1 Podstawowe informacje dotyczące protokołów sieciowychSYSTEMY OPERACYJNE Podstawowe informacje dotyczące protokołów sieciowych

2 Proces komunikacji Nazwisko Adres Nazwisko Adres Nazwisko AdresPost Office Nazwisko Adres Poczta Nazwisko Adres

3 Definicja protokołu Protokół komunikacyjny jest to zbiór reguł i kroków postępowania, które są automatycznie wykonywane przez urządzenia komunikacyjne w celu nawiązania łączności i wymiany danych. Klasyczne protokoły składają się z trzech części: procedura powitalna (tzw. handshake), która polega na przesłaniu wzajemnie podstawowych informacji o łączących się urządzeniach (ich adresów, szybkości itp.) właściwy przekaz danych, procedura analizy poprawności przekazu, połączona z procedurą pożegnania, żądaniem powtórzenia transmisji lub powrotem do procedury powitalnej.

4 Model ISO/OSI Transmisja danych pomiędzy kolejnymi warstwami ISO/OSIW 1977 roku „Międzynarodowa Organizacja Normalizacji ISO "International Organization for Standardization" opracowała wzorcowy „Model łączenia systemów otwartych” (Open System Interconnection). Ideą przyświecającą tym działaniom, było umożliwienie współdziałania ze sobą produktów pochodzących od różnych producentów. Proces komunikacji został podzielony na 7 etapów, zwanych warstwami, ze względu na sposób przechodzenia pomiędzy nimi informacji. Często struktura tworzona przez warstwy OSI nazywana jest stosem protokołów wymiany danych. W złożonym zagadnieniu komunikacji wyodrębnia się pewne niezależne zadania, które mogą być rozwiązywane przez wydzielone układy sprzętowe lub pakiety oprogramowania zwane obiektami. Klasę obiektów rozwiązujących dane zagadnienie nazywa się warstwą. Pojęcie warstwy nie jest jednoznaczne z pojęciem protokołu – funkcje danej warstwy mogą być wykonywane przez kilka różnych protokołów. Każdy protokół komunikuje się ze swoim odpowiednikiem, będącym implementacją tego samego protokołu w równorzędnej warstwie komunikacyjnej systemu odległego. Warstwy (a dokładnie konkretne protokoły zawarte w tej warstwie) komunikują się bezpośrednio z odpowiadającymi im warstwami w odległym hoście. Należy więc też zapewnić reguły przekazywania informacji w dół do kolejnych warstw pracujących na danym komputerze. Dane przekazywane są od wierzchołka stosu, poprzez kolejne warstwy, aż do warstwy fizycznej, która przesyła je poprzez sieć do odległego hosta. Na szczycie stosu znajdują się usługi świadczone bezpośrednio użytkownikowi przez aplikacje sieciowe, na spodzie – sprzęt realizujący transmisję sygnałów niosących informacje. Każda kolejna warstwa musi jedynie znać format danych wymagany do komunikacji poprzez warstwę niższą zwany protokołem wymiany danych. Przy przechodzeniu do warstwy niższej dana warstwa dokleja do otrzymanych przez siebie danych nagłówek z informacjami dla swojego odpowiednika na odległym hoście. W ten sposób kolejne warstwy nie ingerują w dane otrzymane z warstwy poprzedniej. Przy odbieraniu danych z warstwy niższej, dana warstwa interpretuje ten nagłówek „doklejony” poprzez swojego odpowiednika i jeśli zachodzi potrzeba przekazania danych do warstwy wyższej, usuwa swój nagłówek i przekazuje dane dalej. Transmisja danych pomiędzy kolejnymi warstwami ISO/OSI

5 Protokoły i model OSI

6 Protokoły sieciowe : Protokoły sieciowe Warstwa aplikacjiDNS, ED2K, FTP, HTTP, HTTPS, IMAP, IRC, NetBIOS, NWLink, NTP, PAP, POP3, RPC, SMTP, SMB, SSL, SSH, Telnet, X.400, X.500, XDR Warstwa transportowa NetBEUI, RTP, SPX, TCP, UDP Warstwa sieciowa ARP, IP, ICMP, IPX, IPsec, NAT, NWLink, NetBEUI Warstwa dostępu do sieci kable Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, RS-232, Fireware(1394), USB światłowody FDDI, Token Ring, 10 Gigabit Ethernet linie telefoniczne kablowe: ADSL, V.90, PPP, SLIP, komórkowe: CSS, GPRS, EDGE, UTMS połączenia bezprzewo-dowe IEEE b, IEEE g, Bluetooth

7 Protokoły sieciowe : IPX/SPX - Ethernet 802.2 i Eth. 802.3 - NovellIP (TCP/IP) - Ethernet II - internet/UNIX NetBEUI Microsoft AppleTalk Apple Computer

8 Protokoły sieciowe IPX/SPX (Internet Packet Exchange / Sequential Packet Exchange) - używany w sieciowym systemie operacyjnym Novell Netware. Powoli zostaje wypierany przez protokół TCP/IP. TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) - opracowany w latach 70-tych przez agencję DARPA na zlecenie Departamentu Obrony USA, w celu połączenia wszystkich komputerów jedną ogólnoświatową sieć na jego bazie powstał dzisiejszy Internet. NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) - opracowany w 1985 r. przez IBM dla małych sieci LAN, obecnie używany w sieciowych systemach operacyjnych Windows NT, Windows 95/98. AppleTalk pakiet protokołów komunikacyjnych stworzonych przez firmę Apple Computer w roku 1984, umożliwiających tworzenie sieci komputerowych i podstawowych usług sieciowych dla komputerów Macintosh i innych produktów tej firmy. Po pewnym czasie firma Apple Computer zaprzestała rozwoju AppleTalk i zaczęła wykorzystywać w swych produktach TCP/IP, który stawał się coraz popularniejszy.

9 Model OSI a protokół IPX :Warstwy OSI Model IPX/SPX (Novell) 7. 6. 5. 4. 3. 2. 1. Aplikacji R I P S A P N C P N L S P Inne protokoły Prezentacji Sesji Transportu IPX SPX Sieci Łącza danych Interfejs ODI - łącza danych Fizyczna LSL - dostęp do nośnika

10 Rodzina protokołów TCP/IP :Warstwy OSI a Model rodziny TCP/IP 7. 6. 5. 4. 3. 2. 1. 0. Aplikacji Procesu / aplikacji: Telnet, SSH, FTP, TFTP, HTTP, SMTP, POP3, IMAP, .... Prezentacji Sesji Transportowa - Host z hostem: TCP UDP T/TCP Transportu Sieci Warstwa internetu - Prot. IP Dostęp do sieci: Ethernet II, MAC, CSMA/CD Łącza danych Fizyczna Okablowanie

11 ISO/OSI i TCP/IP Warstwa sesji Warstwa transportu Warstwa sieciowaWarstwa aplikacji Warstwa prezentacji Warstwa sesji Warstwa transportu Warstwa sieciowa War. łącza danych Warstwa fizyczna ISO/OSI TCP/IP

12 Model warstwowy

13 Kasta sieciowa - driverProtokół NetBEUI: Warstwy OSI Model NetBEUI (Microsoft) 7. 6. 5. 4. 3. 2. 1. Aplikacji Warstwa aplikacji - (KLIENT ?) Prezentacji Sesji Transportu Sieci NetBEUI Łącza danych Fizyczna Kasta sieciowa - driver

14 Protokół AppleTalk: Warstwy OSI Warstwy AppleTalk: Aplikacji Aplikacji7. 6. 5. 4. 3. 2. 1. Aplikacji Aplikacji Prezentacji Sesji Sesji Transportu Transportu Sieci Datagramowa Łącza danych Dostęp do sieci Fizyczna

15 Zestaw protokołów IPX/SPX

16 Zestaw protokołów IPX/SPXTradycyjnie, NetWare wykorzystuje stos protokołów IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange) Większość komunikacji pomiędzy serwerami plików i klientami sieci Netware wykorzystywanych jest w oparciu o protokoły IPX i NCP (Netware Core Protocols)

17 Protokół Internetwork Packet Exchange (IPX)Wykonuje połączenia poziomu sieci – przeprowadza adresowanie umożliwiając przekazywanie pakietów do innych podsieci Routowanie jest główną funkcją IPX. Umożliwia uzyskiwanie informacji o dostępności podsieci.

18 Protokół IPX/SPX

19 IPX - Internetwork Packet ExchangeProtokół poziomu sieci odpowiedzialny jest za dostarczanie pakietów NetWare packets pomiędzy różnymi podsieciami. W środku pakietu IPX podawany jest numer urządzenia i podsieci Wykrywana jest utrata połączenia oraz wyszukiwanie najlepszej drogi

20 SPX - Sequenced Packet ExchangePołączenie ukierunkowane – Protokół poziomu transportu Protokół tworzy wirtualne połączenie pomiędzy nadawcą a odbiorcą co gwarantuje dobre połączenie Wykorzystywany przez RCONSOLE, serwery wydruku, i niektóre aplikacje

21 NCP - NetWare Core ProtocolPoziom transportu - umożliwia kontrolę błędów i ich korekcję Sesja transmisji, prezentacja, aplikacja - NCP jest wykorzystywany do tworzenia połączenia w celu uzyskiwania danych z serwera (udostępnianie plików, drukarek, prawa dostępu itd..)

22 NCP i zerwana transmisjaNCP zapewnia gwarancje dostarczenia danych na podstawie potwierdzania u odbiorcy danych.

23 Inne protokoły NetWareRIP - Routing Information Protocol (Protokół służący do ustania najmniej kosztownej drogi). SAP - Service Advertising Protocol (Wykorzystywany do anonsowania usług dla innych serwerów w danej sieci).

24 Zestaw protokołów TCP/IP

25 Trochę historii Protokół TCP/IP powstał pod koniec lat 60. XX wieku jako badawczy projekt finansowany przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych, jednak postać taką, jaką zastosowano we współczesnych systemach operacyjnych przybrał dopiero w połowie lat 80. Pierwszy raz zaimplementowano go w roku 1983 r. do BSD UNIXa 4.2. Wkrótce potem stał się standartem Obecnie TCP/IP nie jest własnością żadnej firmy software'owej ani instytucji normalizacyjnej, aczkolwiek Departament Obrony USA sprawuje coś w rodzaju patronatu nad TCP/IP, starając się o zachowanie pewnego minimum porządku i spójności standardu.

26 Protokół TCP/IP Protokół TCP/IP (ang. Transmission Control Protocol/Internet Protocol) jest pakietem protokołów komunikacyjnych warstwy transportowej i sieciowej.

27 Protokół TCP/IP najbardziej rozpowszechniony pakiet protokołów sieciowych – TCP/IP, stanowi podstawę współczesnego Internetu, jest standardem otwartym – istnieje możliwość komunikacji między dowolnymi typami urządzeń, dobra odtwarzalność protokołu, umożliwia dodawanie nowych sieci bez przerywania pracy istniejących, posiada wysoki współczynnik korekcji błędów, duża wydajność,

28 Budowa TCP/IP W obrębie TCP/IP działa dużo innych protokołów za pomocą których dane podróżują po sieci. Są one podzielone na warstwy: Zapewnia interfejs pomiędzy aplikacjami użytkowymi, a usługami sieciowymi. Warstwa aplikacji serwer Obsługuje strumień danych między dwoma zdalnymi maszynami. Warstwa transportowa Przesyła pakiety z danymi od maszyny źródłowej do maszyny docelowej Warstwa Internet Odpowiada za przyjmowanie ciągów danych z warstwy Internet, łączenie danych i przesyłanie ich zawartości oraz samą transmisję strumienia bitów. Warstwa fizyczna

29 Model odniesienia TCP/IPWarstwa łącza - zawiera protokoły ARP i RARP, obsługujące transmisję pakietów. Warstwa sieciowa – zawiera protokoły ICMP, IP, IGMP, RIP, OSPF i EGP. Są to raczej protokoły niskiego poziomu, nie wymagające zbytniej troski. Warstwa transportowa – zawiera protokoły UDP i TCP. Pierwszy dostarcza pakiety prawie bez sprawdzania, drugi natomiast gwarantuje bezstratne ich dostarczenie. Warstwa aplikacji - zawiera protokoły HTTP, SMTP, FTP, NFS, NIS, LPD, Telnet.

30 TCP/IP na tle ISO/OSI

31 Funkcje warstw Programów użytkowych – klient pocztowy, przeglądarka WWW ... Korzystają z usług protokołów warstwy transportowej. Transportowa – organizuje przepływ danych miedzy dwoma (zdalnymi) programami w trybie połączeniowym lub bezpołączeniowym (datagramowym) Intersieciowa – kapsułkuje dane w datagramy IP i decyduje o tym czy wysłać go bezpośrednio czy do routera Interfejsu sieciowego – odbiera datagramy i wysyła przez sieć fizyczną

32 Typy transmisji danychTransmisja skierowana (ang. Unicast) - dokładnie jeden punkt wysyła pakiety danych do dokładnie jednego punktu (istnieje tylko jeden nadawca i tylko jeden odbiorca); Rozgłaszanie (ang. Broadcast) – ta sama kopia danych jest wysyłana do wszystkich komputerów podłączonych do danej sieci lub danego segmentu sieci; Multiemisja (ang. Multicast) – ta sama kopia danych jest wysyłana do wszystkich komputerów, które ją zażądają. Ten typ transmisji jest często wykorzystywany przez serwery;

33 Protokół TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)

34 Warstwy TCP/IP

35 Warstwa aplikacji Jest to najbardziej ogólny poziom obsługi sieci, zapewniający interfejs pomiędzy aplikacjami użytkowymi, a usługami sieciowymi. Działania w warstwie są widoczne dla użytkownika, ponieważ działają standardowe aplikacje TCP/IP, np.: telnet, HTTP, FTP, POP3, SMTP. To warstwa aplikacji jest bezpośrednio wykorzystywana przez oprogramowanie użytkowe - przeglądarki WWW, programy pocztowe, instant messengers, chat itd.

36 Protokoły warstw wyższych:DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol SLIP - Serial Line Interface Protocol PPP - Point-to-Point Protocol SNMP - Simple Network Management Protocol FTP, Telnet, SMTP, WWW są także protokołami

37 Protokół DHCP Protokół DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) zdefiniowany w RFC 2131 umożliwia automatyczną konfigurację adresów IP oraz innych parametrów klientów (np. brama, maska) przy użyciu jednego lub kilku serwerów DHCP DHCP wykorzystuje protokół IP Serwer DHCP przechowuje bazę danych o dostępnych adresach IP Podobne funkcje do DHCP pełnią również starsze protokoły RARP (Reverse Address Resolution Protocol) oraz BOOTP

38 Komunikaty DHCP DHCPDISCOVER – klient wysyła rozgłoszeniowy komunikat w celu znalezienia serwera DHCP DHCPOFFER – serwer wysyła odpowiedź (unicast) zawierającą propozycję parametrów konfiguracyjnych DHCPREQUEST – klient wysyła wiadomość rozgłoszeniową do serwerów DHCP w celu (a) pobrania parametrów z jednego z serwerów i odrzucenia oferty innych serwerów, (b) potwierdzenia poprzednio pobranego adresu lub (c) rozszerzając dzierżawę konkretnego adresu

39 Komunikaty DHCP DHCPACK – serwer wysyła do klienta odpowiedź z parametrami zawierającymi adres IP DHCPNAK – serwer wysyła do klienta informację o błędzie w adresie DHCPDECLINE – klient do serwera, że adres jest już w użyciu DHCPRELEASE – klient kończy dzierżawę adresu DHCPINFORM – klient prosi serwer DHCP o lokalną konfigurację

40 Przesyłanie komunikatów DHCP

41 Podsumowanie DHCP Serwer DHCP może przyznawać adresy IP według adresu MAC klienta – ważne dla stacji wymagającego stałego IP np. ze względu na rejestrację w DNS Klient może pominąć komunikat DHCPDISCOVER jeśli zna adres serwera DHCP Czas dzierżawy adresu jest ustalany między klientem i serwerem, który zobowiązuje się nie udostępniać przydzielonego adresu nikomu na wyznaczony czas Klient może prosić serwer o wydłużenie czasu dzierżawy

42 Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)SMTP to względnie prosty, tekstowy protokół, w którym określa się co najmniej jednego odbiorcę wiadomości (w większości przypadków weryfikowane jest jego istnienie), a następnie przekazuje treść wiadomości. SMTP zaczęło być szeroko używane we wczesnych latach osiemdziesiątych dwudziestego wieku. W tamtym okresie było to uzupełnienie UUCP, który lepiej sprawdzał się przy przekazywaniu poczty między maszynami posiadającymi jedynie okresowe połączenie. SMTP natomiast lepiej działa, gdy zarówno maszyna nadająca jak odbierająca są na stałe przyłączone do sieci. Początkowo protokół ten nie radził sobie dobrze z plikami binarnymi, ponieważ stworzony był w oparciu o czysty tekst ASCII. W celu kodowania plików binarnych do przesyłu przez SMTP stworzono standardy takie jak MIME. W dzisiejszych czasach większość serwerów SMTP obsługuje rozszerzenie 8BITMIME pozwalające przesyłać pliki binarne równie łatwo jak tekst. SMTP nie pozwala na pobieranie wiadomości ze zdalnego serwera. Do tego celu służą POP3 lub IMAP. Jednym z ograniczeń pierwotnego SMTP jest brak mechanizmu weryfikacji nadawcy, co ułatwia rozpowszechnianie niepożądanych treści poprzez pocztę elektroniczną (wirusy, spam). Żeby temu zaradzić stworzono rozszerzenie SMTP-AUTH, które jednak jest tylko częściowym rozwiązaniem problemu - ogranicza wykorzystanie serwera wymagającego autoryzacji do zwielokratniania poczty. Nadal nie istnieje metoda, dzięki której odbiorca autoryzowałby nadawcę - nadawca może "udawać" serwer i wysłać dowolny komunikat do dowolnego odbiorcy.

43 Domain Name System (DNS)Jest to system serwerów oraz protokół komunikacyjny zapewniający zamianę adresów znanych użytkownikom Internetu na adresy zrozumiałe dla urządzeń tworzących sieć komputerową. Dzięki wykorzystaniu DNS nazwa mnemoniczna, np. pl.wikipedia.org, może zostać zamieniona na odpowiadający jej adres IP, czyli Adresy DNS składają się z domen internetowych rozdzielonych kropkami. Dla przykładu w adresie Wikipedii org oznacza domenę funkcjonalną organizacji, wikipedia domenę należącą do fundacji Wikimedia, a pl polską domenę w sieci tej instytucji. W ten sposób możliwe jest budowanie hierarchii nazw, które porządkują Internet. DNS to złożony system komputerowy oraz prawny. Zapewnia z jednej strony rejestrację nazw domen internetowych i ich powiązanie z numerami IP. Z drugiej strony realizuje bieżącą obsługę komputerów odnajdujących adresy IP odpowiadające poszczególnym nazwom. Podstawy protokołu DNS zostały opisane w 1982 roku w dokumencie IETF - RFC 819

44 Hypertext Transfer Protocol (HTTP)Protokół sieci WWW (World Wide Web). Obecną definicję HTTP stanowi RFC Właśnie za pomocą protokołu HTTP przesyła się żądania udostępnienia dokumentów WWW i informacje o kliknięciu odnośnika oraz informacje z formularzy. Zadaniem stron WWW jest publikowanie informacji - natomiast protokół HTTP właśnie to umożliwia. Protokół HTTP jest tak użyteczny, ponieważ udostępnia znormalizowany sposób komunikowania się komputerów ze sobą. Określa on formę żądań klienta dotyczących danych oraz formę odpowiedzi serwera na te żądania. Jest zaliczany do protokołów stateless (bezstanowy), z racji tego, że nie zachowuje żadnych informacji o poprzednich transakcjach z klientem, po zakończeniu transakcji wszystko "przepada" - z tego powodu tak bardzo spopularyzowały się cookies. HTTP korzysta z portu nr 80.

45 TELNET Telnet jest usługą (programem) pozwalającą na zdalne połączenie się komputera (terminala) z oddalonym od niego komputerem (serwerem) przy użyciu sieci, wykorzystując do tego celu protokół TCP-IP oraz standardowo przypisany port 23. Umożliwia on zatem ustanowienie użytkownikowi zdalnej sesji na serwerze tak jak gdyby siedział tuż przed nim. Protokół obsługuje tylko terminalne alfanumeryczne, co oznacza, że nie obsługuje myszy ani innych urządzeń wskazujących. Nie obsługuje także graficznych interfejsów użytkownika. Wszystkie polecenia muszą być wprowadzane w trybie znakowym w wierszu poleceń. Polecenia wydawane za pomocą naszego komputera przysłane są poprzez sieć serwera, na którym zainstalowane jest oprogramowanie serwera telnetu. W odpowiedzi serwer odsyła nam komunikaty, które następnie wyświetlane są na naszym ekranie. Bardzo często usługa telnet implementowana jest do urządzeń aktywnych sieci (switche, routery) w celu ułatwienia konfiguracji tychże urządzeń. Telnet jest najstarszą i najbardziej elementarną usługą internetową. Został opisany w dokumentach RFC numer RFC 854 i RFC 855.

46 Gopher Powstał w kwietniu 1991 roku na University of Minnesota Microcomputer, Workstation, Networks Center w celu dystrybucji informacji wewnątrzwydziałowej. Był pierwszym rozpowszechnionym systemem informacyjnym w sieci integrującym różne protokoły: FTP, telnet, WAIS własne struktury danych z możliwością dostępu do różnych typów danych, tak czysto tekstowych, jak i grafik i danych czysto binarnych (archiwów wszelkiego rodzaju). Odchodzi powoli w zapomnienie (dogorywają jeszcze resztki dawnej jego świetności) z powodu sztywnej, hierarchicznej struktury (gdzie jednym z elementów ścieżki dostępu był typ pliku), niewygodnych metod tworzenia serwisów, braku pełnej "multimedialności" czy wreszcie dlatego, że WWW zyskał większe wsparcie tak producentów jak i środowisk akademickich.

47 File Transfer Protocol (FTP)Protokół transmisji plików. Jest protokołem typu klient-serwer, który umożliwia przesyłanie plików z i na serwer poprzez sieć TCP/IP. Protokół ten jest zdefiniowany przez IETF w RFC 959. FTP jest protokołem 8-bitowym, dlatego nie wymaga specjalnego kodowania danych na postać 7-bitową, tak jak ma to miejsce w przypadku poczty elektronicznej. Do komunikacji wykorzystywane są dwa połączenia TCP. Jedno z nich jest połączeniem kontrolnym za pomocą którego przesyłane są np. polecenia do serwera, drugie natomiast służy do transmisji danych m.in. plików. FTP działa w dwóch trybach: aktywnym i pasywnym, w zależności od tego, w jakim jest trybie, używa innych portów do komunikacji. Jeżeli FTP pracuje w trybie aktywnym, korzysta z portów: 21 dla poleceń (połączenie to jest zestawiane przez klienta) oraz 20 do przesyłu danych. Połączenie nawiązywane jest wówczas przez serwer. Jeżeli FTP pracuje w trybie pasywnym wykorzystuje port 21 do poleceń i port o numerze > 1024 do transmisji danych, gdzie obydwa połączenia zestawiane są przez klienta.

48 Network News Transport Protocol (NNTP)Oparty o TCP/IP protokół polegający na przesyłaniu ciągów tekstowych przez siedmiobitowe kanały ASCII. Jest używany zarówno do przesyłania tekstów między serwerami, jak również do czytania i wysyłania artykułów. NNTP zdefiniowano w RFC 977 w roku W roku 2000 w RFC 2980 został on rozszerzony o nowe możliwości. Format wiadomości opisuje RFC 1036. Na protokole tym oparte jest działanie usługi Usenet. NNTP działa standardowo na porcie nr 119.

49 Identyfikacja aplikacjiUDP TCP FTP HTTP Serwer FTP Serwer HTTP TCP Port 20, 21 TCP Port 80 Adres IP + port TCP lub port UDP = gniazdo

50 Windows Sockets InterfacePorts and Sockets Transport Application Internet Network TFTP Server Web TCP Ports 20,21 UDP Port 69 TCP Port 80 Windows Sockets Interface Browser 1210 TCP UDP IP Aplikacje Soketowe FTP

51 Porty jako abstrakcyjne punkty identyfikujące odbiorcę/nadawcę

52 Pakiety TCP i UDP zawierają 16-bitowy nr portu

53 Nawiązywanie połączenia

54 Dodatkowe pojęcia związane z TCP/IPPorty – każda usługa w sieci ma przypisany sobie adres, zwany portem. Najczęściej używane usługi otrzymały następujące porty File Transfer Protocol (FTP) 21 Telnet 23 Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) 25 Gopher 70 Finger 79 Hypertext Transfer Protocol (HTTP) 80 Network News Transfer Protocol 119 Inetd (matka wszystkich Demonów) Demony to programy, które oczekują na wszelkie sygnały dotyczące wykonania pewnej usługi w Internecie. Inetd jest specyficznym przykładem demona. Działa on bowiem w zastępstwie szeregu innych demonów, oszczędzając zasoby komputera i czas. Program ten zbiera wszystkie informacje dotyczące pewnych usług i realizuje je. UWAGA: INETD JEST DOSTĘPNY GŁÓWNIE DLA UNIX-a (chociaż opracowanych jest wiele wersji inetd’a np. EXCEED 5)

55 Dobrze znane porty 0-1023 http://www.iana.org/assignments/port-numbers... ftp 21/tcp File Transfer [Control] ftp 21/udp File Transfer [Control] # Jon Postel ssh 22/tcp SSH Remote Login Protocol ssh 22/udp SSH Remote Login Protocol # Tatu Ylonen telnet 23/tcp Telnet telnet 23/udp Telnet # Jon Postel 24/tcp any private mail system 24/udp any private mail system # Rick Adams smtp 25/tcp Simple Mail Transfer smtp 25/udp Simple Mail Transfer

56 Usługi warstwy transportowej - gniazdkaGniazdko jest końcowym punktem przyłączeniowym umożliwiającym dwukierunkową komunikację. Większość aplikacji sieciowych jest zgodna z modelem klient-serwer. Aplikacja serwerowa otwiera gniazdko i wiąże go z określonym portem TCP a następnie oczekuje na zgłoszenia klientów. Aplikacja klienta znając adres i port serwera nawiązuje połączenie.

57 Warstwa transportowa To właśnie tu każdy kawałek danych umieszczony zostaje w pakiecie zawierającym informacje o nadawcy, adresacie, rodzaj danych i kilka innych parametrów. W ramach tej warstwy wykorzystywane są dwa całkowicie odmienne protokoły wchodzące w skład TCP/IP: TCP (Transmission Control Protocol) i UDP (User Datagram Protocol). TCP zapewnia pewny i bezstratny przepływ danych między zdalnymi maszynami, ponieważ posługuje się mechanizmem potwierdzeń (acknowledgements) - komputer odbierający pakiet wysyła informację zwrotną do nadawcy potwierdzającą poprawny odbiór pakietu. Jeśli komputer-nadawca nie dostanie potwierdzenia (ponieważ pakiet zaginął lub został zniszczony) wysyła taki sam pakiet ponownie. Warstwa transportowa wykonuje największą część pracy podczas przesyłania danych, zwalniając programy od obsługi ruchu sieciowego. Dlatego ani Internet Explorer, ani inne przeglądarki nie muszą (i nie potrafią) w żaden sposób samodzielnie komunikować się z siecią - wykorzystują do tego warstwę transportową wbudowaną w obsługę TCP/IP, zawartą w systemie operacyjnym.

58 TCP (Transmission Control Protocol )IP ICMP IGMP ARP UDP TCP

59 Transmission Control Protocol (TCP)Strumieniowy protokół komunikacji między dwoma komputerami. W modelu OSI TCP odpowiada warstwie Transportowej. W przeciwieństwie do UDP, TCP zapewnia wiarygodne połączenie dla wyższych warstw komunikacyjnych przy pomocy sum kontrolnych i numerów sekwencyjnych pakietów, w celu weryfikacji wysyłki i odbioru. Brakujące pakiety są obsługiwane przez żądania retransmisji. Host odbierający pakiety TCP porządkuje je według numerów sekwencyjnych tak, by przekazać wyższym warstwom modelu OSI pełen, złożony segment. Charakterystyczny dla TCP jest moment nawiązania połączenia, nazywany ang. three-way handshake. Host inicjujący połączenie wysyła pakiet zawierający segment TCP z ustawioną flagą SYN (synchronize). Host odbierający połączenie, jeśli zechce je obsłużyć, odsyła pakiet z ustawionymi flagami SYN i ACK (acknowledge – potwierdzenie). Inicjujący host powinien teraz wysłać pierwszą porcję danych, ustawiając już tylko flagę ACK (gasząc SYN). Jeśli host odbierający połączenie nie chce lub nie może odebrać połączenia, powinien odpowiedzieć pakietem z ustawioną flagą RST (Reset). Prawidłowe zakończenie połączenia polega na wysłaniu flagi FIN.

60 Transmission Control Protocol (TCP)Protokół połączeniowy Przed wymianą danych nawiązywana jest sesja Protokół gwarantowany Numeracja pakietów nadawanych Potwierdzenia odbioru Używa portów TCP jako punktów dostępu dla usług wyższych warstw

61 TCP Opis nagłówka TCP TCP (ang. Transmission Control Protocol) – strumieniowy protokół komunikacji między dwoma komputerami. Został stworzony przez Vintona Cerfa i Roberta Kahna. Jest on częścią większej całości określanej jako stos TCP/IP. W modelu OSI TCP odpowiada warstwie Transportowej. W przeciwieństwie do UDP, TCP zapewnia wiarygodne połączenie dla wyższych warstw komunikacyjnych przy pomocy sum kontrolnych i numerów sekwencyjnych pakietów, w celu weryfikacji wysyłki i odbioru. Brakujące pakiety są obsługiwane przez żądania retransmisji. Host odbierający pakiety TCP porządkuje je według numerów sekwencyjnych tak, by przekazać wyższym warstwom modelu OSI pełen, złożony segment. Chociaż protokół definiuje pakiet TCP, to z punktu widzenia wyższej warstwy oprogramowania, dane płynące połączeniem TCP należy traktować jako ciąg oktetów. W szczególności – jednemu wywołaniu funkcji API (np. send()) nie musi odpowiadać wysłanie jednego pakietu. Dane z jednego wywołania mogą zostać podzielone na kilka pakietów lub odwrotnie – dane z kilku wywołań mogą zostać połączone i wysłane jako jeden pakiet (dzięki użyciu algorytmu Nagle'a). Również funkcje odbierające dane (recv()) w pratyce odbierają nie konkretne pakiety, ale zawartość bufora stosu TCP/IP, wypełnianego sukcesywnie danymi z przychodzących pakietów. Charakterystyczny dla TCP jest moment nawiązania połączenia, nazywany ang. three-way handshake. Host inicjujący połączenie wysyła pakiet zawierający segment TCP z ustawioną flagą SYN (synchronize). Host odbierający połączenie, jeśli zechce je obsłużyć, odsyła pakiet z ustawionymi flagami SYN i ACK (acknowledge – potwierdzenie). Inicjujący host powinien teraz wysłać pierwszą porcję danych, ustawiając już tylko flagę ACK (gasząc SYN). Jeśli host odbierający połączenie nie chce lub nie może odebrać połączenia, powinien odpowiedzieć pakietem z ustawioną flagą RST (Reset). Prawidłowe zakończenie połączenia polega na wysłaniu flagi FIN. Aplikacje, w których zalety TCP przeważają nad wadami (większy koszt związany z utrzymaniem sesji TCP przez stos sieciowy) to m.in. HTTP, SSH, FTP czy SMTP/POP3 i IMAP4.

62 TCP - Transmission Control ProtocolPołączenie zorientowane – Protokół poziomu transmisji (Transport layer protocol) Zapewnia “gwarantowane dostarczenie” pakietów poprzez wirtualne połączenia, sekwencje i retransmisje zgubionych pakietów

63 UDP (User Datagram Protocol)TCP IP ICMP IGMP ARP

64 User Datagram Protocol (UDP)Bezpołączeniowy Nie nawiązuje sesji Nie gwarantuje dostawy Nie ma numeracji wysyłanych pakietów Nie ma potwierdzeń Integralność przesyłu jest sprawą protokołów wyższej warstwy lub aplikacji Używa numerów portów UDP jako punktów dostępu dla usług wyższych warstw

65 UDP Struktura nagłówka UDPUDP (ang. User Datagram Protocol - Datagramowy Protokół Użytkownika) to jeden z podstawowych protokołów internetowych. Umieszcza się go w warstwie czwartej (transportu) modelu OSI. Jest to protokół bezpołączeniowy, więc nie ma narzutu na nawiązywanie połączenia i śledzenie sesji (w przeciwieństwie do TCP). Nie ma też mechanizmów kontroli przepływu i retransmisji. Korzyścią płynącą z takiego uproszczenia budowy jest większa szybkość transmisji danych i brak dodatkowych zadań, którymi musi zajmować się host posługujący się tym protokołem. Z tych względów UDP jest często używany w takich zastosowaniach jak wideokonferencje, strumienie dźwięku w Internecie i gry sieciowe, gdzie dane muszą być przesyłane możliwie szybko, a poprawianiem błędów zajmują się inne warstwy modelu OSI. Innym przykładem może być protokół DNS lub VoIP. UDP udostępnia mechanizm identyfikacji różnych punktów końcowych (np. pracujących aplikacji, usług czy serwisów) na jednym hoście dzięki portom (porównaj: socket). UDP zajmuje się dostarczaniem pojedynczych pakietów, udostępnionych przez IP, na którym się opiera. Kolejną cechą odróżniającą UDP od TCP jest możliwość transmisji do kilku adresów docelowych na raz (tzw. multicast). Pakiety UDP (zwane też datagramami) zawierają oprócz nagłówków niższego poziomu nagłówek UDP. Składa się on z pól zawierających sumę kontrolną, długość pakietu oraz porty: źródłowy i docelowy. Podobnie jak w TCP, porty UDP zapisywane są na dwóch bajtach (szesnastu bitach), więc każdy adres IP może mieć przypisanych różnych zakończeń. Z przyczyn historycznych, porty zarezerwowane są dla dobrze znanych usług sieciowych - dla aplikacji użytkownika przydziela się porty od 1024.

66 Warstwa Internet Jest to najważniejsza (choć dość prosta) warstwa protokołów TCP/IP, prawdziwy kościec Internetu. Przerzuca pakiety z danymi od maszyny źródłowej do maszyny docelowej, bez żadnej gwarancji, że dotrą do celu. Na warstwę Internet składają się trzy protokoły wchodzące w skład TCP/IP: IP (Internet Protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol) i IGMP (Internet Group Management Protocol). IP służy do transportu pakietów, a ICMP i IGMP - do ustalania trasy między nadawcą i odbiorcą pakietów. Warstwa ta nie wykrywa i nie poprawia błędów.

67 IP (Internet Protocol)Ruter UDP TCP IP ICMP IGMP ARP

68 Internet Protocol (IP)Protokół komunikacyjny warstwy sieciowej modelu OSI (warstwy internet w modelu TCP/IP). Używany powszechnie w Internecie i sieciach lokalnych. Dane w sieciach IP są wysyłane w formie bloków określanych mianem pakietów. W przypadku protokołu IP, przed rozpoczęciem transmisji nie jest zestawiana wirtualna sesja komunikacyjna pomiędzy dwoma hostami, które nie komunikowały się ze sobą wcześniej. Protokół IP jest protokołem zawodnym - nie gwarantuje, że pakiety dotrą do adresata, nie zostaną pofragmentowane, czy też zdublowane, a ponadto mogą dotrzeć do odbiorcy w innej kolejności niż zostały nadane. Niezawodność transmisji danych jest zapewniana przez protokoły warstw wyższych (np. TCP), znajdujących się w hierarchii powyżej warstwy sieciowej.

69 IP (IETF RFC 791) Bezpołączeniowe dostarczanie pakietów (datagramów) – wyznaczanie „najlepszej trasy” Dokonywanie fragmentacji i ponownego składania datagramów stosownie do wykorzystywanego połączenia, które charakteryzuje parametr maksymalnej wielkości jednostki maximum-transmission unit (MTU).

70 Internet Protocol (IP)Adresuje i przesyła pakiety Protokół bezpołączeniowy Nie ustala sesji Niegwarantowany “Best Effort” Integralność przesyłu jest sprawą protokołów wyższej warstwy (np. TCP) lub aplikacji Dzieli, a potem łączy podzielone pakiety

71 IP na routerze Dekrementuje TTL Dzieli duże pakietyDla podzielonych pakietów tworzy nowe nagłówki Flagi Identyfikator Przesunięcie fragmentu Oblicza nowe sumy kontrolne Zdobywa adres MAC następnego routera Przesyła pakiet

72 Protokół IP Opis nagłówka IPv4IP (ang. Internet Protocol) to protokół komunikacyjny warstwy sieciowej modelu OSI (warstwy internet w modelu TCP/IP). Używany powszechnie w Internecie i sieciach lokalnych. Dane w sieciach IP są wysyłane w formie bloków określanych mianem pakietów. W przypadku protokołu IP, przed rozpoczęciem transmisji nie jest zestawiana wirtualna sesja komunikacyjna pomiędzy dwoma hostami, które nie komunikowały się ze sobą wcześniej. Protokół IP jest protokołem zawodnym - nie gwarantuje, że pakiety dotrą do adresata, nie zostaną sfragmentowane, czy też zdublowane, a ponadto mogą dotrzeć do odbiorcy w innej kolejności niż zostały nadane. Niezawodność transmisji danych jest zapewniana przez protokoły warstw wyższych (np. TCP), znajdujących się w hierarchii powyżej warstwy sieciowej.

73 IP -Internet Protocol Protokół poziomu sieciowego (network layer protocol) umożliwia przekazywanie pakietów TCP/IP pomiędzy podsieciami adres stacji jest wewnątrz pakietu IP Niskie ryzyko utraty połączenia

74 RIP, OSPF i EGP Routing Information Protocol Open Shortest Path FirstExterior Gateway Protocol RIP (ang. Routing Information Protocol), czyli Protokół Informowania o Trasach oparty jest na zestawie algorytmów wektorowych, służących do obliczania najlepszej trasy do celu. Używany jest w Internecie w sieciach korzystających z protokołu IP (zarówno wersji 4 jak i 6). Dzisiejszy otwarty standard protokołu RIP, czasami nazywany IP RIP, jest opisany w dokumentach RFC 1058 i STD 56. Z powodu znacznego rozrostu sieci IETF rozpoczęło pracę nad protokołem RIP 2. Cechy protokołu RIP Jest to protokół routingu działający na podstawie wektora odległości. Do utworzenia metryki złożonej stosuje się jedynie liczbę przeskoków. Aktualizacje routingu są rozgłaszane domyślnie co 30 sekund. RIP wysyła informacje o trasach w stałych odstępach czasowych oraz po każdej zmianie topologii sieci. Pomimo wieku, oraz istnienia bardziej zaawansowanych protokołów wymiany informacji o trasach, RIP jest ciągle w użyciu. Jest szeroko używany, dobrze opisany i łatwy w konfiguracji. Wadami protokołu RIP są wolny czas konwergencji (inaczej długi czas osiągania zbieżności), niemożliwość skalowania powyżej 15 skoków a także wybór mało optymalnych ścieżek. Uaktualnienia protokołu RIP przenoszone są przez UDP na porcie 520. OSPF (ang. Open Shortest Path First), w wolnym tłumaczeniu: "pierwszeństwo ma najkrótsza ścieżka" ("open" oznacza otwartość, podobnie jak w Open Source) – protokół trasowania typu stanu łącza (ang. Link State). Zdefiniowany został jako OSPF wersji 2 w RFC 2328 (1998) dla IPv4.[1], a aktualizacja dla IPv6 jako OSPF wersji 3 w RFC 5340 (2008).[2] Jest zalecanym protokołem wśród protokołów niezależnych (np. RIP, ang. Routing Information Protocol). W przeciwieństwie do protokołu RIP, OSPF charakteryzuje się dobrą skalowalnością, wyborem optymalnych ścieżek i brakiem ograniczenia skoków powyżej 15, przyspieszoną zbieżnością. Przeznaczony jest dla sieci posiadających do 500 routerów w wyznaczonym obszarze trasowania. Cechami protokołu OSPF są: trasowanie wielościeżkowe, trasowanie najmniejszym kosztem i równoważne obciążenia. OSPF jest protokołem wewnątrzdomenowym – IGP (ang. Interior Gateway Protocol). Routery korzystające z tego protokołu porozumiewają się ze sobą za pomocą pięciu komunikatów: Hello – nawiązywanie i utrzymywanie relacji sąsiedzkich, database descriptions – opis przechowywanych baz danych, requests link-state – żądanie informacji na temat stanów połączeń, updates link-state – aktualizacja stanów połączeń, acknowledgments links-state – potwierdzenia stanów połączeń. Protokół OSPF używa hierarchicznej struktury sieci z podziałem na obszary z centralnie umieszczonym obszarem zerowym (ang. area 0), który pośredniczy w wymianie tras między wszystkimi obszarami w domenie OSPF. OSPF jest protokołem typu link-state jedynie wewnątrz obszaru. Oznacza to, że w ramach pojedynczego obszaru wszystkie routery znają całą jego topologię i wymieniają się między sobą informacjami o stanie łączy, a każdy z nich przelicza trasy samodzielnie (algorytm Dijkstry). Między obszarami OSPF działa jak protokół typu distance-vector, co oznacza, że routery brzegowe obszarów wymieniają się między sobą gotowymi trasami. Istnienie obszaru zerowego umożliwia trasowanie pakietów pomiędzy obszarami bez powstawania pętli. OSPF, aby zmniejszyć ilość pakietów rozsyłanych w sieci, wybiera router desygnowany DR (ang. designated router) oraz zapasowy BDR (ang. backup designated router), które służą do wymiany informacji o stanie łączy z pozostałymi routerami OSPF. Komunikat hello służy tutaj do wyboru DR i BDR oraz do wykrywania nieaktywnych sąsiednich routerów OSPF. EGP (ang. Exterior Gateway Protocol) - protokół routingu zewnętrznego służący do łączenia systemów autonomicznych. Wymiana informacji odbywa się w trzech krokach: neighbour acquisition - pozyskiwanie sąsiadów poprzez wymianę odpowiednich komunikatów neighbour reachability' - sprawdzanie dostępności sąsiadów. Polega na wysłaniu odpowiedniego komunikatu i oczekiwaniu na odpowiedź. Jeśli brak odpowiedzi po trzykrotnym wysłaniu komunikatu, dany sąsiad zostaje uznany za nieaktywny i wszystkie informacje dotyczące osiąganych przez niego tras są usuwane z tablicy routingu. network reachability - sprawdzenie osiągalności adresu wewnętrznej sieci autonomicznej. Okresowe przesyłanie danych o dostępnych adresach wewnątrz sieci autonomicznej Protokół EGP został zastąpiony protokołem BGP, który jest bardziej elastyczny i posiada więcej funkcji.

75 Internet Control Message ProtocolUDP TCP IP ICMP IGMP ARP Ruter ICMP (ang. Internet Control Message Protocol, internetowy protokół komunikatów kontrolnych) – protokół warstwy sieciowej OSI/TCP/IP wykorzystywany w diagnostyce sieci oraz trasowaniu. Pełni on przede wszystkim funkcję kontroli transmisji w sieci, ale ma też zastosowania, w których używany jest tylko on – ping oraz traceroute.

76 Internet Control Message Protocol (ICMP)Internetowy protokół komunikatów kontrolnych. ICMP jest ściśle związany z protokołem IP, dostarczając nieobecnej w nim funkcji informowania o błędach. Protokół pozwala wysyłać pakiety kontrolne służące do ustalenia bieżącego stanu hosta, w tym: Brak możliwości dostarczenia pakietu do miejsca przeznaczenia; Określenia opóźnienia pakietów przesyłanych przez sieć Zmiana wcześniej wyznaczonej trasy przez jeden z routerów pośredniczących Brak wolnej pamięci buforowej dla zapamiętania pakietu i związane z tym chwilowe wstrzymania nadawania Przekroczenie czasu życia (TTL) pakietu

77 Protokół ICMP Datagram IP wędruje od nadawcy do odbiorcy, jeśli nie może być dostarczony w przewidzianym czasie (uszkodzenie, przeciążenie sieci, wyłączenie odbiorcy ...) wówczas do nadawcy zwrotnie dostarczany jest komunikat ICMP-Internet Control Message Protocol (zawiera echo) Komunikat ICMP jest przenoszony w polu danych pakietu IP

78 ICMP Ramka ICMP ICMP (ang. Internet Control Message Protocol, internetowy protokół komunikatów kontrolnych) – protokół wykorzystywany w diagnostyce sieci oraz routingu. Najpopularniejszymi programami użytkowymi wykorzystującymi protokół ICMP są ping oraz traceroute. Protokół ICMP opisany jest w RFC 792 Lista typów wiadomości 0 – Echo Reply (zwrot echa – "odpowiedź na ping") 1 – Zarezerwowane 2 – Zarezerwowane 3 – Destination Unreachable (nieosiągalność miejsca przeznaczenia) 4 – Source Quench (wygaszenie źródła) 5 – Redirect Message 6 – Alternate Host Address (alternatywny adres hosta) 7 – Zarezerwowane 8 – Echo Request (żądanie echa) 9 – Router Advertisement 10 – Router Solicitation 11 – Time Exceeded (przekroczenie limitu czasu) 12 – Parameter Problem (Problem z parametrem) 13 – Timestamp (żądanie sygnatury czasowej) 14 – Timestamp Reply (zwrot sygnatury czasowej) 15 – Information Request (żądanie informacji) 16 – Information Reply (zwrot informacji) 17 – Address Mask Request (żądanie adresu maski) 18 – Address Mask Reply (zwrot adresu maski) 19 – Zarezerwowane dla bezpieczeństwa 20-29 – Zarezerwowane 30 – Traceroute 31 – Datagram Conversion Error (błąd konwersji datagramu) 32 – Mobile Host Redirect 33 – IPv6 Where-Are-You 34 – IPv6 Here-I-Am 35 – Mobile Registration Request 36 – Mobile Registration Reply 37 – Domain Name Request (żądanie nazwy domeny) 38 – Domain Name Reply (zwrot nazwy domeny) 39 – SKIP Algorithm Discovery Protocol 40 – Photuris, Security failures – Zarezerwowane

79 Internet Group Management ProtocolUDP TCP IP ICMP IGMP ARP IGMP (ang. Internet Group Management Protocol) - jeden z rodziny protokołów TCP/IP. IGMP służy do zarządzania grupami multicastowymi w sieciach opartych na protokole IP. Komputery wykorzystują komunikaty IGMP do powiadamiania routerów w swojej sieci o chęci przyłączenia się do lub odejścia z określonej grupy multicastowej.

80 IGMP IGMP (ang. Internet Group Management Protocol) - jeden z rodziny protokołów TCP/IP. IGMP służy do zarządzania grupami multicastowymi w sieciach opartych na protokole IP. Komputery wykorzystują komunikaty IGMP do powiadamiania routerów w swojej sieci o chęci przyłączenia się do lub odejścia z określonej grupy multicastowej. IGMP (ang. Internet Group Management Protocol) - jeden z rodziny protokołów TCP/IP. IGMP służy do zarządzania grupami multicastowymi w sieciach opartych na protokole IP. Komputery wykorzystują komunikaty IGMP do powiadamiania routerów w swojej sieci o chęci przyłączenia się do lub odejścia z określonej grupy multicastowej.

81 Address Resolution ProtocolUDP TCP IP ICMP IGMP ARP B C A Pamięć podręczna 2 1 4 6 5 1. Sprawdzenie pamięci podręcznej ARP 2. Wysłanie żądania ARP 3. Dodanie wpisu ARP 4. Wysłanie odpowiedzi ARP 5. Dodanie wpisu ARP 6. Wysłanie pakietu IP 3

82 Address Resolution Protocol (ARP)Protokół komunikacyjny przekształcania adresów IP (ustalanych autorytarnie przez użytkownika/administratora) na fizyczne, 48-bitowe adresy MAC (przypisane fizycznie m.in. do kart sieciowych) w komputerowych sieciach lokalnych typu Ethernet. Każdy komputer w sieci powinien posiadać tzw. tablicę ARP. Znajduje się w niej adres IP i przypisany do niego adres MAC. Dzięki temu komputery mogą się ze sobą komunikować za pośrednictwem adresu MAC, ale tylko w obrębie danej sieci LAN. Jeśli jakieś informacje mają być przesłane do innej sieci (lub podsieci w sieci złożonej, sieci oddzielonej routerem, itp.), to adres MAC musi być zastąpiony adresem IP. ARP jest protokołem pracującym na drugiej warstwie modelu ISO/OSI, czyli warstwie łącza danych, ponieważ pracuje ona na ramkach i może je analizować tzn. np. sprawdzać ich poprawność. Protokół ARP jest zdefiniowany w dyrektywie RFC 826.

83 Address Resolution Protocol (ARP)Mapowanie adresów MAC do adresów IP Rozwiązywanie adresów IP na adresy MAC ARP używa BROADCAST’u aby rozwiązać adres IP lokalnego hosta Rozwiązywane adresy przechowywane są w cache’u

84 ARP Struktura pakietu ARP (ang. Address Resolution Protocol) - protokół komunikacyjny przekształcania adresów IP (ustalanych autorytarnie przez użytkownika/administratora) na fizyczne, 48-bitowe adresy MAC (przypisane fizycznie m.in. do kart sieciowych) w komputerowych sieciach lokalnych typu Ethernet. Każdy komputer w sieci powinien posiadać tzw. tablicę ARP. Znajduje się w niej adres IP i przypisany do niego adres MAC. Dzięki temu komputery mogą się ze sobą komunikować za pośrednictwem adresu MAC, ale tylko w obrębie danej sieci LAN. Jeśli jakieś informacje mają być przesłane do innej sieci (lub podsieci w sieci złożonej, sieci oddzielonej routerem, itp.), to adres MAC musi być zastąpiony adresem IP. ARP jest protokołem pracującym na drugiej warstwie modelu ISO/OSI, czyli warstwie łącza danych, ponieważ pracuje ona na ramkach i może je analizować tzn. np. sprawdzać ich poprawność. Protokół ARP jest zdefiniowany w dyrektywie RFC 826

85 ARP Zasada działania ARP działa w następujący sposób:Utworzenie pakietu z szukanym adresem IP. Wysłanie pakietu w obrębie danej sieci. Wysłany pakiet odbierają wszystkie hosty podłączone do sieci. Jako jedyny odpowiada host o szukanym IP - przesyła pakiet z odpowiedzią zawierającą adres MAC. Host szukający po podebraniu pakietu z szukanym adresem MAC zapisuje go w pamięci podręcznej, dzięki czemu nie musi później szukać jeszcze raz tego samego adresu. Często po podłączeniu do sieci host rozsyła zapytanie ARP o własny adres. Odpowiedzi nie będzie (gdyż nie mogą być w danej sieci dwa komputery o tym samym IP), ale każdy inny host może zapisać w pamięci podręcznej dane o nowym hoście przyłączonym do sieci.

86 Działanie protokołu ARPKiedy urządzenie Ethernet chce wysłać pakiet IP potrzebuje adresu MAC urządzenia docelowego, dla którego zna adres IP Wynika to z modelu warstwowego sieci W tym celu wysyłana jest na adres rozgłoszeniowy ramka z zapytaniem ARP Request Urządzenie, które rozpoznaje swój adres IP, wysyła w odpowiedzi ramkę ARP Response skierowaną do stacji, która wysłała zapytanie

87 Zasada Działania ARP Protokół ARP umożliwia komputerowi odnajdywanie fizycznego adresu maszyny docelowej z tej samej sieci fizycznej przy użyciu jedynie adresu IP.

88 Działanie protokołu ARP – przykład 12 1 1 1

89 Działanie protokołu ARP – przykład 23 1 5 1 6 2 4 Stacja ma do wysłania pakiet IP do stacji Tablice ARP urządzeń są puste.

90 Tablica pamięci ARP W celu usprawnienia działania protokołu ARP, urządzenia przechowują w pamięci tablicy ARP (ang. ARP Cache) zawierające poznane skojarzenia adresów MAC i IP Wpisy w tablicy pamięci ARP mają określony czas trwania Jeżeli w tym czasie zostanie odebrany przez urządzenie pakiet potwierdzający wpis w pamięci, to czas trwania jest wydłużany Jeżeli w tablicy pamięci ARP nie ma wpisu dotyczącego danego adresu IP, to urządzenie wysyła zapytanie ARP

91 Podsumowanie ARP ARP nie jest częścią protokołu IP,Zapytania ARP używają transmisji typu broadcast, więc nigdy nie opuszczają logicznej podsieci (domeny rozgłoszeniowej) Zapytania i odpowiedzi ARP używają ramek warstwy łącza danych, więc nie mogą być rutowane do innych podsieci Wpisy w tablicy cache ARP powinny mieć ograniczony czas trwania

92 RARP RARP (ang. Reverse Address Resolution Protocol) Protokół komunikacyjny przekształcania 48-bitowych fizycznych adresów MAC na 32-bitowe adresy IP w komputerowych sieciach typu Ethernet.

93 Warstwa fizyczna - dostępu do sieciJest to najbardziej podstawowa warstwa, jest związana ze sprzętem - odpowiada za przyjmowanie ciągów danych z warstwy Internet, łączenie danych i przesyłanie ich zawartości oraz samą transmisję strumienia bitów. Najprościej rzecz ujmując, warstwa fizyczna to karta sieciowa lub modem i odpowiedni sterownik zainstalowany w systemie operacyjnym. Najważniejsze zadania warstwy fizycznej to spakowanie pakietów IP tak, aby stały się ciągami bajtów (tzw. ramkami) przesyłanymi przez sieć. Drugie zadanie to zamiana adresów IP na fizyczne adresy interfejsu sieciowego.

94 Warstwa dostępu do sieciWarstwa ta współpracuje z interfejsem sieciowym (kartą sieciową), modemem lub innym urządzeniem pozwalającym na bezpośrednie połączenie dwóch lub więcej komputerów i separuje resztę warstw od zastosowanych rozwiązań fizycznych (niskopoziomowych); Świadczy ona usługę warstwie wyższej polegającą na wysyłaniu i odbieraniu porcji danych (zwanych ramkami) z komputerów w danej sieci fizycznej ; Dodaje informacje kontrolną do wychodzących ramek, aby komputer odbiorczy mógł przeprowadzić kontrolę błędów ; Potwierdza otrzymanie ramek danych i ponowne nadawanie, jeśli potwierdzenie nie nadejdzie.

95 Elementy ramki

96 Przepływ danych

97 Terminologia pakietów

98 Terminologia pakietówEnkapsulacja danych Każda kolejna warstwa dodaje lub usuwa kolejny nagłówek Każda warstwa zna format danych wymagany do komunikacji Przez warstwę niższą DANE NAGŁÓWEK 1 DANE NAGŁÓWEK 2 NAGŁÓWEK 1 DANE NAGŁÓWEK 3 NAGŁÓWEK 2 NAGŁÓWEK 1 DANE

99 Współpraca TCP i IP Przykład współpracy protokołów TCP oraz IP podczas pobierania strony WWW: Użytkownik wpisuje w przeglądarce adres strony na serwerze WWW Mechanizm protokołu TCP serwera dzieli dokument HTML na odpowiednią liczbę pakietów Następuje przekazanie pakietów do warstwy protokołu IP, który dołącza do każdego z nich adres komputera użytkownika (dostarczany przez przeglądarkę) i wysyła pakiety. W sieci pakiety poruszają się niezależnie od siebie, przerzucane przez routery do kolejnych punktów pośrednich. W zależności od stanu połączeń ich trasy mogą różnić się od siebie, mogą w różnej kolejności osiągać cel. Po dotarciu do komputera użytkownika, warstwa TCP rozpoznaje pakiety składające na ten sam plik i łączy je ze sobą. Przekazuje je następnie przeglądarce, która wyświetla stronę WWW na monitorze użytkownika.

100 Zestaw protokołów NetBIOS i NetBEUI

101 Protokół NetBEUI

102 NetBIOS i NetBEUI Tradycyjnie sieci Windows wykorzystują NetBIOS and NetBEUI Są małe, szybkie i łatwe w użyciu. Nie nadają się do adresowania dużych środowisk.

103 NetBIOS NetBIOS związany jest z górną częścią protokołu wykorzystywana przez LAN Manager i sieciowe systemy operacyjne firmy Microsoft. Tradycyjnie jest transportowany za pomocą NetBEUI. NetBIOS NetBEUI

104 NetBEUI NetBEUI jest protokołem ramki – nie posiada adresowania poziomu sieci NetBEUI nie umożliwia routowania NetBIOS może być transportowany przez TCP/IP and IPX

105 Łączenie sieci z protokołami TCP/IP i NetBEUI

106 Serial Lines, Frame Relay,Stos Microsoft TCP/IP Transport Application Windows® Sockets Applications NetBIOS NetBIOS over TCP/IP TCP UDP IP ICMP ARP Internet LAN Technologies: Ethernet, Token Ring, FDDI WAN Technologies: Serial Lines, Frame Relay, ATM Network Sockets TDI IGMP

107 Zestaw protokołów AppleTalk

108 AppleTalk AppleTalk – pakiet protokołów komunikacyjnych stworzonych przez firmę Apple Computer w roku 1984, umożliwiających tworzenie sieci komputerowych i podstawowych usług sieciowych dla komputerów Macintosh i innych produktów tej firmy. Po pewnym czasie firma Apple Computer zaprzestała rozwoju AppleTalk i zaczęła wykorzystywać w swych produktach TCP/IP, który stawał się coraz popularniejszy.

109 AppleTalk

110 Protokół AppleTalk

111 AppleTalk AppleTalk Address Resolution Protocol (AARP) – zadaniem tego protokołu była zmiana adresu sieciowego AppleTalk na adres fizyczny MAC, jest odpowiednikiem protokołu ARP, Datagram Delivery Protocol (DDP) – służył do szybkiego, bezpołączeniowego przesyłania datagramów, bez gwarancji ich dostarczenia (podobnie jak protokół UDP w TCP/IP), Routing Table Maintenance Protocol (RTMP) – służył do wymiany między routerami informacji o aktualnej topologi sieci,

112 AppleTalk AppleTalk Echo Protocol (AEP) – służył do testowania połączeń między urządzeniami w sieci AppleTalk. Gdy komputer 1 wysyłał coś przez AEP, komputer 2 odpowiadał duplikatem wysłanej informacji, AppleTalk Transaction Protocol (ATP) – służył do połączeniowej wymiany datagramów między klientami. Klient 1 wysłał jeden "pakiet-zadanie", następnie klient 2 odpowiadał maksymalnie ośmioma "pakietami odpowiedzi", po czym klient 1 odpowiadał "pakietem zatwierdzającym" z bit-maską "pakietów odpowiedzi", jaką otrzymał, Name-Binding Protocol (NBP) – służył do zarządzania nazwami urządzeń podłączonych do sieci AppleTalk przepisywanymi przez ich administratorów,

113 AppleTalk Zone Information Protocol (ZIP) – protokół wiążący numer sieciowy z nazwą strefy sieciowej AppleTalk, AppleTalk Session Protocol (ASP) – protokół stworzony na podstawie ATP, służący do wysyłania i odpowiedzi na zwykłe polecenia metodą out-of-band, Printer Access Protocol (PAP) – służył do komunikacji z drukarkami typu PostScript, stworzony na podstawie protokołu ATP,

114 AppleTalk AppleTalk Data Stream Protocol (ADSP) – dodany do AppleTalk, gdy okazało się, że jest potrzebny protokół podobny do TCP w TCP/IP. W odróżnieniu od ATP czy ASP pozwalał na odrzucenie próby połączenia, AppleTalk Filing Protocol (AFP) – służył do komunikacji z serwerami plików AppleShare. Nadal jest stosowany pod nazwą Apple Filing Protocol.

115 AppleTalk AppleTalk — sieć lokalna opracowana przez firmę Apple Computer dla komputerów Macintosh, może współpracować z rozwiązaniami sieciowymi innych producentów.

116 PPP

117 PPP PPP – wykorzystywany do połączeń modemowych(ang. Point to Point Protocol) jest protokołem używanym najczęściej przy połączeniach modemowych (połączenia dodzwaniane, ang. dial-up). PPP może być również skonfigurowany na interfejsie szeregowym asynchronicznym i synchronicznym. Służy również do prostego zestawiania tuneli. PPP jest stosowany w technologii WAN.

118 PPP Z protokołem tym wiąże się uwierzytelnianie PAP lub CHAP.Preferowany jest CHAP, ponieważ w przeciwieństwie do PAP jest uznawany za bezpieczny (używa MD5). PPP tworzy dwie podwarstwy w warstwie łącza danych w modelu OSI: Link Control Protocol i Network Control Protocol. Do pierwszej podwarstwy można zaliczyć np. autoryzację, a druga odpowiada za komunikację z warstwą sieciową.

119 Protokoły routingu

120 Protokoły routingu Protokoły z rodziny IGP mogą zostać dalej podzielone na protokoły wektora odległości i protokoły stanu łącza. W rozwiązaniach opartych na wektorze odległości określana jest odległość oraz kierunek, wektor, do dowolnego łącza w intersieci. Odległością może być liczba przeskoków do łącza. Routery korzystające z algorytmów routingu działających na podstawie wektora odległości cyklicznie przesyłają do routerów sąsiadujących wszystkie pozycje swoich tablic routingu lub ich część. Proces ten odbywa się nawet wtedy, gdy w sieci nie wystąpiły żadne zmiany. Po otrzymaniu aktualizacji trasy router może sprawdzić wszystkie znane trasy i wprowadzić zmiany w swojej tablicy routingu.

121 Protokoły routingu - przykładyProtokół RIP jest protokołem routingu z wykorzystaniem wektora odległości, w którym stosuje się liczbę przeskoków jako metrykę służącą do określenia kierunku i odległości do dowolnego łącza w intersieci. Jeżeli do punktu docelowego prowadzi więcej niż jedna ścieżka, protokół RIP wybierze tę, która zawiera najmniejszą liczbę przeskoków. Z powodu wykorzystania w protokole RIP liczby przeskoków jako jedynej metryki nie zawsze wybrana zostanie najszybsza ścieżka. Protokół RIP nie może dokonywać routingu pakietów na odległości większe niż 15 przeskoków.

122 Protokoły routingu - przykładyProtokół RIPv2 (RIP wersja 2) wysyła w ramach aktualizacji tras informacje dotyczące masek podsieci. Określane jest to mianem routingu bezklasowego. W routingu bezklasowym różne podsieci w tej samej sieci mogą mieć różne maski podsieci.

123 Protokoły routingu - przykładyProtokół IGRP jest zaprojektowanym przez firmę Cisco protokołem routingu opartym na wektorze odległości. Protokół IGRP wybiera najszybszą dostępną ścieżkę, opierając się na szerokości pasma, obciążeniu, opóźnieniu i niezawodności. Cechuje go także znacznie większa maksymalna liczba przeskoków w porównaniu z protokołem RIP.

124 Protokoły routingu - przykładyProtokół OSPF jest protokołem routingu z wykorzystaniem stanu łącza zaprojektowanym przez organizację IETF (Internet Engineering Task Force) w 1988 roku. Został on opracowany na potrzeby dużych skalowanych intersieci, dla których protokół RIP nie był już wystarczający.

125 Protokoły routingu - przykładyProtokół IS-IS (ang. Intermediate System-to-Intermediate System) jest protokołem routingu z wykorzystaniem stanu łącza stosowanym przez protokoły routowane inne niż protokół IP. Protokół Integrated IS-IS jest rozszerzoną implementacją protokołu IS-IS obsługującą różne protokoły routowane, w tym także protokół IP.

126 Protokoły routingu - przykładyProtokół EIGRP jest własnością firmy Cisco. Protokół EIGRP jest zaawansowaną wersją protokołu IGRP. W szczególności, protokół EIGRP cechuje doskonała wydajność działania, w tym szybka zbieżność i niski narzut na szerokość pasma. Protokół EIGRP jest zaawansowanym protokołem wektora odległości wykorzystującym także pewne funkcje protokołu stanu łącza. Z tego powodu protokół EIGRP jest czasami określany mianem hybrydowego protokołu routingu.

127 Protokoły routingu - przykładyProtokół BGP (ang. Border Gateway Protocol) jest przykładem protokołu EGP (ang. External Gateway Protocol). Protokół BGP wymienia informacje o routingu pomiędzy systemami autonomicznymi, gwarantując przy tym wybór ścieżki pozbawionej zapętleń. BGP jest głównym protokołem ogłaszania informacji o trasach wykorzystywanym przez największe firmy i dostawców usług sieciowych działających w Internecie. BGP4 jest pierwszą wersją protokołu BGP obsługującą bezklasowy routing międzydomenowy (CIDR) oraz agregację tras.

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139 Protokoły sieciowe – komunikacji bezprzewodowej

140 Protokoły komunikacji bezprzewodowejObecnie istnieje wiele możliwości realizacji transmisji przy użyciu sieci bezprzewodowych. Podstawowe to: IrDA /podczerwień/ Bluetooth sieci w standardzie radiolinia

141 IrDA /podczerwień/

142 IrDA /podczerwień/

143 IrDA /podczerwień/

144 Technologia sieciowa ATM

145 Technologia sieciowa ATMATM (ang. Asynchronous Transfer Mode) jest szerokopasmową technologią komunikacyjną, która wykorzystywana jest do przesyłania danych interakcyjnych, różnej wielkości plików, transmisji głosu, a także sygnału wizyjnego. Standard ATM może być stosowany zarówno w sieciach lokalnych LAN, miejskich MAN jak i rozległych WAN. Połączenie pomiędzy odbiorcą a nadawcą, tworzone jest na podstawie informacji zawartej w przesyłanych komórkach informacyjnych (ang. cell) o jednakowych rozmiarach.

146 Asynchronous Transfer Mode

147 Architektura ATM Model architektury ATM składa się z trzech warstw:fizycznej - definiującej funkcje związane z dostępem do medium transmisyjnego; ATM - określającej format komórki oraz funkcje zapewniające niezawodny transfer komórek, bez względu na typ usługi; AAL (ang. ATM Adaptation Layer - AAL) - adaptacyjnej, obejmującej funkcje zależne od typu realizowanej usługi, które określają sposób konwersji informacji z warstw wyższych do postaci komórek ATM,

148 Architektura ATM oraz płaszczyzn:użytkownika - pełniącej funkcje transferu informacji użytkownika oraz sterowania przepływem strumieni tych informacji, itp.; sterowania - odpowiedzialnej za realizacje zgłoszeń; w płaszczyźnie tej zawarte są funkcje sygnalizacyjne odpowiedzialne za ustanawianie, zarządzanie i rozłączanie połączeń; zarządzania - realizującej funkcje nadzoru warstwą (zarządzanie zasobami oraz parametrami obiektów istniejących w protokole) i nadzoru płaszczyzną (koordynacja miedzy płaszczyznowa).

149 Warstwy ATM

150 Funkcje warstw Funkcje wyższych warstw ISO Podwarstwa zbieżnościWyższe warstwy ISO Podwarstwa zbieżności CS AAL Podwarstwa segmentacji i składania SAR Sterowanie przepływem informacji Generacja i wydzielanie nagłówka Translacja identyfikatora ścieżki logicznej/kanału logicznego Multipleksacja i demultipleksacja komórek ATM Dopasowywanie szybkości transmisji komórek Generowanie i weryfikacja nagłówka komórki Wydzielanie komórek ze strumienia bitów Adaptacja ramki transmisyjnej Generowanie i odtwarzanie ramki transmisyjnej TC Warstwa fizyczna Realizacja podstawy czasu Funkcje łącza fizycznego PM

151 Funkcje warstwy ATM Warstwa ATM odpowiada za ustawienie połączenia, ustalenie parametrów przepływu oraz jego kontrole. Do rozróżniania połączeń służą wskaźniki ścieżek VPI oraz kanałów VCI. Dwa różne kanały w dwóch różnych ścieżkach mogą mieć identyczny wskaźnik kanału VCI. Dlatego dopiero oba wskaźniki jednoznacznie określają połączenie. Wartość VPI zmieniana jest w miejscu zakończenia ścieżki (np. komutator ścieżek), a VCI w miejscu zakończenia kanału. Dlatego z definicji ścieżki i kanału wynika, że wraz ze zmianą VCI następuje zmiana VPI.

152 Warstwa adaptacyjna ATMW skład warstwy adaptacyjnej AAL wchodzą: podwarstwa CS (Convergence Sublayer), która zależy od wybranej usługi, jakie prowadzi poprzez punkty udostępniania usług AAL-SAP, będące adresami aplikacji. podwarstwa SAR (Segmentation And Reassembly)- segmentująca pakiety PDU z podwarstwy CS i składająca komórki warstwy ATM w pakiety CS PDU

153 Narzędzia diagnostyczne w Windows (instalowane z TCP/IP)

154 Narzędzia diagnostyczne w Windows (instalowane z TCP/IP)Netstat Najważniejsze narzędzie do określania stanu sieci TCP/IP. Wyświetla statystyki protokołu i bieżące połączenia sieci TCP/IP. Do sprawdzenia, czy zdalny komputer przesyła dane, czy też przestały one płynąć, możesz użyć polecenia netstat -a - pokaże ono stan aktywności wszystkich portów TCP i UDP Twojego komputera. Opcja jest szczególnie przydatna podczas połączeń modemowych.

155 Przykładowe wywołanie polecenia ‘netstat’

156 Ipconfig Wyświetla informacje o konfiguracji TCP/IP w systemach MS Windows NT (w Windows 95 i 98 narzędzie to nosi nazwę winipcfg). Polecenie wywołane bez parametrów wyświetla adres IP komputera, maskę podsieci i bramę domyślną, a po uruchomieniu z parametrem /all wyświetli kompletną informację o konfiguracji sieci. W przypadku połączenia modemowego parametry zostaną wyświetlone dopiero po jego nawiązaniu połączenia.

157 Przykładowe wywołanie polecenia ‘ipconfig’

158 Tracert Jest to windowsowa wersja uniksowego narzędzia traceroute. Program pokazuje ścieżkę pokonywaną przez pakiety między dwoma hostami w sieci IP, włączając w to wszystkie routery po drodze. Wyświetlane są również opóźnienia przejścia pakietów pomiędzy nimi. Umożliwia łatwe sprawdzenie, jaką trasą przesyłane są pakiety. Jako argument podajemy nazwę hosta docelowego.

159 Przykładowe wywołanie polecenia ‘tracert’

160 Arp Wyświetla i modyfikuje tablice translacji fizycznych adresów Ethernet na IP używane przez protokół do rozpoznawania adresów (Address Resolution Protocol, ARP). Polecenie arp -a wyświetli zawartość bufora ARP (czyli możesz się dowiedzieć, jakie adresy były niedawno używane).

161 Przykładowe wywołanie polecenia ‘arp’

162 ping/pathping narzędzie testowe wysyła pakiety diagnostyczne ICMP (typu Echo Request, czyli z żądaniem odesłania odpowiedzi), aby sprawdzić, czy zdalny host TCP/IP jest dostępny. Ping podaje czas odpowiedzi zdalnego komputera na wysyłane zapytania, co pozwala się zorientować, czy problem nie jest związany z szybkością łącza. Jako argument podajemy nazwę zdalnego komputera. Często administratorzy serwerów internetowych blokują pakiety ICMP (ping) jako stwarzające potencjalne zagrożenie. W takim przypadku ping wyświetli komunikat "Request Timed Out" (Upłynął limit czasu żądania), mimo że zdalna maszyna funkcjonuje poprawnie. Wraz z Windows 2000 wprowadzono ulepszoną wersję pinga - pathping. Potrafi ona określać, który router jest powodem opóźnienia w przesyłaniu pakietów. Podawane są również informacje o liczbie utraconych pakietów.

163 Przykładowe wywołanie polecenia ‘ping’

164 Przykładowe wywołanie polecenia ‘pathping’

165 Współpraca międzywarstwowa w TCP/IP

166 Każda warstwa ma swoją terminologię określającą dane aktualnie przez nią obrabianeTCP Aplikacji strumień (ang. Stream) Transportowa segment Internetu datagram Dostępu do sieci ramka (ang. Frame) Nazwy jednostek danych dla kolejnych warstw modelu TCP/IP.

167 Współpraca międzywarstwowa w TCP/IP

168 Datagram w intersieci W intersieciach podstawową jednostką przesyłania danych jest datagram Internetu Nagłówek datagramu Część datagramu z danymi Protokól IP zawiera opis formatu nagłówka I Protokól IP nie specyfikuje formatu części datagramu z danymi

169 Suma kontrolna NagłówkaFormat datagramu Wer Dł. Nagł Typ obsługi Długość całkowita Identyfikacja Znaczniki Przesun. fragmentu Czas życia Protokół Suma kontrolna Nagłówka Adres IP nadawcy Adres IP odbiorcy Opcje IP Uzupełnienie Dane Dane Długość nagłówka mierzona w 32 bitowych słowach Informacja o wersji protokołu Długość całkowita liczona w bajtach (nagłówek + dane)

170 Pola nagłówka pakietu IPv4Wersja – informuje, która wersja IP jest używana. Bieżąca wersja IP to wersja 4 (0100 binarnie) Długość nagłówka internetowego (IHL – Internet Header Length) – długość nagłówka IP w słowach 32-bitowych. Minimalna długość to pięć takich słów. Typowa wartość binarna tego pola to 0101. Rodzaj usługi – protokół IP może podać specjalne informacje dotyczące parametrów usługi. Podstawowe parametry to małe lub normalne opóźnienie (ang. Low, Normal Delay), zwykła lub wysoka przepustowość (ang. Normal, High Throughput), zwykła lub duża niezawodność (ang. Normal, Hihg Reliability). Jest jeszcze siedem rzadko używanych opcji. Całkowita długość – określa wielkość datagramu w oktetach. Długość obejmuje nagłówek wraz z ładunkiem danych.

171 Suma kontrolna NagłówkaFormat datagramu Wer Dł. Nagł Typ obsługi Długość całkowita Identyfikacja Znaczniki Przesun. fragmentu Czas życia Protokół Suma kontrolna Nagłówka Adres IP nadawcy Adres IP odbiorcy Opcje IP Uzupełnienie Dane Dane Pierwszeństwo O S P Nie stosowane Rodzaj przesłania (prośba) O – o krótkie czasy opóźnienia S – o przesłanie szybkimi łączami P – o pewność przesyłania danych Określa ważność dat 000 – normalny 111 – sterowanie siecią

172 Suma kontrolna NagłówkaFormat datagramu Wer Dł. Nagł Typ obsługi Długość całkowita Identyfikacja Znaczniki Przesun. fragmentu Czas życia Protokół Suma kontrolna Nagłówka Adres IP nadawcy Adres IP odbiorcy Opcje IP Uzupełnienie Dane Dane Bit 1 – nie fragmentuj Bit 2 – dalsze fragmenty Określa przesunięcie danych datagramu względem pierwszego datagramu Identyfikacja Liczba całkowita – numer datagramu

173 Protokół IPv4 Mniejsze kawałki, na które dzielony jest datagram, nazywa się fragmentami Proces dzielenia datagramu na fragmenty nazywamy fragmentacją Od chwili, gdy datagram jest dzielony na fragmenty, fragmenty te podróżują jako oddzielne datagramy, aż do końcowego odbiorcy, gdzie muszą zostać złożone Maszyna odbierająca, gdy otrzymuje fragment początkowy uruchamia zegar składania Gdy czas składania przekroczy określoną wartość, znim przybędą wszystkie fragmenty, maszyna odbierająca kasuje otrzymane fragmenty Utrata pojedynczego fragmentu powoduje stratę całego datagramu

174 Fragmentacja Nagłówek datagramu Dane 1 600 bajtów Dane 2 600 bajtówNagłówek 1 fragmentu Dane bajtów Fragment 1 – przesunięcie 0 Nagłówek 2 fragmentu Dane bajtów Fragment 2 – przesunięcie 600 Nagłówek 3 fragmentu Dane bajtów Fragment 3 – przesunięcie 1200

175 Suma kontrolna NagłówkaFormat datagramu Wer Dł. Nagł Typ obsługi Długość całkowita Identyfikacja Znaczniki Przesun. fragmentu Czas życia Protokół Suma kontrolna Nagłówka Adres IP nadawcy Adres IP odbiorcy Opcje IP Uzupełnienie Dane Dane Jak długo [sek] datagram może pozostawać w sieci Określa, który protokół wysokiego poziomu został do utworzenia treści dane

176 Suma kontrolna NagłówkaFormat datagramu Wer Dł. Nagł Typ obsługi Długość całkowita Identyfikacja Znaczniki Przesun. fragmentu Czas życia Protokół Suma kontrolna Nagłówka Adres IP nadawcy Adres IP odbiorcy Opcje IP Uzupełnienie Dane Dane Kopiuj Klasa opcji Numer opcji Opcje przekopiowane do wszystkich fragmentów 0 – kontrola datagramów lub sieci 2 – poprawianie błędów i pomiary 7 – zapisuj trasę – używana do śledzenia trasy

177 Opcja zapisywania trasy Suma kontrolna Nagłówka Wer Dł. Nagł Typ obsługi Długość całkowita Identyfikacja Znaczniki Przesun. fragmentu Czas życia Protokół Suma kontrolna Nagłówka Adres IP nadawcy Adres IP odbiorcy Opcje IP Uzupełnienie Dane Dane Kod 7 Długość Wskaźnik Pierwszy adres IP Drugi adres IP Wskazuje aktualną długość pól adresowych

178 Suma kontrolna NagłówkaOpcja trasy wg nadawcy Wer Dł. Nagł Typ obsługi Długość całkowita Identyfikacja Znaczniki Przesun. fragmentu Czas życia Protokół Suma kontrolna Nagłówka Adres IP nadawcy Adres IP odbiorcy Opcje IP Uzupełnienie Dane Dane Kod 137 Długość Wskaźnik Adres IP pierwszego etapu Adres IP drugiego etapu

179 Suma kontrolna NagłówkaOpcja „zapisuj czas” Wer Dł. Nagł Typ obsługi Długość całkowita Identyfikacja Znaczniki Przesun. fragmentu Czas życia Protokół Suma kontrolna Nagłówka Adres IP nadawcy Adres IP odbiorcy Opcje IP Uzupełnienie Dane Dane Liczba ruterów, które nie wpisały czasu Kod 68 Długość Wskaźnik Przepeł. Znaczniki Pierwszy adres IP Pierwszy znacznik 0 – zapisuj tylko czas; 1 – wpisz adres i czas; 2 – nadawca wyznacza adresy a ruter o takim adresie wpisuje czas

180 Podstawowe pojęcia z zakresu sieci komputerowych

181 Podstawowe pojęcia z zakresu sieci komputerowychBit – informacja, jaka jest zawarta w wiadomości, że spośród dwóch jednakowo prawdopodobnych informacji zaszło jedno; liczba dwójkowa, będąca najmniejszą jednostką pomiaru informacji. Bajt - zbiór ośmiu bitów. Protokół – zbiór reguł i zaleceń dotyczących wymiany danych pomiędzy dwoma urządzeniami. Protokół sieciowy – ustalone zasady porozumiewania się komputerów w sieci. Sieć komputerowa – system wzajemnie połączonych autonomicznych komputerów. Serwer – system wykonujący usługi na rzecz innych użytkowników (klientów) sieci; dotyczy programu a nie komputera. Serwer plików – udostępnia pliki innym użytkownikom. Serwer dysków – udostępnia twardy dysk innym użytkownikom.

182 Podstawowe pojęcia z zakresu sieci komputerowychDedykowany serwer plików – pełni wyłącznie funkcję serwera (nie pełni funkcji stacji roboczej). Niededykowany serwer plików – pełni funkcję serwera i stacji roboczej. Stacja sieciowa – nie pełni funkcji serwera. Karta sieciowa – urządzenie wkładane do komputera i łączące go z siecią. DTE – Data Terminal Equipment, czyli urządzenia końcowe, np. komputery, routery. DCE – Data Communication Equipment, czyli urządzenia pośredniczące w transmisji, np. switche, modemy, huby. Pakiet – porcja informacji przesłana siecią. Ruter – urządzenie sterujące ruchem pakietów w sieci. Ruting (trasowanie) – wybór drogi przez ruter.

183 Podstawowe pojęcia z zakresu sieci komputerowychSzybkość modulacji (sprzętu transmisyjnego) mierzy się w bodach, to znaczy liczbie zmian sygnału nadajnika w ciągu sekundy (dla RS-232 odpowiada to liczbie bitów przesyłanych w ciągu sekundy, liczba bitów może być większa niż liczba bodów).

184 Pojęcie pakietu Komputery przesyłają dane małymi porcjami zwanymi pakietami, które są wysyłane niezależnie od pozostałych. Sieci komputerowe są często nazywane sieciami pakietowymi lub sieciami z przełącznikiem pakietów, gdyż ich działanie opiera się na przesyłaniu pakietów. Każdy system sieciowy pozwalający programowi na wyłączny dostęp do dzielonych zasobów zablokuje działanie innych komputerów na niedopuszczalnie długi czas. Plik 5 MB, przesyłanie z prędkością bitów/s to czas wysyłki ok.12 minut. Jeżeli dokonamy podziału na pakiety o rozmiarze 1000 bajtów (8000 bitów) to pakiet można wysłać w 0,143 s. Tyle musi czekać drugi komputer na rozpoczęcie wysyłania danych. Aby zapewnić koordynację nadawcy i odbiorcy oraz sprawiedliwy i szybki dostęp do dzielonego zasobu, sieci komputerowe dzielą dane na pakiety. Komputery na przemian wysyłają pakiety przez dzielone łącze. Każdy pakiet jest mały, żaden komputer nie musi więc długo czekać na dostęp do łącza. Każda technika sieciowa definiuje format przesyłanych pakietów przesyłanych przez odpowiadający jej sprzęt (np. liczbę bitów danych). Używamy pojęcia ramka.

185 Daj możliwość zadania pytań dotyczących prezentacji.