Komunikační model TCP/IP Vytvořil: Ing. Petr Lešák

Architektura TCP/IP Vzhledem ke složitosti problémů je síťová komunikace rozdělena do tzv. vrstev, které znázorňují hierarchii činností. Výměna informací mezi vrstvami je přesně definována. Každá vrstva využívá služeb vrstvy nižší a poskytuje své služby vrstvě vyšší. Komunikace mezi stejnými vrstvami dvou různých systémů je řízena komunikačním protokolem za použití spojení vytvořeného sousední nižší vrstvou. Architektura umožňuje výměnu protokolů jedné vrstvy bez dopadu na ostatní. Příkladem může být možnost komunikace po různých médiích fyzické vrstvy modelu OSI - ethernet (optické vlákno, kroucená dvojlinka) , Wi-Fi, sériová linka.

VRSTVY TCP/IP Architektura TCP/IP je členěna do čtyř vrstev (na rozdíl od referenčního modelu OSI se sedmi vrstvami) aplikační vrstva (application layer) transportní vrstva (transport layer) síťová vrstva (internet layer) vrstva síťového rozhraní - linková (network interface) Jedna vrstva modelu TCP/IP zahrnuje několik vrstev ISO/OSI

Aplikační vrstva Zahrnuje ISO/OSI: Aplikační Prezentační Relační V Aplikační vrstvě je zahrnuta komunikace s uživatelem (zobrazení dat, vstup). Příklad: Webový prohlížeč Firefox si přes protokol HTTP příkazem GET vyžádá soubor z webového serveru. Tento soubor obsahuje data ve formátu HTML, která webový prohlížeč zobrazí uživateli. Firefox je aplikace 7. vrstvy ISO/OSI modelu. HTTP je protokol 7. vrstvy ISO/OSI modelu. GET je příkaz, který protokol HTTP používá ke komunikaci. HTML je formát dat, která jsou obsažena v souboru. Používané protokoly: HTTP, HTTPS, FTP, SSH, TELNET, DNS, SMTP, POP3, IMAP, SIP, RTPS

Transportní vrstva Zahrnuje ISO/OSI: Transportní Tato vrstva je zodpovědná za segmentaci dat (rozdělení dat na menší celky - segmenty) a přenos segmentů mezi jednotlivými aplikacemi na koncových zařízeních. Transportní vrstva identifikuje aplikace na cílovém zařízení pomocí čísla portu (16-bit identifikátor), bývá implementovaná v operačním systému. Příklad: Webový server posílá klientovi s prohlížečem segmenty z portu 80 na cílový port 50000 přes protokol TCP. na segmenty se na straně serveru rozloží soubor z Aplikační vrstvy, který server odesílá. 80 je well-known port pro webové servery. 50000 je port dynamicky přidělený webovému prohlížeči. TCP protokol na straně klienta jednotlivé segmenty seřadí, vyžádá si chybějící, složí z nich soubor a ten předá Aplikační vrstvě. Používá protokoly TCP, UDP a identifikátor: číslo portu

Protokoly TCP, UDP a porty TCP - spolehlivý protokol, zajišťuje, aby data dorazila do cíle a to ve správném pořadí UDP - nespolehlivý protokol, data pouze odesílá a neřeší, co se s nimi na síti stane Identifikátor: číslo portu Well-known (0-1023), např.: 80 (HTTP), 443 (HTTPS), 20 a 21 (FTP), 22(SSH), 23 (TELNET), 53 (DNS), 25 (SMTP), 110 (POP3), 143 (IMAP) Registered (1023-49151), např.: 5060 a 5061 (SIP a SIP/TLS), 7400 (RTPS) Dynamické, privátní (49152–65535), slouží klientům při odchozí komunikaci, např.: webový prohlížeč

Internetová vrstva Zahrnuje ISO/OSI: Síťová Internetová vrstva zajišťuje jednoznačnou identifikaci zařízení v síti a přenos dat z jednoho zařízení na druhé. Tato vrstva používá protokol IP (Internet protocol), který je nespolehlivý - není zajištěno potvrzení přijetí dat druhou stranou. Aktuální verze protokolu (IPv4 a IPv6) jsou navzájem nekompatibilní. K identifikaci zařízení používá protokol IP adresu, bývá implementovaná v operačním systému.

Příklad: Server posílá klientovi packety Příklad: Server posílá klientovi packety. Zjistí, jestli je cílová IP adresa (IP adresa klienta) na stejné síti, jestli ano, pošle mu packety přímo, jinak je pošle na výchozí bránu (DGW - default gateway). Výchozí brána bývá router nebo jiné zařízení, které je schopné routovat (směrovat) packety. Router se podívá do svojí routovací tabulky, pokud je cílová IP adresa v routovací tabulce, přepošle packety tímto směrem, jestli není, packety přepošle směrem přes default route (výchozí cestu). V případě, že routovací tabulka neobsahuje cílovou IP adresu ani default route, router packety zahodí. Tímto způsobem putují packety přes celý Internet (toto je příklad Internetové vrstvy a protokolu IP - Internet protocol), dokud se nedostanou na router, který má cílovou síť v routovací tabulce jako přilehlou síť. Tento router pak odešle packety přímo klientovi (přímo je zde myšleno, že mezi tímto routerem a klientem již není žádný další router). packet je PDU (protocol data unit) Internetové vrstvy - jedná se o segment "obalený" zdrojovou a cílovou IP adresou. výchozí brána je prostřední zařízení, na které koncové zařízení pošle packety, pokud cílové zařízení není ve stejné síti. router (směrovač) je zařízení, které umí routovat. routovat (směrovat) znamená přeposílat packety směrem k cíli. routovací tabulka je databáze IP adres a zařízení, na která se mají poslat packety, aby do této sítě dorazily. default route (výchozí cesta) je záznam v routovací tabulce, který odpovídá všem IP adresám přilehlá síť je síť, kterou má router přímo připojenou na jednom ze svých interface (rozhraní) Protokoly: IP (IPv4), IPv6 Identifikátor: IP adresa

Linková vrstva Zahrnuje ISO/OSI: Spojová, Fyzická Linková vrstva (Network access - přístup k síti) zajišťuje komunikaci v jedné síti. Na rozdíl od ostatních vrstev, tato zahrnuje hardware. Příklad: Klient posílá jinému klientovi na stejné síti data. Ta jsou zabalena do frame (rámce), jehož hlavička obsahuje zdrojovou a cílovou MAC adresu, následně zakódována do signálu typického pro přenosové médium, např. optické či elektromagnetické pulsy, a tímto způsobem dopravena k cíli. frame je PDU (protocol data unit) Linkové vrstvy MAC adresa je 48-bitový identifikátor, který na Linkové vrstvě jednoznačně identifikuje zařízení v jedné síti signál je dočasná změna vlastností přenosového média (např. při obyčejném mluvení se jedná o změnu tlaku vzduchu) přenosové médium je cokoli, co může sloužit k přenosu dat zakódovaných do signálu Protokoly: Ethernet, Wifi Identifikátor: MAC adresa