Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 Počítačové sítě Architektura TCP/IP V současnosti nejpoužívanější síťová architektura (primární architektura sítě Internet) Implementace TCP/IP –User-end.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 Počítačové sítě Architektura TCP/IP V současnosti nejpoužívanější síťová architektura (primární architektura sítě Internet) Implementace TCP/IP –User-end."— Transkript prezentace:

1 1 Počítačové sítě Architektura TCP/IP V současnosti nejpoužívanější síťová architektura (primární architektura sítě Internet) Implementace TCP/IP –User-end systémy (PC, servery, …) - implementace všech funkčních vrstev –Mezilehlé uzly (switche, routery..) - implementace spodních funkčních vrstev Vývoj TCP/IP –1973 zahájení vývoje na základě zadání DoD U.S.A. – projekt DARPA –1976 vznik protokolu Ethernet pro LAN –1983 TCP/IP zvolen za základní protokol ARPAnetu – „internet“ –1984 implementace TCP/IP do OS UNIX –1989 Internet –1992 WWW Počítačové sítě - architektura TCP/IP

2 2 Počítačové sítě Architektura TCP/IP Sada protokolů přiřazených do třech funkčních vrstev - „TCP/IP Protocol Family“ Implementace na různých systémových platformách Architektura TCP/IP je standard „de facto“ Standardy TCP/IP – dokumenty RFC (Request for Comments), volně přístupné Charakteristika TCP/IP – dominantní postavení, ale: –Současným požadavkům již příliš nevyhovuje –Nutnost řešit nedostatečnosti vytvářením funkčních „mezivrstev“ a novými protokoly Výhoda: nespecifikuje vlastní řešení přístupu k datovému spoji - vytváří rozhraní pro různé přenosové technologie LAN a WAN Počítačové sítě - architektura TCP/IP

3 Počítačové sítě Architektura TCP/IP 3Počítačové sítě - architektura TCP/IP Architektura TCP/IP vs. Referenční model OSI TCP/IP

4 4 Počítačové sítě Architektura TCP/IP Počítačové sítě - architektura TCP/IP Rozhraní IP vrstvy a vrstev přenosových

5 5 Počítačové sítě Architektura TCP/IP Vrstva síťová (Internet Layer) – směrování a přepojování datagramu, fragmentace/defragmentace datagramů - protokoly: –IP (Internet Protocol) – základní protokol sítě, vysílá datagramy, fragmentuje a znovusestavuje datagramy, služba bez spojení, současná verze IPv4 – následující IPv6 –ARP, RARP (Address Resolution Protocol, Reverse ARP) – mapování logické síťové (IP) adresy do do fyzické (MAC) adresy a naopak –ICMP (Internet Control Message Protocol) – generace řídících zpráv o chybách a nestandardních událostech při přenosu datagramu –IGMP (Internet Group Management Protocol) – správa síťových skupin – mapování skupinové MAC adresy do síťové skupinové adresy –OSPF (Open the Shortest Path First) – směrovací protokol –a další Počítačové sítě - architektura TCP/IP

6 6 Počítačové sítě Architektura TCP/IP Vrstva transportní (Transport Layer) – koncový přenos mezi dat mezi komunikujícími procesy (odpovídá transportní vrstvě OSI), protokoly: –TCP (Transmission Control Protocol) – služba se spojením –UDP (User Datagram Protocol) – služba bez spojení Počítačové sítě - architektura TCP/IP

7 7 Počítačové sítě Architektura TCP/IP Vrstva aplikační (Application Layer) –Množina protokolů poskytujících uživatelské síťové služby a systémové síťové služby (např. směrovací protokoly), –Závislost na určitém typu transportu dat (TCP nebo UDP) nebo možnost volby –Aplikační vrstva se stále rozšiřuje o nové protokoly –Aplikační protokoly systémové DNS (Domain Name Service) – přiřazení IP adresy k doménovému jménu SNMP (Simple Network Management Protocol) – podpora správy sítí –Aplikační protokoly uživatelské TELNET – virtuální terminál (vzdálený přístup k hostitelskému systému) FTP (File Transfer Protocol) – přenos souborů mezi uzly SMTP (Simple Mail Tranfer Protocol) – přenos elektronické pošty Počítačové sítě - architektura TCP/IP

8 8 Počítačové sítě IP vrstva IPv4 (starší, rozšířenější verze) vs. IPv6 (novější verze) –IPv4 adresa má 32 bitů –IPv6 adresa má 128 bitů –IPv4 a IPv6 mají rozdílný formát IP datagramů –IPv4 nezahrnuje bezpečnostní mechanismy, IPv6 zahrnuje bezpečnostní mechanismy –IPv4 a IPv6 jsou vzájemně nekompatibilní Počítačové sítě - architektura TCP/IP Principy IPv6 budeme podrobněji probírat později.

9 9 Počítačové sítě IP vrstva IPvrstva Protokoly: IP, ARP, RARP, ICMP, IGMP, OSPF Počítačové sítě - architektura TCP/IP

10 10Počítačové sítě - architektura TCP/IP Počítačové sítě IP vrstva Multiplexing služby protokolu IP UPP a TCP – transportní protokoly ICMP – IP řídící (režijní) protokol

11 Počítačové sítě IP vrstva Principy IPv4 PDU IP protokolu - datagram Fragmentace a defragmentace datagramu Směrování - routing Logická síťová adresa – 32 bitů (4 oktety - zápis „dotted –decimal“) 2 části – identifikátor IP sítě (IP network address) + číslo uzlu (host/node address) – příklad: Maska sítě filtruje adresu sítě z IP adresy, síťový prefix určuje počet bitů adresy sítě ( , /16) Třídy adres: třída A – N.H.H.H třída B – N.N.H.H třída C – N.N.N.H Počítačové sítě - architektura TCP/IP11 N – identifikuje síť H – identifikuje uzel

12 12 Počítačové sítě IP vrstva IPv4 adresy (dále IP adresy)- unikátní identifikátory uzlů v Internetu přidělené organizací IANA (Internet Assigned Numbers Authority) – –unicast – třídy A, B, C –multicast – třída D V oblastech unicast i multicast adres má IANA vyhrazené bloky adres (RFC 3300 Special-Use IPv4 Addresses) IP adresy privátní pro používání v intranetech (RFC 1918 – Address Allocation for Private Internets ) –třída A – –třída B – –třída C – Počítačové sítě - architektura TCP/IP

13 13 Počítačové sítě IP vrstva Počítačové sítě - architektura TCP/IP Metody adresování privátních sítí – intranetů –NAT (Network Address Translation) – opakované přidělování adres –PAT (Port Address Translation) – jedna společná adresa

14 14 Počítačové sítě IP vrstva Způsob přidělování IP adres – delegování na úrovně kontinentů a státní úrovně –APNIC (Asia Pacific Network Information Centre) - Asia/Pacific RegionAPNIC (Asia Pacific Network Information Centre) –ARIN (American Registry for Internet Numbers) - North America and Sub-Sahara AfricaARIN (American Registry for Internet Numbers) –LACNIC (Regional Latin-American and Caribbean IP Address Registry) – Latin America and some Caribbean IslandsLACNIC (Regional Latin-American and Caribbean IP Address Registry) –RIPE NCC (Réseaux IP Européens) - Europe, the Middle East, Central Asia, and African countries located north of the equatorRIPE NCC (Réseaux IP Européens) V ČR – přidělení IP adres je spojeno s registrací domén - společnost CZ.NIC, z.s.p.o. Počítačové sítě - architektura TCP/IP

15 15 Počítačové sítě IP vrstva IP adresa

16 16 Počítačové sítě IP vrstva Počítačové sítě - architektura TCP/IP Adresy typu A Bity Rozsah adres: – Počet adres uzlů: Adresy typu B Bity Rozsah adres: – Počet adres uzlů:

17 17 Počítačové sítě IP vrstva Počítačové sítě - architektura TCP/IP Adresy typu C Bity Rozsah adres: – Počet adres uzlů: 254 Adresy typu D (identifikace síťových skupin) Bity Rozsah identifikátorů skupin: –

18 18 Počítačové sítě IP vrstva – rozdělení adresového prostoru Počítačové sítě - architektura TCP/IP Typ adresyRozsah adresPoznámka A – Vyhrazeno *** Používáno Vyhrazeno * B – Vyhrazeno Používáno Vyhrazeno C – Vyhrazeno Používáno Vyhrazeno D – Speciální účel E – Nepoužito Globální broadcast Vyhrazeno **

19 19 Počítačové sítě IP vrstva – rozdělení adresového prostoru * Adresa je vyhrazena pro OS UNIX – je adresa interního síťového rozhraní – logického - (loopback) ** Adresa je IP globální broadcast – pokrývá všechny IP uzly všech IP sítí – datagramy s touto adresou jsou na IP směrovačích filtrovány *** Adresa je IP unknown address (non-routable, neplatná …) Maska sítě – filtruje z IP adresy adresu IP sítě (nebo podsítě – viz dále) !!!!!! IP adresa sítě vs. IP adresa uzlu !!!!! Implicitní masky: –Třída A – –Třída B – –Třída C – Počítačové sítě - architektura TCP/IP

20 20 Počítačové sítě IP vrstva – podsítě IP podsítě (subsítě) Rozdělení velké sítě na řadu menších podsítí Velikost podsítě určuje správce Směrovač používá masku podsítě a IP adresu cílového uzlu k určení cílové podsítě Pro vytvoření adres podsítí se použijí horní bity z pole H (adresa uzlu) Maska podsítě – implicitní maska sítě + bity z pole H použité pro adresování podsítí Maska sítě/podsítě je součástí jednoznačné IP adresy IP broadcast Adresa pokrývající všechny uzly dané sítě nebo podsítě Počítačové sítě - architektura TCP/IP

21 Počítačové sítě IP vrstva Metody adresace v LAN Hierarchie tříd A, B, C (Classfull Addressing)– masky pro určitou třídu CIDR (Classless Inter-Domain Routing) – princip prefixů adres Prefix je součástí adresy – určuje počet bitů tvořících adresu sítě/podsítě Příklad: /24 (je adresa uzlu připojeného do sítě privátní, třídy C s implicitní maskou – pro adresu sítě je určeno 24 bitů, pro adresu uzlu 8 bitů) Podsítě – určení podsíťové masky (subnet mask) podle počtu adresovaných zařízení v podsíti – v jedné LAN (tj. na všech rozhraní routeru) pouze jedna podsíťová maska NAT (Network Address Translation) – překlad veřejných adres do privátních – „úspora“ veřejných adres VLSM (Variable Length Subnet Mask) – v jedné LAN více různých podsíťových masek (tj.každé rozhraní má jinou masku) – využití zpravidla u privátních adres 21Počítačové sítě - architektura TCP/IP

22 Počítačové sítě IP vrstva Podsítě vs. VLSM –Prefixy pro jednotlivé sítě se určují podle potřeby –VLSM využívá efektivněji adresní prostor –Pro dvoubodová spojení max. prefix /30 Classfull vs. Classless –Lepší využití adresního prostoru –Společný prefix skupiny sítí (supernetting) –Možnost agregace záznamů ve směrovacích tabulkách směrovačů 22Počítačové sítě - architektura TCP/IP

23 23 Počítačové sítě IP vrstva - směrování Směrování - výběr cesty pro datagram: –Přímé směrování - předání cílovému uzlu na téže IP síti/podsíti –Nepřímé směrování - předání některému ze směrovačů na téže síti/subsíti Do rámce je třeba vložit: –MAC adresu cílového uzlu (u přímého směrování) –nebo MAC adresu směrovače (u nepřímého směrování) Počítačové sítě - architektura TCP/IP

24 24 Počítačové sítě IP vrstva - směrování Vyhledání MAC adresy (pro sestavení rámce) ke známé IP adrese Řešení: protokol ARP (Address Resolution Protocol): –Vyšle rámec s ARP dotazem (ARP request) na MAC broadcast cílovou adresu –Uzel, který poznal svou IP adresu uloženou v ARP dotazu vygeneruje ARP odpověď (ARP reply), do které svou MAC adresu vloží –ARP cache – uchovává záznamy získané v předchozích ARP aktivitách Počítačové sítě - architektura TCP/IP

25 25 Protokol ARP (Address Resolution Protocol) Počítačové sítě - architektura TCP/IP Počítačové sítě IP vrstva - směrování

26 26 Počítačové sítě IP vrstva - směrování Vyhledání IP adresy ke známé MAC adrese – pro konfiguraci síťového rozhraní Řešení: protokol RARP (Reverse Address Resolution Protocol) –Použití např. v bezdiskové pracovní stanici, terminálu apod. - vyšle rámec s RARP dotazem (RARP request) na MAC broadcast – Odpoví RARP server (RARP reply), který má uloženu mapu přiřazení MAC – IP pro obsluhované uzly Počítačové sítě - architektura TCP/IP

27 Protokol RARP (Reverse Address Resolution Protocol) 27 Počítačové sítě - architektura TCP/IP Počítačové sítě IP vrstva - směrování

28 Formát zprávy ARP/RARP protokolu v rámci Ethernet 28Počítačové sítě - architektura TCP/IP Počítačové sítě IP vrstva - směrování

29 29 Počítačové sítě IP vrstva - směrování Nepřímé směrování – směrovací mapy (směrovací tabulky) Směrovací tabulky – mapy pro určení cesty –Směrovací tabulky směrovačů – statické (manuálně vytvořené), dynamické (směrovač vytvoří mapu určitým algoritmem z informací získaných prostřednictvím směrovacích protokolů) – topologie celé sítě (směrovací oblasti) –Směrovací tabulky koncových uzlů – minimální mapy obsahují záznam, který specifikuje výchozí směrovač (default router) Počítačové sítě - architektura TCP/IP


Stáhnout ppt "1 Počítačové sítě Architektura TCP/IP V současnosti nejpoužívanější síťová architektura (primární architektura sítě Internet) Implementace TCP/IP –User-end."

Podobné prezentace


Reklamy Google