Představa komunikačního procesu ve funkčních vrstvách Počítačové sítě Architektura a protokoly Představa komunikačního procesu ve funkčních vrstvách Strana zdrojová Přístup uživatele k síťové službě prostřednictvím aplikačního programu Vytvoření datové „zprávy“ Formátování dat do dohodnutého tvaru – „paket“ Zajištění přesunu paketů mezi vzdálenými procesy Zajištění přenosu paketů mezi vzdálenými koncovými zařízeními - počítači (adresace, směrování) Zajištění vyslání „rámců“ do datového spoje, ke kterému je připojen cílový systém (identifikace odesílatele a příjemce rámce, řízení spoje) Kódování, modulace, vyslání „signálu“ do přenosového média Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Počítačové sítě Architektura a protokoly Strana cílová Příjem „signálu“ na přijímači cílového systému Dekódování, demodulace signálu Příjem a zpracování (identifikace síťového protokolu) rámce Předání síťového „paketu“ příslušnému modulu OS ke zpracování Zpracování „paketu“ (identifikace cílového procesu – typ transportní služby) Předání transportního segmentu/paketu příslušnému probíhajícímu procesu Zpracování/interpretace obsahu transportního paketu aplikačním programem Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Počítačové sítě Architektura a protokoly Klíčové koncepty komunikačního procesu – výměny dat Architektura – struktura řízení komunikace (uspořádaná do funkčních vrstev) Služba - množina funkcí, které vrstva poskytuje vrstvě nadřazené. Pojmy „poskytovatel služby“, „uživatel služby“ Entita – funkční jednotka pro poskytování služby Funkce - aktivita entity (funkční jednotky) Protokol – souhrn pravidel, podle kterých probíhá dialog mezi vzdálenými entitami Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Počítačové sítě Architektura a protokoly Poskytovatel a uživatel služby jsou ve vzájemné interakci prostřednictvím služebních primitiv: Request (žádost) Indication (indikace) Response (odpověď) Confirmation (potvrzení) Přístupový bod k síťové službě – SAP (Service Access Point) Protokol - množina pravidel a definic, kterými se řídí funkce při vykonávání služeb (formální zajištění komunikace) Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Počítačové sítě Architektura a protokoly Systém B Systém A Uživatelé služby Entita N + 1 Entita N + 1 mezivrstvové rozhraní vrstva N+1 vrstva N request indication confirmation response Entita N SAP Entita N SAP Protokol vrstvy N Poskytovatelé služby Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Počítačové sítě Architektura a protokoly Request – generuje uživatel služby, aby vyvolal určitou službu a předá poskytovateli služby parametry potřebné k úplné specifikaci požadované služby Indication – generuje poskytovatel služby - upozornění „svému“ uživateli služby, že partnerský uživatel služby (na vzdáleném systému) vyvolal akci Response – generuje uživatel služby, aby potvrdil, že byla dokončena procedura v předešlém kroku (indikovaná uživatelem služby) Confirmation – generuje poskytovatel služby – zpráva pro uživatele služby o výsledku procedury, kterou vyžadoval předešlým primitivem request Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Počítačové sítě Architektura a protokoly Služba spojovaná – vytváří virtuální spojení pro protokolovou komunikaci Služba nespojovaná – nevytváří virtuální spoj Služba nepotvrzovaná Služba potvrzovaná uživatel poskytovatel uživatel uživatel poskytovatel uživatel vrstvy vrstvy N N-1 N N N-1 N T 1 indication request T 1 indication request T 2 response T 2 confirmation T 3 T 4 Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Protokoly, architektura Funkční vrstvy „user-end“ systému (zdrojového a cílového) Koncový systém, tzv. user-end Síťový operační systém Síťová aplikace Síťový adaptor - NIC (Network Interface Card) Implementace síťových protokolů Síťový ovladač SW HW Přenosové médium Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Protokoly, architektura Datové jednotky protokolu PDU (Protocol Data Unit) – jsou generovány na každé funkční vrstvě a jsou předávány vrstvě nižší sousední PDU jsou vytvářeny z dat převzatých z vyšší vrstvy a vlastních dat režijních (řídící informace - záhlaví) V rámci protokolu bývá specifikována velikost PDU – vyvolává potřebu fragmentace Aplikační data záhlaví Fragment 1 Fragment 2 Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Protokoly, architektura Postup předávání PDU mezi entitami sousedících vrstev Na straně zdrojového systému – zapouzdření Na straně cílového systémy – odpouzdření Zdrojový systém Cílový systém Aplikační data Z pakety Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Počítačové sítě Architektura a protokoly Protokol - množina pravidel a definic, kterými se řídí funkce při vykonávání služeb (formální zajištění komunikace). Dvě entity na téže úrovní různých systému jsou v interakci prostřednictvím protokolů. Klíčové složky protokolu: Syntaxe – formát dat Sémantika - význam řídících dat pro koordinaci a řízení chybovosti mezi komunikujícími entitami Časování – časové návaznosti, pravidla dialogů… Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Protokoly, architektura Animace procesu zapouzdření a odpouzdření paketu http://www.humboldt.edu/~aeb3/telecom/Encapsulation.html Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Počítačové sítě Architektura a protokoly Normalizace architektury „otevřených systémů“ Referenční model OSI - standard ISO 7498 – r. 1983 7. Aplikační vrstva – přístup ke komunikačnímu systému, k síťovým službám 6. Prezentační vrstva – transformace syntaxe dat 5. Relační vrstva - správa dialogu, předání příznaku pověření 4. Transportní vrstva – zajištění komunikace mezi koncovými uživateli (end-to-end), - vytvoření virtuálního spojení, přenos dat (řízený), ukončení virtuálního spojení 3. Síťová vrstva – určení způsobu přenosu dat – směrování – adresování – fragmentace a defragmentace 2. Vrstva datového spoje 1. Vrstva fyzická Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Počítačové sítě Architektura a protokoly K čemu je OSI model určen umožní srovnat strukturu různých síťových architektur definuje funkce vytvářející komunikační proces u přenosových technologií lze určit, které funkční vrstvy síťové architektury pokrývají (pro jednoznačné vymezení rozhraní, na která mohou navázat jiné technologie) Ze standardizovaných protokolů OSI jsou derivovány protokoly reálných technologií K čemu není OSI model určen ke specifikaci technologie implementující určitou funkci – je technologicky neutrální Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Počítačové sítě - Architektura a protokoly Koncový systém Vrstvová záhlaví Data Aplikační vrstva Data Prezentační vrstva Data Data Relační vrstva Transportní vrstva Data Síťová vrstva Data Vrstva datových spojů Data Fyzická vrstva Signál Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Počítačové sítě Protokoly, architektura Virtuální spoje „protocol-to-protocol“ na jednotlivých vrstvách Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Počítačové sítě Protokoly, architektura Entity ve stejnolehlých vrstvách partnerských systému spolu komunikují prostřednictvím protokolů po virtuálních spojích Virtuální spoje jsou jednosměrné a po předání zprávy se ukončí (pro služby nespojované) jsou obousměrné a řízené (pro služby spojované) V mezilehlých zařízení, kterými zprávy sítí procházejí (směrovače), nejsou implementovány vyšší vrstvy (transportní, relační, prezentační, aplikační) Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Přenosové technologie a referenční model OSI Transportní IP 1 Fyzická 2 Spojová 3 Síťová 4 Transportní 5 Relační 6 Prezentační 7 Aplikační B-ISDN ISDN Služby přenosových technologií Sítě internet (Internet, intranet, extranet) Transportní Frame Relay IP ATM X.25 L3 HDLC LAPB X.21 LLC IEEE 802.2 RFC 1577 SLIP PPP Eth. , IEEE802.3 TR, IEEE802.5 FDDI IEEE 802.11 ATM V.24 SDH SONET OSI LAN WAN Počítačové sítě - Architektura a protokoly

Sada aplikačních protokolů Síťová vrstva (IP vrstva) Architektura NetWare RM OSI Architektura TCP/IP Aplikace NetWare Core Protocol NCP RPC aplikace 1 Fyzická 2 Spojová 3 Síťová 4 Transportní 5 Relační 6 Prezentační 7 Aplikační Aplikační vrstva Sada aplikačních protokolů Transportní vrstva TCP UDP Síťová vrstva (IP vrstva) ICMP IGMP OSPF AR RARP IP Emulátor NETBIOS NetWare shell Klient RPC SAP - Service Advertisement Protocol IPX - Internet Packet Exchange SPX - Sequenced Packet Exchange Zajišťují přenosové technologie (např. Ethernet) Síťové architektury a referenční model OSI Počítačové sítě - Architektura a protokoly