Historie, současnost a vývoj do budoucnosti 1.5.2009 Anna Biernátová, Jan Faltys, Petr Kotek, Pavel Pokorný, Jan Šára.

Prezentace na téma: "Historie, současnost a vývoj do budoucnosti 1.5.2009 Anna Biernátová, Jan Faltys, Petr Kotek, Pavel Pokorný, Jan Šára."— Transkript prezentace:

1 Historie, současnost a vývoj do budoucnosti 1.5.2009 Anna Biernátová, Jan Faltys, Petr Kotek, Pavel Pokorný, Jan Šára

2  První počítačová síť  Návrh v roce 1966-1969  Defense Advanced Research Projects Agency (DoD)  Založena na přepojování paketů  První přenesená zpráva  29.10.1969 22:30  První dvě písmena slova login  Použitý porotokol  BBN Report 1822 (navržen jako spolehlivý)  Později nahrazen NCP (Network Control Protocol)

3  RAND  Vojenská síť  RAND Corporation (US)  NPL Network  Komerční síť  National Physical Laboratory (GB)  Princip packet-switching  CYCLADES  Vědecká síť  Institut de Recherche d’ Informatique et d’ Automatique (Fr)  Mezisíťové spojení (inter-networking)

4  Struktura počítačové sítě je podle modelu TCP/IP rozdělena do 4 (někdy 5 vrstev) 1. Link Layer (vrstva síťového rozhraní)  fyzické spojení hostů (hardware)  Ethernet, FDDI 2. Internet Layer (síťová vrstva)  Spojení mezi sítěmi, adresování a směrování 3. Transport Layer (přenosová vrstva)  Zajištění zabalení dat do paketů pro přenos po síťové vrstvě 4. Application Layer (aplikační vrsta)  Popis konkrétní služby  HTTP (Web); FTP; POP3, IMAP, SMTP (email); DHCP, SNMP, DNS (řízení sítě)

5  Protokol 2. úrovně (Internet Layer)  Verze 4 popsána v dokumentu RFC 791 (září 1981)  Navrhnut pro sítě s přepojováním paketů  Princip „Best effort“ - nejlepší snahy  Nezaručuje doručení paketu  Zaručuje integritu dat (kontrolní součet)  Umožňuje propojení sítí  Inter-networking

6  Identifikuje dané zařízení v síti  Každé zařízení může mít více adres  32 bitové číslo (4 294 967 296 adres k dispozici)  Příklady zápisu Dot-decimal192.0.2.235 Dot-hexadecimal0xc0.0x00.0x02.0xeb Dot-octal0300.0000.0002.0353 Hexadecimal0xc00002eb Decimal3221226219 Octal0300000001353

7  Propojení sítí vyžaduje rozlišit, zda je příjemce ve stejné nebo jiné síti  Rozlišení na základě adresy IP  Společná část adresy pro několik zařízení – adresa sítě  Data v rámci jedné sítě se předávají přímo, data mimo síť pomocí routeru (gateway, směrovače)  V současnosti se používá systém CIDR (Classless Inter-Domain Routing)  Více významné bity adresy identifikují síť, zbylé hosta  Počet bitů tvořících adresu sítě se zapisuje /n  Pro konfiguraci se adresa sítě a hosta rozlišuje tzv. maskou

8  Adresa: 192.0.2.13/24  Odpovídající maska podsítě: 255.255.255.0  Binárně 1100 0000.0000 0000.0000 0010.0000 1101 1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000  Adresa: 10.10.2.125/18  Odpovídající maska podsítě: 255.255.192.0  Binárně 1100 0000.0000 0000.0000 0010.0000 1101 1111 1111.1111 1111.1100 0000.0000 0000

9  V adresovém prostoru IPv4 jsou některé bloky adres vyhrazeny pro speciální použití  Privátní sítě  Určeny pro použití v LAN  Pakety s těmito adresami nejsou přeposílány do okolních sítí  10.0.0.0/8  172.16.0.0/12  192.168.0.0/16  Vícesměrové vysílání  Pakety s touto adresou jsou určeny pro více počítačů v rámci sítě  224.0.0.0/4  Všesměrové vysílání  Pakety jsou určeny pro všechny počítače v rámci sítě  255.255.255.255

10  Loopback (localhost), místní smyčka  127.0.0.0/8  Adresa označuje aktuální počítač  Použití pro přístup ke službám běžícím na aktuálním počítači nebo pro testování funkcí TCP/IP  Zeroconf (Link-local), automatická konfigurace  169.254.0.0/16  Tuto adresu si přiřadí počítač sám v případě, že nemá adresu nastavenou pevně a není k dispozici konfigurační server (DHCP)  Všechny uvedené speciální adresy nejsou veřejně směrovatelné  Pakety s těmito adresami nesmí opustit lokální síť/aktuální počítač

11  Protokol 3. vrstvy – Transport Layer  Zajišťuje komunikaci koncových bodů (end-to-end)  Rozlišuje na zdrojovém a cílovém zařízení bod pro připojení pomocí portu (navíc k IP adrese)  Principy  Spolehlivý přenos  Zajištění pořadí (příjemce obdrží data v pořadí v jakém byla odeslána)  Použití pro služby, kde je důležitá kompletnost přenosu  World Wide Web  E-mail  File transfer protocol

12  Navázání pomocí 3-way handshake SYN,seq=x SYN,seq=y/ ACK=x+1 ACK=y+1  Ukončení pomocí 4-way handskahke FIN ACK FIN ACK

13  Protokol 3. vrstvy – Transport Layer  Zajišťuje komunikaci koncových bodů (end-to-end)  Rozlišuje na zdrojovém a cílovém zařízení bod pro připojení pomocí portu (navíc k IP adrese)  Návrh  Nespolehlivý přenos  Bez zajištění pořadí  Použítí  Stream multimedia  VoIP  některé protokoly pro řízení IP sítě (DHCP, DNS, …)

14  Everything over IP  Díky úspěchu protokolu je většina služeb a aplikací přepracována pro podporu TCP/IP  Výhody protokolu IP ▪ Otevřený standard ▪ Nezávislý na specifické službě nebo OS ▪ Vrstvený návrh umožňuje separovat služby od centrální sítě  Služby provozované po IP ▪ Klasické služby: email, IM, www ▪ Multimédia: VoIP, Video on Demand

15  IP over everything  Návrh protokolu umožňuje přenos dat po téměř libovolném médiu  Metalické sítě, bezdrátové sítě, optické vedení, poštovní holubi …  Mnohá média nebyla původně pro IP navržena, ale kvůli jeho úspěchu byla upravena pro jeho podporu

16  Popsáno v RFC 1149 (duben 1990)  Aktualizace v RFC 2549 (IP over Avian Carriers with Quality of Service) (duben 1999)  Reálná implementace Bergen Linux user group (Norsko) 28.4.2001  Odeslání 9 ping paketů na vzdálenost 5 km  Příjem 4 odpovědí  Záznam výpisu programu ping PING 10.0.3.1 (10.0.3.1): 56 data bytes 64 bytes from 10.0.3.1: icmp_seq=0 ttl=255 time=6165731.1 ms 64 bytes from 10.0.3.1: icmp_seq=4 ttl=255 time=3211900.8 ms 64 bytes from 10.0.3.1: icmp_seq=2 ttl=255 time=5124922.8 ms 64 bytes from 10.0.3.1: icmp_seq=1 ttl=255 time=6388671.9 ms

17  Enormní nárůst počtu zařízení používajících protokol TCP/IP  Mobilní zařízení  Zařízení trvale připojená  Vysokorychlostní připojení domácností/kanceláří  Rozvržení adres IPv4 poskytuje relativně malé množství veřejně přidělitelných adres  Historicky přidělovány institucím velké bloky adres

18  Techniky oddalující úplné vyčerpání  NAT (překlad adres) ▪ Několik zařízení se „schová“ za jednu veřejnou adresu ▪ Komplikuje provozování některých služeb (vyžadujících příchozí připojení)  CIDR ▪ Jemnější dělení adresového prostoru  IPv6 ▪ Nová verze protokolu z větším (2 128 ) adresovým prostorem, ▪ Přechod na IPv6 je v zásadě jediné trvalé řešení

19  Nová verze Internet Protocol  Návrh popsán v RFC 2460 (prosinec 1998)  Změny proti IPv4  Větší adresový prostor (2 128 ≈ 3,4×10 38 )  „Jumbograms“ – pakety o velikosti až 4 GiB  Optimalizace přenosu pro sítě s odpovídající podporou  V IPv4 je max. velikost paketu 65536 B  Protokoly vyšších vrstev se nemění

20  Podpora QoS  Snaha pokrýt potřeby multimediálních aplikací  Povinné zabezpečení (IPSec)  Podpora mobilních zařízení  Zachování adresy a spojení při změně polohy  Automatická konfigurace  I bez DHCP je schopno zařízení zjistit parametry sítě a začít komunikovat s okolím  Snazší zpracování routery  I přes zvětšení adresy 4x, zvětšila se celá hlavička pouze 2x ▪ Přesunutí některých dat z hlavičky do volitelné části  Nemusí přepočítávat kontrolní součet

21  128 bitů dlouhé číslo  Zápis jako osm skupin po čtyřech hexadecimálních znacích  2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334  Úvodní nuly se nemusí psát  2001:db8:85a3:0:0:8a2e:370:7334  Skupinu nul lze nahradit ::  2001:db8:85a3::8a2e:370:7334  Lze udělat pouze jednou (jinak vzniká nejednoznačnost)

22  Specifikace z roku 1998  Nasazení IPv6 je přesto pomalé  Starší zařízení nemají podporu IPv6 (a není možné toto změnit)  Výrobce odmítá vytvořit aktualizace  ISP nechtějí investovat do infrastruktury  Malá informovanost koncových zákazníků o potřebě IPv6

23  Dokumenty RFC  768 (User Datagram Protocol)  791 (Internet Protocol)  793 (Transmission Control Protocol)  1122 (Requirements for Internet Hosts - Communication Layers)  2460 (Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification)  A související dokumenty  http://www.blug.linux.no/rfc1149/