Virtuální sítě – VLAN (1)

Prezentace na téma: "Virtuální sítě – VLAN (1)"— Transkript prezentace:

1 Virtuální sítě – VLAN (1)
VLAN (Virtual Local Area Network) je logický segment spojující koncové uzly, které mohou být připojené k různým fyzic-kým segmentům a mohou spolu komuniko-vat jako by byly zapojeny ve společné LAN VLAN jsou založeny na fyzickém propojení jednotlivých uzlů pomocí přepínačů (switch) Technologie VLAN je specifikována doku-mentem IEEE 802.1Q 19/09/2018

2 Virtuální sítě – VLAN (2)
Členství koncového uzlu ve virtuální síti lze definovat podle: portů přepínačů, k nimž jsou uzly fyzicky připojeny hardwarových adres jednotlivých uzlů síťového protokolu (síťových adres uzlů) skupinového IP vysílání Komunikace mezi uzly v různých VLAN je uskutečňována pomocí směrovače (router) nebo směrovacích funkcí přepínače 19/09/2018

3 VLAN podle portů (1) Historicky první typ virtuálních sítí
Členství uzlu ve VLAN je definováno pro jednotlivé porty přepínače (přepínačů) Nevýhodou je častá nutnost předefinování členství při přesunech uživatelské stanice mezi porty přepínače (v případě, že by pře-sunem došlo ke změně VLAN) Není možné, aby více VLAN (definovaných podle portů) zahrnovalo stejný fyzický seg-ment nebo port přepínače 19/09/2018

4 VLAN podle portů (2)                    
Příklad VLAN podle portů: Switch/Router Switch 1 Switch 2 Hub        VLAN A        Hub Hub VLAN B       19/09/2018

5 VLAN podle HW adresy (1) Členství uzlu ve VLAN je dáno jeho hardwa-rovou adresou (např. ethernetová adresa), kte-rá je pevně uložena v obvodech síťové karty Jestliže dojde k přemístění stanice, tak se tím v žádném případě nemění členství ve VLAN (není nutná změna konfigurace) Nevýhodou je, že může dojít ke snížení výko-nu v okamžiku, kdy na portu přepínače je při-pojen segment se stanicemi v různých VLAN 19/09/2018

6 VLAN podle HW adresy (2) VLAN podle HW adresy vyžadují, aby každý uzel byl na začátku konfigurován jako člen nejméně jedné virtuální sítě  pracná konfigurace u sítí s velkým počtem stanic Komplikace může přinést dnes mnohdy umožňovaná uživatelská změna HW adresy síťové karty 19/09/2018

7 VLAN podle HW adresy (3)                    
Příklad VLAN podle HW adresy: Switch/Router Switch 1 Switch 2 Hub          VLAN A      Hub Hub       VLAN B 19/09/2018

8 VLAN podle protokolu (1)
Uzly jsou přiřazeny do jednotlivých VLAN podle provozovaných síťových protokolů (u TCP/IP např. podle adresy podsítě) Přepínač zde však neprovádí žádné směro-vací výpočty, pouze podle síťové adresy (např. IP adresy) určuje příslušnost uzlu ke konkrétní VLAN Dovoluje vytváření skupin pro jistou službu nebo aplikaci 19/09/2018

9 VLAN podle protokolu (2)
Příklad VLAN podle protokolu: Switch/Router Switch 1 Switch 2 Hub        VLAN A        Hub Hub VLAN B   IPX VLAN     19/09/2018

10 VLAN podle protokolu (3)
Umožňuje definovat specializovanou virtuál-ní síť např. pro protokol IPX Jednotlivé uzly zůstávají členy VLAN A a VLAN B vytvořených podle portů Navíc některé z nich jsou i členy nové VLAN pracující s protokolem IPX Toto řešení dovoluje, aby všesměrová vysílá-ní protokolu IPX byla zasílána pouze na porty, k nimž jsou připojeny uzly zařazené do IPX VLAN 19/09/2018

11 VLAN podle skup. vysílání (1)
Skupinové vysílání v IP sítích (IP multicast), pracuje tak, že packet určený ke skupinovému vysílání je zasílán na speciální adresu pro předem definovanou skupinu uzlů (IP adres) Packet je doručen všem uzlům, které jsou členy této skupiny Skupina se sestavuje dynamicky – uzly se do ní průběžně přihlašují, resp. se z ní odhlašují Na členy této skupiny lze pohlížet jako na VLAN 19/09/2018

12 VLAN podle skup. vysílání (2)
Od předchozích realizací se liší ve dvou podstatných rysech: je vytvářena dynamicky jen na určitou dobu  je velmi flexibilní její rozsah není omezen směrovači  může se rozprostírat i po rozlehlé síti (WAN) 19/09/2018

13 Model OSI (1) OSI – Open System Interconnection:
model propojení otevřených systémů mezinárodní standard pro organizaci lokálních sítí popisuje způsoby, jak lze propojit nejrůznější zařízení za účelem vzájemné komunikace sedmivrstvá architektura definovaná v normalizač-ních materiálech ISO sedm vrstev tvoří hierarchii začínající fyzickými spojeními na nejnižší úrovni a končící aplikacemi na úrovni nejvyšší 19/09/2018

14 Model OSI (2) každá vrstva je dána přesným vymezením vyko-návaných služeb ke každé vrstvě přísluší rozhraní se sousedními vrstvami přináší oddělení síťového HW od SW zahrnuje dva modely komunikace: horizontální: model na protokolové bázi, pomocí něhož komunikují programy nebo procesy různých počítačů vertikální: model na bázi služeb, pomocí něhož komunikují vrstvy na jediném počítači 19/09/2018

15 Model OSI (3) Aplikační Aplikačně / služebně orientované vrstvy
Prezentační Relační Transportní vrstva (poskytuje doručovací a ověřovací služby) Transportní Síťová Komunikačně / síťově orientované vrstvy (tzv. vrstvy podsítě) Linková Fyzická 19/09/2018

16 Model OSI (4) Koncový systém Koncový systém Aplikační Aplikační
Prezentační Prezentační Peer protokoly (nezávislé na cestě) Relační Relační Transportní Transportní Síťová Síťová Síťová Síťová Linková Linková Linková Linková Fyzická Fyzická Fyzická Fyzická Mezilehlé systémy - Intermediate Systems (IS) Protokol přístupu k síti Směrovací protokol 19/09/2018

17 Fyzická vrstva (1) Přebírá datové packety z linkové vrstvy, která je v hierarchii nad ní Převádí obsah těchto packetů na sérii elektric-kých signálů, které představují v digitálním přenosu hodnoty 0 a 1 Tyto signály jsou zasílány přes přenosové mé-dium k fyzické vrstvě příjemce, kde jsou opět konvertovány na sérii bitových hodnot, které seskupeny do packetů jsou předávány linkové vrstvě 19/09/2018

18 Fyzická vrstva (2) V této vrstvě jsou definovány mechanické a elektrické vlastnosti přenosového média: typ použitých kabelů, konektorů rozmístění vývodů kabelů a konektorů formát elektrických signálů (kódování) Příklady specifikace fyzické vrstvy: IEEE 802.3: definuje různé varianty sítě Ethernet IEEE 802.5: definuje pravidla pro Token Ring EIA-232D: vznikla úpravou standardu RS-232C, který sloužil pro připojování modemů a tiskáren 19/09/2018

19 Linková vrstva (1) Je zodpovědná za vytváření, přenos a přijí-mání datových packetů (na úrovni této vrst-vy též označovaných jako rámce - frames) Vytváří packety příslušné síťové architektu-ry, které jsou dále předány fyzické vrstvě Poskytuje služby pro protokoly síťové vrstvy Tato vrstva byla dále rozdělena na dvě podvrstvy: 19/09/2018

20 Linková vrstva (2) LLC (Logical-Link Control): slouží jako rozhra-ní pro protokoly síťové vrstvy MAC (Media Access Control): poskytuje přístup k určitému fyzickému kódovacímu a přenosové-mu schématu Protokoly linkové vrstvy: jsou používány pro označení, zabalení a zaslání packetů, např.: PPP (Point-to-Point Protocol): poskytuje přímou, středně rychlou komunikaci mezi dvěma počítači SLIP (Serial Line Interface Protocol): poskytuje přístup k Internetu přes sériové linky 19/09/2018

21 Příklady fyzické vrstvy (1)
Ethernet IEEE LLC Linková vrstva IEEE MAC – CSMA/CD Typ Přenosové médium Kódování Fyzická topologie Max. délka segmentu 10Base2 Coaxial cable (50 , thin) Manchester Bus 185 m 10Base5 Coaxial cable (50 , thick) Manchester Bus 500 m 10BaseT UTP Manchester Star 100 m 10BaseFL Fiber optic (62.5/125) Manchester Star 2000 m 10Broad36 Coaxial cable (75 ) DPSK Bus/Tree 1800 m Fyzická vrstva 19/09/2018

22 Příklady fyzické vrstvy (2)
Fast Ethernet IEEE LLC Linková vrstva IEEE MAC – CSMA/CD Typ Přenosové médium Kódování Fyzická topologie Max. rozsah sítě 100BaseFX Fiber optic (62.5/125) 4B5B, NRZI Star 2000 m 100BaseTX UTP (Cat. 5, 2 páry) 4B5B, MLT-3 Star 205 m 100BaseT4 UTP (Cat. 3, 4 páry) 8B6T Star 205 m Fyzická vrstva 19/09/2018

23 Příklady fyzické vrstvy (3)
Gigabit Ethernet IEEE LLC Linková vrstva IEEE MAC – CSMA/CD Typ Přenosové médium Kódování Fyzická topologie Max. rozsah sítě 1000BaseLX Fiber optic (multi i single) 8B/10B Star 550, 5000 m 1000BaseSX Fiber optic (multi) 8B/10B Star 550 m 1000BaseCX Twinaxial cable 8B/10B Star 25 m 1000BaseT UTP (Cat. 5e, 4 páry) PAM5 Star 100 m Fyzická vrstva 19/09/2018

24 Příklady fyzické vrstvy (4)
Bezdrátový Ethernet Linková vrstva LLC IEEE MAC – CSMA/CA Fyzická vrstva IEEE IR IEEE DSSS IEEE FHSS IEEE a OFDM IEEE b HR-DSSS IEEE g OFDM 19/09/2018

25 Síťová vrstva (1) Označovaná též jako packetová vrstva
Je zodpovědná za provádění následujících úkolů: převod z hardwarových na síťové adresy. Převe-dené adresy se mohou, ale nemusejí nacházet na lokální síti poskytování služeb pro komunikaci mezi sítěmi nalezení cesty mezi odesílatelem a adresátem -směruje packety, tzn. rozhoduje, kterému další-mu mezilehlému uzlu packet poslat v případě, že daný uzel není s uzlem cílovým přímo propojen 19/09/2018

26 Síťová vrstva (2) Protokoly síťové vrstvy:
vytváření a udržování logického spojení mezi těmito uzly Protokoly síťové vrstvy: pro rozpoznávání adres: slouží pro určení jedi-nečné síťové adresy pro směrování: zodpovědné za předávání packetů z lokální sítě do sítě jiné Mezi protokoly síťové vrstvy patří např.: ARP (Address Resolution Protocol): převádí síťovou adresu na adresu hardwarovou 19/09/2018

27 Síťová vrstva (3) IPX (Internetwork Packet Exchange): součást protokolové sady Novell IP (Internet Protocol): jeden z protokolů prostředí operačního systému UNIX a sítě Internet ICMP (Internet Control Message Protocol): protokol pro ošetřování chyb při přenosu 19/09/2018

28 Transportní vrstva (1) Vrstva zodpovědná za přenos dat na dohod-nuté úrovni kvality - detekuje a ošetřuje chyby Aby bylo zajištěno doručení packetu (segmen-tu), výchozí packety jsou opatřeny pořadovým číslem U příjemce ověřuje čísla packetů a zaručuje tak, že všechny packety budou doručeny a poskládány ve správném pořadí U odesilatele uchovává jednotlivé packety do jejich potvrzení adresátem 19/09/2018

29 Transportní vrstva (2) Zajišťuje zotavení při ztrátě spojení
Mezi protokoly transportní vrstvy patří: TCP (Transmission Control Protocol): protokol využívaný v sítích na bázi UNIXu a při komuni-kaci v Internetu SPX (Sequenced Packet Exchange): protokol použitý v prostředích Novell 19/09/2018

30 Relační vrstva Vrstva, která udržuje spojení mezi uzly až do doby, kdy je přenos dokončen Organizuje interakci dvou koncových uživa-telů Funkce definované v relační vrstvě jsou urče-ny pro mezisíťovou komunikaci Často zahrnuje i služby prezentační vrstvy 19/09/2018

31 Prezentační vrstva Zabezpečuje prezentaci informací způsobem vyhovujícím aplikacím nebo uživatelům, kteří s nimi pracují, např.: konverze dat EBCDIC « ASCII datová komprese a dekomprese Málokdy se vyskytuje v „čisté“ podobě, pro-gramy aplikační nebo relační vrstvy zahrnují většinou některé (nebo všechny) funkce vrstvy prezentační 19/09/2018

32 Aplikační vrstva (1) Poskytuje přístup aplikacím do sítě
Jejími úkoly jsou např.: přenos souborů elektronická pošta správa sítě Programy získávají přístup k jejím službám pomocí tzv. ASE (Application Service Element) Předává žádosti programů a data prezentační vrstvě, která provede jejich zakódování 19/09/2018

33 Aplikační vrstva (2) Protokoly aplikační vrstvy: nacházejí se zde především aplikační programy a síťové nad-stavby, které umožňují připojení stanice k síti. Patří sem např.: FTP (File Transfer Protocol): umožňuje přenos souborů X.400 specifikuje protokoly a funkce pro předá-vání zpráv elektronickou poštou Telnet: poskytuje emulaci terminálu a vzdálené připojení 19/09/2018

34 OSI versus TCP/IP (1) OSI TCP/IP Protokoly Aplikační Aplikační
Prezentační Telnet FTP SMTP DNS RIP SNMP Relační Transportní Host-to-Host TCP UDP Síťová Internet IP IGMP ICMP ARP Linková Rozhraní sítě Ethernet Token- ring ATM Fyzická 19/09/2018

35 OSI versus TCP/IP (2) SNMP – Simple Network Management Protocol:
slouží k monitorování síťových zařízení RIP – Routing Information Protocol: slouží k výměně směrovacích tabulek IGMP – Internet Group Management Protocol: používán pro začleňování uživatelů do IP multicast skupin ICMP – Internet Control Message Protocol: určen k testování sítě (příkazy ping, tracert) SMTP – Simple Mail Transfer Protocol: protokol používaný pro zasílání elektronické pošty 19/09/2018