hmm... finom. A link összes prefixe? Álljunk csak meg. Ha adottak a prefixek
(régi szóhasználatban a subnetek) - Router Advertisement, azon belül Prefix
Information opció - a hálókártya meg ismeri a saját MAC címét, ismeri az EUI-64
módszert... simán le tudja gyártani magának a link összes prefixére a prefixnek
megfelelő IPv6 címet.
~ 210 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Mennyivel jobb már, mint egy hasraütésszerűen kiadott cím a 169.254.0.0./16 IP
tartományban?
Szóval belép az új állomás a linkre. Olyan korban élünk, hogy türelmetlenek
vagyunk: nem várjuk meg, hogy a router körbeküldje az üzenetét, belerúgunk:
Router, küldj üzenetet! (Router Solicitation.) És az küld. Ez alapján a node összerakja
magának a link-local címeit. Elképzelhető, hogy ütközni fog másik node címeivel?
Bizony, igen. Ekkor jön a jó öreg Neighbor Discovery. Megszólitjuk a solicited-node
címen azt az IP címet, melyet magunknak kívánunk lefoglalni. Ha nem jön válasz,
nyertünk. Miénk a cím.
(Ki kell rá térnem, hogy a Windows implementációnál ez is másképp van egy kicsit.
Arról már írtam, hogy az Interface ID nem EUI-64 módon generálódik, hanem
véletlenszerűen. Arról viszont nem, hogy a tervezők úgy saccolták, nagyon kicsi az
esélye annak, hogy a véletlen azonosítók között egyformák legyenek: ezért elhagyták
az ellenőrzést.)
Mi van, ha megváltozik a MAC címünk? Úgy csinálunk, mintha ND kérdéseket
kaptunk volna, elárasztjuk a linket válaszokkal.
Mi van, ha két hálókártyával is kapaszkodunk egy linken? Hol ez, hol az fog
válaszolni az ND kérésekre - terheléselosztás.
~ 211 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4.2.2 IP V 4 -> IP V 6
K O N V E R ZI Ó K
RFC 2893
Szóval itt van ez a szebb és jobb IPv6. De még mióta, hogy itt van. Hogyan fogunk
erre áttérni? És mikor? Mikortól kell hexa-dec-bin konvertálós számológépet
integrálni a rendszergazdák mobiltelefonjába?
Próbáljuk meg kicsiben elképzelni. Van egy magyar értelemben kis/közepes céges
hálózatunk: 1-200 gép, 10-15 szerver, egy core.net a központban, két telephely
(site1.net, site2.net), meg egy dmz.net. Hogyan állnánk neki?
Első körben felállítanánk három kategóriát:
 IPv4 only host
:
olyan gép, amelyik csak az IPv4 módot ismeri.
 IPv6 only host
:
olyan gép, amelyik csak az IPv6 módot ismeri.
 IPv4/IPv6 host
:
olyan gép, amelyik mind a kettőt ismeri.
Mikor fogunk eljutni oda, hogy egy szerverünk IPv6 only legyen? Talán az unokánk.
Teljesen természetes, ha először azt célozzuk be, hogy minden host, minden router
IPv4/IPv6 host legyen. Szerencsére ez ma már nem akkora nagy kihívás, a Service
Pack 2 óta az XP is képes rá.
~ 212 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4.59. ÁBRA IP V 6 TELEPÍTÉSE W INDOWS XP ALÁ
Értelemszerűen az utódok - Vista, Windows7 - már gyárilag beépítve tartalmazzák
az IPv6 ismeretét.
4.60. ÁBRA T IPIKUS IP V 4/IP V 6 HOST
~ 213 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Már csak az őskövület NT4 használókat69 kell meggyőzni, hogy ha a későbbiekben is
el szeretnék érni a hálózatot, akkor esetleg elkezdhetnének a frissítés gondolatával
kacérkodni. (Bár valószínűleg inkább be fogják szerezni a Trumpet Winsock IPv6ot.)
Ezzel a kliens oldal rendben is lenne. De ott vannak még a szerverek és a hálózati
eszközök. Rossz hírem van: a Windows Server 2000 e tekintetben elég gázos.
Amennyire tudom, nem erőszakolható meg. Viszont Windows Server 2003-tól felfelé
már minden rendben. A hálózati eszközök cseréje meg pusztán csak elszántság és
pénz kérdése.
IPv6 Microsoft rendszerekben:
http://www.windowsnetworking.com/articles_tutorials/IPv6-Support-Microsoft-Windows.html
Akkor már végeztünk is volna? Hát, a saját kis szemétdombunkon jó eséllyel igen. Be
mernénk rakni IPv6 only munkaállomást? Miért ne? És szervert? Tuti, hogy a
vezérigazgató egyik fontos külsős kapcsolata fog elhasalni, amikor be akar
vépéenezni. DMZ-be webszervert? DMZ szélére tűzfalat, routert?
Nagyjából ezek a fenntartások léteznek ez interneten is. Jelenleg egyre több az
IPv4/IPv6 host - de azért szerverben, hálózati eszközben még nagyon bátor az, aki
IPv6 only hostot tesz elérhetővé.
Pedig a helyzet annyira nem is reménytelen. Mit saccolsz, ha van egy IPv4/IPv6
munkaállomásod, egy IPv4/IPv6 router mögött, mely router már közvetlenül
csatlakozik az internetre - és el akarsz érni egy IPv6 only webszervert, mely előtt egy
IPv4/IPv6 router van... sikerülni fog?
4.61. ÁBRA IP V 6 ONLY WEBSZERVER ELÉRÉSE I
Igen.
69
Ne röhögj, tudom, hogy nálatok is van.
~ 214 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
A kulcs a csatornázás, azaz a tunneling. Hol jön be a képbe az ismeretlen faktor? Hát
az interneten. Jelenleg akkor kapunk jobb eredményt, ha az internetet IPv4 only
hálózatnak feltételezzük.
4.62. ÁBRA IP V 6 ONLY WEBSZERVER ELÉRÉSE II
Ekkor az történik, hogy a két router között létrejön egy csatorna - IPv6-over-IPv4
Tunneling - melyen keresztül az IPv6 csomagok IPv4 csomagokban utaznak át.
Hogyan is kell ezt elképzelni? Előveszek fizikailag egy vakondot. felhúzom kulccsal,
beállítom a megfelelő irányba - és már fúrja is az utat az interneten keresztül?
Nyilván nem. Hogyan is lehetne értelmezni, hogy elkezdünk alagutat fúrni egy olyan
megfoghatatlan valamibe, mint az internet?
Sokkal inkább arról van szó, hogy a megszokott csomagszerkezetbe valamelyik jól
meghatározott ponton berakunk egy plusz csomagolást.
4.63. ÁBRA IP V 6- OVER -IP V 4 T UNNELING
~ 215 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Amit így becsomagoltunk, azt megóvtuk attól, hogy útközben bárki piszkálja. Ez a
plusz csomagolás lehet autentikációs fejléc, lehet titkosítás (később látunk
mindegyikre példát) - és lehet egyszerűen inkompatibilis információkat elrejtő
csomagolás.
Hogyan keletkezik egy ilyen csatorna?
 Vagy magunkat nem kímélve kemény fizikai munkával létrehozzuk.
 Vagy automatikusan keletkezik, felismerve, hogy itt bizony csatornázni kell.
Mikortól tekinthetünk kiépültnek egy csatornát? Nagyon egyszerű: ha a két
végpontja beazonosította magát és létrejött köztük a kapcsolat. A legszebb az
egészben, hogy ennyi elég is. Teljesen mindegy, hogy a két végpont között mennyit
bóklásznak a csomagok. Az se érdekel senkit, hogy odafelé más útvonalon megy a
csomag, mint visszafelé. Csak odaérjen.
Azért az megér még egy gondolatfutamot, hogy mi is ez a beazonosítás? Melyik
címüket használják a hídfőállások a csatorna kiépítéséhez?
Bármilyen meglepő is, az IPv4 címüket. Tehát amikor manuálisan építünk ki egy
IPv6-over-IPv4 csatornát, akkor a két végpont IPv4-es címeit kell megadnunk.
Viszont a csatornán már IPv6 forgalom fog keresztülfolyni, ahol a csatorna egy plusz
routingot, egy plusz ugrást jelent. Ez viszont azt jelenti, hogy a csomagok
továbbításakor már a hídfőállások IPv6 címei fognak számítani.
4.64. ÁBRA C SATORNAÉPÍTÉS MANUÁL ISAN
Száz eszmefuttatásnál is többet ér egy konkrét példa. Van nekünk egy IPv6
alhálózatunk Kazincbarcikán (1a04:ff1:1::/64) és van egy másik New Yorkban
(1a04:ff1:2::/64). A két alhálózatot szeretnénk összekötni az interneten keresztül.
Mindkét alhálózatban üzemel egy-egy Windows Server 2008, melyeket routerként
használunk. (Tudom, nyakatekert a dolog, de ez alapvetően egy Windows könyv, én
pedig nem akarok belemenni router célhardver konfigurálásába. Nem is tudnék.)
~ 216 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Értelemszerűen mindkét szervernek vannak IPv4 és IPv6 címei is - de a jelen
példában csak az internet felé forduló IPv4 címük a lényeges.
Első lépésben építsük fel a csatornát Kazincbarcika felől:
netsh interface ipv6 add v6v4tunnel ToNewYork 82.145.1.240 135.11.5.1
Második lépésben építsük fel a csatornát New York felől:
netsh interface ipv6 add v6v4tunnel ToKazincbarcika 135.11.5.1 82.145.1.240
Mint látható, a csatorna kiépítéséhez a hídfőállások IPv4 címeit használtuk.
Most már csak meg kellene mondani a routereknek, hogy merre vannak az egyes
IPv6 alhálózatok. Ezt megtehetnénk a korábban már említett 'route add' paranccsal
is, de a sorminta kedvéért legyen most ez is netsh-val.
Kazincbarcika:
netsh interface ipv6 add route 1a04:ff1:2::/64 ToNewYork
New York:
netsh interface ipv6 add route 1a04:ff1:1::/64 ToKazincbarcika
És készen is vagyunk.
Egy gondolatkisérlettel nézzük meg, mit is csináltunk.
New York-ból szeretnék elérni az egyik kazincbarcikai gép fájlmegosztását.
Kazincbarcikán csak IPv6only hostok vannak, tehát az IPv4 szóba sem jöhet.
A kazincbarcikai gép IPv6 címét valahogy (DNS, host fájl) megtudjuk. Megpróbálunk
rákapcsolódni. Elkészül a SYN csomag, elindul. A default gateway-ként is működő
routerbe épp nemrég égettük bele, hogy a kazincbarcikai IPv6 címtartomány
(1a04:ff1:1::/64) esetében melyik adapterét használja: ez a ToKazincbarcika
adapter. A router szépen becsomagolja IPv4 csomagba az IPv6 csomagot és elküldi
az IPv4-es csatornán Kazincbarcikára. Az ottani router lehántolja a külső IPv4
csomagolást, az IPv6 csomagot pedig már el tudja küldeni a helyi gépnek az IPv6only
hálózaton.
Jó, most már ismerjük a manuális csatornaépítést. Hogyan néz ki akkor az
automatikus?
Első kérdés: milyen entitások között van értelme automatikus csatornaépítésről
beszélni? Nyilván nem routerekről van szó, mert azokat a szakik manuálisan
konfigurálják. De mi van akkor, ha egy host akar csatornázni egy másik host-tal, vagy
~ 217 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
egy routerrel? Elvárható-e Mari nénitől a bérszámfejtésen, hogy kiépítsen egy IPv6over-IPv4 csatornát az anyavállalatnál üldögélő Auntie Mary gépével?
Költői kérdés volt.
Ilyenkor maga az operációs rendszer építi ki automatikusan a szükséges csatornát.
Mik a feltételek?
 Mindkét host IPv4/IPv6 host legyen.
 Ismerjük a távoli host IPv4 címét.
A szituáció:
Az egyik IPv4/IPv6 hostról (Mari néni) el szeretnénk érni egy másik IPv4/IPv6
hostot (Auntie Mary), IPv6 protokollon keresztül. A kettő között viszont ott feszül
valahol egy IPv4 only hálózat.
Látható, a csatornát ki tudnánk építeni, hiszen megvannak az IPv4 címek. De nem
tudunk semmit a távoli host IPv6 címéről.
Illetve, dehogyisnem.
Windows IP Configuration
Host Name
Primary Dns Suffix:
Node Type
IP Routing Enabled
WINS Proxy Enabled
:hq
: Hybrid
: No
: No
Ethernet adapter Local Area Connection:
Connection-specific DNS Suffix . :
Description
Realtek RTL8168B/8111B Family PCI-E Gigabit Ethernet NIC
(NDIS 6.0)
Physical Address
: 00-1E-8C-AB-2F-88
DHCP Enabled
: Yes
Autoconfiguration Enabled
: Yes
Link-local IPv6 Address
: fe80::c5cc:1c5c:8384:4546%8(Preferred)
IPv4 Address
: 192.168.1.101(Preferred)
Subnet Mask
: 255.255.255.0
Lease Obtained
: 2008. június 3. 19:14:09
Lease Expires
: 2008. június 4. 19:14:08
Default Gateway
: 192.168.1.1
DHCP Server
: 192.168.1.1
DHCPv6 IAID
: 201334412
DNS Servers
: 84.2.44.1
84.2.46.1
NetBIOS over Tcpip
Enabled
~ 218 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Tunnel adapter Local Area Connection* 6:
Connection-specific DNS Suffix
Description
:
Physical Address
:
DHCP Enabled
:
Autoconfiguration Enabled
:
IPv6 Address
:
Link-local IPv6 Address
:
Default Gateway
:
NetBIOS over Tcpip
:
. :
Teredo Tunneling Pseudo-Interface
02-00-54-55-4E-01
No
Yes
2001:0:d5c7:a2ca:3c2f:2bc6:3f57:fe9a(Preferred)
fe80::3c2f:2bc6:3f57:fe9a%9(Preferred)
::
Disabled
Tunnel adapter Local Area Connection* 7:
Connection-specific DNS Suffix
Description
:
Physical Address
:
DHCP Enabled
:
Autoconfiguration Enabled
:
Link-local IPv6 Address
:
Default Gateway
:
DNS Servers
:
NetBIOS over Tcpip
. :
isatap.{47CE5CAA-223F-4CD4-9A17-D91D7DDC2066}
00-00-00-00-00-00-00-E0
No
Yes
fe80::5efe:192.168.1.101%10(Preferred)
84.2.44.1
84.2.46.1
: Disabled
Ez a számítógépem IP konfigurációja. (ipconfig -all) Megesküszöm bármire, hogy
csak egy hálózati kártyám van - mégis a listában három interface látszik.
A pirossal jelöltek ugyanis nem fizikai kártyák. Ezek különböző - automatikus csatornatipusokhoz (Teredo, Isatap) előkészített interface-k. Közös tulajdonságuk,
hogy a hozzájuk tartozó IPv6 cím egy rögzített algoritmus alapján generálódik az
IPv4 címükből, azaz a feladó is ki tudja számolni ezeket.
~ 219 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4. 2 .2 . 1 I N T R A -S I T E A U T O M A T I C T U N N E L A D D R E S S I N G P R O T O C O L , IS AT A P
RFC 4214
A nevéből is látszik, hogy ez a csatornázás csak site-on belül működik. Bármennyire
is szomorú, de Mari néni és Auntie Mary nem ezt a technikát fogják használni az
interneten keresztüli csatornaépítéshez. A keletkező IPv6 cím nem lesz globális.
Az algoritmus:


Mivel link-local cím lesz belőle, így az első 64 bit adott: fe80::/64.
A node azonosító egy kicsit cifra:
Ha az IPv4 címem publikus IP cím, akkor ::200:5efe:w.x.y.z.
Ha az IPv4 címem privát, akkor
::0:5efe:w.x.y.z.
Ahol w.x.y.z az IPv4 cím oktettjei.
Ellenőrizzük le a saját gépem adataival:
 IPv4 cím: 192.168.1.101
 Isatap cím: fe80::5efe:192.168.1.101
Stimmel.
Esetleg gondot okozhat a következetlen írásmód.
Mi az, hogy fe80::5efe:192.168.1.101? Hogyan kerültek hirtelen a címbe
pontok? Nem kell kétségbe esni, ezt csak a szemléletesség kedvéért írják így.
Akit zavar, az legfeljebb gyorsan átszámolja az IPv4 címét hexadecimálisba
(c0a8:165) és így írja fel az Isatap címet: fe80::5efe:c0a8:165.
Ez a legegyszerűbb csatornázás, de a lényeg remekül látszódik. Ha én egy IPv4/IPv6
host vagyok és küldeni akarok egy másik IPv4/IPv6 hostnak egy IPv6 csomagot,
miközben az átviteli közegként funkcionáló hálózat csak IPv4-es, akkor a címzett
IPv4 címéből tudni fogom az ISATAP csatornájának a végponti címét - és már
indulnak is az építőipari vakondok kiépíteni a csatornát. Amint az megvan, mehet a
korábban említett IPv6-over-IPv4 Tunneling.
~ 220 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
4. 2 .2 . 2 6T O4
RFC 3056
Ennél az automatikus csatornatípusnál már unique-global címet kapunk. Azaz
elméletileg Mari néni és Auntie Mary már képesek lennének ezt a csatornát
használni. De csak elméletileg. A csatornának van ugyanis egy kellemetlen feltétele:
nem lehet útközben címfordító (natoló) hálózati eszköz. Más szóval, a
hídfőállásoknak publikus IP címekkel kell bírniuk - márpedig ha a két éltes hölgy
céges hálózatban dolgozik, akkor ez valószínűleg nem áll.
De azért nézzük meg, hogyan generálódik ennél a tipusnál az automatikus cím.
Mivel unique-global címről van szó, a képzése is hasonló.
 Lesz egy 48 bites prefix: 2002:w.x.y.z
 16 bit site azonosító
 64 bit node azonosító.
Mint említettem, ha a hostnak privát IP címe van, akkor nem generálódik 6to4 címe,
így az én gépemnek sincs.
Csak a példa kedvéért képzeljük el, hogy dafke generálok magamnak 6to4 címet.
Legyen a site azonosítóm: c01d. Ekkor a következő 6to4 címet kapnám:
2002:c0a8:165:c01d: c5cc:1c5c:8384:4546.
(A node azonosítót a link-local címből lehet kiolvasni.)
Gondolom, látszik a bukta: mivel a prefix képzéshez az IP címemet használtuk és az
nem publikus cím, így egyáltalán nem garantálja semmi sem, hogy az egyediséget
biztosító prefixem világméretben tényleg egyedi is lett. Azaz dafke ide vagy oda, nem
tudnám biztonságosan használni.
Ennél a csatornatípusnál is az IPv6-over-IPv4 kapszulázást használjuk.
~ 221 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
4. 2 .2 . 3 TE RE DO
RFC 4380
Itt is unique-local címeket kapunk - és ez a csatorna már áthidalja a címfordításokat
is. Igen, ez az, melyet végre becsületben megőszült kolléganőink is tudnak majd
használni.
Szakemberként viszont azt kell mondjam, ez a legbonyolultabb eljárás.
Kezdjük ott, hogy nem a megszokott IPv6-over-IPv4 kapszulázást használja. Annak
ugyanis volt egy kellemetlen tulajdonsága: az IPv4 csomagban, amikor jelezni
akartuk, hogy milyen protokollt is tartalmaz a payload, azt mondtuk, hogy
protocol41, azaz IPv6. Ettől viszont a legtöbb tűzfal eldobja az agyát. Meg a
csomagot.
A Teredo ravaszabb egy kicsit: IPv4-en belüli UDP csomagba kapszulázza be magát,
így már sértetlenül átsuhan a kerberoszok mellett.
Fontos, hogy a Teredo csatornák kiépítéséhez nem elég a két végpont. Szükség van
némi segítségre is, mégpedig a megfelelő IPv6 címek kiszámolásához. (Ne felejtsük
el, privát címekből képezünk unique-global címeket.) Ezt a segítséget egy ún. Teredo
szerver biztosítja a végpontoknak, azaz a Teredo klienseknek. (Emellett a szerver a
kommunikáció beindításánál is segédkezik.)
Honnan szerzünk ilyen szervert? Van. Legyen elég ennyi. A Microsoft üzemeltet ilyen
szervereket valahol a felhőben, az operációs rendszerei pedig használják a
szolgáltatásaikat, anélkül, hogy külön értesítenének róla minket.
Ennyi bevezetés után nézzük, hogyan keletkezik egy Teredo cím.





70
Kezdünk egy 32 bites prefix-szel. Ez abszolút konstans, az értéke
2001:000070.
Itt jön a Teredo szerver IPv4 címe, szintén 32 biten.
16 bitnyi flag. Ebbe most nem mennék bele.
Megkutyult külső port. 16 bit.
Megkutyult külső cím. 32 bit.
Látod, ugye, hogy global unique?
~ 222 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Hát, izé. Ebből egyedül a konstans érthető elsőre.
Viszont van egy élő Teredo címünk, ott vigyorog a pár oldallal korábbi listában:
2001:0:d5c7:a2ca:3c2f:2bc6:3f57:fe9a
Analizáljuk szénné.
Az első 32 bit oké, az a konstans.
A második 32 bit már izgalmasabb. D5c7:a2ca, visszaszámolva decimálisba:
213.199.162.202. Ő az anyuka kis segítője, a Microsoft háttérben serénykedő Teredo
szervere71.
A következő blokk értéke 3c2f, ez flag formára alakítva: 0011110000101111. Ha
nem haragszol, ezt nem részletezem. (Az RFC-ben szépen le van írva.)
Aztán megyünk bele a málnásba. A külső port azt az értéket jelenti, amelyre a NATnak fordítania kell az UDP kommunikációt. Ezt az értéket a Teredo szerver adja. A
megkutyulás pedig azt jelenti, hogy a tényleges értéket lekizáróvagyozzák (XOR 72) a
0xFFFF értékkel. Ezzel bizonyos NAT implementációkat vágnak át. Jelen esetben az
érték 2bc6, ezt visszaxorozzuk, akkor azt kapom decimálisban, hogy 32686.
A külső 32 bites cím pedig egy publikus IP címet fog adni. Ezzel az IP címmel - és az
előzőekben kiszámolt port értékkel - fogok megjelenni a natoló linksys routerem
külső felén. A kutyulás elve ugyanaz, csak mivel most 32 bites számot xorozunk, így
a konstans a 0xFFFFFFFF szám lesz. Számoljuk ezt is vissza: 3f57fe9a xor FFFFFFFF,
az annyi mint C0A80165, ez IPv4 formátumba alakítva 192.168.1.101.
Hoppá. Itt valami árulás történt. Külső címként ugyanazt a címet kaptam vissza, mint
ami a belső, privát IP címem - pedig itt egy publikus IP címet kellett volna találnom.
Leellenőriztem.
Nem fix IP cím, változik. Hivatalosan a teredo.ipv6.microsoft.com címen található az aktuális
Teredo szerver.
71
72
0
0
1
1
A kizáró vagy (XOR) igazságtáblája:
0
->
0
1
->
1
0
->
1
1
->
0 (Ez miatt kizáró.)
A műveletnek van egy érdekes trükkje: ha tetszőleges számot xorolunk egy számmal, majd a művelet
eredményét xoroljuk ugyanazzal a számmal, akkor az eredeti számot kapjuk vissza. Érthetőbben: (A
xor B) xor B = A.
~ 223 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Elindítottam a Wireshark programot, majd menetközben megváltoztattam az IP
címemet. Nos, a Vista többször is lekérdezte a teredo.ipv6.microsoft.com címet - de
semmit nem kommunikált vele. Ebből arra következtettem, hogy a fenti értékeknek
egyelőre nincs jelentősége. Amikor először próbálok majd meg Teredo csatornát
építeni valahová, valószínűleg akkor kapom csak meg az igazi port, illetve IP cím
értékeket.
Mivel az IPv4-IPv6 konverziók közül messze ez a leghasználhatóbb, sőt, mi több, egy
átlagos környezetben ez az egy lesz használható, érdemes a Teredo csatornázásban
jobban elmélyülni.
Kezdjük a sors fintorával. A korábbi kiadásokban azt írtam, hogy a Teredo szerver
semmilyen Microsoft terméknek nem lesz része.
Aztán kijött a Windows Server R2.
Amelyikben már van Teredo szerver és Teredo Relay is. (Teredo kliens már a
Vistában is volt.)
4.65. ÁBRA T EREDO RENDSZER ELEME I
Az ábráról leolvasható, hogy a NAT mögötti Teredo kliens vagy egy Teredo relay-n,
vagy egy Teredo host-specific relay-n keresztül tud kommunikálni a túloldali Teredo
klienssel, illetve IPv6 node-dal. A Teredo szerver a csatorna kiépítéséhez kell (ez
oszt IPv6 címet és indítja be a kommunikációt.) A Windows Sever R2 előtt mind a
~ 224 ~
AZ INTERNET RÉTEG PROTOKOLLJAI
Teredo szervert, mind a Teredo relay-t a Microsoft adta (valahol a felhőben), illetve
megadta a lehetőséget az ISP-knek saját Teredo eszközök telepítésére.
A Windows Server R2 megjelenésével annyi változott, hogy mi is üzemeltethetünk
Teredo szervert és Teredo relay-t saját magunknak. A Windows Teredo kliensek
helyből ugyan a teredo.ipv6.microsoft.com címre vannak bedrótozva, de ezt a netsh
segédprogrammal tudjuk módosítani. (Illetve csoportházirendből.)
Cable Guy
http://technet.microsoft.com/en-gb/magazine/2009.07.cableguy.aspx#id0270013
~ 225 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5 A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
Megvagyunk a címzésekkel és az útjelző táblákkal. Épp itt az ideje, hogy a szekérrel
is foglalkozzunk.
De melyikkel? Hiszen kettő közül is választhatunk: van egy Trabantunk és egy
Volvónk.
5.1 U SER D ATAGRAM P ROTOCOL - UDP
RFC 768
Ő a Trabant. Hogy miért?






Kapcsolatmentes. A feladó és a címzett nem beszélgetnek: a feladó elküldi a
csomagot, a címzett vagy megkapja, vagy nem. De semmilyen formában sem
jelez vissza.
Megbízhatatlan. A csomagokban nincs semmi sorszámozás, nincs semmi
elveszés elleni védelem. UDP esetében minden ilyesmit arra az alkalmazásra
bíznak, amelyik küldi/fogadja a csomagokat. (CRC ellenőrzés ugyan van, de az
csak szótlan csomageldobáshoz vezet.)
Nem tárol. Ahogy beérkezik egy UDP csomag, az rögtön megy is tovább az
alkalmazás réteg felé. Ha az nem veszi át, akkor úgy járt.
Nem tördel. Tördeljen helyette más. (Ezt mondjuk megteszi az IP réteg.)
Nincs benne folyamatszabályozás. Azaz nem tud se gyorsítani, se lassítani.
Hagyományos. A megszokott dobozolós technológiát követi.
Szóval, fapad. Cserébe egyszerű, mint a tégla, nem rakódik óriási vízfej header a
csomagokra és a kisérő kommunikáció hiánya miatt gyors is.
Hogyan is írták anno a Trabant kezelési kézikönyvében?
"A Trabant útfekvése kitűnő, és gyorsulása kifogástalan.
Ez azonban nem szabad, hogy könnyelműségre csábítson."73
73
Az irodalomba átemelve Esterházy Péter által.
~ 226 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
A teljesség kedvéért említsünk meg néhány példát a használatára.
 A DNS nagyon jó példa, ugyanis az vegyesen használ UDP-t, illetve TCP-t. Ha
elfér az üzenet egy UDP csomagban - tipikusan névfeloldási kérés, illetve
válasz - akkor az UDP lesz a befutó. Ha több csomagra lesz szükség - tipikusan
zónatranszfer - akkor viszont a TCP.
 Van, amikor maga az alkalmazás szintű protokoll foglalkozik a csomagok
szállításának megbízhatóságával. Ilyen pl. a TFTP.
 Van, amikor a feladó periodikusan küldi el az információkat. Ilyenkor nem
gond, ha az egyik küldemény nem érkezik meg, hiszen hamarosan megy a
másik. Ezt tudja a korábban már említett RIP.
 Végül a multicast. A TCP csak egy-egy tipusú kapcsolatot tud kezelni.
Az UDP protokoll:
http://en.wikipedia.org/wiki/User_Datagram_Protocol
Aki figyelmesen olvasta eddig a könyvet, nyilván nem fog meglepődni a következő
ábrán.
5.1. ÁBRA A Z UDP ÜZENET HELYE A CSOMA GBAN
Szépen láthatóak az egyes rétegek, látható, hogy ami az egyik rétegnek payload, az a
másikon belül tovább oszlik header+payload darabokra - és így tovább.
~ 227 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5.2. ÁBRA A Z UDP H EADER
SOURCE PORT: Azt a portot azonosítja, amelyiken az alkalmazás elküldte a csomagot.
DESTINATION PORT: Azt a portot tartalmazza, amelyiken a fogadó oldali alkalmazás
fogadja a csomagot.
LENGTH: Az UDP csomag mérete. Minimum 8 bájt (ekkor csak a header van),
maximum... na, mennyi? Mivel a LENGTH 16 bites, így maximum 65535 bájt lehet.
CHECKSUM: A jó öreg CRC.
Nézzük meg mindezt a gyakorlatban is.
Az nslookup index.hu parancs hatására a következő történt.
5.3. ÁBRA UDP CSOMAG FELÉPÍTÉSE
~ 228 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
Szépen látszik az UDP header és alatta az UDP message is.
Ez egy szép, tiszta protokoll, az égegyadta világon semmi kavarás nincs vele.
Vagy mégis?
Ekkor futottam bele az UDP Pseudo Header fogalomba.
Nem tréfálok, egy csomó időt foglalkoztam vele, áttúrtam a fél internetet. Mi az, hogy
pszeudó? Most akkor van? Ha igen, akkor hol? Az UDP üzenetben? De hiszen ott
nincs. Az IP csomagban? Ott sem volt. De ha nem létezik, akkor meg miért emlegetik?
Nos, hosszas kutatások után meglett a végső megoldás.
Az UDP Pseudo Header létezik is... meg nem is.
Jó, mi?
5.4. ÁBRA UDP P SEUDO H EADER
Erről a szerkezetről van szó. Vizsgáld meg alaposan a korábbi ábrát (5.3. ábra UDP
csomag felépítése) Látsz valahol a capture fájlban ilyen szerkezetet? Ugye nem.
Pedig ott van.
Csak darabokban. Ott van ugyanis a Source IP Address, a Destination IP Address és a
Protocol az IP fejlécben, a Length pedig az UDP fejlécben. (Az Unused bájt csak
padding célt szolgál.)
Nos, ez a szerencsétlenség azért pszeudó, mert külön nem utazik a csomagban,
hanem a csomag egyéb mezőiből rakja össze a küldő/fogadó host.
Jogos a kérdés, hogy mi szükség lehet rá?
~ 229 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Ez a kapocs. Ez fogja össze az IP headert és az UDP üzenetet. Méghozzá úgy, hogy a
korábban nagyvonalúan elintézett CHECKSUM mezőnél nem árultam el, mely mezők
is vesznek részt az ellenőrző összeg generálásában. Nos, egész konkrétan az UDP
Pseudo Header és a teljes UDP csomag, beleértve a fejlécet és az üzenetet.
(Logikusan, ahogy változnak az IP csomag adatai - pl. a Destination IP Address - vagy
natolás miatt az UDP portszámok, a CHECKSUM mindig újraszámolódik.)
Felmerülhet még egy kérdés: mi van a multicastnál? Akkor hogyan is kezeljük ezt a
CHECKSUM mezőt? A válasz az, hogy UDP esetében a mező használata opcionális, ha
zéró az értéke, akkor senki nem foglalkozik vele.
Meg még egy kérdés: és az IPv6? A válasz az, hogy igen. Nyilván be fog játszani:
egyfelől a pszeudo header változni fog (nemcsak a nagyobb IP címek miatt, de a
mezők sem lesznek ugyanazok), másfelől IPv6-ban már kötelező a CHECKSUM mező
használata.
The Checksum field and the UDP Pseudo Header:
http://www.tcpipguide.com/free/t_UDPMessageFormat-2.htm
~ 230 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5.2 T RANSMISSION C ON TROL P ROTOCOL - TCP
Hé, ki ájul el,
ha meglát egy Volgát?
Hé, ki látta már
a Zaporozsec szobrát?
Ki az az őrült, ki Trabantra vágyik,
talán csak egy múzeum.
Kerüljön inkább valamivel többe,
manapság ez a minimum.
Volvo!
Volvo!
Volvo!
A KFT szösszenetétől eltérően azért van értelme a Trabantnak (illetve a manapság
helyette használt fapados járgányoknak) és persze megvan a funkciója a Volvónak is.
Csak éppen az utóbbinak meg is kell fizetni az árát.
RFC 793
Nézzük, mit is tud a luxuskategória?







Kapcsolatcentrikus. No, nem úgy, mint egy iwiw-függő plázacica, hanem
úgy, hogy mielőtt bármekkora darabot is elküldene a rábízott adathalmazból,
kiépít egy kapcsolatot a küldő és a fogadó között, majd küldés közben ápolja
is ezt a kapcsolatot.
Önmegtartóztató. Mind küldő, mind fogadó oldalon képes a küldési sebesség
szabályozására.
Kétirányú. Ugyanazon a kapcsolaton egyszerre mehet mindkét irányú
forgalom.
Megbízható. Az adatfolyam darabkái számozottak és mindegyiket leltár
szerint át kell vennie a fogadónak. Ha ez nem történik meg, akkor a feladó
újra elküldi.
Törhetetlen. A TCP réteg képes kommunikálni a Network Interface réteggel,
így az MTU ismeretében akkora adagokat kér az alkalmazási réteg adataiból,
hogy azokat később IP szinten ne kelljen tördelni.
Monogám. A kapcsolatot csak két host között tudja kiépíteni.
Folyamatos. Az átvitel adatfolyam (stream) jellegű. Ezért mondjuk azt, hogy
a TCP payload az szegmens és nem datagram. (Ettől függetlenül persze a
stream darabjai csomagokban - IP datagram - utaznak.)
~ 231 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Cserébe egy kicsit bürokratikus. Na jó, nem kicsit. Ez a rengeteg oda-vissza szóló
vezérlőinformáció, a kapcsolat menedzselése nem megy ingyen - sávszélességgel,
processzoridővel, memóriával fizetünk érte. Értelemszerűen akkor célszerű
használni, ha kiemelten fontos a megbízható adattovábbítás.
Most egy kicsit elkalandozok a megszokott tárgyalási módtól. Egy vallomás
következik.
Miközben írtam ezt a könyvet, meglehetősen lineárisan
tanulás/megemésztés/megírás vonalon. Nekifut, dobbant, elugrik.
Ez a linearitás itt, ennél a résznél torpant meg.
haladtam
a
A parszerem nem bírt megbírkózni a TCP stream jellegével. A jó ég áldja meg, hiszen
eddig itt mindent dobozoltunk. Hogyan mondhatjuk ki egy alapvetően diszkrét
doboz tartalmára, hogy az folyamatos adatáram?
Napokig olvasgattam, túrtam a netet.
Aztán hagytam a fenébe az egészet, hirtelen közbejött egy csomó egyéb probléma.
Három nap múlva ültem le megint a kézirathoz - és nem értettem, mit nem értettem
korábban. Az agy egy hihetetlenül érdekes szerkezet.
Példa. Egyszerűen úgy kell elképzelni a dolgot, hogy mondjuk szép lassan
hömpölyög a Duna. Igenám, csakhogy a Vaskapunál üzembeállítottak egy gátat, arra
szereltek egy futószalagot, mely csak dobozokat képes szállítani. A futószalag elején
a szakik villámgyorsan bedobozolják a vizet, ráfirkantanak egy azonosító számot és
már mehet is a szalagra. A túloldalon pedig sorbarendezik a dobozokat a számok
alapján, kiborítják belőlük a vizet, az üres dobozra ráírják, hogy a csomag rendben
megérkezett, majd visszaküldik a futószalag elejére.
A Duna a futószalag előtt a feladó alkalmazás, a Duna a futószalag után a fogadó
alkalmazás. A futószalag pedig maga a hálózati infrastruktúra.
Jó-jó, de miért tennének ilyen őrültséget a román vízügyes szakik?
Nos, innentől sántít a hasonlat. Javaslom, térjünk is vissza az informatika világába.
Itt a kérdés máshogyan hangzik el: kérem szépen, hogyan is lehetne másképp?
~ 232 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
Gondoljunk bele: eddig minden réteg ismert, jól definiált rétegtől vette át az
információt tartalmazó dobozt. Szabvány szerint tudtuk, hogy az IP csomagban a
payload csak ICMP/IGMP, illetve a Transport rétegtől származó csomag lehet. Más
nem. Mintha minden tipusnak lenne egy más beosztású fakkos doboza.
De a szegény, szerencsétlen TCP-nek már az alkalmazástól kell elvennie az
információt. Azt kellene szépen fakkokra osztott dobozba raknia. Tudnánk annyi
fajta fakkos dobozt használni, ahány féle alkalmazás van? Még akkor sem, ha csak
kommunikációs szabványokra épülő alkalmazásaink lennének. Mihez kezdenénk
akkor egy egyedi alkalmazással, mely mondjuk az 1964-es porton a saját egyedi
protokollján keresztül kommunikál? Reménytelen. Egész egyszerűen nincs értelme
annak, hogy a TCP protokoll nekiálljon parszolni a beléje érkező információt.
Egyszerűen fog egy üres dobozt, beleszórja az érkező folyam bitjeit és továbblöki azt
az IP rétegnek. Majd parszol a túloldalon lévő alkalmazás - feltéve, hogy megkapott
minden dobozt.
Oké. De mi van akkor az UDP-vel? Az is szállítási protokoll... és mégsem stream.
Hogyan tudja megugrani az a cseles UDP ezt az akadályt?
Úgy, hogy az UDP üzenet belefér egy csomagba. Egyszerűen muszáj7475 neki, mivel
UDP-n belül nincs sorszámozás, nincs visszajelzési mechanizmus. Természetesen az
UDP sem fogja parszolni a megkapott üzenetet. (Szépen is néznénk ki, ha mondjuk a
DNS Name Query Response megváltoztatása magával vonná az UDP szabvány
megváltoztatását is.)
Nézzük meg ezt két ábrán.
74
75
muss sein
Eddig bírtam féken tartani a népművelőt.
~ 233 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5.5. ÁBRA E GY UDP CSOMAG
Az UDP csomag teljesen ki van bontva. Látható, hogy a csomagban lévő információ
teljes, a monitorozó szoftver parszere képes volt értelmezni.
Úgy is mondhatnám, hogy az UDP tulajdonképpen egy annyira rövid stream, hogy
belefér egy csomagba. Ezért diszkrét.
~ 234 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5.6. ÁBRA E GY TCP CSOMAG
Itt viszont megfeküdt a Wireshark parszer. Ugyanis a TCP szegmensben egy
adatfolyam egy darabja utazott, melyet önállóan képtelen volt értelmezni. Látható,
hogy csak annyit tudott rámondani, hogy ez egy TCP szegmensnek az adata. Alul, a
Packet Bytes részen pedig látjuk, hogy ez valami jó nagy zagyvaság. Szerencsére nem
is nekünk szól, hanem a túloldali alkalmazásnak.
TCP:
http://en.wikipedia.org/wiki/Transmission_Control_Protocol
~ 235 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Végül álljon itt egy összefoglaló táblázat a kétfajta szállítási protokollról:
5.1. TÁBLÁZAT
Kapcsolat
Megbízhatóság
Puffer
Tördelés
Folyamatszabályozás
Többnejűség
Sebesség
Hatékonyság
~ 236 ~
UDP
Kapcsolatmentes.
A feladó elküldi a csomagot, a címzett
megkapja. Ezen a tranzakción kívül semmit
nem beszélgetnek.
Megbízhatatlan.
A küldő/fogadó alkalmazásokra bízza,
hogy vegyék észre a csomagvesztést.
Nincs.
A küldő alkalmazás egyből küldi a
csomagot és az ahogy megérkezik, egyből
megy is tovább a fogadó alkalmazáshoz..
Nincs.
Az UDP külön nem foglalkozik vele. Ha a
csomag nagyobb lett az MTU-nál, akkor
majd tördel az IP réteg. A maximális
mérete 64 KB.
Nincs.
Nem tudja érzékelni, hogy dugó van és
lassítania kellene. Hasonlóképpen azt sem,
hogy szabad a pálya, lehet gyorsítani.
Poligám
Képes a pont-multipont kapcsolatra.
Multicast kommunikációnál csak UDP
jöhet szóba.
Gyors
Mivel nincs benne ez a sokfajta védelem,
meg ellenőrzés.
Jó
A csomagok tartalmához képest nem túl
nagy a vízfej.
TCP
Kapcsolatcentrikus.
Még a tényleges adatküldés előtt a felek
kiépítenek egy kapcsolatot és azt ápolják
is.
Megbízható.
Az adatfolyam darabjai számozottak és
azokat leltár szerint át kell vennie a
fogadó félnek.
Van.
Mind küldő oldalon, mind fogadó oldalon
létezik egy átmeneti tárolóhely, mely
segít a csomagok elrendezésében.
Van.
A TCP képes kommunikálni az IP
réteggel és a csomagok összerakásánál
figyelembeveszi az MTU értékét.
Van.
Rendszeresen
méri
a
csomagok
beérkezési idejét és ehhez hangolja a
sebességet.
Monogám
Csak
pont-pont
kapcsolatra
jó,
multicasthoz használhatatlan.
Lassú.
Mivel ebben viszont benne van az a
sokfajta védelem, meg ellenőrzés.
Gyenge
Mind a csomagok fejlécét, mind az extra
elküldött csomagokat tekintve nagy a
vizfej.
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
Oké, térjünk vissza a megszokott, bitbúvár mederbe.
Nézzük meg, hol is helyezkedik el a TCP a nagy csomagon belül.
5.7. ÁBRA A TCP SZEGMENS ELHELYEZKEDÉSE A CSOMAGBAN
És akkor a TCP fejléc.
5.8. ÁBRA A TCP FEJLÉC
~ 237 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
SOURCE PORT: Az a port, amelyikről a küldő alkalmazás küldi a csomagot.
DESTINATION PORT: Az a port, amelyiken a fogadó alkalmazás fogadja a csomagot.
Megjegyzés:
A korrekt cím, melynek minden eleme meg kell legyen ahhoz, hogy a csomag
a megfelelő helyen landoljon, az az IP cím és a portszám - együtt. Ez egy
annyira fontos elem, hogy külön neve is van: socket. Dacára annak, hogy az IP
cím az IP headerben található, a portszám pedig a TCP/UDP headerben.
Természetesen külön beszélünk source, illetve destination socket-ről.
SEQUENCE NUMBER: 4 bájt, azonosító szám. Mint a neve is mutatja, ez alapján fogja a
fogadó sorbarendezni a csomagokat. Ha a később bemutatandó SYN flag értéke
magas, akkor az inicializáló csomagról beszélünk, az ehhez tartozó sorszámot pedig
INITIAL SEQUENCE NUMBER -nek nevezzük. (ISN)
ACKNOWLEDGEMENT NUMBER: Szintén 4 bájt. A neve alapján ez szolgálna a csomag
megérkezésének
azonosítására.
De
később
látni
fogjuk,
hogy
a
sorbarendezés/visszajelzés funkciókat a két szám közösen, együttműködve valósítja
meg.
DATA OFFSET: A névadó csoport megint nem volt csúcsformában. Ez ugyanis
gyakorlatilag a TCP header méretét tartalmazza76. Persze nem ilyen egyszerűen,
hogy odaírjuk, oszt annyi: az IP csomagnál megszokott módon ide a szavak számát
írják.
Eddig az ilyen adatokat valamilyen LENGTH névvel illették. A TCP-s fiúk szakítottak ezzel a
szemlélettel, ők azt mondták, hogy ez a szám azt jelenti, hogy honnan kezdődik a DATA. Így
pontosabb név rá az OFFSET. A lelkük rajta. Az eredménye a két megközelítésnek mindenesetre
ugyanaz.
76
~ 238 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5.9. ÁBRA DATA OFFSET
Ezen egyszer úgyis túl kell esnünk: nézzük meg, konkrétan hogyan is számítódik ki
ez az érték. A Wireshark szolgálatkészen már a végeredményt mutatja, azt, hogy a
header hossza 20 bájt. De mi van legalul? Amikor ráállunk a HEADER LENGTH sorra
(melyről persze tudjuk, hogy ez az igazi Trebitsch a DATA OFFSET), akkor azt látjuk,
hogy 50. Izé. Ezmiez?
Mivel a Packet Bytes résznél látjuk, így nyilván egy hexadecimális érték. Decimálisra
átszámolva 80 - melynek megint nincs túl sok értelme. Nem is lehet, hiszen csak mi,
elkorcsosult tízujjú emberek számolunk tizes számrendszerben. Váltsuk át a számot
binárisba: 01010000. Ha megnézzük az ábrát (5.8. ábra A TCP fejléc), láthatjuk, hogy
a bájt alsó fele a RESERVED érték és kötelezően nulla. Marad a 0101 érték, mely
egész pontosan annyit tesz emberül, hogy 5. (Meg hexában is.) Tehát ez a szám van
letárolva a mezőben. Hogyan lesz ebből 20? Úgy, hogy mivel ez a szavak számát
jelenti, és egy szó az 32 bit, így a végeredmény 5*32, azaz 160 bit, azaz 20 bájt.
RESERVED: Mint korábban is kiderült, későbbi célokra fenntartott mező, értéke nulla.
RFC 793, 3168
FLAGS: 8 kicsi zászlócska. Szokták ezeket control biteknek is nevezni. A TCP kapcsolat
kiépítésében és kezelésében játszanak fontos szerepet. Ott is lesznek részletesen
bemutatva.
WINDOW: Ez tulajdonképpen egy adatméret. Azt mutatja meg, hogy a fogadó mekkora
adatkupacot képes egyszerre elfogadni a következő csomagban. Az értéke nem
állandó, a fogadó a terheléstől függően változtatja. Ha például 0, akkor a fogadó
egyelőre bezárta az ajtót. Majd szól - küld egy csomagot, nullától eltérő WINDOW
értékkel - amint újra kinyitott.
~ 239 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
CHECKSUM: Ellenőrző érték, ahol a kiszámítás alapja a TCP header és a szegmens.
Megsúgom, itt is használni fogunk pszeudo headert:
5.10. ÁBRA TCP P SEUDO H EADER
Ránézésre teljesen olyan, mint az UDP pseudo header (5.4. ábra UDP Pseudo
Header), az egyetlen különbség, hogy itt a PROTOCOL mező értéke 6 (TCP), ott pedig
17 (UDP). A szerepe is hasonló: összeköti az IP headert és a TCP headert, úgy, hogy a
pszeudo headert is hozzácsapja a TCP header és a szegmens mellé, amikor a CRC-t
kiszámolja.
URGENT POINTER: Egy mutató, mely megmutatja, hol van a szegmensen belül
rendkivüli sürgőséggel szállítandó adat.
Nem tudod elképzelni, mi? Először én se tudtam. Most akkor mi van? A sürgőséggel
szállítandó adat kitör a dobozból és beelőzi a csomagot?
Majdnem, majdnem.
Léteznek olyan információk, melyek az adott - alkalmazás szintű - protokoll
vezérléséhez szükségesek. Ezek az információk - hiába az adatok között utaznak - de
kiemelten fontosak az alkalmazás szempontjából. Ezeket a vezérlő információkat
szokták out-of-band adatoknak is nevezni. Ilyesmit kétféleképpen lehet összehozni:


Külön TCP csatorna. Ezt az utat választotta az FTP: van egy adatcsatornája,
ahol hosszú tömött sorokban hömpölyögnek a bitek és van egy
kontrollcsatornája, ahol a vezérlő információk utaznak.
Egy TCP csatornán utazik minden. Ekkor a vezérlő információkat az Urgent
Pointer hasítja ki a szegmensből. Természetesen az adat nem fogja beelőzni a
csomagot, de amint beérkezik a TCP pufferbe, egyből feldolgozásra is kerül.
Így működik a Telnet.
RFC 793, 1122
~ 240 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
A kihasítást pedig úgy kell elképzelni, hogy a vezérlőinformációk mindig a szegmens
elején utaznak, a pointer pedig oda mutat, ahol a vezérlőinformációknak vége van.
Vagy ahol a nem sürgős adatok kezdődnek. Itt ugyanis történt egy tragikus
félreértés: az egyik RFC az egyiket írta elő, a másik a másikat. Átjárás nincs: habár a
különbség mindösszesen egy bájt, de ez épp elég ahhoz, hogy az egyik
implementáció ne ismerje fel a másik által küldött információt.
A vezérlőinformációk kezeléséhez az URGENT POINTER önmagában nem elég, a
csomagban magasra kell állítani az URG flag-et is. Ez jelzi azt, hogy komolyan
gondoltuk a pointert.
OPTIONS: Az IP OPTIONS mezőhöz hasonlóan ez egy olyan mező, ahová rengeteg
addicionális funkciót építettek be. Ezekkel is találkozni fogunk később.
És most vagyok megint zavarban. Itt volt a második nagy megbicsaklás az anyag
feldolgozásában. Egyszerűen képtelen voltam megérteni a Sequence Number (SN) és
az Acknowledgement Number (ACK) értékek közötti összjátékot. Egész pontosan
nem találtam sem az alanyt, sem az állítmányt. Nem tudtam, hogy ami történik, azért
történik-e, mert a node-oknak szabad akaratuk van, vagy inkább egymásra
kényszerítenek dolgokat? Ha az utóbbi, akkor ki kire? És mit?
Nyilván van rengeteg írás a neten. Egyik homályosabb, mint a másik. Rendszeresen
visszatérő fordulat volt, hogy az ACK egy olyan érték, melyre a node számít.
Könyörgöm, mi az, hogy számít? Elmegy a jósnőhöz?
Nyilván meg tudom sniffelni a saját gépem forgalmát és megpróbálhatok valamit
kiokoskodni a capture fájlból. De itt a Wireshark sajnos inkább hátráltatott: roppant
szolgálatkészen jóval többet mutatott, mint amennyit értelmezni tudtam. Ez egy
profinak nyilván jó - de annak, aki ebből akarja megérteni a működést, felettébb
zavaró.
Végül egy hekker oldalon találtam egy kellően mély, de azért szájbarágó leírást- és
sikerült megértenem a szisztémát. Viszont belinkelni nem fogom. (-;
Mondjuk ez sem rossz:
http://www.firewall.cx/tcp-analysis-section-2.php
De még ekkor is maradt egy megoldandó probléma. A következő nagyobb téma a
TCP opciók bemutatása lenne - de azoknak úgy nekiszaladni, hogy nem értjük az
SN/ACK pingpongmeccset, nem érdemes. Viszont az SN/ACK rendszert meg a TCP
~ 241 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
kapcsolatok boncolgatásánál lehetne rendesen bemutatni - csakhogy ahhoz meg kell
a TCP opciók ismerete.
Jó kis csapdahelyzet.
Végül úgy hidaltam át, hogy most részletesen végigmegyünk egy példán. Ugyan
látjuk benne, hogyan épül ki egy TCP kapcsolat, futólag meg is lesznek említve benne
ismeretlen dolgok - de elsősorban az SN/ACK kommunikációt fogom benne
részletezni.
A példa után jön majd egy TCP opciókat bemutató rész, végül jöhet a TCP kapcsolat
működését részletező fejezet. Igaz, itt már lesz egy kis redundancia, hiszen a
kapcsolat kialakulását már a példában is láthattuk - de inkább redundancia legyen,
mint hiány.
~ 242 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5.2.1 A S EQ U EN C E N UM B E R
ÉS A Z
A CK N O W L ED G M E N T N U M B ER
P I N G P O N G CS AT A
A következőkben bemutatom, hogyan épül ki egy TCP csatorna és hogyan indul be
rajta a forgalom. A történet a következő: a 192.168.1.101-es IP címmel rendelkező
kliens számítógép le akar tölteni a 212.40.96.130-as IP címmel rendelkező
webszerverről egy weblapot.
5. 2 .1 . 1 1. L É P É S : S Y N
5.11. ÁBRA P ACKET #08
5.12. ÁBRA SYN
A kliens gép elindítja az ún. háromlépéses kézrázást, avagy a csip-csip-csókát77. Az
első lépésben magasra állítja a SYN flag-et és elküldi a kezdő SN-t. Ugye tudjuk, ha a
77
Copyright by Fóti Marcell.
~ 243 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
SYN flag magas, akkor az SN egyben ISN is. Ebben az esetben az ACK még
értelmezhetetlen.
Jogos lehet a kérdés, miért pont nulla az ISN? Egyáltalán, mindig nulla?
TCP Connection Establishment Sequence Number Synchronization and Parameter Exchange:
http://www.tcpipguide.com/free/t_TCPConnectionEstablishmentSequenceNumberSynchroniz.htm
Az interneten meglehetősen sok cikk foglalkozik vele, miért okoz komoly
problémákat, ha egy operációs rendszerben mindig ugyanaz az ISN. A Sequence
Number értékek generálása ugyanis egy algoritmus szerint történik. Ez az
algoritmus operációs rendszerenként változik. Viszont ha a rosszfiú ismeri egy
kapcsolat esetén az ISN-t, ismeri az operációs rendszert, azaz a használt algoritmust,
akkor simán el tudja téríteni egy kapcsolat felépítését, hiszen tudni fogja, milyen
számsorozatot követnek az ACK értékek, tehát tudja, milyen SN értékeket kell
visszaválaszolnia.
Szóval semmiképpen sem illik, hogy mindig ugyanaz legyen az ISN, az meg végképp
nonszensz, hogy mindig nulla.
Ehhez képest a Microsoft két zászlóshajójánál78 - a capture fájlok alapján - az ISN
mindig nulla.
Izé. Hogy is van ez?
Hát úgy, hogy megint a Wireshark volt túlságosan is szolgálatkész. A megoldás ismét
a Packet Bytes részen rejtőzik.
78
Jó-jó, mire ez a könyv megjelenik, az egyik már nem lesz zászlós. De most még az.
~ 244 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5.13. ÁBRA A TRÜKKÖS K LIENS ISN
Nézzük csak meg. Azt mondja, hogy az ISN értéke nulla. (Becsületére legyen mondva,
figyelmeztet, hogy ez relative ISN.)
De a helyes értéket akkor kapjuk meg, ha a Packet Bytes részre vetjük a
pillantásunkat:
92 EA 06 F1 - azaz 2464810737. Szép nagy szám. Könnyen bele is lehet zavarodni.
Mivel a későbbi SN/ACK értékek ennél csak nagyobbak lesznek, a Wireshark nemes
egyszerűséggel csak a növekményeket jelzi ki.
Hogy követhetőek legyenek a számok, az ábrákon különböző színekkel jelöltem,
hogy mikor melyik alap növekvényéről lesz szó. A bordó jelöli a kliens oldalt, tehát
ha azt látjuk, hogy ACK=1, akkor az gyakorlatilag azt jelenti, hogy ACK= ISNkliens + 1,
azaz 2464810737+1.
Na, ez az ISN érték már nem nulla. Meg nem is tűnik túl szabályosnak sem. Nem is az.
Windows Server 2008/Vista esetén ugyanis az ISN egy megsózott, megfűszerezett,
generált véletlenszám.
~ 245 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5. 2 .1 . 2 2. L É P É S : S Y N -A C K
5.14. ÁBRA P ACKET #11
5.15. ÁBRA SYN-ACK
A webszerver - mely egyáltalán nem biztos, hogy Windows - szintén generál
magának egy Sequence Number értéket. Nézzük csak... a SYN flag magas, tehát ez is
ISN. Ez konkrétan a webszerver ISN-je.
~ 246 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5.16. ÁBRA A TRÜKKÖS W EBSZERVER ISN
Csak a teljesség kedvéért: ez sem nulla. C2 E7 8A DD, azaz 3269954269. Az előző
ponthoz hasonlóan a szerver oldali ISN-hez képest értelmezett növekményeket a
kék szín jelöli az ábrákon.
Újdonság, hogy a csomagban már nem csak a SYN flag magas, hanem az ACK flag is.
Ez azt jelzi, hogy tessék figyelni, mert az Acknowledgment Number mezőnek már
van értéke.
Mit takar ez az érték?
Visszajelzés? De kérem, hova? Kinek?
Nem, nem.
Ez egy mandiner. Azt mondja, hogy küldök neked egy értéket az ACK mezőben. Ha
rendben megkaptad a csomagot, akkor a következő küldeményed SN értéke legyen az,
mint amit én neked most ebben az ACK mezőben elküldtem.
Mennyi az értéke? Az ábrán 1... de tudjuk, hogy ez relatív. A szín bordó, tehát ez az
érték most egész pontosan: ISNkliens + 1.
Miért pont ennyi? Türelem, később minden kiderül. Pontosabban, még bonyolultabb
lesz. Igaz, logikusabb is.
~ 247 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5. 2 .1 . 3 3. L É P É S : AC K
5.17. ÁBRA P ACKET #12
5.18. ÁBRA ACK
A kliens megkapta a csomagot, majd jófiúhoz méltóan az SN mezőbe a kért értéket
tette. De hogy ő is tudja ellenőrizni azt, hogy a webszerver is megkapott-e minden
csomagot, ő is küld egy ACK értéket. (Természetesen az ACK flag magas.)
És ez az ACK mennyi? Nyilván ez sem 1. A szín kék, az érték pedig egész pontosan
most az ISNwebszerver + 1.
Azaz az a csúfság esett meg, hogy az ábrán mind az SN, mind az ACK értéke
ugyanúgy 1, a valóságban viszont a két szám teljesen különböző.
~ 248 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5. 2 .1 . 4 4. L É P É S : G E T
Vegyük észre, fontos dolog történt. Megtörtént a háromfogásos kézrázás, kiépült a
csatorna. Indulhat rajta a forgalom.
5.19. ÁBRA P ACKET #13
5.20. ÁBRA GET
Nocsak. Megint a kliens akciózott. Persze ez logikus, hiszen az egész történet úgy
indult, hogy a kliens akart valamit a webszervertől. Először természetesen kiépítik a
csatornát, és mivel az 3 lépésből áll, így mindig a kliens fejezi be, majd HTTP
esetében utána mondja csak meg, hogy mit is akart. Jelen esetben elküldött egy
kérést a webszervernek, miszerint szeretne letölteni egy weblapot.
~ 249 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Ebben a kérésben sem üresek az SN/ACK értékek, de nem is változtak, hiszen az
előző csomaghoz képest nem történt változás. (Ugyanúgy a kliens küld.)
Azért egy érdekesség van, a flag-ek között megjelent a PSH flag. Ezzel majd később
fogunk találkozni, most elég annyi róla, hogy ez kiüríti a fogadó állomás pufferét azaz a kérés egyből felkerül az alkalmazáshoz.
~ 250 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5. 2 .1 . 5 5. L É P É S : AC K
5.21. ÁBRA P ACKET #14
5.22. ÁBRA ACK
Kezd bevadulni a kommunikáció. A webszerver az SN mezőbe még a megkívánt
ISNwebszerver+1 értéket írja, de az ACK-be már feladja a leckét: a következő csomagban
kérek egy ISNkliens+475-ös SN értéket. (Hogyan jött ez ki neki? A fene tudja. Azt se
tudom, milyen operációs rendszer fut rajta, honnan tudnám akkor a generáló
algoritmusát?)
Vigyázat, hazudok.
~ 251 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5.23. ÁBRA A HTTP KÉRÉS TARTALMA
Egyfelől a 15-ös csomagból tudom, hogy egy Apache webszerver szolgált ki, ami
azért behatárolja az operációs rendszert.
De nem ez volt a legnagyobb hazugság. Hanem az, hogy nem tudom, miért pont 475.
Nézzük csak meg a korábbi (13-as csomag) GET kérésünket a Packet Bytes rovatban
a fenti ábrán. Ez egy szép nagy adatkupac. Mekkora? Azt mondja, 16 oszlop, 30 sor,
az annyi mint 480 bájt, ebből lejön az első hat, mert az nincs bemeszelve, akkor az
pont 474. Azaz ennyi a TCP payload, azaz a TCP szegmens. Ez az érték nem utazik
ugyan a csomagban, de a Wireshark szolgálatkészen kijelzi a TCP összegző sorban.
Pár oldallal ezelőtt problémáztam azon, hogy miért pont annyi az ACK, amennyi.
Nos, ezért. A fogadó azt mondja, hogy megkaptam tőled az Y SN értékű csomagban X
bájt payload-ot, a következő csomagnak tehát Y+X+1-től kell indulnia - azaz erre a
Sequence Number értékre fogok számítani.
Nézzük meg, milyen ACK-et küld vissza a webszerver? ACK=475. Azaz őt kérem
legközelebb SN-ként. És akkor én is könnyebben tudom sorbarakni a csomagokat.
~ 252 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5. 2 .1 . 6 6. L É P É S : H TT P
5.24. ÁBRA P ACKET #15
5.25. ÁBRA HTTP
Most megint valami nem várt dolog történt: ismét a webszerver küldött egy
csomagot. Miért is? Nos, az előző, azaz a 13-as csomag gyakorlatilag üres volt,
pusztán egy ACK volt benne. Az igazi válasz, azaz a kliens által kért weblap a mostani
csomagban megy vissza.
Miért nem lehetett egyszerre, egy csomagban leackolni a kliens kérését és rögtön
abba bele is rakni a választ?
~ 253 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Ezen most el fogunk agyalni egy kicsit, ugyanis a TCP egyik sarkalatos pontját
csíptük meg. Mikor kell leackolni egy csomagot? Mindig? Minek?
Gondolj bele, ott van egy böszme nagy weblap - mondjuk a www.index.hu - vagy egy
300 MB méretű HP printer driver. Én meg mezei Ethernet hálózaton vagyok, 1460
bájtos MSS értékkel. Ez testvérek között is 215460 ACK csomag küldését jelentené
tőlem a printer driver esetében. Csak úgy parasztosan megszámoltam a 14-es
csomagban - mely egy üres ACK - a bájtokat, az jött ki, hogy 76. Azaz a 300 MB
méretű driver letöltéséhez nekem 15.6 MB ACK csomagot kellene feltöltenem.
Nem hangzik túl jól.
Mit lehetne kitalálni, hogy csökkenjen ez a vízfej?
Például létrehozunk a fogadó oldalon egy ablakot. Azt mondjuk, hogy ez az ablak
befogad mondjuk 10 csomagot, ha betelt, csak akkor küldünk majd vissza egy ACKet. Máris csak 1,5 MB a plusz forgalom.
Csakhogy. Gondolkozzunk, Béláim.
Egy kicsit előrerohanok. (Később jobban is ki lesz tárgyalva ez a rész. )
A helyzet az, hogy nem csak fogadó oldalon van egy puffer, hanem küldő oldalon is,
méghozzá a küldő oldali eleinte kisebb, mint a fogadó oldali és később is csak
maximum egyenlőek lehetnek. A küldő oldali puffer paramétere a Send Window, ami
azt a méretet jelenti, amíg a feladónak nem kell várnia a visszaküldött ACK-re.
Az egyszerűség kedvéért tételezzük fel, hogy a Send Window értéke 5 csomag.
(Figyelem, valójában itt bájtokban mérünk, de most a szemléltetés a cél.)
Ekkor küldünk és csak küldünk. A fogadó meg csak vár és vár, mert azt mondtuk
neki, hogy 10 csomag után ackoljon. A feladó viszont 5 csomag után leáll, mert
megtelt a Send Window. És azóta is vártak, míg meg nem haltak.
Egy másik lehetséges epic fail ebben az esetben az, ha a küldendő csomag mérete
nem éri el fogadó puffer méretét. A feladó befejezte a küldést, a fogadó meg nem
igazol vissza, mert még nem érte el a mennyiség a 10 csomagot.
Szóval ez így nem működik.
Marad a csomagonkénti ACK, a jó 5%-os vízfejjel.
~ 254 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
RFC 1122
Illetve egy picit lehet még kozmetikázni rajta. Ezt nevezik úgy, hogy delayed ACK.
Nem egyből válaszolunk vissza a feladónak, hanem várunk egy kicsit. Ha 0,5
másodpercen belül79 megy vissza valamilyen adatcsomag, akkor nyertünk, mert
ennek a csomagnak a nyakába ültetjük (piggyback) az ACK-et.
Ezt a csomagot látjuk ebben az alfejezetben.
Igen, érzem én is, hogy sántít egy kicsit a példa - hiszen egyszer már leackoltuk a
csomagot (14), miért kell most még egyszer?
Őszintén szólva, nem tudom. Mivel ez egy piggyback ACK - azaz nem jelent
számottevő terhelést a forgalomban - csak arra tudok gondolni, hogy a fogadó oldali
implementáció inkább nem vizsgálgatott, hanem ész nélkül rányomta még egyszer
az ACK-et, ha már úgyis ment éppen arra egy csomag.
De ha már itt járunk, említsünk meg még néhány trükköt. Pl. nagyméretű
adatmennyiség küldésénél megelégszünk a két csomagonkénti ACK-kel, ezzel rögtön
felére redukálva a visszirányú forgalmat. Vagy PSH flag-gel ellátott csomagot nem
kell egyből ackelni. Aztán vannak olyan esetek, amikor korábban elveszett
csomagokat küldünk át újra (SACK), ilyenkor a több csomagból álló übercsomaghoz
már csak egy ACK jár. Vagy ha már cifrázzuk: például küldenek nekünk egy hat
csomagból álló vonatot, de mondjuk az első csomag elveszik. Ekkor hiába kapjuk
meg a többi ötöt, nem tudjuk leackolni. Majd amikor lejár az idő és a feladó nem kap
semmit és emiatt újraküldi mind a hat csomagot és végre fogadó oldalon összeáll a
csomag - ekkor az utolsó csomag leackolása automatikusan visszaigazolja mind a hat
csomagot. (Kleine Fische, gute Fische - nem egy nagy spórolások, de sok kicsi sokra
megy.)
De most már tényleg nagyon előrerohantam, térjünk vissza a pingpongmeccshez.
79
Az RFC szerint 0,5 sec. Windows Server 2008 és Vista esetében ez konkrétan 0,2 sec.
~ 255 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5. 2 .1 . 7 7. L É P É S : FI N -AC K
5.26. ÁBRA P ACKET #16
5.27. ÁBRA FIN-ACK
A kliens megkapta a kért tartalmat - és mivel egyelőre másra nincs szüksége,
kezdeményezte is a kapcsolat bontását. Ezt jelenti a FIN flag bebillentése.
Ami sokkal izgalmasabb, hogy a középső dobozban begerjedtek a számok. Mivel a
szerver az előző ACK-ben a 475-ös értéket kérte, így ez is lett a Sequence Number.
Csakhogy a szerver által küldött TCP payload-nak is volt egy mérete (5.25. ábra
HTTP), egész pontosan 569 bájt. Ezért a kliens azt kérte a szervertől, hogy az ő
következő SN értéke 570 legyen.
~ 256 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5. 2 .1 . 8 8. L É P É S : AC K -F I N
5.28. ÁBRA P ACKET #18
5.29. ÁBRA ACK-FIN
Folytatódik a kapcsolat bontása. A szerver leackolja a kliens bontási kérelmét - majd
ő is elkezdi lebontani a tőle kiinduló kapcsolatot. (A kétirányú kapcsolatot két
irányból kell bontani is.) Az SN értelemszerűen a kért érték, és mivel az előző
csomagban a payload értéke 0 volt, így csak eggyel léptette az ACK értékét.
~ 257 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5. 2 .1 . 9 9. L É P É S : AC K
5.30. ÁBRA P ACKET #19
5.31. ÁBRA ACK
Itt van vége a történetnek. A kliens visszaigazolja a szerver bontási kérelmét, a
kapcsolat elillant. Az SN mezőbe a megkért érték került, sőt, egy kényszeres
mechanizmus folytán a kliens még megad egy elvárt ACK-et is (üres payolad, azaz
ACK+1), de ez már valójában érdektelen.
~ 258 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
Az egész folyamatot megtekinthetjük egy összefoglaló ábrán is.
5.32. ÁBRA SN/ACK P ATTOGTATÁS ÖSSZEFOGLALÓ ÁBRA
Végül egy megjegyzés:
Senkit ne zavarjon meg, hogy a capture képernyőkön időnként feltűnik egy Next
Sequence Number nevű mező. Ez a Wireshark kényelmi szolgáltatása: kiolvassa a
láncból és odateszi, hogy lássuk. A csomag keletkezésének pillanatában
értelemszerűen ez az érték még nem létezik.
~ 259 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5.2.2 TCP O P T I O N S
Annyi előnyünk már van, hogy ismerjük az IP Options szerepét, felépítését.
Nagyjából hasonlóra számíthatunk itt is.
5.33. ÁBRA TCP O PTIONS ÁLTALÁNOS SZE RKEZET
Lesz egy opció azonosító, lesz egy 1 bájtos érték, mely az opció hosszát jelöli - és
utána jöhetnek az opcióspecifikus adatok.
5. 2 .2 . 1 E N D O F O P T I O N L I S T É S N O O P E R A T I O N
Mindkettő 1 bájtos TCP opció.


No Operation : Ez az opció határolja el egymástól a TCP opciókat. (Option
Kind=0)
End Of Option List : Ez pedig zárja a sort. (Option Kind=1)
~ 260 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5. 2 .2 . 2 M A X I M U M S E G M E N T S I Z E O P T I O N
A maximum segment size (MSS) azt a legnagyobb szegmensméretet jelenti, melyet
tördelés nélkül lehet belerakni egy csomagba. A kiszámolása teljesen logikus: fogjuk
az MTU-t, levonjuk belőle mind az IP headert, mind a TCP headert - és már meg is
van. Vegyünk egy teljesen általános esetet: legyen az MTU 1500 bájt, se az IP, se a
TCP headerben ne legyen semmilyen opció - ekkor mindegyik 20-20 bájt - azaz az
MSS 1460 bájt lesz.
Egy kapcsolat kiépítésénél a legelső lépésekben történik meg az MSS belövése,
méghozzá úgy, hogy amikor a SYN flag magas80, abban a csomagban kerül átadásra
az MSS értéke is - pont az MSS Option révén. Az Option Kind értéke: 2.
Ha valami furcsa véletlen folytán a két fél nem ugyanazt az MSS értéket közölné a
másikkal, akkor a kisebb fog nyerni.
80
Ez ugye az első két csip a csip-csip-csókában.
~ 261 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5. 2 .2 . 3 TC P W I N D O W S C A L E O P T I O N
Mint a TCP header tárgyalásánál is láttuk, a WINDOW mező mérete 2 bájt. Ez azt
jelenti, hogy a receive window maximális mérete 65535 bájt. Ez a szabvány
készítésekor maximálisan elegendőnek tűnt81, de azóta haladt valamennyit előre a
világ. Gigabites kapcsolatoknál miért ne lehetne böszme nagy ablakokat használni a
folyamatos kommunikáció végett?
Ha nagyobb window méretet szeretnénk, akkor kénytelen leszünk használni a TCP
Windows Scale opciót. Az Option Kind értéke: 3. Az opció adatmezőjében egy szám
fog utazni, melynek maximális értéke 14 lehet. Valójában ez a szám egy
hatványkitevő, ahol a hatványozás alapja 2. Az eredményül kapott számmal pedig
meg kell szorozni az eredeti maximális ablakméret értékét, hogy az újat megkapjuk.
Ebből kifolyólag az opciókkal megsegített maximális ablakméret:
216 * 214 = 230 = 1073741824 bájt. Közismertebb nevén 1 GB.
81
"640 kbyte mindenre elegendő lesz!"
~ 262 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5. 2 .2 . 4 S E L E C T I V E A C K N O W L E D G M E N T (SAC K) O P T I O N
Esett már szó róla, hogy mi van akkor, amikor kimarad egy ACK a címzettől. A feladó
küldi a csomagokat, a címzett makacsul nem ackol, aztán feltelik a küldő oldali
puffer, végül megmerevednek a frontok. Nagy sokára letelik az ACK várására
fenntartott idő, a küldő újra elküldi a le nem ackolt csomagokat.
De mi van akkor ha gigabites vonalon nyomtuk, jó nagy ablakméretekkel (long fat
pipe)? Küldjük újra az összes csomagot? Amikor - láttuk - az ablak akár 1 GB méretű
is lehet?
Ilyen nagy ablakméreteknél már érdemes használni a selective ACK, azaz SACK
opciókat. A többes szám nem véletlen, ilyen opcióból ugyanis kettő is van:
 SACK-Permitted Option (Option Kind=4)
 SACK Option (Option Kind=5)
A SACK-Permitted opció jelzi a partnernek, hogy tudom kezelni, ha SACK
visszajelzést kapok. Ezt az információt szintén a SYN csomagokban egyeztetik a
felek.
A SACK opcióban pedig konkrét számok utaznak. Itt szerepelnek azok a Sequence
Number értékek, melyeket a fogadó nem kapott meg. Ilyenkor a feladó csak ezeket
küldi újra.
~ 263 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5. 2 .2 . 5 TC P T I M E S T A M P S O P T I O N
Rögtön vezessünk be két fogalmat:
 Retransmission Time-Out (RTO): Az az idő, melynek letelte után, ha nem
érkezett visszajelzés, akkor újraküldjük a csomagot.
 Round-Trip Time (RTT): A csomag elküldése és a visszajelzés megérkezése
közti időtartam.
Az RTO finomhangolása érdekében a TCP folyamatosan figyeli az RTT alakulását. A
"folyamatosan" kifejezést persze nem kell szószerint érteni, általában egy Send
Window-n belül egy RTT mérés történik.
Akadnak olyan kiszámíthatatlanul ingadozó hálózatok, ahol ez kevés. Ekkor kell
rákényszeríteni a TCP-t, hogy sűrűbben számolgasson RTT-t. Erre jó a TCP
Timestamp opció. (Option Kind=8)
A játékban mindkét félnek részt kell vennie. Bármelyik is küld egy csomagot, a TCP a
helyi gépidőből kikalkulál egy értéket (TS Value) és belerakja a TCP Timestamp
opció adatmezőjébe, mellé pedig belerakja, hogy mennyi volt a másik félre
vonatkozó legutóbbi időérték (TS Echo Reply), azaz az a TS Value, amit legutoljára a
másik féltől kapott.
~ 264 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5. 2 .2 . 6 P É L D Á K
Nézzük meg, hogyan is néznek ki a TCP opciók a valóságban.
5.34. ÁBRA TCP O PTIONS - SYN
Ez a korábban már kitárgyalt folyamat első csomagja, az, amelyikben a kliens a
webszerverhez fordul. A SYN flag szemmel láthatóan magas - és mint utaltam is rá,
ebben az első csomagban közöl a kliens a TCP opciókon keresztül egy csomó fontos
adatot is a szerverrel.
5.35. ÁBRA TCP O PTIONS - MSS
Koncentráljunk a Packet Bytes mezőre. Látható, hogy az OPTION Kind 2, az opció
mérete 4 bájt (stimmel), a két utolsó bájt pedig az MSS értéke hexadecimális
formában.
~ 265 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5.36. ÁBRA TCP O PTIONS - N O O P
A jó öreg No Operation TCP opció. Mondtuk róla, hogy elválaszt (stimmel), mondtuk
róla, hogy 1 bájt és mondtuk róla, hogy az értéke 1.
5.37. ÁBRA TCP O PTIONS - W INDOWS S CALE
TCP Window Scale opció. Az Option Kind értéke 3, az opció mérete 3 bájt, az adat
pedig 2. Mennyi is akkor a kliensem maximális fogadó ablaka? 216 * 22 = 218 = 256 KB.
5.38. ÁBRA TCP O PTIONS - SACK
SACK-Permitted opció. Az Option Kind értéke 4, az opció mérete 2 bájt. Adattartalma
nincsen, hiszen ez csak jelzi, hogy képes értelmezni a szelektív ACK-ot.
És ennyi. Micsoda? Hogy hiányzik valami? Nem látod az End Of Option List opciót?
Hát, azt bizony nem.
Nagyon trükkösen lett megkerülve. Talán feltűnt az ábrán (5.34. ábra TCP Options SYN), hogy egymás után két NOP is jön. Ez a duplázás kellett ahhoz, hogy a TCP
opciók által elfoglalt méret néggyel osztható legyen. Ilyenkor nem kell külön lezárni.
(Miért fontos a néggyel oszthatóság? Azért, mert a header méretét szószámban
tároljuk - lásd a DATA OFFSET mező részletezését.)
~ 266 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
Persze a kommunikáció nem csak ennyiből áll: a szerver válaszában is magas a SYN
flag, tehát ő is elküldi magáról a fontosabb értékeket.
5.39. ÁBRA TCP O PTIONS - SYN-ACK
Ezt már nem részletezném annyira mélyen. Maximum arra hívnám fel a figyelmet,
hogy ebben a csomagban már magas az ACK flag, durván be is jött annyi csomag,
amennyi egy Send Window-ban elfér - tehát tudunk RTT értéket visszaküldeni.
~ 267 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5.2.3 TCP
F LA G - EK
Kutyafuttában már esett róluk szó, de most menjünk végig részletesebben is a
választékon. Azt láttuk, hogy 1 bájt helyet foglalnak - ebből a fejszámoló olvasók már
ki is találhatták, hogy nyolc darab flag-ről lesz szó.
Sorrendben:
CWR | ECE | URG | ACK | PSH | RST | SYN | FIN
ECE, AZAZ ECN-ECHO: Habár a második a sorban, de érdemes mégis ezzel kezdeni. Azt
jelenti, hogy a küldő ismeri az ECN-t, illetve akkor is magas lesz, ha az ECN
ténylegesen be is következik - azaz az IP headerben bejelez az ECN mező. (ECN:
Explicit Congestion Notification, azaz határozott visszajelzés túlterhelésről. Ha
esetleg nem ugrana be: 4.1.1 Az IP Header.)
RFC 3168
A TCP opciók egy részéhez hasonlóan az ECN, mint ismert képesség szintén
kapcsolatfelvételkor (magas SYN flag) megy át.
CWR, AZAZ CONGESTION WINDOW REDUCED: A feladó visszajelzése, hogy vette az ECE
jelzést, le fogja csökkenteni a congestion window méretét. (Később lesz róla szó.)
URG, AZAZ URGENT: Jelzi, hogy a szegmensben sürgős anyag van, tessék komolyan
venni az URGENT POINTER értékét.
ACK, AZAZ ACKNOWLEDGMENT: Jelzi, hogy az Acknowledgment mezőbe írt szám nem
viccből van ott. (A gyakorlatban az ACK flag szinte mindig magas.)
PSH, AZAZ PUSH: Mit is írtam a megérkezett csomagokról? Mi is történik akkor, amikor
megérkezik egy csomag a címzetthez? A TCP rögtön felküldi az alkalmazás rétegnek?
Ugyan, nem UDP ez. Szépen gyűjtögeti az adatokat a receive pufferben. Aztán amikor
a puffer megtelt, vagy éppen a kapcsolatkezelő eljárás úgy érzi, hogy itt az idő, akkor
a köztes tárolóból átkerül az adat az alkalmazáshoz. (Feltéve, hogy nincs hiányzó
csomag a sorban.)
Ezt a folyamatot rúgja fel a PSH flag. Ha ilyen csomag érkezik, az olyan, mint HKSz
riadó a seregben: mindenki összekapkodja a harci felszerelését és kirohan a
szobából. (A 'ne legyen hiányzó csomag' kritérium ettől függetlenül itt is él.)
~ 268 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
RST, AZAZ RESET: Köszönjük, ennyi. A kapcsolatnak vége. Méghozzá nem is barátságos
módon - az RST sokkal inkább erőszakos bontást jelent. Mind a send, mind a receive
pufferből törlődni fognak a kapcsolat adatai. Ugyanezt kapjuk, ha egy kapcsolat már
eleve létre sem jött. (Tipikusan amikor egy tűzfal vágja pofán a bimbózó
kapcsolatunkat.)
SYN, AZAZ SYNCHRONIZE: Jelzi, hogy egy kapcsolat van kialakulófélben. Amikor ez a flag
magas, akkor küldi át az egyik fél a kapcsolat létrehozásához szükséges adatokat a
másiknak.
FIN, AZAZ FINISH: Ennek a kapcsolatnak is vége - de azért barátok maradtunk. A
kapcsolat normálisan csak akkor szűnhet meg, ha mindkét fél elküldte az elbocsátó
szép üzenetet (FIN), majd mind a kettő vissza is igazolta.
~ 269 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5.2.4 TCP
K AP C SO LA T O K K EZ E L ÉS E
Egy kapcsolatnak alapvetően három fázisa lehet:
 Bimbózó
 Stabil
 Szakító
Jelzem, ez egy nagyon rövid fejezet lesz, hiszen korábban már jócskán kiveséztük a
folyamatot. (5.2.1 A Sequence Number és az Acknowledgment Number pingpongcsata)
5. 2 .4 . 1 E G Y TC P K A P C S O L A T K I A L A K U L Á S A
Amiről ott nem írtam: milyen információk utaznak még a SYN-nel jelzett
csomagban?
 Először is a feladó ISN-je. (Ezt tudtuk.)
 A kezdeményező receive windows értéke.
 A kezdeményező MSS (Maximum Segment Size) értéke.
 A lista, hogy a kezdeményező milyen TCP opciókat támogat.
Pusztán csak ismétlésként jegyzem meg, hogy ilyen értelemben a SYN
kapcsolatfelvételre jövő SYN-ACK válasz is SYN csomagnak számít: azaz a válaszoló
is közli mindezen információkat magáról a háromlépéses kézfogás második
lépésében.
Hogy mégse legyen olyan rövid ez a fejezet, meg legyen egy kis pihenő is a száraz
tananyagban, említsük meg a SYN Attack néven ismeretes támadási formát. Nem,
nem kell idegesen körbenézned, eszembe sem jut megrontani az ifjúságot. A SYN
Attack annyira öreg dolog, hogy ma már minden normálisabb rendszer le tudja
kezelni.
Szóval. Elindul egy kapcsolat. A kezdeményező küld egy SYN csomagot. A szerver
boldogan válaszol egy SYN-ACK csomaggal. A kezdeményező a nyugtázó ACK helyett
viszont egy újabb SYN csomagot küld, egy másik portra. A szerver, ha lehet, még
boldogabb. Micsoda népszerűség! - gondolja. Természetesen erre is válaszol egy
SYN-ACK csomaggal. És így tovább. Gondolom, látható a minta. Aztán mivel a szerver
a le nem zárt kapcsolatokat elrakja a memóriájába, előbb-utóbb az betelik. A szerver
nyáladzó mosollyal a szája szélén csuklik össze.
~ 270 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5. 2 .4 . 2 E G Y TC P K A P C S O L A T F E N N T A R T Á S A
Ha éppen nincs forgalom egy kapcsolaton keresztül, de az nem lett se békésen, se
harcosan lezárva, akkor valószínűleg a feleknek még szükségük lesz rá. Ilyenkör jön
az, hogy üres ACK csomagokkal jeleznek egymásnak, nehogy azt higyje a másik, hogy
valahol elrágta a macska a kábelt.
Persze ez sem ilyen egyszerű. Mi történik közben az SN/ACK számokkal?
Az, hogy aki a keep-alive ACK csomagot küldi, eggyel kisebb SN értéket ír bele, mint
amekkorára a másik fél - az általa korábban küldött ACK alapján - számít. A fogadó
veszi a lapot, érzékeli, hogy ez csak keep-alive, visszaküldi a korábbi ACK-ot - és
most már azt is fogja visszakapni a következő lépésben.
- Miről prédikált a Tisztelendő Atya?
- A bűnről.
- És mit mondott róla?
- Ellenezte.
Azaz eddig írtam a keep-alive folyamatról. Arról a folyamatról, melyet a Windows
Server 2008 / Vista alapból tilt82. Mert biztos szép és biztos jó dolgok ezek, de
leginkább úri huncutságnak tűnnek.
Hadd hulljon a férgese.
82
Engedélyezni Winsock API függvényhívásból lehet.
~ 271 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5. 2 .4 . 3 E G Y TC P K A P C S O L A T F E L B O M L Á S A
5.2 .4 .3 .1 A B É K É S E B B V E R Z I Ó : F IN
A FIN flag szerepe nagyban hasonlít a SYN flag szerepére. Míg a SYN
kapcsolatfelvételi szándékot jelez, addig a FIN éppen ellenkezőleg: kapcsolatbontási
szándékot. Csakhogy itt a kézrázásnak nem három fázisa van, hanem négy:
 A bontani szándékozó jelez: FIN1-ACK1
 A partnere visszaigazol: ACK2
 A partner is lebontja a csatornát: FIN3-ACK3
 A kezdeményező visszaigazolja: ACK4
A fenti folyamatot illusztrálja az alábbi ábra.
5.40. ÁBRA E GY KAPCSOLAT BÉKÉS VÉGE
Nagyon szépen látszanak az SN/ACK számokkal történő játékok is.
~ 272 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5.2 .4 .3 .2 A V A D A B B V E R Z I Ó : R S T
Nagy pofont szeretnénk? Telneteljünk rá az index.hu-ra!
5.41. ÁBRA E GY KAPCSOLAT DURVA VÉGE
Szemmel láthatóan nem örültek nekünk. Meg szerettük volna rázni a kezüket, olyan
jó háromlépéses formában - de már a kinyújtott kezünket sem fogadták el. Elküldtük
a SYN csomagunkat, úgy ahogy kell (SNrel=0, RecWin=8192, szegmensméret=0,
MSS=1460 és Window Scale=2 ) - de csak egy zord RST-ACK jött vissza.
Mivel nagyapánktól azt tanultuk, hogy ne üljünk föl olyan szekérre, ahol nem látnak
minket szívesen, tudomásul vettük az RST-t - három próbálkozás után abbahagytuk.
RST-t nem csak kapcsolat létrehozásakor kaphatunk. Ugyanide jutunk, ha egy már
meglévő kapcsolaton keresztüli forgalomban értelmezhetetlen paramétert talál a
TCP fejlécben valamelyik host. Ilyenkor a kapcsolat összes adata elvész, melyeket az
alkalmazás még nem olvasott fel a receive pufferből.
~ 273 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5. 2 .4 . 4 A TC P K A P C S O L A T O K Á L L A P O T A I
A TCP kapcsolatok egyes lépéseit állapotoknak nevezzük. Ezeket az állapotokat
tartalmazza az alábbi táblázat:
5.2. TÁBLÁZAT
Állapot
CLOSED
LISTEN
SYN SENT
SYN RCVD
ESTABLISHED
FIN WAIT-1
FIN-WAIT-2
CLOSING
TIME WAIT
CLOSE WAIT
LAST ACK
Leírás
Az égegyadta világon nem történik semmi.
Egy alkalmazás szintű protokoll elkezdett figyelni egy porton.
Egy alkalmazás szintű protokoll kapcsolatot kezdeményezett, azaz elküldött egy SYN csomagot.
A SYN csomag megérkezett, ment is vissza a SYN-ACK.
Megérkezett a SYN-ACK utáni ACK, a kapcsolat létrejött.
A kapcsolat bontását kezdeményező első FIN-ACK csomag elment.
Megjött az ACK a kezdeményező FIN-ACK csomagra.
Ez egy ilyen lebegő állapot, megkaptuk a FIN-ACK csomagot, de még nem küldtük el az ACK-et.
Mindenki megkapott minden csomagot, mely a kapcsolat kétirányú lezárásához szükséges volt.
Ekkor még eltelik egy bizonyos idő, amíg új kapcsolatot lehet nyitni.
Megkaptuk a FIN-ACK csomagot és küldünk is egy FIN-ACK csomagot.
Megkaptuk az ACK csomagot a FIN-ACK csomagunkra.
Akárhogy is nézem, nem teljesen kerek a történet. Például mi lehet a különbség a
LAST ACK és a FIN-WAIT2 állapotok között? A táblázat alapján például semmi.
Ezért van itt ez az ábra.
~ 274 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5.42. ÁBRA E GY KAPCSOLAT ÁLLAPOTAINAK
TÉRKÉPE
(W IKIPEDIA )
Mint látható, a lezárásnál van egy aktív folyamat és van egy passzív. Az aktív
folyamat azokból az állapotokból áll, amelyeken a bontást kezdeményező fél megy
át, míg a passzív folyamat azokból az állapotokból, amelyeken a partner. Ergo a FIN
WAIT-2 állapotban a bontást kezdeményező fél kapja meg az ACK csomagot a FINACK kérésére, míg a LAST ACK állapotban a túloldali fél kapja meg az ACK-et az ő
FIN-ACK csomagjára válaszul.
~ 275 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5.2.5 TCP
AD AT FO L Y A M
Tehát, a bitek folynak - mint azt korábban már tisztáztuk. Jönnek befelé, gyűlnek a
receive pufferben, majd az alkalmazás felkapkodja. A másik oldalon az alkalmazás
tolja bele a send pufferbe, ahonnan a TCP talicskázza kifelé.
De egész pontosan, milyen állapotai is lehetnek egy csomagnak? Hogyan
viszonyulnak ehhez a Send/Receive ablakok? És miért áll meg a közlekedés nálunk,
ha leesik egy centi hó?
Habár az eddig leírtakból - majdnem - minderre meg lehet találni a választ, úgy
gondolom, egy grafikus személtetés mindig jól jöhet83.
5. 2 .5 . 1 S E N D W I N D O W
Igen, köszönöm, vettem a kérdésedet. Mi is az a Send Window, amelyről eddig csak
úgy itt-ott elpötyögtetve esett szó?
Beszéljünk inkább először a Receive Window-ról, mert azt már ismerjük. Ez az az
érték, melyet a fogadó fél minden ACK csomagban elküld a feladónak. Ebben mondja
meg, hogy barátom, momentán ennyi adatot tudok fogadni egyszerre, ennél több
pillanatnyilag nem fér be a szobába84. Ad abszurdum, ha a fogadó 0 méretű Receive
Window értéket jelez vissza, a feladó teljesen le is áll - addig, amíg nem kap egy
nullánál nagyobb értéket.
Most, miután a Send Window fejezetben ilyen jól kitárgyaltuk a Receive Window
jelentését, nem ártana magával a Send Window-val is foglalkozni. Nos, a helyzet az,
hogy a Send Window a Receive Window hű társa. A teleport állomás, ahonnan a
csomagok indulnak a címzett teleport állomásába. Ha nincs forgalom a levegőben és már korábban beindult a kapcsolat - akkor a Receive és a Send Window mérete
megegyezik. Gyakorlatilag a feladó a Send Window-ban adminisztrálja, mi is a
helyzet a feladott csomagokkal, a fogadó pedig a Receive Window-ban követi
nyomon, hogyan állnak a fogadott csomagok.
Szokták úgy is meghatározni a Send Window-t, hogy az az ablakméret, amíg
küldhetünk csomagokat, anélkül, hogy meg kellene várnunk a visszaigazolást. Azaz
küldünk, küldünk, küldünk... és ahogy jönnek vissza a visszaigazolások, úgy lépünk
egyet-egyet előre az ablakkal. Ha nem jönnek a visszaigazolások, akkor betelik az
ablak és megáll - egészen addig, amíg le nem telik az idő és újra nem kezdjük küldeni
a vissza nem igazolt szegmenseket.
83
84
Különben is, mérnökember mindig rajzol. © Vegyipari Gépészek Kórusa, Veszprém.
My hovercraft is full of eels. (http://www.omniglot.com/language/phrases/hovercraft.htm)
~ 276 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5.43. ÁBRA S END W INDOW
Mint az ábrán is látható, négy kategóriába soroltuk a csomagokat:
Sent/ACKed: Ezek azok a csomagok, amelyekkel a továbbiakban az égegyadta
világon semmi dolgunk sincs. Elküldtük őket, megkaptuk a visszajelzést, a csomagok
kicsúsznak a balfenéken.
Sent/UnACKed: Beléptünk a Send Window területére. Itt vannak a már elküldött, de
még vissza nem igazolt csomagok.
Unsent/Inside: Ez az a terület, ahová az alkalmazás már lepakolta a csomagokat,
azok már bekerültek az elküldendők közé (inside), de még nem lettek elküldve.
Unsent/Outside: Ezek azok a csomagok, melyek csak álmodoznak róla, hogy el
lesznek küldve - de egyelőre még csak sorbaállnak a teleport állomás előtt.
Az már csak szemlélet kérdése, ki hogyan képzeli el:
 Vagy az ablak áll egy helyben és a csomagok vándorolnak jobbról balra.
 Vagy a csomagok állnak egy helyben és az ablak - birodalmi lépegetőként halad balról jobbra.
Az utóbbi hasonlat már csak azért is szemléletes, mivel tudjuk, hogy az ablak mérete
nem állandó. Ez egy imbolygó, dűlöngélő ablak.
~ 277 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5. 2 .5 . 2 R E C E I V E W I N D O W
Most pedig átszökkenünk a fogadó oldalra.
5.44. ÁBRA R ECEIVE W INDOW
Received/ACKed/Retrieved: Baloldalt megint azokat a csomagokat látjuk, akik már
túl vannak a dolgon. A csomagok megérkeztek, a visszaigazolás elment, a fogadó
alkalmazás felkapkodta a dobozokat.
Received/ACKed/Not Retreived: Megérkeztek, visszaigazoltuk - de az alkalmazás
még nem ugrott be a csomagokért.
Received/UnACKed: Megérkeztek, de még nem igazoltuk vissza.
Not Received/Inside: Ez egy trükkös meghatározása a semminek. Azt mondja, hogy
még az ablakon belül vagyunk, de ide még nem érkezett semmi. Azaz a teleport
állomáson az üres üvegcsövek. Ide várjuk a csomagokat feldolgozásra.
Not Received/Outside: A csomagok, melyek majd valamikor meg fognak jönni.
Jelenlegi tartózkodási helyük: földön, vízen, levegőben.
Nyilván észrevetted. Itt öt részre osztottuk fel a futószalagot, miközben a Send
Window esetében elég volt négy rész. Gondolom, azt is látod, hogy a kavarást a
Maximum Receive Window okozza. Mi is ez - és miért van szükség két ablakra?
A megoldás kulcsa a billegés. A Send Window-nál mondtam, hogy állandóan változik
a mérete, azaz lépegetőként billeg. Itt ez a viselkedés a Current Receive Window-ra
igaz. Ez ugyanis a pillanatnyi méretét jelenti a fogadó ablaknak. (Ezt a pillanatnyi
értékét küldi vissza az ACK csomagban.) A Maximum Receive Window mérete ezzel
szemben egy fix érték... a maximum, melyet a fogadó egyáltalán be tud fogadni. (Ha a
Current Receive Window mérete nem éri el a maximumot, logikus, hogy a
feldolgozás utolsó fázisában lévő csomagok helyezkedjenek el a kettő közötti
területen.)
~ 278 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
Ezt a két, csúszkaként mozgó ablakot (Send/Receive) nevezzük összefoglaló néven
TCP Sliding Windows-nak.
Írtam a grafikus szemléltetés hasznosságáról. Próbáltam rajzolgatni is, de ezt a
folyamatot igazából egy animáció mutathatná be a legjobban.
Szerencsére van is ilyen a neten.
http://www.osischool.com/protocol/Tcp/slidingWindow/index.php
Szívem szerint bele is illeszteném ebbe a könyvbe, annyira jó. Habár az animáció
elsődleges célja a később tárgyalandó Slow Start algoritmus bemutatása, de remekül
látszik, hogyan dolgozik párhuzamosan a két TCP Sliding Window. (Egy apró
nomenklatúra pontosítás. Az én fogalmaim szerint mind a két ablak - Send Window,
Receive Window - a TCP Sliding Windows kategóriába esik, addig az animáció a
Receive Window-t nevezi Advertised Window-nak, a Send Window-t meg Sliding
Window-nak.)
Illetve érdemes elcsemegézni az oldal többi animációi között is.
http://www.osischool.com/protocol/Tcp/
Jó kérdés lehet, hogy a Receive Window most akkor egy fix méret, vagy dinamikusan
változó? Mikor hogy. Valamikor fix érték volt (a Windowsban nyilván registryben
tárolva), de a Windows Server 2008 / Vista esetében már úgynevezett autotuning
hangolja, a konkrét vonal sávszélességének és forgalmának függvényében. (Emiatt
szokták felhívni a figyelmet arra, hogy a fenti operációs rendszereknél tényleg
figyeljünk oda a QOS-re: ugyanis innentől a TCP sokkal hatékonyabban tömi ki a
drótot - azaz ha van valami alkalmazás, mely fix, minimális sávszéleség igénnyel bír,
akkor ezt foglaljuk is le a számára. Hulladékként már nem fog neki annyi
megmaradni, mint korábban.)
~ 279 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5.2.6 A Z
Ú JR AK ÜL D É SE K R EN DS Z E RE
A TCP működése eddig teljesen logikus volt, még ha egy kicsit bonyolult is.
Na, ez változik meg innentől.
Nem, nem a logikával lesz baj. És egyszerűsödni sem fog a helyzet.
Azt állítottam a TCP-ről, hogy megbízható. Ez bizony nem csak abból áll, hogy
sorszámozza a csomagokat és ellenőrzi a megérkezésüket: szükség esetén újra is kell
küldenie az elveszett csomagokat.
Istenem, milyen szép dolog is a nyelv. A fenti mondat úgy helyes, ahogy van,
mindenki bólogat - pedig két helyen is bele van kódolva a rejtett akna: mi az, hogy
'szükség esetén'... és mi az, hogy 'elveszett'?
A TCP kulcskérdéséhez jutottunk el. Mikor küldjünk újra egy csomagot?
 Ha túl sokáig várunk, akkor lassú lesz az átvitel - hiszen ezt az időt minden
visszaigazolás előtt ki kell várni.
 Ha túl hamar újraküldjük, akkor borzasztóan rossz lesz a hatékonyság hiszen anyag megy ugyan át a kapcsolaton, csak sokszor ugyanaz még
egyszer.
Igen érzékeny optimumot kell eltalálni - ráadásul szédületesen változó
környezetekben. Egyáltalán nem mindegy, hogy gigabites LAN-on vagyunk (ahol
minden belefér), műholdas WAN-on (ahol nagy a sávszélesség, de a hiba is rengeteg)
vagy éppen egy betárcsázós ISDN-en (ahol nyüszítünk minden egyes kbps-ért).
Emellett egyáltalán nem mindegy, hogy a kommunikáló felek a TCP mely
huncutságait ismerik és melyeket nem.
Rengeteg trükk, apró ésszerűsítés létezik a TCP-ben, hogy a működése mindenhol
optimum közelében legyen. Nem fogom mindegyiket bemutatni ebben a fejezetben,
inkább csak mazsolázgatok.
Először is, ismerkedjünk meg az újraküldés alapelemeivel. Az RTO/RTT párosról
már ejtettem pár szót, de igazából ebben a fejezetben érzik magukat otthon.
 RTT (Round Trip Time): Az az idő, mely a csomag feladása és a visszaigazolás
megérkezése között telik el. Ezt a TCP folyamatosan méri.
 RTO (Retransmission Time Out): Az az időkorlát, mely után egy csomag
elveszettnek tekintendő, azaz a feladó újraküldi. A TCP bizonyos
rendszerességgel az RTT értékekből számolja ki.
~ 280 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
Jó. És hogyan?
RFC 793
Az eredeti RFC szerint így:
Measure the elapsed time between sending a data octet with a particular sequence number
and receiving an acknowledgment that covers that sequence number (segments sent do not
have to match segments received).
This measured elapsed time is the Round Trip Time (RTT). Next compute a Smoothed Round
Trip Time (SRTT) as:
SRTT = ( ALPHA * SRTT ) + ((1-ALPHA) * RTT)
and based on this, compute the retransmission timeout (RTO) as:
RTO = min[UBOUND,max[LBOUND,(BETA*SRTT)]]
where UBOUND is an upper bound on the timeout (e.g., 1 minute), LBOUND is a lower bound on
the timeout (e.g., 1 second), ALPHA is a smoothing factor (e.g., .8 to .9), and BETA is a
delay variance factor (e.g., 1.3 to 2.0).
Ez egy szép képlet, kár, hogy a gyakorlatban nem vált be.
RFC 1122
Jött helyette egy másik, mely az RFC 1122-ben lett leírva. Ez egy nagyon szép, több
oldalas eljárás, feltételekkel, kiegészítésekkel bőven megtámogatva. Ha nem
haragszol, mélyebben nem mennék bele.
Ugyanis ezzel még nincs vége. A fenti eljárás remekül működik akkor, ha alapvetően
kicsik az ablak méretek. De a gigabites vonalakon nem ez a jellemző. Viszont ha
nagyok az ablakok, akkor kevés az ACK - azaz nem mérvadó az RTT mérése sem.
Ekkor jön be a képbe a korábban már említett TCP Timestamp TCP opció. (Csak
ismétlésképpen: az opció adatterületén belül mindkét host elküldi a saját belső
órájának az értékét.) Ilyen esetekben az RTO-t már nem az RTT-ből számolják a
felek, hanem ezekből a belső órák által mutatott értékekből
Szép, mi? És ez még csak az RTO számítás. Hogy a felek mely RFC-ket ismernek?
Egyáltalán, mely TCP opciókat? Az eszközöknek nincs más választása: bíznak... és
próbálkoznak.
~ 281 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Akkor jöjjenek a különböző megfontolások, illetve trükkök.
TCP Tuning:
http://en.wikipedia.org/wiki/TCP_tuning
Hogyan veszhetnek el útközben csomagok? Elméletileg nem kizárt, hogy éppen arra
járt a baltás gyilkos és apróra hasította az ethernet kábelt - de a gyakorlatban inkább
a túlterhelt routerek szokták eldobálni a csomagjainkat. Nyilván visszajelzés nélkül,
hiszen túlterheltek. Hogyan védekezhetünk ez ellen? Ha felismernénk, hogy router
túlterhelésről van szó, akkor például megnövelhetnénk az RTO-t. Ez tulajdonképpen
automatikus is, hiszen megnő az RTT, tehát meg fog nőni az RTO. Fog. Csak éppen
pár tempóval később, hiszen az RTO a korábbi RTT-kből áll össze. Azaz már nagy az
RTT, de az RTO még a korábbi, kisebb RTT-k alapján áll össze -> hirtelen nagyon
megugrik az eldobott csomagok száma -> hirtelen beindul egy nagyobb lélegzetű
újraküldés. Mindez akkor, amikor a router egyébként is be van havazva.
5. 2 .6 . 1 S L O W S T A R T A L G O R I T M U S
RFC 2581, 3465
Erre a problémára az egyik válasz az ún. Slow Start algoritmus. (A Windows Server
2003 / XP a korábbi RFC-t ismeri, a Windows Server 2008 / Vista a későbbit.)
Ehhez bevezetjük az ún. Congestion Window (cwind) változó fogalmát. Gyakorlatilag
ezzel a Send Window méretét befolyásoljuk: amennyiben a cwind értéke kisebb,
mint az aktuális Receive Window értéke, akkor a feladó inkább a cwind-et használja
a Send Window méretének beállításához.
Így finoman tudjuk szabályozni egy kapcsolat beindulását, illetve felpörgetését.
Elsőre a cwind-et jóval kisebbre szokták venni, mint a Receive Window. (Tipikus
érték: MSS*2.) Ha nem veszett el a csomag, jöhet a duplázás: MSS*4. És így tovább,
amíg el nem érjük a Receive Window értékét.
Utalnék megint a korábbi animációra:
http://www.osischool.com/protocol/Tcp/slidingWindow/index.php
~ 282 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5. 2 .6 . 2 C O N G E S T I O N A V O I D E N C E A L G O R I T M U S
Kicsit hasonló az előző algoritmushoz, ugyanúgy a cwind változóval operál. Azt
mondja, hogy amikor elveszik egy csomag - azaz a feladó nem kapja meg a
visszajelzést, akkor a cwind értékét beállítja a pillanatnyi Receive Window
értékének a felére, majd nekiáll szép fokozatosan növelni azt. (Lépésenként 1 MSS
értékkel.)
Vegyük észre, hogy a két eljárás közötti különbség gyakorlatilag csak a kezdőpont
kiválasztása és a növekedés mértéke. Hogy a kettő közül melyiket fogja használni a
TCP, az egy sstresh nevű változó értékétől függ - de ennyire mélyen már nem
szándékozom belemenni a témába.
5. 2 .6 . 3 A Z Ú J R A K Ü L D É S L É L E K T A N A
Tegyük fel, elveszett egy csomagunk. Letelt a várakozási idő, és mi, mint feladók nem
kaptuk meg a visszaigazolást. Nyilván újból el fogjuk küldeni. Hányszor? Még
egyszer egészen biztosan. És ha arról sem jön meg a visszaigazolás? Türelmes
emberek vagyunk, egyszer még megpróbáljuk. Ha arról sem jön meg az ACK, akkor
hagyunk fel csak a küldéssel.
Mennyi idő teljen el két küldés közben? Ez nyilván az RTO-tól függ, hiszen annyit
várunk, amíg a csomagot elveszettnek nem nyilvánítjuk. Jó nekünk az, ha mindig
ugyanannyi RTO-val számolunk? Nem. Az alkalmazott logika az, hogy az
újraküldéseknél megduplázzuk a korábbi RTO-t. Konkrétan Windows Server 2008
esetén a tipikus példa kapcsolat felépítésekor: kezdő RTO 3 sec, újranyitás 6 sec,
utolsó próbálkozás 12 sec. Azaz egy nem működő kapcsolat felismerése 21 sec
összesen.
5. 2 .6 . 4 D E A D G A T E W A Y F E L I S M E R É S
Az előbb nagyon gyorsan lezártuk a szálat, amikor azt mondtuk, hogy abbahagyja a
küldést - és kész. Nem egészen.
Ha ugyanis a küldési irány a default gateway felé mutatott, és így veszett el - egymás
után háromszor - a csomag, akkor a host úgy fogja kezelni, hogy ez a default gateway
megdöglött. És igen, most jön elő az, hogy miért lehet egy hálózati kártya
konfigurációjánál több DGW-t is megadni. Nem, nem azért, hogy az egyik irányhoz
erre, a másik irányhoz meg amarra menjenek a csomagok85. Arra a route tábla való.
85
MCP vizsgák egyik beugrató kérdése.
~ 283 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Ellenben, ha több DGW-t veszünk fel, akkor ilyenkor, egy Dead Gateway
detektálásakor teszi a TCP automatikusan a másodikat az első helyre. Ha ez is
meghal, akkor jön a harmadik - amennyiben van.
Mikor jó ez? Ha például van egy központi irodánk és van egy vidéki telephelyünk,
amelyhez a biztonság kedvéért két különböző vonalat is kiépítettünk. A telephelyen
az egyik router az első DGW, a másik router a második DGW.
A detektálásnak van egy érdekes vonzata is. Ugyanis visszajelzés nem csak akkor
nem jöhet, ha a default gateway, azaz a routerünk dobta fel a portjait - hanem akkor
sem, ha az útvonal bármelyik eleme állt le, azaz bármelyik host a router mögötti
ismeretlen világban. A Dead Gateway felismerés - és a DGW csere ekkor is
megtörténik.
5. 2 .6 . 5 F O R W A R D RT O - R E C O V E R Y (F-R TO)
Bejelentkezik a tüske. Egy pillanatra elromlik a vonal, egy csomagnál megnő az RTT.
Tételezzük fel, hogy éppen egy sok szegmensből álló nagy ablak szegmenseinek
küldése közben vagyunk, mondjuk az elején. Az egyik szegmensnél lejár az RTO, így
nem kapjuk meg a visszaigazolást - miközben meglehetősen nagy valószínűséggel a
csomagok megérkeztek, csak a vonal pillanatnyi belassulása miatt a visszaigazolás
nem. Hivatalosan most újra kellene küldenünk az összes csomagot, melyeket a nem
visszaigazolt csomagtól egészen a Send Window végéig küldtünk - valószínűleg
feleslegesen.
Ilyenkor lép életbe az F-RTO algoritmus.
RFC 4138
A feladó először csak az ablak első olyan szegmensét küldi újra, amelyiknél lejárt az
RTO. Megvárja a visszaigazolást. Ha ez megjött, akkor úgy csinál, mintha nem történt
volna semmi és elküldi az ablak _utáni_ első szegmenst. (Feltéve, hogy a túloldali
Receive Window-ban van még szabad hely.) Ha erre is megjött a visszaigazolás, az
csak úgy lehetséges, ha az egész ablak tartalma korábban már megérkezett a
túloldalra. (Ugyanis ha lenne benne lyuk, akkor a fogadó nem igazolná vissza az
utóbbi csomagot.)
Megköszönjük, mehetünk tovább.
Mire is jó ez? Tipikusan a wifi-re. Amikor megy szépen a hálózat, de
kiszámíthatatlanul fordulhatnak elő pillanatnyi lassulások.
~ 284 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
5. 2 .6 . 6 S E L E C T I V E A C K N O W L E D G E M E N T (SAC K)
Erről már volt szó korábban a TCP opcióknál, a kép teljessége miatt vettem csak bele
a felsorolásba. (Ismétlés: ha a címzett nem kapott meg minden szegmenst egy
ablakból, vissza tudja jelezni, hogy mely szegmensek hiányoznak. A feladó ezután
csak azokat küldi újra és nem az egész ablakot.)
5. 2 .6 . 7 K A R N A L G O R I T M U S
Az algoritmus kidolgozása Phil Karn nevéhez kötődik86. Ha nagyon tömören akarom
összefoglalni, akkor arról van szó, hogy van jó RTT, amelyből lehet RTO-t számolni és van rossz, amelyből meg nem.
Nézzünk az utóbbira egy példát. Elküldtünk egy csomagot - ezzel le is nyomtuk a
stopperóra gombját. Nem kaptunk visszaigazolást az RTO-n belül, így megdupláztuk
az RTO-t, elküldtük még egyszer a csomagot. Ez már bevált, megjött a visszaigazolás.
Csakhogy. Az RTT-t mérő stopper definíció szerint csak most, az ACK
megérkezésekor állt le. Nos? Jó ez az RTT érték RTO számoláshoz? Nem igazán.
Karn azt javasolta ehelyett, hogy ha ilyen szituáció fordul elő, akkor ne használjuk az
újraküldött csomag RTT értékét az RTO számításhoz: nemes egyszerűséggel csak
hagyjuk ott, ahol volt. (Ez ugye az eredeti RTO*2.)
A Karn algoritmus:
http://en.wikipedia.org/wiki/Karn%27s_Algorithm
http://www.cs.utk.edu/~dunigan/tcptour/javis/tcp_karn.html
5. 2 .6 . 8 F A S T R E T R A N S M I T
RFC 2581
Beesik a várba egy kóbor lovag. Hát te melyik sereghez tartozol?
A fogadó egyszer csak kap egy csomagot, melynek az SN értéke nem illik a sorba. Ez
egy kóbor csomag, mely eddig bóklászott valahol a hálózaton. A fogadó kínjában
visszaigazolja, méghozzá az ACK mezőbe azt a Sequence Number értéket írja, melyre
egyébként számított. Ezzel viszont a feladót hozza zavarba: szegény szerencsétlen
két ugyanolyan ACK értékű visszaigazolást fog kapni. És ha még csak kettőt.
Karn, P. and C. Partridge, "Improving Round-Trip Time Estimates in Reliable Transport Protocols",
(SIGCOMM 87).
86
~ 285 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
5.45. ÁBRA Í GY KELLENE MENNIÜK A
DOLGOKNAK
Szépen megy a csomag, jön a visszaigazolás. Mindenki boldog.
5.46. ÁBRA B AJ VAN
Itt történt valami váratlan dolog: megjelent a csomagelkapó manó valamelyik
routeren: az 1-es TCP szegmens nem érkezett meg. Emiatt a címzett úgy érzékeli,
hogy a 2-es TCP szegmens egy kósza szegmens - hiszen nem őrá számított. Gyorsan
küld is vissza egy ACK-ot, méghozzá azzal az értékkel, mely tulajdonképpen a várt
~ 286 ~
A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG PROTOKOLLJAI
Sequence Number. Ekkor jön meg a 3-as TCP szegmens, mely ugyanolyan kósza
csomag elbírálásban részesül... és ez így megy tovább az RTO lejártáig.
5.47. ÁBRA A GYORS MEGOLDÁS
Pedig nem kellene, ugyanis a minta könnyen észrevehető: dőlnek sorban a
visszaigazolások, ugyanazzal az ACK értékkel.
Itt jelenik meg a Fast Retransmit. Azt mondja, hogy ha háromszor kapunk vissza
ugyanolyan ACK értékkel visszaigazolást, akkor kérés nélkül elküldjük újra az ACK
értékhez tartozó TCP szegmenst, jelen esetben az 1-est. Innentől sorfolytonosak
lesznek a csomagok a címzett pufferében, mehet tovább az élet.
Megoldottuk a problémát RTO-n belül.
Még egy dolgot kell megmagyaráznom: miért pont 3?
Azért, mert egy, vagy két duplikált ACK akkor is előfordulhat, ha a csomagok nem a
megfelelő sorrendben érkeznek. A három viszont már több, mint gyanús.
~ 287 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
6 A Z ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI , SZOLGÁLTATÁSOK
Nos, nézzük, hogyan állunk.
Létrehoztuk a postát. Tömérdek postás áll készenlétben, kempingbiciklin üldögélve,
kismotorját brummogtatva vagy zöld furgonban cigarettázva - alig várják, hogy
elszállítsák a leveleket.
Kitaláltuk a címeket. Kitaláltuk, hogy legyenek városok, legyenek utcák, a házakon
legyenek számok és a bennük lakó embereknek legyenek neveik. Kitaláltuk azt is,
hogy a címeket hová írjuk a küldeményeken.
Kitaláltunk szállítási módszereket. Gyorsat, lassút, megbízhatót, megbízhatatlant.
Most már csak azt a nyomorult levelet kellene megírnunk.
Elméletileg ezeket már írhatnánk spontán is. Rengeteg alkalmazás van, mely egyedi
protokollokat, egyedi portokat használ információtovábbításra. De az evolúció
létrehozott rögzített protokollokat is. Hiszen miért kellene minden egyes feladat
megoldásánál újra és újra felfedeznünk a spanyolviaszkot?
A szabványosított (RFC, ugye) protokollok viszont rögzített portokon
kommunikálnak. Persze ne gondoljon senki kőbevésésre, minden további nélkül
üzemeltethetek webszervert, mely nem a 80-as porton működik - csak éppen
elveszítek mindenkit, aki olyan céges tűzfal mögül jön, ahol csak a 80-as portot
engedélyezték böngészésre.
Ezeket a szabványos, de legalábbis erősen ajánlott portokat nevezik wellknown
portoknak.
~ 288 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
6.1. ÁBRA T ÉRKÉP AZ ALKALMAZÁS RÉTEGHEZ
Természetesen nem teljes. Irgalmatlanul nem teljes. Nyilván nem csak ennyi
protokoll létezik. Nyilván nem csak a böngésző használja a DNS-t. A Total
Commander nyilván nem csak az SMB-t használja - ha nevet kell feloldania, fordulhat
DNS-hez és WINS-hez is. A fokonyv.exe-ről meg legtöbbször a fejlesztője sem tudja,
mit is használ pontosan.
Ezekből a rögzített, alkalmazás-rétegbeli protokollokból mutatok be ebben a
fejezetben kettőt. A lista bőven a teljesség igénye nélkül készült - ezekből a
protokollokból ugyanis meglehetősen rengeteg van. (Részletesebben a második
kötet fog foglalkozni velük.)
~ 289 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
6.1 D YNAMIC H OST C ONFIGURATION P ROTOCOL (DHCP)
RFC 2131, 2132
Tapasztalatom szerint az egyik leginkább misztikusnak tartott alap hálózati
szolgáltatás. Háde, hogyanmár... nincs IP címe, oszt mégis dzsal a hálózaton?
Bizony, bizony.
Aztán van itt még homály. Minden hálózati szakkönyv megemlíti, hogy egy DHCP
szerveren több zónát is létre tudunk hozni. Na, de... amikor beesik a kliens, mi
alapján dől el, hogy melyik zónából kap IP címet? Ha több hálózati kártya van a
DHCP szerverben, akkor még érthető is a dolog, hiszen ezek nyilván más subnetbe
lógnak bele, tehát a szervernek csak azt kell figyelnie, hogy az egyes hálózati kártyái
mely zónákhoz tartoznak. De mi van akkor, ha a DHCP szerverben csak egy kártya
van, ennek ellenére alhálózataink számosak?
6.2. ÁBRA DHCP SZERVER ÖSSZETETT HÁLÓZATBAN
Habár a helyzet válságos, de nem reménytelen. A fejezet során fény derül a titokra.
~ 290 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
Először fussuk meg a kötelező köröket. Milyen tipusú üzenetekből állnak össze a
DHCP folyamatai?
1. DHCPDISCOVER (FELFEDEZÉS): A DHCP kliens küldi, amikor keresi a DHCP
szervert.
2. DHCPOFFER (AJÁNLAT): A DHCP szerver küldi, amikor a DHCP kliens felfedezi.
Maga az ajánlat egy csomag, benne egy felkínált IP címmel és egyéb hálózati
paraméterrel.
3. DHCPREQUEST (IGÉNY): A DHCP kliens küldi, ha elfogadja a szerver ajánlatát.
Ezzel egyben vissza is utasítja a többi szerver ajánlatait.
4. DHCPACK (ELFOGADÁS, VISSZAIGAZOLÁS): A DHCP szerver tudomásul veszi a
kliens döntését - és adminisztrál.
5. DHCPNAK (NO ACK, NEM ELFOGADÁS): A DHCP szerver küldi a kliensnek a
DHCPREQUEST-re válaszul, amennyiben a kliens által igényelt IP címmel
balhé van. (Például a kliens meg akarja újítani az IP címét, de az már lejárt
vagy maga a kliens másik alhálózatba költözött.)
6. DHCPDECLINE (VISSZAUTASÍTÁS): A DHCP kliens küldi a DHCP szervernek, ha
használhatatlan IP címet kap.
7. DHCPRELEASE (ELENGEDÉS): A DHCP kliens küldi a szervernek, amennyiben le
akar mondani az eddig használt IP címéről.
8. DHCPINFORM (INFORMÁCIÓ): A DHCP kliens küldi a szervernek, amennyiben
az alap hálózati csomaghoz képest plusz beállításokat is szeretne.
Most pedig csapongjunk át a DHCP csomag szerkezetére. Ha netán hiányérzeted
lenne, a fenti üzenetek később rendesen is ki lesznek bontva.
DHCP Basics:
http://support.microsoft.com/kb/169289
~ 291 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
6.1.1 C SO M A GS Z ER K E Z ET
6.3. ÁBRA A DHCP CSOMAG FELÉPÍTÉSE
Szép nagy. Meg tudnád mutatni rajta a jól megszokott tagolást: header és payload?
Bizony, nem.
Nincs. A legfelső szinten vagyunk. Vagy más nézőpontból, ez a legkisebb Matrjoska
baba. Itt már minden payload, még a header is. Más szóval a kisérőinformációk is
részei a protokollnak.
MESSAGE OP CODE: Request(1) vagy Reply(2)
HARDWARE ADDRESS TYPE: Hirtelen leszaladunk a földszintre. Hardware Address?
Utoljára ilyen csúnya szavakat a Network Interface rétegben hallottunk, amikor az
ARP folyamatot boncolgattuk. (3.14. ábra ARP keret) Itt is ugyanarról van szó: itt
azonosítjuk be, hogy egyáltalán milyen hardvert, milyen hálózati csatlakozást
használ a kliens. (Az Ethernet kódja 1, a Token Ring kódja 4, az EUI64 kódja meg 27.)
Hogy még érthetőbb legyen: ez a kód azt adja meg, milyen tipusú MAC addressre
számíthatunk a CLIENT HARDWARE ADDRESS mezőben.
~ 292 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
HARDWARE ADDRESS LENGTH: Milyen hosszú a CLIENT HARDWARE ADDRESS mezőben
található cím. Ethernet esetén a MAC Address 6 byte, tehát ez az érték 6.
HOPS: Hány darab DHCP Relay Agent-en87 megy keresztül a DHCP kérés. RFC szerint
a maximális érték 16, de a Windows Server 2008 esetében ez lecsökkent 4-re.
TRANSACTION ID: Véletlenszerűen kiválasztott 4 bájtos érték, ez azonosítja az egy
folyamathoz tartozó üzeneteket.
SECONDS: Hány másodperc telt el azóta, hogy a DHCP kliens elindította a folyamatot.
FLAGS: Két bájtos mező. A bal szélső flag az úgynevezett broadcast flag. A többi 15
flag kötelezően nulla, értelmük majd valamikor a jövőben lesz definiálva. (Azért
látszik, hogy még mindig hullanak a forgácsok.) Kliens oldali kérésnél a broadcast
flag azt jelzi, hogy a kliens tud fogadni unicast módon címzett csomagot (0) vagy
csak a broadcast (1) jó. A Windows Server 2008 / Vista DHCP kliensként az utóbbi
értéket szokta beállítani.
CLIENT IP ADDRESS: A kliens IP címe, ahogy ő tudja.
YOUR IP ADDRESS: A kliens IP címe, ahogy a DHCP szerver tudja.
Server IP Address: A DHCP szerver címe.
GATEWAY IP ADDRESS: A kérést legelőször elkapó88 DHCP Relay Agent IP címe.
CLIENT HARDWARE ADDRESS: 16 bájt, a DHCP kliens hardver azonosítója, Ethernet
esetében ez a 6 bájtos MAC Address. Látható, hogy itt jön be a képbe a korábbi két
HARDWARE ADDRESS mező.
SERVER HOST NAME: A DHCP szerver neve. A Windows Server 2008 nem foglalkozik
ezzel a mezővel.
BOOT FILE NAME: 128 bájt, gyakorlatilag tök feleslegesen. Itt lehet tárolni egy BOOTP
image elérhetőségi útját. (A BOOTP volt a DHCP elődje.) Manapság a DHCP már nem
használja ezt a mezőt.
OPTIONS: A megszokott gumimező. Gyakorlatilag minden, ami nem fért bele az eddig
rubrikákba.
87
88
Nocsak. Alakul a magyarázat a subnetelt DHCP rendszerre.
Naa??
~ 293 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Remélhetőleg kezd tisztulni a helyzet a sok alhálózatos példával kapcsolatban.
6.4. ÁBRA DHCP R ELAY A GENT KONFIGURÁCIÓ
A megoldás kulcsa a DHCP Relay Agent-ek megjelenése. Ehhez nem kell feltétlenül
plusz hardver, az ábrán is igyekeztem érzékeltetni, hogy meg lehet oldani a feladatot
úgy is, hogy maga a hálózati eszköz - router célhardver - tudja a DHCP Relay
funkciót... de meg lehet oldani úgy is, hogy az érintett alhálózaton valamelyik
Windows szerverre felrakjuk az RRAS funkciót és azon belül állítjuk be a DHCP Relay
Agent szerepkört.
Mi is történik ekkor?
Az alhálózaton a kliens IP címet szeretne kérni, ezért elküld egy DHCPDISCOVER
üzenetet. Ezt a Relay Agent kapja el és ő küldi tovább a DHCP szervernek - de közben
a HOPS mezőben található értéket megnöveli eggyel, a GATEWAY IP ADDRESS mezőbe
pedig beírja a saját IP címét - mégpedig azt, amelyik egy alhálózaton van a kérést
küldő klienssel. Ebből fogja tudni a távoli subneten lévő DHCP szerver, hogy melyik
zónából adjon IP címet a kliensnek.
~ 294 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
6.1.2 DHCP O P T I O N S
Megint matekozással kezdünk. Tudni kell, hogy a DHCP szigorúan UDP-t használ
csomagszállításra. (A kliens a 67-es porton figyel, a szerver a 68-ason.) Mit is írtunk
erről a szállítási módról? Azt hogy dobozban szállítunk teljes csomagokat - azaz egy
DHCP üzenetnek bele kell férnie az MTU által meghatározott csomagméretbe.
Ha összeadjuk az előbbi ábrán látható értékeket, akkor látszik, hogy 236 bájt
biztosan lesz, ehhez jönnek majd a DHCP Options mezőben található adatok.
Konkrét példa: Ethernet csomag esetén az MTU 1500 bájt, a minimális IP header 20
bájt, az UDP header 8 bájt... azaz a DHCP opciók számára maximum 1236 bájt marad.
6.5. ÁBRA DHCP O PTIONS
A DHCP opciók szerkezete a jól ismert sémát követi, nem is részletezném jobban.
Típus, a blokk hossza, a blokk adatai... aztán jöhet az újabb blokk. Amíg van abból az
1236 bájtból.
DHCP Option Format:
http://www.tcpipguide.com/free/t_DHCPOptionsOptionFormatandOptionOverloading-2.htm
~ 295 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
6.1. TÁBLÁZAT
Option
Option Name
Type
0
Pad
1
Subnet Mask
3
Router
6
12
15
31
33
43
44
Domain Name
Servers
Host Name
DNS Domain Name
Perform Router
Discovery
Static Route
Vendor-specific
information
WINS/NBNS Servers
Option
Length
4 bájt
Változó
(4*x bájt)
Változó
(4*x bájt)
Változó
Változó
1 bájt
Változó
(8*x bájt)
Változó
Változó
(4*x bájt)
1 bájt
46
NetBIOS Over
TCP/IP Node Type
47
50
51
53
NetBIOS Scope ID
Requested Address
Lease Time
DHCP Message Type
Változó
4 bájt
4 bájt
1 bájt
54
55
4 bájt
Változó
58
Server Identifier
Parameter Request
List
Renewal Time (T1)
59
Rebinding Time (T2)
4 bájt
61
81
Client Identifier
Dynamic DNS
Update
Classless Static
Route
Classless Static
Route
End
Változó
Változó
121
249
255
Magyarázat
1 bájt, az értéke 0. Elválasztójel.
A kiajánlott cím alhálózati maszkja.
A kliens hálózatán a routerek IP címei. Az első a Default
Gateway.
A DNS szerverek IP címei
A kliens neve
A tartomány neve, amelyikbe a kliens tartozik.
A kliensnek a Router Discovery IP opciót kell használnia a
routerek felderítéséhez.
Classful bejegyzések a kliens lokális route táblájába. 4 bájt IP
cím, 4 bájt router IP cím.
Bármi, ami gyártóspecifikus.
A WINS szerverek listája.
Változó
A kliens NetBIOS tipusa:
1 (0001) - B node (Broadcast)
2 (0010) - P node (Point-to-Point)
4 (0100) - M node (Mixed)
8 (1000) - H node (Hybrid)
RFC 1001/1002
A kért, illetve elutasított IP cím
A bérlet ideje másodpercben
A DHCP üzenet tipusa
1. DHCPDISCOVER
2. DHCPOFFER
3. DHCPREQUEST
4. DHCPDECLINE
5. DHCPACK
6. DHCPNAK
7. DHCPRELEASE
8. DHCPINFORM
A DHCP szerver IP címe
Mely DHCP opciókat kéri a kliens. (A Windows Server 2008 /
Vista által kért opciókat narancssárgával jelöltem.)
Az az időtartam (sec), amelyen belül a kliensnek meg kell
újítania a bérletét.
Időtartam (sec), melynek letelte után a kliens Rebind állapotba
kerül.
A DHCP klienst azonosítja. Ethernet esetben ez a MAC Address.
A kliens teljes neve (FQDN). Ezt fogja használni a DHCP, ha be
kell regisztrálnia a nevet a DNS-be.
Komplett Classless bejegyzések a kliens route táblájába: prefix,
subnet mask, next hop.
Ugyanaz, mint a 121-es.
-
A DHCP opciók vége. (Csupa egyesekből álló bájt.)
4 bájt
Változó
Ha alaposabban megnézed, láthatod, hogy vannak még lyukak. Ez abból következik,
hogy a Windows alapú DHCP szerverek nem támogatják az összes DHCP opciót. A
teljes listát az alábbi linken találhatod.
Az összes DHCP opció:
http://www.iana.org/assignments/bootp-dhcp-parameters/
~ 296 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
6.1.3 DHCP
FO LY A MA T O K
6. 1 .3 . 1 E G Y N O R M Á L I S C Í M B É R L É S N Y É L B E Ü T É S E
6.6. ÁBRA DHCP CÍMBÉRLÉS
Ha nekem nem hiszel, itt van egy fotó a capture fájlról.
6.7. ÁBRA DHCP CÍMBÉRLÉS
Itt fogunk választ kapni az első kérdésünkre: hogyan tud kommunikálni egy kliens a
hálkózaton IP cím nélkül? Az ábrán valami gyanúsat már láthatsz is: egy csupa nulla
IP című valami küld egy világméretű broadcast üzenet a subnetre (3. csomag), a
DHCP szerver visszabroadcastol (5. csomag), majd újból jön a csupanulla (6.
csomag), aztán megint a DHCP szerver (7. csomag) - és a négy üzenetből négy
broadcast. Nos, igen. Amíg nincs IP címem, addig csak broadcasttal lehet megtalálni.
(Hogyan is? Úgy, hogy habár mindenki felkapja a MAC/IP szintű broadcast
csomagokat, de a forrásoldali MAC címek minden csomagban benne vannak,
emellett a Transaction ID és a DHCP csomag tartalma egyértelművé teszi, hogy kik a
társalgásban résztvevő felek és melyek az éppen aktuális tánclépések.)
Nézzük ezeket a lépéseket. Mindenhol egy-egy csomagot fogunk boncolgatni,
méghozzá úgy, hogy az eredeti információkat külön színnel emeltem ki. Ezek közé
fogom beirkálni a megjegyzéseimet.
~ 297 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
6.1 .3 .1 .1 DHC P D IS CO VER
6.2. TÁBLÁZAT
No. Time
3
0.152014
Source
0.0.0.0
Destination
255.255.255.255
Protocol
DHCP
Info
DHCP Discover - Transaction ID 0x81c0d341
Frame 3 (342 bytes on wire, 342 bytes captured)
Ethernet
II,
Src:
AsustekC_ab:37:2e
(00:1e:8c:ab:37:2e),
Dst:
Broadcast
(ff:ff:ff:ff:ff:ff)
Internet Protocol, Src: 0.0.0.0 (0.0.0.0), Dst: 255.255.255.255 (255.255.255.255)
Version: 4
Header length: 20 bytes
Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP 0x00: Default; ECN: 0x00)
Total Length: 328
Identification: 0x5411 (21521)
Flags: 0x00
Fragment offset: 0
Time to live: 128
Protocol: UDP (0x11)
Header checksum: 0xe594 [correct]
Source: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
Destination: 255.255.255.255 (255.255.255.255)
Az IP fejlécből látjuk, hogy igen, tényleg broadcast és tényleg UDP. De látunk mást is:
az Ethernet frame-ben benne van a MAC címünk, a kérdés-felelet csomagokat pedig
összeköti a Transaction ID.
User Datagram Protocol, Src Port: bootpc (68), Dst Port: bootps (67)
Source port: bootpc (68)
Destination port: bootps (67)
Length: 308
Checksum: 0x87a6 [correct]
Mint ahogy írtam, a kliens a 68-as portot használja (bootp client), a szerver pedig a
67-est (bootp server). Azaz a forrás a kliens, a cél a szerver.
Bootstrap Protocol
Message type: Boot Request (1)
Hardware type: Ethernet
Hardware address length: 6
Kérésről van szó. Ethernet kártya, azaz 6 bájtos MAC Address.
Hops: 0
Nincs DHCP Relay Agent.
Transaction ID: 0x81c0d341
Seconds elapsed: 0
Bootp flags: 0x8000 (Broadcast)
1... .... .... .... = Broadcast flag: Broadcast
.000 0000 0000 0000 = Reserved flags: 0x0000
Igen, a broadcast flag. A Vista kliensem jelezte, hogy képtelen unicast választ fogadni,
csak a broadcast a jó.
~ 298 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
Client IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
Your (client) IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
Next server IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
Relay agent IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
Client MAC address: AsustekC_ab:37:2e (00:1e:8c:ab:37:2e)
Ez a MAC Address-em. Minden más érték üres.
Server host name not given
Boot file name not given
Ez ugye az a nagy büdös (128 bájtnyi) semmi.
Magic cookie: (OK)
Itt fogtunk valamit. Erről a mágikus sütiről eddig még nem esett szó.
RFC 951, 1048
Az RFC 951 írja le a BOOTP (BootStrap) protokoll működését. Ennek kiegészítése az
RFC 1048, amelyben a vendorfüggetlen BOOTP implementációt igyekeznek
definiálni. Itt mondják ki, hogy ahhoz, hogy egy BOOTP megvalósítás gyártófüggetlen
legyen, az Options mezőnek a következő számsorozattal kell kezdődnie:
99.130.83.99. (63.82.53.63 hexadecimálisan.)
6.8. ÁBRA M AGIC C OOKIE
Kompatibilitási okból a DHCP-t úgy rakták össze, hogy azt a BOOTP
vendorfüggetlennek lássa - értelemszerűen emiatt a DHCP Options blokk kötelezően
ezzel a számsorozattal kell induljon. Ez a magic cookie.
Option: (t=53,l=1) DHCP Message Type = DHCP Discover
Option: (53) DHCP Message Type
Length: 1
Value: 01
53-as opció, az üzenet tipusa. Discovery. Még jó.
~ 299 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Option: (t=116,l=1) DHCP Auto-Configuration
Option: (116) DHCP Auto-Configuration
Length: 1
Value: 01
Megint fogtunk valamit. Ez az érték nem szerepel a táblázatban.
RFC 2563
Az autokonfigurációról esett már szó, az IPv6-os részben. Ez persze nem jelenti azt,
hogy az IPv4-ben semmi ilyesmi nem lenne. Windows környezetben ott van ugye az
Automated Private Addressing, azaz APIPA (169.254.0.1-169.254.255.254).
Maga a 116-os DHCP opció arról szól, hogy ápoljuk valahogy a DHCP kliens lelkét, ha
nem kapott IP címet, amikor pedig kért.
Mindegyik kliens a DHCPDISCOVER üzenetben jelzi, hogy képes-e az
autokonfigurációra, vagy sem. Jelen esetben a 01 érték azt jelzi, hogy az enyém igen.
(Naná: APIPA.) Amennyiben a DHCP szerver valamiért nem tud neki IP címet
osztani, akkor két dolgot tehet. Amennyiben a kliens már jelezte, hogy képes
önmagát konfigurálni, akkor a szerver nem foglalkozik vele. Majd megoldja.
Amennyiben viszont a kliens azt jelezte, hogy nincs autokonfigurációs
mechanizmusa, akkor a szerver visszaküld neki egy DHCPOFFER csomagot, ahol is a
116-os opcióban az érték 0 - azaz DoNotAutoconfigure. Innentől kezdve a kliensre
van bízva, hogy gyorsan fejlesszen ki magának valamilyen önmenedzselő
képességet, ha kommunikálni akar - mert a DHCP szerver nem foglalkozik vele.
(Amennyiben a DHCP kliensben a 116-os opció értéke DoNotAutoconfigure, azaz 0
volt... és nem kap választ a DHCPDISCOVER kérdésére - az azt jelenti, hogy nincs
DHCP szerver a környéken.)
Option: (t=61,l=7) Client identifier
Option: (61) Client identifier
Length: 7
Value: 01001E8CAB372E
Hardware type: Ethernet
Client MAC address: AsustekC_ab:37:2e (00:1e:8c:ab:37:2e)
Jé, megint a MAC címünk.
Option: (t=50,l=4) Requested IP Address = 192.168.1.103
Option: (50) Requested IP Address
Length: 4
Value: C0A80167
Option: (t=12,l=2) Host Name = "hq"
Option: (12) Host Name
Length: 2
Value: 6871
Régi IP cím, régi név.
Option: (t=60,l=8) Vendor class identifier = "MSFT 5.0"
Option: (60) Vendor class identifier
~ 300 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
Length: 8
Value: 4D53465420352E30
Option: (t=55,l=12) Parameter Request List
Option: (55) Parameter Request List
Length: 12
Value: 010F03062C2E2F1F2179F92B
1 = Subnet Mask
15 = Domain Name
3 = Router
6 = Domain Name Server
44 = NetBIOS over TCP/IP Name Server
46 = NetBIOS over TCP/IP Node Type
47 = NetBIOS over TCP/IP Scope
31 = Perform Router Discover
33 = Static Route
121 = Classless Static Route
249 = Classless Static Route (Microsoft)
43 = Vendor-Specific Information
End Option
Padding
Itt azt kell látni, hogy a Parameter Request List/Value mezőben egy-egy bájt jelöli a
szükséges paraméter azonosítóját. Például a 'NetBIOS over TCP/IP Scope'-hoz a
0x2F azonosító tartozik, mely emberi nyelvre fordítva 47.
6.1 .3 .1 .2 DHC P OF F ER
6.3. TÁBLÁZAT
No. Time
5
1.150481
Source
192.168.1.1
Destination
255.255.255.255
Protocol
DHCP
Info
DHCP Offer - Transaction ID 0x81c0d341
Frame 5 (590 bytes on wire, 590 bytes captured)
Ethernet
II,
Src:
Cisco-Li_f1:34:0a
(00:18:f8:f1:34:0a),
Dst:
Broadcast
(ff:ff:ff:ff:ff:ff)
Internet Protocol, Src: 192.168.1.1 (192.168.1.1), Dst: 255.255.255.255 (255.255.255.255)
User Datagram Protocol, Src Port: bootps (67), Dst Port: bootpc (68)
Bootstrap Protocol
Message type: Boot Reply (2)
Igen, ez egy válasz.
Hardware type: Ethernet
Hardware address length: 6
Hops: 0
Transaction ID: 0x81c0d341
Seconds elapsed: 0
Bootp flags: 0x8000 (Broadcast)
1... .... .... .... = Broadcast flag: Broadcast
.000 0000 0000 0000 = Reserved flags: 0x0000
Nos, a szerver is csak broadcastot tud fogadni.
Client IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
Your (client) IP address: 192.168.1.103 (192.168.1.103)
Hohó! Itt van a szerver által felajánlott IP cím!
~ 301 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Next server IP address: 192.168.1.1 (192.168.1.1)
Relay agent IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
Client MAC address: AsustekC_ab:37:2e (00:1e:8c:ab:37:2e)
Server host name not given
Boot file name not given
Magic cookie: (OK)
Option: (t=53,l=1) DHCP Message Type = DHCP Offer
Option: (53) DHCP Message Type
Length: 1
Value: 02
Option: (t=1,l=4) Subnet Mask = 255.255.255.0
Option: (1) Subnet Mask
Length: 4
Value: FFFFFF00
Option: (t=3,l=4) Router = 192.168.1.1
Option: (3) Router
Length: 4
Value: C0A80101
Option: (t=6,l=8) Domain Name Server
Option: (6) Domain Name Server
Length: 8
Value: 54022C0154022E01
IP Address: 84.2.44.1
IP Address: 84.2.46.1
Option: (t=51,l=4) IP Address Lease Time = 1 day
Option: (51) IP Address Lease Time
Length: 4
Value: 00015180
Option: (t=54,l=4) Server Identifier = 192.168.1.1
Option: (54) Server Identifier
Length: 4
Value: C0A80101
Itt pedig az ajánlat többi paraméterei.
End Option
Padding
~ 302 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
6.1 .3 .1 .3 DHC P R E QU ES T
6.4. TÁBLÁZAT
No. Time
6
1.150913
Source
0.0.0.0
Destination
255.255.255.255
Protocol
DHCP
Info
DHCP Request - Transaction ID 0x81c0d341
Frame 6 (342 bytes on wire, 342 bytes captured)
Ethernet
II,
Src:
AsustekC_ab:37:2e
(00:1e:8c:ab:37:2e),
Dst:
Broadcast
(ff:ff:ff:ff:ff:ff)
Internet Protocol, Src: 0.0.0.0 (0.0.0.0), Dst: 255.255.255.255 (255.255.255.255)
User Datagram Protocol, Src Port: bootpc (68), Dst Port: bootps (67)
Bootstrap Protocol
Message type: Boot Request (1)
Hardware type: Ethernet
Hardware address length: 6
Hops: 0
Transaction ID: 0x81c0d341
Seconds elapsed: 0
Bootp flags: 0x8000 (Broadcast)
1... .... .... .... = Broadcast flag: Broadcast
.000 0000 0000 0000 = Reserved flags: 0x0000
Client IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
Your (client) IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
Next server IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
Relay agent IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
Client MAC address: AsustekC_ab:37:2e (00:1e:8c:ab:37:2e)
Server host name not given
Boot file name not given
Magic cookie: (OK)
Option: (t=53,l=1) DHCP Message Type = DHCP Request
Option: (53) DHCP Message Type
Length: 1
Value: 03
Itt jelezzük, hogy ez már egy határozott kérés, azaz request. Eddig csak
érdeklődtünk.
Option: (t=61,l=7) Client identifier
Option: (61) Client identifier
Length: 7
Value: 01001E8CAB372E
Hardware type: Ethernet
Client MAC address: AsustekC_ab:37:2e (00:1e:8c:ab:37:2e)
Option: (t=50,l=4) Requested IP Address = 192.168.1.103
Option: (50) Requested IP Address
Length: 4
Value: C0A80167
Option: (t=54,l=4) Server Identifier = 192.168.1.1
Option: (54) Server Identifier
Length: 4
Value: C0A80101
Option: (t=12,l=2) Host Name = "hq"
Option: (12) Host Name
Length: 2
Value: 6871
Option: (t=81,l=5) Client Fully Qualified Domain Name
Option: (81) Client Fully Qualified Domain Name
Length: 5
Value: 0000006871
Flags: 0x00
~ 303 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
0000 .... = Reserved flags: 0x00
.... 0... = Server DDNS: Some server updates
.... .0.. = Encoding: ASCII encoding
.... ..0. = Server overrides: No override
.... ...0 = Server: Client
A-RR result: 0
PTR-RR result: 0
Client name: hq
És ezeket az értékeket szeretnénk.
(Az utolsó opció - 81 - tartalma meglepő egy kissé. A táblázatban viszonylag röviden
el lett intézve - itt viszont láthatjuk, hogy van benne infó bőven.)
Option: (t=60,l=8) Vendor class identifier = "MSFT 5.0"
Option: (60) Vendor class identifier
Length: 8
Value: 4D53465420352E30
Option: (t=55,l=12) Parameter Request List
Option: (55) Parameter Request List
Length: 12
Value: 010F03062C2E2F1F2179F92B
1 = Subnet Mask
15 = Domain Name
3 = Router
6 = Domain Name Server
44 = NetBIOS over TCP/IP Name Server
46 = NetBIOS over TCP/IP Node Type
47 = NetBIOS over TCP/IP Scope
31 = Perform Router Discover
33 = Static Route
121 = Classless Static Route
249 = Classless Static Route (Microsoft)
43 = Vendor-Specific Information
End Option
6.1 .3 .1 .4 DHC P AC K
6.5. TÁBLÁZAT
No. Time
7
1.151844
Source
192.168.1.1
Destination
255.255.255.255
Protocol
DHCP
Info
DHCP ACK - Transaction ID 0x81c0d341
Frame 7 (590 bytes on wire, 590 bytes captured)
Ethernet
II,
Src:
Cisco-Li_f1:34:0a
(00:18:f8:f1:34:0a),
Dst:
Broadcast
(ff:ff:ff:ff:ff:ff)
Internet Protocol, Src: 192.168.1.1 (192.168.1.1), Dst: 255.255.255.255 (255.255.255.255)
User Datagram Protocol, Src Port: bootps (67), Dst Port: bootpc (68)
Bootstrap Protocol
Message type: Boot Reply (2)
Hardware type: Ethernet
Hardware address length: 6
Hops: 0
Transaction ID: 0x81c0d341
Seconds elapsed: 0
Bootp flags: 0x8000 (Broadcast)
1... .... .... .... = Broadcast flag: Broadcast
.000 0000 0000 0000 = Reserved flags: 0x0000
Client IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
Your (client) IP address: 192.168.1.103 (192.168.1.103)
Next server IP address: 192.168.1.1 (192.168.1.1)
~ 304 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
Relay agent IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
Client MAC address: AsustekC_ab:37:2e (00:1e:8c:ab:37:2e)
Server host name not given
Boot file name not given
Magic cookie: (OK)
Option: (t=53,l=1) DHCP Message Type = DHCP ACK
Option: (53) DHCP Message Type
Length: 1
Value: 05
Visszaigazoltuk. Tiéd a cím.
Option: (t=1,l=4) Subnet Mask = 255.255.255.0
Option: (1) Subnet Mask
Length: 4
Value: FFFFFF00
Option: (t=3,l=4) Router = 192.168.1.1
Option: (3) Router
Length: 4
Value: C0A80101
Option: (t=6,l=8) Domain Name Server
Option: (6) Domain Name Server
Length: 8
Value: 54022C0154022E01
IP Address: 84.2.44.1
IP Address: 84.2.46.1
Option: (t=51,l=4) IP Address Lease Time = 1 day
Option: (51) IP Address Lease Time
Length: 4
Value: 00015180
Option: (t=54,l=4) Server Identifier = 192.168.1.1
Option: (54) Server Identifier
Length: 4
Value: C0A80101
End Option
Padding
~ 305 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
6. 1 .3 . 2 E G Y C Í M E L E N G E D É S E
Ez már nem lesz olyan bonyolult koreográfiájú társastánc, mint az előző. A kliens
kijelenti, hogy el akar szakadni az IP címétől - majd elszakad.
6.9. ÁBRA DHCP R ELEASE
~ 306 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
6. 1 .3 . 3 R E N E W É S R E B U I L D
Kezdjük ott, hogy mi a különbség?
6.1 .3 .3 .1 R E N E W
Általában a bérleti idő felénél - egész pontosan az 58-as DHCP opcióban megadott T1
idő eltelte után - a kliensnek meg kell újítania az IP címét. Ez egy gyors ütésváltással
történik: jön egy DHCPREQUEST a klienstől, amire jön egy katonás DHCPACK a
szervertől. Ráadásul ekkor még van a kliensnek IP címe is, azaz nem kell
broadcastolni. (Legalábbis nem mindig.)
6.10. ÁBRA DHCP R ENEW - IP CÍMMEL
Szépen látható a DHCP Request és a DHCP ACK válasz - ahol mind a két csomagnak
rendes címzettje és feladója van. Szó sincs semmiféle broadcastról.
~ 307 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
6.1 .3 .3 .2 R E B U I L D
Egy kicsit cifrább dologról van szó. Letelt a T1 időtartam, a kliens eszeveszetten
szeretné megújítani a bérletét - de a DHCP szerver nem érhető el. Terroristák
felrobbantották. Leöntötték kakaóval. Elvitte a cica. Bármi. A kliens próbálkozik,
próbálkozik... majd ha letelt az 59-es opcióban megadott T2 időtartam, akkor feladja:
újrakezd egy DHCPDISCOVERY üzenettel, hátha talál másik DHCP szervert.
6.11. ÁBRA DHCP R EBUILD (F ORRÁS : T HE TCP/IP G UIDE , www.tcpipguide.com)
Renew and Rebind:
http://www.tcpipguide.com/free/t_DHCPLeaseRenewalandRebindingProcesses-2.htm
~ 308 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
6. 1 .3 . 4 S U B N E T V Á L T Á S
Láttuk, mi történik, ha a szerver hagyja cserben a kliensét. De mi van akkor, ha a
bérlés kellős közepén a klienst átdugjuk egy másik subnetbe? (Azok a kollégák, akik
menedzselnek állandóan úton lévő, telephelyek között cikázó, laptopos ügynöki
hálózatot, gondolom, most megértően bólogatnak.)
Nos, ez történik.
6.12. ÁBRA DHCP ÉS S UBNET VÁLTÁS
A csóka T1 után szeretné megújítani az IP címét. El is küldi a DHCPREQUEST kérést,
benne az igényelt, de már nem jó IP címmel - amire a szerver pofánvágja egy
DHCPNAK üzenettel. Ettől a kliens megcondolodik és békülékeny hangnemben
elindít egy klasszikus DHCPDISCOVER üzenettel kezdődő bérletkérési folyamatot.
~ 309 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
6.1.4 DHCP V 6
RFC 3315
Az IPv6 esetében már egy kicsit cifrább a helyzet. Itt ugyanis a kliensek már egész jól
el tudnának boldogulni DHCP szerver nélkül is, hiszen láttuk, megvannak az
algoritmusaik ahhoz, hogy a semmiből IP címeket kreáljanak maguknak, routereket
fedezzenek fel, megéljenek a jég hátán.
Nyilvánvaló, hogy itt valahogyan rendet kell vágni, ne keveredjenek az eljárások.
Erre a célra két flag-et fogtak be, mely flag-ek a Router Advertisement üzenetben
utaznak. (4.2.1.6 Autokonfiguráció)
 M FLAG (MANAGED ADDRESS CONFIGURATION FLAG): Ha magas, akkor arra utasítja a
hostot, hogy az elosztó központból kérjen magának IP címet.
 O FLAG (OTHER STATEFUL CONFIGURATION FLAG): Ha magas, akkor arra utasítja a
hostot, hogy az elosztó központból kérje le a kiegészítő hálózati konfigurációs
adatokat.
A két flag-ből logikusan négy szituáció következik:
 MINDKETTŐ ALACSONY. Ekkor nincs DHCP a hálózaton, boldoguljon mindenki,
ahogyan tud.
 MINDKETTŐ MAGAS. A DHCP a király, mindent ő oszt. Ezt a figurát hívják
DHCPv6 Stateful állapotnak.
 O MAGAS, M ALACSONY. A hostok az IP címeket a routerektől tudják meg. Minden
egyéb kiegészítő paramétert a DHCP szerverektől. Ezt nevezik DHCPv6
Stateless állapotnak.
 O ALACSONY, M MAGAS. A DHCP osztja az IP címeket, az egyéb paraméterek
pedig... hát, azok a fasorban sincsenek. Ennek az opciónak inkább csak
matematikai lehetősége van, a gyakorlatban értelmetlen.
~ 310 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
Menjünk bele a DHCPv6 üzenetek szerkezetébe. Elöljáróban mit vársz? Mondjuk,
kiindulva a korábbi ábrából? (6.3. ábra A DHCP csomag felépítése)
Meg fogsz lepődni. Ugyanis ennyi:
6.13. ÁBRA A DHCP V 6 ÜZENET SZERKEZETE
A változás oka, hogy a DHCPv4 igyekezett kompatibilis lenni a korábbi BOOTP
szerkezettel. (Lásd tök felesleges, óriási mezők.) A DHCPv6 már nem tűzött ki maga
elé ilyen célokat - így lehetőség adódott áramvonalasítani a modellt, egészen addig,
amíg ilyen cseppforma nem lett belőle.
MSG-TYPE: Itt jelezzük, hogy milyen tipusú DHCPv6 üzenetről van szó.
6.6. TÁBLÁZAT
MsgÜzenet
Type
1
Solicit
2
Advertise
3
Request
4
Confirm
5
6
7
Renew
Rebind
Reply
8
9
Release
Decline
10
Reconfigure
11
12
InformationRequest
Relay-Forward
13
Relay-Replay
Leírás
A kliens keresi a szervert
A szerver válaszol a Solicit kérésre
A kliens konkrétan elkéri az adatokat
A kliens körbeérdeklődik az összes DHCP szervernél, hogy amit
kapott, az jó-e
Cím megújítás
Címeldobás, amennyiben nem sikerült a Renew
A szerver visszaigazolja a kéréseket (request, confirm, rebind,
reply)
A kliens üzeni, hogy pá, kisaranyom.
A kliens üzeni a szervernek, hogy az rossz anyagot szállított ilyen cím már van.
A szerver üzeni a kliensnek, hogy változtak a konfigurációs
adatai, nézzen be újra. A kliens ilyenkor vagy Renew, vagy
Information-Request üzenettel próbálkozik.
A kliens konfigurációs információkat kér. (De IP címeket nem.)
A DHCP Relay Agent küldi az eredeti DHCP kérést, DHCPv6
Relay-Message üzenetbe csomagolva.
A DHCP szerver válaszol a Relay Agent-nek, szintén RelayMessage üzeneten keresztül.
DHCPv4
megfelelőség
DHCPDiscover
DHCPOffer
DHCPRequest
DHCP Request
DHCPRequest
DHCPRequest
DHCPAck
DHCPRelease
DHCPDecline
DHCPInform
-
~ 311 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
TRANSACTION-ID: A szokásos folyamat azonosító.
OPTIONS: Ebben a változó méretű mezőben található a lényeg. A megszokott módon, azaz blokkokra bontva - itt van minden, amit a felek közölni szeretnének egymással.
6.14. ÁBRA DHCP V 6 O PTIONS
OPTION CODE: Az opció azonosítója
OPTION-LEN: Az opció mérete bájtban.
OPTION-DATA: Ebben a változó méretű mezőben jönnek az adatblokkok.
A 6.11. táblázatban megemlítettem egy eddig még nem tárgyalt üzenettípust, a DHCP
Relay-Message üzenetet. Valamiért úgy gondolták az RFC alkotói, hogy a Relay
Agent-en keresztüli kommunkációt nem DHCPv6 opciókon keresztül valósítják meg,
hanem külön üzenettípust vezetnek be erre a célra.
6.15. ÁBRA DHCP V 6 R ELAY -M ESSAGE
MSG-TYPE: Ez ugyanaz, mint a másik tipusnál.
HOP-COUNT: Hány Agent-en keresztül érkezett meg a kérés a szerverhez.
LINK-ADDRESS: A Relay Agent azon IP címe, amelyikkel arra a hálózatra néz, ahol a
kérést kezdeményező DHCP kliens lakik.
~ 312 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
PEER-ADDRESS: Vagy a DHCP kliens, vagy az előző Relay Agent IP címe.
OPTIONS: A Relay-Message opciók adatblokkjai.
Végezetül fussuk át, hogyan is történik egy stateful és egy stateless DHCP
címkiosztási folyamat.
Stateful, azaz az M és az O flag-ek is magasak, mindent a DHCP szerver oszt:
 A kilens küld egy Solicit üzenetet, hogy rátaláljon a szerverre.
 A szerver küld egy Advertise üzenetet, miszerint nála van olyasmi, amit a
kliens keres.
 A kliens visszaküld egy Request üzenetet, immár a konkrét szervernek,
miszerint kell neki az anyag.
 A szerver egy Reply üzenetben elküldi a kért adatokat.
Stateless, azaz csak az O flag magas, a DHCP szerver IP címet nem, csak egyéb
konfigurációs adatokat (domain név, netbios névfeloldás tipusa, stb...) oszt:
 A kliens küld egy Information-Request üzenetet, konkrétan a szervernek.
 A szerver egy Replay üzenetben elküldi a kért adatokat.
~ 313 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
6.2 D OMAIN N AME S YST EM (DNS)
Az előző fejezetben a MAC Address - IP cím összerendelésen pörögtünk, a mostani
fejezetben feljebb lépünk a hierarchiában: az 'IP cím - mindenféle tartományi nevek'
(FQDN) összerendeléssel fogunk foglalkozni.
Ezt az összerendelést nevezik DNS-nek - az adminisztrálását pedig DNS szerverek
végzik. DNS kliensnek nevezünk mindenkit, akinek valamilyen folyó ügye van a DNS
szerverekkel: címet szeretne beregisztrálni, törölni, lekérni... vagy elkérni egy teljes
zóna adatait. Ilyen értelemben a DNS szerver is lehet más irányban DNS kliens.
A kommunikáció DNS üzenetek formájában megy, az 53-as porton. Ez alkalomtól
függően vagy UDP vagy TCP szállítási protokollon keresztül történhet.
De mi is ez az alkalom?
Nos, megint a méret a lényeg.
Tudjuk, hogy ha egy üzenetet az UDP-re bízunk, akkor annak kötelezően bele kell
férnie egy csomagba. Ez a DHCP-nél nagyjából tartható is volt - ezzel szemben a
DNS-ben a mezők többsége rugalmas méretű, ráadásul a kommunikáció jellegéből
következően nagy mennyiségű adat is utazhat a csomagban - gondoljunk bele
például egy zónatranszferbe.
Innentől viszonylag egyszerű az algoritmus: ha beleférünk egy csomagba, akkor
UDP, ha nem férünk bele, akkor TCP. Ebből jön az, hogy a zónatranszfer nagy eséllyel
TCP-n keresztül megy, míg a lekérdezésekhez elég az UDP is.
Négy üzenettípust különböztetünk meg:
 DNS NAME QUERY REQUEST: A DNS kliens küldi a szervernek, gyakorlatilag egy
névfeloldási kérelem.
 DNS NAME QUERY RESPONSE: A DNS szerver küldi a kliensnek, válaszul a
névfeloldási kérelemre.
 DNS UPDATE: A DNS kliens küldi a szervernek, be szeretne jegyezni egy
rekordot.
 DNS UPDATE RESPONSE: A szerver küldi a kliensnek, mi történt a bejegyzési
kérelmével.
~ 314 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
6.2.1 DNS N A ME Q UE R Y R E Q U EST
ÉS
N AM E Q U E RY R E SP O N S E
Ü Z EN ET EK
Nagy vonalakban mindkét üzenettípus így néz ki:
6.16. ÁBRA DNS N AME Q UERY R EQUEST ÉS N AME Q UERY R ESPONSE
Habár itt már nem kellene header+payload formában kettészedni a csomagot, de
nem is tilos. A protokoll tervezői úgy gondolták, a fix méretű részt header-nek
nevezik, a változó méretűeket meg... sehogy. Azok egyszerűen csak mezők.
Még valami. Mit is takar az RR rövidítés? Resource Record - azaz egy bejegyzés a
DNS szerveren. Nagyon sokszor fog szerepelni a fejezetben.
~ 315 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
6. 2 .1 . 1 D NS Q U E R Y H E A D E R
6.17. ÁBRA DNS H EADER A FÓKUSZBAN
A 12 bájtnyi rész a következőképpen tagozódik tovább.
6.18. ÁBRA DNS H EADER (N AME Q UERY R EQUEST / N AME Q UERY R ESPONSE )
TRANSACTION ID: A DHCP-nél megismert azonosító. A kliens generálja, mindenki más
már csak bemásolgatja.
~ 316 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
FLAGS: A szokásos tudatmódosító zászlócskák.
6.19. ÁBRA A FLAGS MEZŐ
REQUEST / RESPONSE: Request(0) vagy Response (1)
OPERATION CODE: Pontosan mit is csinál a szerver a csomaggal. Jelen esetben az értéke
0, ez a query kódja.
AUTHORITATIVE ANSWER: Értéke 1, amennyiben a válasz a zónára nézve autoritatív
szervertől jött. (Azaz a szerver kezeli a zónát, nem kellett továbbmennie más DNS
szerverekhez kérdezősködni.)
TRUNCATION: Ezen a flag-en keresztül jelezzük, hogy balhé van. Nem fértünk bele az
UDP csomagba. Az üzenet első adagja még elment UDP-n, de innentől a felek TCP
kapcsolatot nyitnak és azon folytatják tovább a kommunikációt.
RECURSION DESIRED: Amikor a kérdező eldönti, hogy rekurzív query-t szeretne (1) azaz ha a DNS szerver nem autoritativ a kérdezett név zónájára nézve, akkor menjen
utána a kérésnek és keresse meg a zónát valamelyik egyéb DNS szerveren - vagy
csak dobja vissza azon DNS szerverek listáját (0), amelyeken jó eséllyel ott lesz a
keresett zóna.
RECURSION AVAILABLE: A szerver jelzi vissza a Query Response-ban, hogy egyáltalán
képes-e rekurzív keresést végrehajtani. (1 az igen, 0 a nem.)
RESERVED: Elspájzoltunk némi bitet rosszabb időkre.
RETURN CODE: A Query Response-ban játszik szerepet. Jelzi, hogy mi is történt
tulajdonképpen a kéréssel.
~ 317 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
A teljesség igénye nélkül.
6.7. TÁBLÁZAT
Kód
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Leírás
Siker
Format Error
Szerverhiba
Nemlétező domain
Not implemented
Query elutasítva
Létező név, mely nem létezhetne
RR, mely nem létezhetne
RR, melynek léteznie kellene
A szerver nem autoritatív a zónára
A név nincs a zónában
Oké, kijöttünk a FLAGS mezőből, folytassuk tovább a DNS header boncolgatását.
QUESTION ENTRY COUNT: Hány bejegyzés lesz a Question Entry mezőben.
ANSWER RR COUNT: Hány bejegyzés lesz az Answer RR mezőben.
AUTHORITY RR COUNT: Hány bejegyzés lesz az Authority RR mezőben.
ADDITIONAL RR COUNT: Hány bejegyzés lesz az Additional RR mezőben.
~ 318 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
6. 2 .1 . 2 Q U E R Y Q U E S T I O N E N T R I E S
6.20. ÁBRA F ÓKUSZBAN A Q UESTION E NTRY
Valahogy így néz ki a mezőn belüli adatszerkezet.
6.21. ÁBRA Q UESTION E NTRIES
QUESTION NAME: Változó méretű mező. Itt utazik maga a kérdés. A cím, aminek a
feloldására választ szeretnénk kapni. A kódolása... minimum bájos.
6.22. ÁBRA Q UESTION N AME
A fenti képen az látszik, hogy megkérdeztem a DNS szerveremet, vajon mi a
www.index.hu host IP címe. Eddig rendben is van... de vessünk már egy pillantást a
Packet Bytes részre! Hogy is van ez?
~ 319 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Így. A sorozat első bájtja az első cimke hosszát jelzi. Jelen esetben ez a www, azaz
három bájt. Láthatod is: 03 77 77 77, ahol a hexadecimális 77 (decimálisan 119) a
'w' betű ASCII kódja. A következő cimke öt betű - index - , tehát 05 69 6e 64 65 78
lesz a kód. Végül hasonló logikával jön a vége: kétbetűs cimke - hu - azaz 02 68 75.
QUESTION TYPE: Két bájt. A Resource Record tipusa.
6.8. TÁBLÁZAT
Tipus
0x01
0x02
0x05
0x06
0x0C
0x0F
0x1C
0x21
0xFB
0xFC
0xFF
Név
Host Address (A) rekord
Name Server (NS) rekord
Alias (CNAME) rekord
Start of Authority (SOA) rekord
Reverse-lookup (PTR) rekord
Mail Exchanger (MX) rekord
IPv6 host (AAAA) rekord
Server Selection (SRV) rekord
Incremental Zone Transfer (IXFR) rekord
Standard Zone Transfer (AXFR) rekord
All records
A fenti képen (6.22. ábra Question Name) látható (00 01), hogy 'A' rekordot kértem
le.
Question Class: Két bájt. DNS esetében mindig 1. Ez jelzi az (IN) class-t.
~ 320 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
6. 2 .1 . 3 Q U E R Y E R Ő F O R R Á S R E K O R D O K
6.23. ÁBRA F ÓKUSZBAN AZ ERŐFORRÁS REKORDOK
Mivel formailag teljesen megegyeznek, így nincs értelme külön tárgyalni ezt a három
mezőt.
6.24. ÁBRA DNS RR FORMÁTUM A Q UERY R ESPONSE
CSOMAGBAN
RR NAME: A feloldott név FQDN-je. Bár van, amikor kicsit trükkös maga az adat
tárolása.
Nézzük csak meg az alábbi ábrát! Mutatni azt mutatja a Wireshark, hogy a
visszaadott FQDN a www.index.hu - de a Packet Bytes részben csak annyit látunk,
hogy C0 0C. Barátom, micsoda tömör tárolás már!
De hogyan lehet ezt visszakódolni? Önmagában sehogy. Ez ugyanis jelen esetben egy
pointer és azt mutatja meg, hogy csomagon belül hol szerepel már egyszer ez a név.
Hol is? Nem sokkal felette. A Query blokkján belül a Question Name mezőben.
Méghozzá úgy, hogy a hosszát sem kell ismernünk, hiszen minden cimke előtt ott
van a konkrét bájtok száma.
~ 321 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
6.25. ÁBRA RR N AME MEZŐ TÁROLÁSA
Akik szeretnek matekozni, azokat valószínűleg érdekelni fogja, miért pont c0 0c lett
ez a pointer.
Ez ugye két bájt. Írjuk fel bináris formában:
11000000 00001100
Az első két bit jelzi, hogy ez pointer lesz. Azokat le is kaphatjuk a tábláról.
000000 00001100
Mennyi is ez decimálisban? 12.
6.26. ÁBRA RR N AME TÖMÖRÍTVE
Kezdjünk el számolni. Jelen esetben a bemeszelt rész a DNS csomag, azon belül kell
megkapnunk a Question Name kezdő bájtjának a számát. Aszongya, 1, 2, 3, ..., 13.
Izé.
Nekünk meg 12 jött ki.
~ 322 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
Számoljuk újra, de most már úgy, hogy a nulla is játszik89: 0, 1, 2, 3, ..., 12.
Így már jó.
RECORD TYPE: A 6.8. táblázat alapján megadott kód.
RECORD CLASS: Ugyanúgy 1, azaz (IN), mint a kérdésnél.
TIME TO LIVE: Ennyi ideig lehet cache-ben tárolni a feloldott értéket.
RESOURCE DATA LENGTH: A válaszként visszaadott érték mérete.
RESOURCE DATA: A válaszként visszaadott érték.
89
Informatikusok vagyunk, vagy mi a szösz?
~ 323 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
6.2.2 DNS U P DA T E
ÉS
U P DA T E R E SP O N S E
Ü Z EN ET E K
Eddig kérdezgettünk és válaszolgattak. Csakhogy azokat az értékeket be is kell rakni
a DNS adatbázisába (zónafájl), sőt, karban is kell tartani.
Erről fog szólni a fejezet.
6.27. ÁBRA DNS U PDATE ÉS U PDATE R ESPONSE CSOMAGSZERKEZETEK
Egy dézsa vü, mi? Dehát jól bevált formán ne változtass, gondolhatták a tervezők.
~ 324 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
6. 2 .2 . 1 D NS U P D A T E É S U P D A T E R E S P O N S E H E A D E R
6.28. ÁBRA DNS H EADER A FÓKUSZBAN
A fejléc szerkezete szintén nagyon hasonló.
6.29. ÁBRA DNS U PDATE ÉS U PDATE R ESPONSE HEADER
TRANSACTION ID: Őt már ismerjük.
~ 325 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
FLAGS: Itt már nincs olyan sok.
6.30. ÁBRA A FLAG MEZŐ SZERKEZETE A DNS U PDATE ÉS U PDATE R ESPONSE FEJLÉCBEN
REQUEST / RESPONSE: Update (0), Response (1).
OPERATION CODE: Hasonló, mint a DNS Query Flag mezőjében, csak az Update kód
értéke 5.
RESERVED: A jövőnek tartogatva.
RETURN CODE: A Response üzenetben jelzi, mi lett az akció végkimenetele.
6.9. TÁBLÁZAT
Return
Üzenet
Code
0
Az update sikeres volt.
1
Format error: a DNS szerver nem tudott mit kezdeni a kéréssel
2
A DNS szerver begolyózott.
3
A név, amelyiknek léteznie kellene, nem létezik.
4
A DNS szerver nem tudja értelmezni a megadott Operation Code-ot.
5
A DNS szervernek nincs kedve elvégezni a kért névfeloldást.
6
A név, melynek nem lenne szabad léteznie, létezik.
7
Egy RR set, amelynek nem lenne szabad léteznie, létezik.
8
Egy RR set, amelynek léteznie kellene, nem létezik.
9
A DNS szerver nem autoritatív a kért zónára nézve.
10
A név, melyet megadtunk a Prerequisite illetve Update mezőkben, nem található meg a Zone
Entries mezőben.
A FLAGS mező ismertetése után térjünk vissza a header mezőihez.
ZONE ENTRY COUNT: A Zone Entry mezőben az elemek száma.
PREREQUISITE RR COUNT: A Prerequisite RR mezőben az elemek száma.
UPDATE RR COUNT: Az Update RR mezőben az elemek száma.
ADDITIONAL RR COUNT: Az Additional RR mezőben az elemek száma.
~ 326 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
6. 2 .2 . 2 U P D A T E Z O N E E N T R I E S M E Z Ő
6.31. ÁBRA F ÓKUSZBAN A Z ONE E NTRIES MEZŐ
A mező adatszerkezete a következőképpen néz ki.
6.32. ÁBRA Z ONE E NTRY ADATSZERKEZET
ZONE NAME: Változó méretű mező, a zóna teljes neve. Az adatok ábrázolása a
korábban megismert módon (szám, cimke, szám, cimke, stb...) történik.
ZONE TYPE: Fix 6-os. A 6.8. táblázat szerint ez a SOA kódja.
ZONE CLASS: 1, azaz (IN).
~ 327 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
6. 2 .2 . 3 U P D A T E E R Ő F O R R Á S R E K O R D O K
Ez a pálya.
6.33. ÁBRA E RŐFORRÁSREKORDOK A F ÓKUSZBAN
RFC 2136
A Prerequisite Resource Records mezőben tulajdonképpen erőforrás rekordokra
vonatkozó előfeltételeket adhatunk meg. Ezt úgy kell érteni, hogy az update csak
akkor történhet meg, ha ezen feltételek mindegyike igaz.
A feltételek konkrét megadása nem könnyen látható át. Ebbe a mezőbe ugyanis
Resource Record-okból álló set-ek kerülnek, méghozzá a normálistól némileg eltérő
feltöltéssel. (A Resource Record felépítését az alábbi ábra mutatja: 6.24. ábra DNS RR
formátum a Query Response csomagban.) Attól függően, hogyan variálom meg a
feltöltési szintaxist, öt feltételtipust használhatunk:
 Az erőforrás rekord csomagban lévő erőforrás rekordok közül legalább az
egyik létezik a szerveren.
 Az erőforrás rekord csomagban lévő összes erőforrás rekord létezik a
szerveren.
 Az erőforrás rekord csomagban lévő egyik erőforrás sem létezik a szerveren.
 A megadott névvel legalább egy erőforrás rekord létezik a szerveren.
 A megadott névvel egy erőforrás rekord sem létezik a szerveren.
Az Update Resource Records mezőben azokat az erőforrás rekordokat találjuk,
melyeket vagy hozzá kell adni az érintett zónákhoz, vagy ki kell törölni belőlük.
Az Additional Resource Records mezőben pedig az update-hez tartozó egyéb
erőforrás rekordok utaznak.
~ 328 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
6.2.3 DNS
F O L Y A M AT O K
A száraz felsorolások után jöjjenek a jóval izgalmasabb példafolyamatok. Kezdjük a
legsűrűbben használt folyamattal, a névfeloldással.
6. 2 .3 . 1 N É V F E L O L D Á S
6.34. ÁBRA DNS Q UERY
Ez ilyen egyszerű dolog. Egy csomag oda, egy csomag vissza.
6.10. TÁBLÁZAT
No.
Time
3
0.036883
Source
192.168.1.104
Destination
84.2.44.1
Protocol
DNS
Info
Standard query A www.index.hu
Frame 3 (72 bytes on wire, 72 bytes captured)
Ethernet
II,
Src:
Intel_d6:a9:4f
(00:0e:35:d6:a9:4f),
Dst:
Cisco-Li_f1:34:0a
(00:18:f8:f1:34:0a)
Internet Protocol, Src: 192.168.1.104 (192.168.1.104), Dst: 84.2.44.1 (84.2.44.1)
Version: 4
Header length: 20 bytes
Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP 0x00: Default; ECN: 0x00)
Total Length: 58
Identification: 0x4673 (18035)
Flags: 0x00
Fragment offset: 0
Time to live: 128
Protocol: UDP (0x11)
Header checksum: 0xb22c [correct]
Source: 192.168.1.104 (192.168.1.104)
Destination: 84.2.44.1 (84.2.44.1)
Az IP fejlécben túl sok érdekesség nincs, az én IP címem 192.168.1.104, a DNS
szerveremé pedig 84.2.44.1.
User Datagram Protocol, Src Port: audio-activmail (1397), Dst Port: domain (53)
Source port: audio-activmail (1397)
Destination port: domain (53)
Length: 38
Checksum: 0xeb42 [correct]
Ezt egy kicsit benézte a Wireshark, de nem ezért szeretjük. Tudjuk, hogy a kliens
hogyan kapcsolódik a szerverhez: forrásként ún. kliens portot (1024-65535)
használ, címzettként meg az ún well-known portot, mely a protokoll RFC-jében kerül
ajánlásra. Az UDP 53 a szerver oldalon rendben is van - de a kliens oldalon lévő,
véletlenszerűen kiválasztott user port pont megegyezik egy ritkán használt
~ 329 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
protokoll ajánlott portszámával. Így "ismerte" fel a program audio-activmail
kommunikációnak a névfeloldási kérelmet.
Domain Name System (query)
[Response In: 4]
Transaction ID: 0x0002
Ezt generálta a kliensem kétbájtos tranzakcióazonosítónak. Nem erőltette meg
magát.
Flags: 0x0100 (Standard query)
0... .... .... .... = Response: Message is a query
.000 0... .... .... = Opcode: Standard query (0)
.... ..0. .... .... = Truncated: Message is not truncated
.... ...1 .... .... = Recursion desired: Do query recursively
.... .... .0.. .... = Z: reserved (0)
.... .... ...0 .... = Non-authenticated data OK: Non-authenticated
unacceptable
data
is
Semmi extra, a korábbi fejezet alapján minden flag könnyen érthető.
Questions: 1
Answer RRs: 0
Authority RRs: 0
Additional RRs: 0
Egy címet szeretnék feloldani. Az RR mezők logikusan üresek, hiszen ezek a válaszok
számára vannak fenntartva.
Queries
www.index.hu: type A, class IN
Name: www.index.hu
Type: A (Host address)
Class: IN (0x0001)
A jó hosszú bevezető után lássuk végre magát a kérdést is. A feloldandó név a
www.index.hu (emlékszünk még arra a bájos kódolásra), ez egy 'A' rekord,
méghozzá az IN osztályban.
~ 330 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
Jöhet a válasz.
6.11. TÁBLÁZAT
No. Time
4
0.051583
Source
824.2.44.1
Destination
192.168.1.104
Protocol
DNS
Info
Standard query response A 217.20.130.97
Frame 4 (147 bytes on wire, 147 bytes captured)
Ethernet
II,
Src:
Cisco-Li_f1:34:0a
(00:18:f8:f1:34:0a),
Dst:
Intel_d6:a9:4f
(00:0e:35:d6:a9:4f)
Internet Protocol, Src: 84.2.44.1 (84.2.44.1), Dst: 192.168.1.104 (192.168.1.104)
User Datagram Protocol, Src Port: domain (53), Dst Port: audio-activmail (1397)
Source port: domain (53)
Destination port: audio-activmail (1397)
Length: 113
Checksum: 0x1bc7 [correct]
Igen, még mindig audio-activmail.
Domain Name System (response)
[Request In: 3]
[Time: 0.014700000 seconds]
Transaction ID: 0x0002
Azonosító: stimmel.
Flags: 0x8180 (Standard query response, No error)
1... .... .... .... = Response: Message is a response
.000 0... .... .... = Opcode: Standard query (0)
.... .0.. .... .... = Authoritative: Server is not an authority for domain
.... ..0. .... .... = Truncated: Message is not truncated
.... ...1 .... .... = Recursion desired: Do query recursively
.... .... 1... .... = Recursion available: Server can do recursive queries
.... .... .0.. .... = Z: reserved (0)
.... .... ..0. .... = Answer authenticated: Answer/authority portion was not
authenticated by the server
.... .... .... 0000 = Reply code: No error (0)
Megint nincs semmi érdekes a zászlócskák környékén.
Questions: 1
Answer RRs: 1
Authority RRs: 2
Additional RRs: 1
Itt viszont hirtelen megszaporodtak az adatok.
Queries
www.index.hu: type A, class IN
Name: www.index.hu
Type: A (Host address)
Class: IN (0x0001)
Answers
www.index.hu: type A, class IN, addr 217.20.130.97
Name: www.index.hu
Type: A (Host address)
Class: IN (0x0001)
Time to live: 7 minutes, 33 seconds
Data length: 4
Addr: 217.20.130.97
~ 331 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Egyfelől láthatjuk az eredeti kérdésünket a Queries mezőben, de láthatjuk a választ mit választ, válaszrengeteget - is az RR mezőkben. A legfontosabb: itt van a kért IP
cím. Méghozzá precíz használati utasítással: egész pontosan 7 perc 33 másodpercig
tarthatom bent a DNS gyorstáramban. (Emlékszünk? Itt szokták a nevet pointerrel
kiváltani.)
Authoritative nameservers
index.hu: type NS, class IN, ns ns.index.hu
Name: index.hu
Type: NS (Authoritative name server)
Class: IN (0x0001)
Time to live: 9 minutes, 39 seconds
Data length: 5
Name server: ns.index.hu
index.hu: type NS, class IN, ns ns.inventra.hu
Name: index.hu
Type: NS (Authoritative name server)
Class: IN (0x0001)
Time to live: 9 minutes, 39 seconds
Data length: 14
Name server: ns.inventra.hu
Jönnek az extrák. Az Authority RR mezőből például megtudhatom, mely DNS
szerverek tekinthetők autoritatívnak az index.hu zónára nézve.
(Ezeket lehet DOSolni9091.)
Additional records
ns.index.hu: type A, class IN, addr 195.56.65.172
Name: ns.index.hu
Type: A (Host address)
Class: IN (0x0001)
Time to live: 18 hours, 59 minutes, 50 seconds
Data length: 4
Addr: 195.56.65.172
Ez pedig már az abszolút extra: az index.hu DNS szerverének 'A' rekordját is
láthatjuk.
90
91
Vicc volt.
Rossz vicc.
~ 332 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
6. 2 .3 . 2 R E V E R Z N É V F E L O L D Á S
Ez az előző névfeloldás fordítottja: tudunk egy IP címet, de nem tudjuk, milyen
névhez tartozik. Természetesen ezt is megkérdezhetjük. A folyamat teljesen hasonló,
nem is mennék túlzottan részletesen bele.
6.35. ÁBRA R EVERZ NÉVFELOLDÁS , Q UERY
Látható, hogy név helyett a Question Name mezőben most egy IP cím, pontosabban
egy IP címből képzett elnevezés áll. (Az egyes cimkék továbbra is ASCII kódokkal
tárolódnak.) A típus is más egy kicsit, most nem 'A' rekordra vadászunk, hanem
'PTR'-re. De minden más stimmel.
~ 333 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
6.36. ÁBRA R EVERZ NÉVFELOLDÁS , Q UERY R ESPONSE
Szépen vissza is kaptuk, hogy az IP címhez tartozó reverz bejegyzés a sportgeza.hu.
Némileg fura lehetne, mivel mi az index.hu címre számítottunk... de végülis nem az.
Ilyesmi simán előfordul még a jobb családokban is.
~ 334 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
6. 2 .3 . 3 H O G Y A N C S I N Á L J U N K H Ü L Y É T M A G U N K B Ó L ?
A vége felé közeledünk, itt már egy kicsit elengedhetjük magunkat. Mindenki dőljön
hátra a székében92, helyezze magát kényelembe. Mesélni fogok.
Egyik ügyfelünk frissen beüzemelt alternatív levelezési kijáratával baj volt. Ha azon
ment ki egy levél, akkor nagy valószínűséggel nem érkezett meg a címzetthez,
ráadásul hibaüzenet sem érkezett vissza. Nem kicsit volt kínos, az ügyfél üzleti
tevékenysége ugyanis erősen emailfüggő.
Általában mikor nem érkezik hibaüzenet? Ha a túloldalon lévő levelezőszerver
szpemnek tekinti a küldeményt. Hülye lenne a szpemmert információkkal tömni.
De miért tekintettek minket szpemmernek? És miért csak néhányan?
Némi nyomozás után kiderült, hogy azokkal a címzettekkel volt baj, ahol az
ügyfelünk levelezési kijáratát reverz DNS vizsgálattal ellenőrizték. Ez abból áll, hogy
megnézték, milyen IP címről érkezett meg a levél, rákérdeztek, hogy ehhez az IP
címhez milyen FQDN tartozik - és ha találtak ehhez tartozó MX rekordot az ügyfél
zónájában, akkor a levél nem volt szpem. Feltehetőleg.
Innentől már sínen voltam: elkezdtem tesztelni a kijáratra vonatkozó névfeloldást.
Elkeserítő eredményt kaptam: mind a nagyvilágban, mind a magyar neten teljesen
véletlenszerű volt, hogy mely DNS szervereknél működik a reverz lekérdezés és
melyeknél nem.
Jobb híján összeállítottam egy terjedelmes leírást a jelenségről, elküldtem az ügyfél
DNS szolgáltatójához. Nézzék meg, oldják meg... csináljanak valamit.
(A következő oldalon az index.hu példáján mutatom be a hülyeségemet.
Természetesen az eredeti ügyfél _nem_ az index.hu volt. Jól is néznék ott ki a
Windows-os tudásommal.)
92
Aki ilyen derékgyógyász böszme gumilabdán ül, az inkább ne.
~ 335 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Idemásolom, hogy én mit láttam hibának.
6.37. ÁBRA E GY NORMÁLIS , ODA - VISSZA NÉVFELOLDÁS
6.38. ÁBRA E Z MEG MI ?
Véletlenszerűen kiválasztottam az Externet DNS szerverét, elkezdtem a reverz
névfeloldást - és azt kaptam, hogy a DNS szerver szerint nincs ilyen rekord.
- Ez az! - gondoltam - Most megvagy!
~ 336 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
A szolgáltató visszahívott, hogy ő nem látja a problémát. Mit nem lát? - jöttem
zavarba - világosan ott van, hogy "no records"? Az nem számít, legyintettek rá. Aztán
turkáltak valamit, javítgattak valamit93, majd azt mondták várjak pár hetet, oszt jó
lesz.
Eltelt pár hét. Lefuttattam a fenti próbát, ugyanúgy elhasalt. Ekkor írtam egy kedves,
de azért kicsit vitriolos levelet, hogy ez még mindig nem jó. Erre a szolgáltató
kedvesen ugyan, de elküldött a wikipedia DNS-sel foglalkozó oldalára. Engem. Aki
éppen hálózati szolgáltatásokról is szóló könyvet írt.
Forrt bennem a harag. A levelezőkliensem Draft folderében már formálódott a
válaszlevél, mely már egyáltalán nem volt kedves, cserébe egy kicsivel több vitriol
jutott bele.
Itt jártunk, amikor elkezdtem mélyebben foglalkozni jelen fejezettel. És megtaláltam.
Amikor megértettem, nem győztem szégyenemben a pokróc alá bújni.
6.39. ÁBRA 2. PRÓBÁLKOZÁS , Q UERY
Tessék megnézni az ábrát. Ez ugye az ún. sikertelen feloldáshoz vezető folyamat első
lépése, a lekérdezés. Az IP cím, akinek küldtem, az a prins.externet.hu, a lekérdezett
IP cím, amelyhez a nevet kerestem, az a 217.20.130.97. A flag-ek alapján rekurziót
kértem (recursion desired), azaz azt, hogy ha a feloldandó címhez tartozó zóna nincs
93
Pontosan tudom, mit javítottak, de ennyire nem akarom kiadni az ügyfelet.
~ 337 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
a megcélzott DNS szerveren, akkor legyen kedves, járjon már utána, hogy hol van és
kérje el a nevemben a nevet.
Ehhez képest mi történt?
6.40. ÁBRA 2. PRÓBÁLKOZÁS , Q UERY R ESPONSE
Látsz a válaszban feloldott nevet? Nem. A Queries mező után rögtön az Authority RR
mező jön, nincs sehol Answer RR. Miért nincs? A flag-eket kell megnézni. Ott áll
feketén-fehéren a Recursion Available flag-ben, hogy "Server can't do recursive
queries". Ezt a DNS szervert úgy konfigurálták, hogy ne dolgozzon más helyett. Ha
rekurzív lekérdezésre utasítják, akkor visszadobja, hogy ő merre indulna el - és
ennyi. Ez az infó van az Authority RR mezőben és ezt az infót dobja fel az ábrán
(6.38. ábra Ez meg mi?) is.
Nézzünk egy ellenpróbát. Látható, hogy a nagy magyar interneten volt olyan DNS
szerver is, mely képes volt feloldani az ügyfél címét. (6.37. ábra Egy normális, odavissza névfeloldás)
~ 338 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
6.41. ÁBRA A SIKERES Q UERY R ESPONSE
Amikor ezt a szervert kérdeztem, akkor már teljesen más lett a helyzet. A Recursion
Available flag értéke 1, azaz "Server can do recursive queries". És meg is csinálta,
láthatod, ott van a válasz az Answer RR mezőben.
Nos, ennyi. Amikor én elkezdtem játszogatni akár a magyar, akár a külföldi DNS
szerverekkel, akkor attól függően, hogy a helyi rendszergazda hogyan konfigurálta
azokat, vagy kaptam jó választ (ekkor a szerver jó fiú volt és megkereste helyettem
az értéket a neten) vagy nem (ekkor csak az elinduláshoz kaptam segítséget).
Nyilván ha én DNS szerver lettem volna, akkor az utóbbi esetben nekem kellett volna
utánamennem az információnak. De mivel nem az voltam, hanem csak egy
hétköznapi, szomorú Command prompt, így a történet azzal végződött, hogy "no
records".
Baromi nagy mázli, hogy azt a durván paprikás levelet végül nem küldtem el. A
szolgáltatónak ugyanis maximálisan igaza volt.
~ 339 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
6.2.4 DNS
AZ
IP V 6- B AN
Tudom, vannak olyan rendszergazdák, akik fejből tudják a cégüknél előforduló
összes IP címről, hogy melyik kié. Amikor kicsi (200-250 fős) cégnél dolgoztam, ahol
mindenkinek fix IP címe volt, mi is tudtuk, mekkora prioritással kellett kirontani az
IT szobából, ha IP conflict üzenet ugrott fel.
De... belegondoltál már? Egy IPv6 cím négyszer olyan hosszú.
Mondjuk a jelenlegi gépemé ilyen: fe80:0:0:0:21e:8cff:feab:372e. Meg se próbálom
decimálisban leírni. Ki fogja ezeket fejből tudni?
A DNS szerver. És rajta kívül más senki.
Ezért kiemelten fontos, hogy jól működjön.
Tegyük fel, hogy jól működik. Akkor hogyan fog kinézni benne egy IPv6 bejegyzés?
Hogyan fog beleférni 16 bájt a 4 bájtnyi rubrikába?
Sehogy.
RFC 1886
Be lett vezetve az IPv6 címek számára egy új rekordtípus, a quadA, azaz AAAA
rekord. (Azért 4 darab 'A' mert a mérete pont négyszerese az IPv4-ben lévő 'A'
rekord méretének.)
Ha nálam lenne itthon IPv6-ra felokosított DNS szerver, így nézne ki a bejegyzésem:
fe80::21e:8cff:feab:372e
hq.petrenyi.local
IN
AAAA
Oké. És mi a helyzet a reverz névfeloldással. Belegondoltunk? Szürkül már a
tekintetünk?
Hogy is nézett ez ki IPv4 alatt?
IP cím
: 192.168.1.103
A reverz zóna neve : 1.168.192.in-addr.arpa
Bejegyzés
: 103 IN
PTR hq.petrenyi.local
A gépnév
: 103.1.168.192.in-addr.arpa
~ 340 ~
AZ ALKALMAZÁS RÉTEG PROTOKOLLJAI, SZOLGÁLTATÁSOK
Az a reverz zóna név, az fog itt problémákat okozni. Először is, IPv6 esetében nem
fogunk visszaváltani decimálisba. Az olyan gyerekes.
Először felírjuk az IP címet, teljesen kibontva:
F.E.8.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.2.1.E.8.C.F.F.F.E.A.B.3.7.2.E
Aztán keresünk egy fix pontot, majd kiforgatjuk a sarkából:
E.2.7.3.B.A.E.F.F.F.C.8.E.1.2.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.8.E.F
És akkor már csak az ismerős farkat kell a végére csapni:
E.2.7.3.B.A.E.F.F.F.C.8.E.1.2.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.8.E.F.IP6.ARPA
Ez lesz a számítógépem perverz reverz neve IPv6-ban. Barátságos, mi?
Még egy apróságról szeretnék szót ejteni. Ha én egy DNS szerverhez fordulok,
feloldandó egy nevet, a szerver honnan fogja tudni, hogy én A vagy AAAA rekordot
szeretnék visszakapni? Úgy, hogy külön jelzem neki a Question Entries mezőben, ha
kell az AAAA rekord is. Méghozzá a megfelelő helyen (6.8. táblázat - Question Type
értékek) egy pontosan beszúrt 0x1C (AAAA) illetve 0xFF (Any) értékkel.
~ 341 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
7 K IVEZETÉS
Minden normális könyvben arra szokta buzdítani a szerző a kedves olvasót, hogy ha
kérdése van, akkor ne hezitáljon, tegye föl bátran.
Ez ilyen szempontból is rendhagyó könyv. Én azt mondom, hogy eszed ágában se
legyen tőlem bármit is kérdezni. Nem azért, mert én egy undok vadmalac vagyok...
hanem azért, mert ez egy alulról korlátos könyv.
Elmagyarázom.
Aki van annyira bátor, hogy könyvet ír, annak nagyon kell tudnia. Ezt a tudást
legtöbbször nem is tudja teljesen kiírni magából. Már nyomdában van a könyv,
amikor eszébe jut, hogy ez is kimaradt, meg az se lett teljesen kibontva. Azaz ha
bárki kérdez valamit, ami nem került bele a könyvbe, a szerző magától értetődően el
tudja magyarázni.
Ez a felülről korlátos könyv. Ilyen volt az Exchange 2007-ről szóló könyvem.
Ennek a mostani könyvnek már a legelején jeleztem, hogy rendhagyó kisérletre
készülök. Olyan területről írok, amelyhez nem értek. Pontosabban értek
valamennyire, de messze nem annyira, mint amilyen mélyen el akarok merülni a
témában. Menetközben tanulok... és a megértett dolgokat gyermeki örömmel adom
át, mint megannyi újdonságot.
Leírtam mindent, amit tudok... sőt valójában többet is írtam le, mint amit
ténylegesen tudok. Hiszen a keretek és datagramok szerkezetét, a szabványok
lényegét én is kézikönyvekből, weblapokról szedtem össze.
Ergo ez egy alulról korlátos könyv.
Kérdezni kérdezhetsz, persze... de én is csak annyit tudok tenni, amennyi neked is
rendelkezésedre áll: gugli vagy bing.
Ellenben ha te a téma szakértője vagy és csak a viccek miatt olvastad végig a
könyvet, aztán úgy találtál benne ordító hibákat - nos, te ne tétovázz, írd meg ezeket
egyből a [email protected] címre. Az online megjelenésnek ugyanis pont az az
óriási előnye, hogy a tartalom módosítható, aktualizálható.
A végére egy jó hír: a könyv működik. Amikor gyűjtöttem az anyagot, szép lassan
kezdett érthető lenni a TCP/IP működése. Amikor írtam a könyvet, már azt hittem,
hogy értem - csak ekkor még darabokban láttam mindent, hiszen ebben a fázisban a
részletek kidolgozása volt a jellemző. És amikor lektoráláskor olvastam el egyben az
egészet, akkor állt csak össze a teljes kép. De összeállt.
~ 342 ~
FORRÁSOK, LINKEK
8 F ORRÁSOK , LINKEK
Ez a könyv úgy készült, hogy elolvastam hozzá RFC-ket, izmos kéziratokat - majd
ahol úgy éreztem, hozzáolvastam a netről is. Rengeteg link gyűlt össze a végére.
Ezeket a linkeket találjátok meg a ebben a fejezetben, minimálisan strukturálva.
SZAKKÖNYVEK:
Alapvetően ezekre az írott forrásokra támaszkodtam:
 Joseph Davies: Windows Server 2003 TCP/IP Fundamentals for Microsoft
Windows
 Joseph Davies: Windows Server 2008 TCP/IP Fundamentals for Microsoft
Windows
 Joseph Davies, Tony Northrup with the Microsoft Networking Team:
Windows Server 2008 Networking and Network Access Protection (NAP)
 Joseph Davies: Windows Server 2008 TCP/IP Protocols and Services
 Joseph Davies: Understanding IPv6
RFC
A tiszta forrás, ahol minden megvan:
 http://tools.ietf.org/html/
 http://www.rfc-editor.org/rfc.html
 http://www.networksorcery.com/enp/
 http://en.wikipedia.org/wiki/Request_for_Comments
KIEMELT LINKEK:
TCP/IP Guide:
http://www.tcpipguide.com
Internetworking Technology Handbook:
http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/technology/handbook
/ito_doc.html
TCP/IP Networks:
http://www.citap.com/documents/tcp-ip/tcpip001.htm
Protocols Directory:
http://www.protocols.com/protocols.htm
Internetworking Guide:
http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc951210.aspx
~ 343 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
WINDOWS SERVER 2008 ÉS VISTA
New Networking Features in Windows Server 2008 and Windows Vista
http://technet.microsoft.com/en-us/library/bb726965.aspx
Windows Server 2008 Networking:
http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc753940(WS.10).aspx
Windows Vista Networking Tecnologies:
http://en.wikipedia.org/wiki/Windows_Vista_networking_technologies
ÖMLESZTETT LINKEK
Végül ömlesztve egy csomó link abból a segédfájlból, ahová menetközben szórtam a
hasznos infókat tartalmazó találatokat.





























http://www.itu.int/rec/T-REC-X/en
http://en.wikipedia.org/wiki/Ethernet
http://en.wikipedia.org/wiki/Frame_(telecommunications)
http://www.iana.org/assignments/ieee-802-numbers
http://www.erg.abdn.ac.uk/users/gorry/course/lan-pages/llc.html
http://www.citap.com/documents/tcp-ip/tcpip007.htm
http://www.techfest.com/networking/lan/token.htm
http://www.javvin.com/protocolFDDI.html
http://www.laynetworks.com/FDDI.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Point_to_Point_Protocol
http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/technology/handbook/PPP.html
http://www.tcpipguide.com/free/t_PointtoPointProtocolPPP.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/802.11
http://hu.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi
http://hu.wikipedia.org/wiki/WPA
http://wifi.cs.st-andrews.ac.uk/wififrame.html
http://en.wikipedia.org/wiki/MAC_address
http://en.wikipedia.org/wiki/Media_Access_Control
http://www.leapforum.org/published/internetworkMobility/split/node12.html
http://www.wireless-center.net/Wireless-Internet-Technologies-andApplications/1923.html
http://www.iana.org/assignments/arp-parameters/
http://www.javvin.com/protocolARP.html
http://blogs.technet.com/networking/archive/2009/01/15/unable-to-connect-towindows-server-2008-nlb-virtual-ip-address-from-hosts-in-different-subnets-when-nlb-isin-multicast-mode.aspx
https://www.netacademia.net/tudastar/default.aspx?upid=2836
http://en.wikipedia.org/wiki/Address_Resolution_Protocol
http://sunsite.nus.sg/pub/slip/slip-vs-ppp.html
http://www.iana.org/assignments/ppp-numbers
http://en.wikipedia.org/wiki/Cryptographic_hash_function
http://en.wikipedia.org/wiki/Challenge-handshake_authentication_protocol
~ 344 ~
FORRÁSOK, LINKEK













































http://www.windowsnetworking.com/articles_tutorials/Windows-Server-2008Networking-Services.html
http://www.szabilinux.hu/trendek/trendek422.html
http://www.protocols.com/pbook/frame.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Frame_Relay
http://en.wikipedia.org/wiki/Maximum_transmission_unit
http://www.iana.org/assignments/ip-parameters
http://en.wikipedia.org/wiki/Routing
http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc750576.aspx
http://technet.microsoft.com/en-us/library/bb727001.aspx
http://en.wikipedia.org/wiki/Routing_Information_Protocol
http://en.wikipedia.org/wiki/Distance-vector_routing_protocols
http://en.wikipedia.org/wiki/Open_Shortest_Path_First
http://www.iana.org/assignments/icmp-parameters
http://en.wikipedia.org/wiki/Ping_of_death
http://www.tcpipguide.com/free/t_ICMPv4DestinationUnreachableMessages-3.htm
http://www.networkcomputing.com/netdesign/1107icmp3.html?ls=NCJS_1107bt
http://en.wikipedia.org/wiki/Path_MTU_discovery
http://www.netheaven.com/pmtu.html
http://en.wikipedia.org/wiki/ICMP_Redirect_Message
http://www.networkdictionary.com/protocols/irdp.php
http://www.javvin.com/protocolESIS.html
http://tldp.org/HOWTO/Multicast-HOWTO-2.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Distance_Vector_Multicast_Routing_Protocol
http://www.dataconnection.com/multicast/pimprotocol.htm
http://www.javvin.com/protocolMOSPF.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Internet_Group_Management_Protocol
http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc957916.aspx
http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc957911.aspx
http://www.mbone.net/
http://en.wikipedia.org/wiki/Mbone
http://acs.lbl.gov/OldMisc/mbone/
http://www.cisco.com/en/US/tech/tk828/tech_brief09186a00800a4415.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Multicast_address
http://www.networksorcery.com/enp/protocol/igmp.htm
http://www.javvin.com/protocolIGMP.html
http://www.iana.org/assignments/ipv6-multicast-addresses
http://www.tcpipguide.com/free/t_UDPMessageFormat-2.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/User_Datagram_Protocol
http://en.wikipedia.org/wiki/Transmission_Control_Protocol
http://www.tcpipguide.com/free/t_TCPConnectionEstablishmentSequenceNumberSynchro
niz.htm
http://www.firewall.cx/tcp-analysis-section-2.php
http://en.wikipedia.org/wiki/Windows_Vista_networking_technologies
http://technet.microsoft.com/en-us/library/bb726965.aspx
http://en.wikipedia.org/wiki/TCP_tuning
http://en.wikipedia.org/wiki/Karn%27s_Algorithm
~ 345 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE












http://www.cs.utk.edu/~dunigan/tcptour/javis/tcp_karn.html
http://www.iana.org/assignments/bootp-dhcp-parameters/
http://support.microsoft.com/kb/169289
http://www.tcpipguide.com/free/t_DHCPLeaseRenewalandRebindingProcesses-2.htm
http://www.tcpipguide.com/free/t_DHCPOptionsOptionFormatandOptionOverloading2.htm
http://www.tcpipguide.com/free/t_TCPIPAddressResolutionForIPMulticastAddresses.htm
http://av.c3.hu/multicast/
http://www.firewall.cx/multicast-intro.php
http://www.tcpipguide.com/free/t_ProxyARP.htm
http://www.cisco.com/en/US/tech/tk648/tk361/technologies_tech_note09186a0080094a
db.shtml
http://www.osischool.com/protocol/Tcp/slidingWindow/index.php
http://www.osischool.com/protocol/Tcp
~ 346 ~
JAVÍTÁSOK
9 J AVÍTÁSOK
Habár az lenne a helyénvaló, hogy egyenként említsek meg mindenkit, aki észrevett
valami hibát, vagy fogalmi zavart, de attól jelentősen olvashatatlan lenne ez a
javításokat felsoroló rész. Így egyszerre szeretnék köszönetet mondani
mindenkinek, aki hozzájárult ahhoz, hogy a könyv korrektebb és érthetőbb legyen.
9.1 2.0
VERZIÓ ,
2010
MÁRCIUS
Na, itt aztán rendesen belenyúltam a könyvbe.





















Az összes link kattintható lett.
A könyv tartalomjegyzéke fa struktúrában megjelenik a pdf fájl bal oldalán és kattintható.
Rengeteg átfogalmazás, olvashatóbbá tétel, modorosságok irtása.
Elgépelések javítása.
Az irodalmi idézet lecserélése.
Bevezetésben arc visszavétele.
A 2. fejezet átstrukturálása.
Teljesen új 2.2 fejezet, ahová az alapfogalmak ismertetése került. Ezeket a
szövegeket a korábbi előfordulási helyükről kiszedtem.
A teljes szövegben javítottam a laza fogalomhasználatot, a 2.2 fejezetnek
megfelelően.
Ahogy fel is hívták rá a figyelmemet, a Wireshark alsó mezője minden, csak
nem bináris. A hivatalos elnevezése Packet Bytes. Végig javítva.
21. oldal: A hub nem L2, hanem L1.
31 és 163 oldalak: A MAC Address I/G bitjének részletezése, a broadcast
átsorolása.
36. oldal: Lábjegyzet: sávszélesség vs. adatátviteli sebesség.
37. oldal: Fontos lábjegyzet a broadcast és a collision domainekről.
60. oldal: A BOOTP megkövetése.
60-62. oldalak: A Proxy ARP mélyebb kifejtése.
117. oldal: Volt egy kis elmatekolás. Csodálkozom, hogy eddig senki nem
vette észre.
131-132 oldalak: A NAT fajtáinak (NAT, PAT, SNAT, DNAT) rövid bemutatása.
132. oldal: Az APIPA hozzárakása a privát tartományokhoz.
178. oldal: NAT hátrányai kiegészítve.
180. oldal: Megint az a fránya matek. A 128 bájt az nem 2128 lehetőség.
~ 347 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE










187. oldal: A unique-local IPv6 cím képzésének bővebb kifejtése.
191. oldal: IPv6 címek összefoglaló táblázata. Szvsz meglehetősen fontos.
207. oldal: Megjegyzés a solicited IPv6 címhez.
210. oldal: Egyértelműbb fogalmazás az IPv6 stateless autokonfigurációnál.
215. oldal: A 4-63 ábra cseréje.
215-225. oldalak: Az IPv4-IPv6 konverziók gyökeres újraírása, konkrét
példák, részletesebb magyarázatok.
225. oldal: A Teredo alfejezet bővítése a Windows 2008 Server R2 miatt.
239-287 oldalak: Már az oldalszámokból is láthatod, hogy ez volt az egyik
legnagyobb ívű változtatás a könyvben. Célozgattam rá korábban is, hogy a
legnehezebben megértett rész számomra a szegmensek ackolása, az
adatfolyam szabályozása és az újraküldések optimalizálása volt. Ez be is jött,
mert kaptam egy levelet, melyben szelíden elmagyarázták, mi mindent
értettem meg rosszul ebben a témakörben. Innentől az én dolgom már csak
annyiból állt, hogy a pontosabb megértés fényében újrafogalmazzam az
érintett részeket. (A poénok maradtak.) Ezzel nem azt akarom mondani, hogy
újraírtam 48 oldalt - csak azt, hogy elég sok helyen kellett belenyúlnom a
szövegbe ahhoz, hogy a változtatásokat egyenként már ne akarjam
kirészletezni ebben a listában.
289. oldal: Térkép az alkalmazás réteghez.
És nem utolsósorban a második kötet megjelenése.
9.2 1.1






VERZIÓ ,
2009
DECEMBER
12. oldal
: Rétegek fogalmi zavarai javítva
23. oldal
: Az FCS, ami ugye nem hash.
79. oldal
: Az SSL - TLS átmenet tisztázása
86. oldal
: PPPoE Discovery Phase pontosítása
86-87. oldal : A PPP, a PPPoE és az Ethernet struktúrák egymáshoz való
viszonyának tisztázása, a 3.29 ábra módosítása
Végül számtalan elgépelés javítása
~ 348 ~
A SZERZŐ
10 A SZERZŐ
Itt szeretnék adni az érzésnek. Mármint az exhibicionizmus nevűnek.
Valamikor vegyészmérnöknek készültem, sőt, meglepő módon még diplomát is
kaptam belőle. Pár évnek kellett csak eltelnie és társaságban már azt bizonygattam,
hogy a kén-monoxid sokkal veszélyesebb, mint a kén-dioxid. Ha jót akarsz
magadnak, nem engem kérdezel meg arról, mely anyagok mérgezőek.
Valójában soha nem is tekintettem magamat vegyésznek: az utolsó két évet a
veszprémi egyetem kibernetika tanszékén töltöttem - és aki ismeri a helyet, tudja,
hogy akkoriban arrafelé tanyáztak az égőszeműek, az elhivatott rendszeresek... azaz
a Rendszermérnök szakos hallgatók. Gyakorlatilag nekünk csak a testnevelés és a
nyelvi óráinkon nem volt matek - az összes többin tisztán. Modelleztünk (matek),
optimalizáltunk (lineáris/nemlineáris algebra), mindezeket számítógépre vittük
(numerikus
matek),
elemeztük
(statisztika,
valószínűségszámítás)...
kikapcsolódásképpen ipari/általános számítástechnikát, ipari/kisgépes/nagygépes
programozási nyelveket tanultunk. A hab a tortán a fizikai kémia volt, melyet
gondolom az egyetem vegyipari jellege miatt csempésztek bele álcázásképpen a
tanrendbe, de nálunk azt is statisztikus alapon oktatták.
Ehhez képest az első munkahelyemen, a veszprémi IKV távfűtési részlegén
mindösszesen egy darab C128-as számítógép volt. Arra kellett ügyviteli szoftvereket.
fejlesztenem. Mondjuk, még jó, hogy nem a főnök Casio menedzserkalkulátorára94.
A geek vonal egyébként már korán kiütközött. Az első programozható zsebszámológépem Stylandia, egy szégyentelen tajvani Sharp koppintás - 48 lépést ismert. Erre gyártottam különböző
programokat, úgy, hogy a gombnyomásokat cetlikre írtam fel. Különösen büszke voltam a másodfokú
egyenlet megoldóképletére - hé, mondtam már, hogy 48 lépés? - és a Stirling formulával
megvalósított faktoriális számolásra. Ez utóbbi ugyanis képes volt a 69-nél nagyobb számok esetében
is faktoriálist számolni.
94
~ 349 ~
A TCP/IP PROTOKOLL MŰKÖDÉSE
Aztán jött a rendszerváltozás, a tanácsi rendszer felbomlott, az IKV szintén - és
ahogy a távfűtés önálló cég lett, megszabadultunk az összes kontraszelektált
idiótától. Innentől kezdve tényleg informatikával foglalkoztam, rendszerépítés,
ügyvitelszervezés, üzemeltetés, programozás (Clipper/Pascal), hálózat. Ahogy egy
kis cégnél szokás az ilyesmi.
Az OOP már az üzemeltetési oldalon talált95. Nem szándékosan álltam át, egyszerűen
a következő munkahelyemen erre a tudásra volt szükség. Ha fejlesztőt kerestek
volna, akkor ma fejlesztenék.
A szakmai karrierem 2002-ben indult be igazán, amikor egy csoportos leépítés
előjátékaként kirúgtak a munkahelyemről. Jó tíz hónapig kerestem új munkahelyet.
Ekkor fogadtam meg, hogy ilyesmit többször nem engedélyezek a sorsnak.
Rágyúrtam a szakmára, tanultam, mint az őrült, sorra nyomtam a - valódi - vizsgákat,
a cégemnél is szépen haladtam előre, kaptam az egyre izgalmasabb feladatokat.
2005 körül vágtam bele egy szakmai/civil blogba, az itteni szakmai írások keltették
fel később a Microsoft figyelmét. Így lettem a Technet Magazin egyik rendszeres
szerzője. Innentől szépen apránként épültek egymásra a dolgok: cikkek,
blogbejegyzések, oktatási anyagok... közben egy MVP cím... majd egy Exchange 2007
könyv, mely eredetileg Netacademia produkciónak indult, de a kézirat végül a
Microsoft Magyarországnál landolt. Erre a mostani könyvre már a Microsofttól
kaptam a megbízást - és ahogy most kinéznek a dolgok, valószínűleg nem ez lesz az
utolsó.
Végül álljanak itt az elérhetőségek:
Szakmai blog:
EMAIL ÉS A DETEKTÍVEK
:
MICROSOFT TECHNET PORTÁL :
http://emaildetektiv.hu
http://tinyurl.com/ydmbgdk
Privát blog
MI VAN VELEM?
http://mivanvelem.hu
:
Email:
[email protected]
95
Ha csak nem számítjuk a kicsit bénácska objektumorientált Clippert, a CA-VO-t.
~ 350 ~
">