© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public 1 Communicating over the Network Network Fundamentals – Chapter 2

2 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Objectives  The structure of a network: devices and media  Protocols in network communications  Advantages of a layered model of the network  Two recognized network models: TCP/IP and OSI  Addressing and naming schemes

3 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Network Structure  3 elements of communication message source the channel message destination  Networks can carry many different types of communications Source Destination Channel

4 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Network Structure  How messages are communicated Data is sent across a network in small “chunks” called segments

5 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Network Structure  Components of a network hardware software

6 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Network Structure –End devices = interface between people & communications network –Role of end devices: client server both client and server

7 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Network Structure Role of intermediary devices: Provide connectivity and ensure data flows across network Poskytují propojení a zajišťují tok dat přes síť. Např. router, switch. Role zařízení po cestě:

8 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Network Structure  Network media and criteria for choosing them Network media = the channel over which a message travels Média a kritéria pro jejich výběr... kanál, přes který zpráva cestuje

9 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Network Types  Local Area Networks (LANs) is a network serving a home, building or campus... síť sloužící doma, v budově nebo v areálu (např. školy)

10 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Network Types  Wide Area Networks (WANs) = LANs separated by geographic distance, connected with each other... = LAN, které dělí zeměpisná vzdálenost, vzájemně propojené

11 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Network Types  Internet The internet is aglobal mesh of interconnected networks.... je globální mišmaš vzájemně propojených sítí.

12 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Network Types  Network representations = jak znázorňujeme sítě

13 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Function of Protocol in Network  Protocols facilitate communication over data networks  A protocol is a set of predetermined rules Vrstva obsahu Průběh konverzace 1.Užij obvyklý jazyk 2.Počkej, až přijdeš na řadu a mluv 3.Dej vědět, že jsi skončil Vrstva pravidel Fyzická vrstva... usnadňují komunikaci přes datové sítě... je sada předem daných pravidel

14 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Network protocols allow devices to communicate successfully... umožňují zařízením komunikovat úspěšně Function of Protocol in Network Formát nebo strukturu zprávy Proces, kterým si síťová zařízení vzájemně sdělují informace o cestách do jiných sítí Jak a kdy se mezi síťovými zařízeními předávají chybové hlášky Ustavení a zakončení relací přenosu dat Protokoly poskytují:

15 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public  Protocol suites and industry standards A standard is a process or protocol endorsed by the networking industry and ratified by a standards organization Function of Protocol in Network Sady protokolů a průmyslové normy Norma je postup nebo protokol, schválený síťovým průmyslem a ratifikovaný normalizačním úřadem

16 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public  Protocols and how they interact Function of Protocol in Network... jak spolupracují a vzájemně se ovlivňují Sada protokolů, seřazených podle určitých kritérií

17 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public  Technology independent Protocols -Many diverse types of devices can communicate using the same sets of protocols. This is because protocols specify network functionality, not the underlying technology to support this functionality. Function of Protocol in Network Mnoho odlišných zařízení může komunikovat s užitím té samé sady protokolů. To proto, že protokoly určují, jak má síť fungovat, a ne jak má vypadat HW, na kterém to poběží.... nezávislé na technice

18 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Layers with TCP/IP and OSI Model  Benefits of using a layered model assists in protocol design fosters competition changes in one layer do not affect other layers provides a common language Výhody rozdělení sítě na vrstvy: Pomáhá při vývoji protokolů Podporuje zdravou soutěž Změny v jedné vrstvě neovlivní ostatní vrstvy Poskytuje obecně srozumitelný jazyk

19 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Layers with TCP/IP Model  TCP/IP Model Předloží data uživateli, postará se také o kódování a řízení dialogu. Stará se o komunikaci mezi různými zařízeními napříč různými sítěmi. Určí nejlepší cestu skrz síť. Řídí ta hardwarová zařízení a média, která tvoří síť.

20 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Layers with TCP/IP Model  Communication Process Ten vlevo vytvoří zprávu v aplikační vrstvě svého PDA, zpráva pak propadne všemi vrstvami až na drát nebo WiFi (= médium), na pravé straně se prodere všemi vrstvami, a ten vpravo si ji v aplikační vrstvě svého PC přečte.

21 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Layers with TCP/IP Model  Protocol data units (PDU) and encapsulation

22 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Layers with TCP/IP Model  Protocol data units (PDU) and encapsulation Data se nasekají na malé kousky – segmenty. K segmentu se přibalí IP adresy a je z toho packet. K packetu se přibalí MAC adresa a je z toho frame. Frame se převede na elektrické, světelné nebo radiové impulsy a vyšle se na drát, skleněné vlákno nebo anténu. Uživatel vytvoří data – např. text nebo fotografii.

23 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Layers with TCP/IP and OSI Model  Sending and receiving messages Uživatel vytvoří data. Data se nasekají na kousky = segmenty. IP adresa + segment = packet MAC adresa + packet = frame

24 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Layers with TCP/IP and OSI Model A protocol model provides a model that closely matches the structure of a particular protocol suite. A reference model provides a common reference for maintaining consistency within all types of network protocols and services. Protocol and reference models Protokolový model se snaží zobrazit sítě tak, aby to nejlépe vyhovovalo určité skupině protokolů. Proto model TCP/IP je protokolový. Referenční model se snaží zobrazit sítě tak, aby to vyhovovalo pro všechny typy protokolů a služeb. OSI model je referenční.

25 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Layers with TCP/IP and OSI Model OSI Model

26 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Layers with TCP/IP and OSI Model Compare OSI and TCP/IP model

27 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Layers with TCP/IP and OSI Model  Protocol data units (PDU) and encapsulation TCP / IP # TCP / IP Name OS I # OSI Name HW, SW Encapsulation Unit Source / Destination Protocols TCP Utilities 4 Application 7 Web browser Data FTP, SMTP, HTTP DNS, TFTP, SNMP Telnet 6Presentation ASCII, compres sion Data 5SessionData 3 Transport4 SegmentPortsTCPUDP 2Internet3NetworkRouterPacket IP addresses (logical addresses) IP ICMP, ARP, RARP Ping, Traceroute 1 Network Access 2Data link NIC, Switch Frame MAC addresses (physical addresses) 1Physical Hub, cable Bits Některé věci v této tabulce budeme brát až později. Modře jsou vyznačené položky, které bychom mohli znát už teď.

28 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public OSI model - Open Systems Interconnect Model Rozděluje hardware, software a činnosti na síti do vrstev. To usnadňuje studium, vývoj, hledání závad, týmovou spolupráci.

29 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public OSI model Fyzická vrstva Definuje fyzické prostředky (konektory, kabely, HW) pro posílání dat po síti. Je rozhraním mezi síťovým médiem (např. kabelem) a přístroji. Definuje optické, elektrické a mechanické vlastnosti.

30 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public OSI model Datová vrstva Definuje způsoby užívání spojových linek. Detekuje a opravuje chyby při přenosu rámců. Řídí posílání rámců podle MAC adres.

31 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public OSI model Síťová vrstva Směruje pakety podle jednoznačných síťových adres (IP) zařízení.

32 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public OSI model Transportní vrstva Řídí doručování zpráv z jednoho konce sítě na druhý. Zajišťuje spolehlivé doručení paketů ve správném pořadí. Má na to mechanismus umožňující opravu chyb a řízení toku paketů.

33 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public OSI model Relační vrstva Řídí navazování, průběh a ukončování spojení a dialogů. Udržuje logické linky mezi systémy. Např. po dobu telefonního hovoru je mezi oběma účastníky zřízena linka, která není fyzická (není to galvanické spojení), ale logická. Po skončení hovoru se linka zase zruší.

34 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public OSI model Prezentační vrstva  Normalizuje formáty uživatelských dat pro využití mezi různými typy systémů. Na jedné straně spoje může být např. PC s Windows XP, na druhé straně PDA, tj. úplně jiný HW i SW na obou stranách.  Kóduje a dekóduje, šifruje a dešifruje, komprimuje a rozbaluje uživatelská data.

35 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public OSI model Aplikační vrstva Definuje rozhraní mezi aplikačním SW (např. internetový prohlížeč) a síťovými komunikačními funkcemi. Poskytuje rozhraní mezi člověkem a strojem. Poskytuje normalizované služby jako např. přenos souborů mezi systémy (např. FTP).

36 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Addressing and Naming Schemes Labels in encapsulation headers manage communication Časování a synchronizace závisí na médiu (UTP, skleněné vlákno, WiFi) MAC adresy IP adresy Čísla portů (upřesnění adresy), pořadová čísla segmentů Payload neboli kvůli čemu to všechno děláme

37 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Addressing and Naming Schemes Labels in encapsulation headers manage communication

38 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Addressing and Naming Schemes Labels in encapsulation headers manage communication Na jednom počítači může běžet několik komunikací najednou. Všechny se odehrávají pod jednou IP adresou, ale jsou od sebe odlišeny čísly portů, která představují rozšíření, upřesnění adresy.

39 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public Summary

40 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Public