Hoe zoeken datapakketjes hun weg op internet?

De Nederlandse uitgave van 'Routing in the internet' stelt op de kaft: "Niemand weet meer van Internet routing dan Christian Huitema." Dat mag niet zo blijven. Vandaar dat Huitema er een boek over heeft geschreven.

Als er iemand verstand heeft van het computerwegennet is het wel Christian Huitema. Hij onderzoekt al zo'n vijftien jaar netwerkprotocollen, momenteel die voor multimediaconferenties en breedbandnetwerken. Daarnaast was hij tussen 1991 en 1996 lid van de Internet Architecture Board. Deze groep stond aan de wieg van de internettechniek, als adviescommissie van Darpa - de onderzoeksafdeling van het Amerikaanse ministerie van Defensie, waar de voorloper van internet ontwikkeld werd.
Maar kan Huitema ook schrijven? Het antwoord luidt: 'voldoende'.
'Routering voor internet' is geen boek voor leken. Voor hen blijft routing ('de algoritmen die door routers worden gebruikt om routes in netwerken te vinden en ip-verbingen te onderhouden') onbegrijpelijk. Voor het volgen van Huitema's uitleg is veel voorkennis vereist. De eerste twee hoofdstukken zijn voor de leek wellicht nog aardig, maar hij zal eerst wat moeten bijscholen om Huitema bij te houden, bijvoorbeeld in het volgende citaat. "Internet-adressen verwijzen niet direct naar 'hosts'. Het zijn 'identifiers' van netwerkinterfaces. Een host met verschillende interfaces heeft evenzoveel adressen."
Het boek is opgedeeld in vier delen. Huitema begint met het huidige internetprotocol IP versie 4, ofwel IPv4, bedacht in 1978. Het lijkt simpel. Een ip-adres, het adres dus van een netwerkinterface, is een serie van vier decimale getallen gescheiden door punten. De vier getallen vormen elk een octet van het eigenlijke binaire netwerkadres. Huitema geeft als voorbeeld het IP-adres van het netwerkinformatiecentrum van Darpa, '10.0.0.1'. Dat komt overeen met de binaire waarde '00001010 00000000 00000000 00000001'.
Het was jaren geleden al voorspeld: de ruim vier miljoen unieke internetdomeinen (achter elk domein kunnen weer honderden computers schuil gaan) die het huidige 32-bit ip-adresssysteem mogelijk maken, volstaan niet. En dus bespreekt Huitema na IPv4 ook de opvolger, het 128-bit IPv6, waarmee nu de eerste verbindingen worden aangemaakt.
IPv6-addressen worden geschreven als acht delen van 16 bits, gescheiden door een dubbele punt. Bijvoorbeeld FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210. Een groot verschil met IPv4 is dat bij IPv6 een interface meerdere adressen kan krijgen. Daarmee is het eerder genoemde citaat ontkracht.
In het tweede deel bespreekt Huitema de protocollen voor het beheer van interne netwerken, zoals Routing Information Protocol en Open Shortest Path First. Het is in de eerste plaats een slimme verzameling van afspraken waarmee een interface kan ontdekken hoe de rest van het netwerk eruit ziet. Ze helpen een interface het datatransport te herstellen bij het uitvallen van een deel van het netwerk, zonder dat daarvoor alle overgebleven interfaces opnieuw moeten worden opgestart.
Het vaststellen van de routetabellen mag tenslotte niet teveel tijd of energie kosten. Als alle interfaces hun routeringwaarden opnieuw zouden moeten berekenen, telkens wanneer een link uitvalt of juist weer in gebruik genomen wordt, dan zou bij de huidige omvang van het netwerk geen snipper data meer verzonden worden. Voor een lokaal netwerk is dat al ondoenlijk, maar wat van te denken van internet?
Het derde deel behandelt de protocollen voor externe routers. Het zijn er twee, het Exterior Gateway Protocol en het modernere Border Gateway Protocol. Ook hier gaat het om een methode om delen van het netwerk te kunnen bereiken zonder er vooraf kennis over te hebben. De allereerste protocollen waren nooit bedoeld voor een netwerk van het huidige formaat. Het probleem van de beperkte voorraad ip-addressen is slechts de bekendste beperking. Doorgaan met bijvoorbeeld EGP zou het dataverkeer op internet doen exploderen. De netwerkpunten worden bijgehouden in een tabel (EGP), die het groeien van internet steeds langer wordt. De tabel overschrijdt reeds lang de maximale lengte van een enkel datapakketje, zodat de doorgifte ervan een hoop dataverkeer genereert. Het BGP is in 1991 ingevoerd om de dichtslibbende internetknooppunten lucht te geven.
De toekomst bespreekt Huitema in deel vier. Welke problemen en oplossingen zijn er wanneer internet, net als de telefoon, mobiel wordt. Hoe is het dataverkeer beter te verdelen over alle delen? Geen onderwerpen die 's avonds lang de aandacht vast weten te houden. Maar voor degene die er bijna alles van wil weten een boek waar hij wel echt iets aan heeft.
 

Gijs Hillenius Redacteur
Christian Huitema,
Routering voor internet
Oorspronkelijke titel: Routing in the internet, 2nd Edition
Prentice-Hall PTR
ISBN 90 4300195 3
Prijs: _ 40,95