Wprowadzenie do protokołów sieciowych

Transkrypt

1 Wprowadzenie do protokołów sieciowych 1. Podstawowe informacje o modelu referencyjnym ISO-OSI. 2. Elementarne zasady działania protokołu TCP/IP. 3. Podstawowe załoenia protokołu trasowania (routingu). 4. Przynaleno protokołów http, smtp itd. Ad. 1. Model ISO-OSI: model, który powstał w wyniku ekspertów organizacji ISO, jako zdefiniowany zbiór funkcji, zasad i operacji podstawowych wymaganej przy współpracy sieciowej komputerów, siedmiowarstwowy otwarty model odniesienia, poszczególne warstwy modelu realizuj wiele rónorodnych funkcji, nieodzownych dla prawidłowego funkcjonowania sieci, stanowi, całociow, lecz otwart propozycj architektury sieciowej, administratorzy dokonuj wyboru oprogramowania warstw i realizowanych przez nie funkcji. Model ISO-OSI: nazwa warstwy Aplikacji Prezentacjinazwa warstwy Sesji Transportu Sieci Łcza danych Fizyczna numer warstwy Warstwa fizyczna zapewnia transmisj danych (przekaz cigu bitów) midzy dwoma lub wieloma stacjami połczonymi bezporednio wspólnym medium transmisyjnym, okrela m.in. sposób połczenia mechanicznego (wtyczki, złcza), elektrycznego (poziomy napi, prdów), standard fizycznej transmisji danych, w skład jej obiektów wchodz min.: przewody, karty sieciowe, modemy, wzmacniaki, koncentratory 1

2 Warstwa łcza danych ma za zadanie zapewnienie niezawodnego przekazu ramek danych przesyłanych kanałem cyfrowym, ma za zadanie wykrywanie błdów (ewentualnie ich korygowanie), sterowanie dostpem do medium komunikacyjnego, czsto zajmuje si kompresj danych, w skład jej obiektów wchodz sterowniki urzdze sieciowych, np.: sterowniki (drivery) kart sieciowych oraz mosty (bridge) i przełczniki (switche). Warstwa sieciowa zapewnia metody ustanawiania, utrzymywania i rozłczania połczenia sieciowego, dokonuje wyboru trasy przesyłania danych midzy stacj ródłow a docelow (routing), obsługuje błdy komunikacji, odpowiada za ochron sieci przed przecieniami transmisyjnymi, W skład jej obiektów wchodz min.: routery. Warstwa transportowa pierwsza liczc warstwa majca nadzór nad całoci połczenia, ma za zadanie zagwarantowa niezawodny przekaz danych midzy stacjami kocowymi, dba o kolejno pakietów otrzymywanych przez odbiorc. sprawdza poprawno przesyłanych pakietów i w przypadku ich uszkodzenia lub zaginicia, zapewnia ich retransmisj, moe dokonywa podziału zbyt długich wiadomoci na segmenty. Warstwa sesji zapewnia rodki do nawizywania i rozwizywania sesji oraz zarzdzania połczeniem (sesj), zapewnia aplikacjom na odległych komputerach realizacj wymiany danych pomidzy nimi, jest odpowiedzialna za poprawn realizacj zapytania o dan usług, wiele zestawów protokołów nie zapewnia warstwy prezentacji. Warstwa prezentacji zapewnia przekształcanie danych uytkownika do postaci standardowe w sieci, 2

3 realizuje: kodowanie, kompresj i konwersj danych, realizuje utajnianie przesyłanych informacji, dokonujc szyfrowania lub wprowadzajc zabezpieczenia kryptograficzne, wiele zestawów protokołów nie zapewnia warstwy prezentacji. Warstwa aplikacji pomimo sugestywnej nazwy, nie obejmuje aplikacji uytkownika, pełnic raczej rol interfejsu pomidzy ta aplikacj a usługami sieci, pozwala na transmisj plików oraz działanie na zdalnych plikach, zapewnia dostp i działanie na zdalnych bazach danych, pozwala na zarzdzanie transmisj i wykonywanie zdalnych zada obliczeniowych, pozwala na rozsyłanie poczty elektronicznej. Ad. 2. Elementarne zasady działania protokołu TCP/IP Protokół TCP/IP (Transmission ControlProtocol / Internet Protocol uywany w Internecie jak i w sieciach lokalnych, standard otwarty- nikt nie jest jego włacicielem i w zwizku z tym nikt go nie kontroluje. nie jest to pojedynczy protokół lecz cała rodzina powizanych ze sob protokołów. Sporód nich najwaniejsze s TCP(Transmission Control Protocol) oraz IP(Internet Protocol), Protokół TCP/IP Nazwa TCP IP ARP RIP OSPF ICMP BGP/EGP SMTP PPP Funkcja Transmission Control Protocol. Odpowiada za nawizanie i utrzymanie połczenia midzy komputerem nadawczym a odbiorczym. Internet Protocol. Odpowiada za Address Resolution Protocol. Odpowiada za skojarzenie adresów ustalonych według protokołu IP z adresami sprztowymi. Routing Information Protocol. Odpowiada za odszukanie najszybszej trasy midzy dwoma wskazanymi komputerami. Open Shortest Path First. Nastpca protokołu RIP o zwikszonej szybkoci i niezawodnoci działania. Internet Control Message Protocol. Odpowiada za obsług błdów. Border Gateway Protocol/Exterior Gateway Protocol. Odpowiada za wymian danych midzy rónymi sieciami. Simple Network Managwmwnt Protocol. Odpowiada za zdalne administrowanie zasobami sieci. Point to Point Protocol. Umoliwia prac 3 na łczach komutowanych(zwykłych lniach telefonicznych).

4 Protokół TCP/IP protokół TCP/IP zawiera cztery warstwy funkcjonalne: nazwa warstwy Aplikacji Transportu Internetu Dostpu do sieci numer warstwy Warstwa dostpu do sieci odpowiada w modelu ISO-OSI dwóm pierwszym warstwom, tj. warstwie fizycznej i warstwie łczy danych, odpowiedzialna za dostarczanie danych do innych urzdze bezporednio przyłczonych do sieci musi zna szczegóły sieci fizycznej (jej struktur, adresowanie, itd.) w celu dopasowania formatu danych do wymogów sieci. Warstwa internetowa odpowiada w modelu ISO-OSI warstwie trzeciej, podstawowym protokołem tej warstwy jest IP, protokół ten jest odpowiedzialny za przesyłanie pakietów zwanych datagramami midzy uytkownikami sieci, protokół bezpołczeniowy, co oznacza, e datagramy s przesyłane przez sie bez kontroli poprawnoci ich dostarczenia, datagram moe zosta zgubiony w sieci, przekłamany lub zniekształcony, drugim protokołem tej warstwy jest ICMP odpowiedzialny za przesyłania komunikatów o nieprawidłowociach w pracy sieci, 4

5 Warstwa transportowa zapewnia bezporednie połczenie midzy kocowymi uytkownikami (systemami) wymieniajcymi informacje, do najwaniejszych protokołów tej warstwy zaliczamy TCP oraz UDP, protokół UDP jest protokołem bezpołczeniowym, nie posiadajcych mechanizmów sprawdzania poprawnoci dostarczenia danych do miejsca przeznaczenia, Warstwa transportowa protokół TCP jest protokołem połczeniowym umoliwiajcym wykrywanie błdów na obu kocach połczenia, TCP ma moliwo ustanowienia i utrzymania połczenia wirtualnego midzy dwoma uytkownikami w celu przesyłania danych, sterowania przepływem, przesyłania potwierdze oraz kontroli korekcji błdów. Warstwa aplikacji zawiera procesy wykorzystujce protokoły TCP lub UDP, dostarcza protokoły zdalnego dostpu i współdzielenia zasobów, do najbardziej znanych protokołów warstwy aplikacji nale: Telnet, FTP, SMTP, HTTP. protokoły tej warstwy s uzalenione od funkcjonalnoci niszych warstw. Ad. 3. Podstawowe załoenia protokołu trasowania (routingu) Trasowanie (routing) - mechanizm doboru tras pakietów w sieciach WAN i MAN wyznaczenie trasy dla pakietu danych w sieci komputerowej a nastpnie wysłanie go t tras. Routing statyczny - trasowanie, w którym wszystkie trasy pakietów s ustalone na sztywno. Routing dynamiczny - trasowanie, w którym trasy pakietów s dobierane dynamicznie, uwzgldniajc aktualn topologi i obcienie sieci. Tablica routingu posiada j kady router, zawiera informacje o ssiadujcych routerach i sieciach lokalnych. Słuy ona do wyszukania optymalnej drogi od obecnego połoenia pakietu do innego miejsca sieci. Statyczna tablica routingu: musi by aktualizowana rcznie przez administratora sieci. 5

6 Dynamiczna tablica routingu: jest aktualizowana automatycznie przez oprogramowanie sieciowe, w wypadku zablokowania sieci z powodu ruchu o duym nateniu oprogramowanie sieciowe moe zaktualizowa tablic, tak aby poprowadzi pakiety drog omijajc zator. Trasowanie dynamiczne jest wykorzystywane przez routery do pełnienia trzech podstawowych funkcji: wyszukiwanie nowych tras, przekazywanie do innych routerów informacji o znalezionych trasach, przesyłanie informacji za pomoc owych routerów. Trasowanie dynamiczne podzielone na trzy kategorie: protokoły wektora odległoci, protokoły zalene od stanu łcza danych, protokoły hybrydowe. Trasowanie dynamiczne na podstawie wektora odległoci routery przekazuj okresowe kopie tablic routingu do najbliszych ssiadów w sieci, kady odbiorca tablicy dodaje do niej wektor odległoci (własn warto odległoci), umoliwia kademu routerowi poznanie innych routerów oraz stworzenie sumarycznego obrazu odległoci w sieci, jednym z protokołów opartych na tej metodzie jest RIP, po awarii łczy router potrzebuj pewnej iloci czasu na poznanie nowej topologii sieci. Trasowanie dynamiczne na podstawie wektora odległoci 6

7 Trasowanie dynamiczne na podstawie stanu łcza: ogólnie okrelany jako protokół najpierw najkrótsza cieka (ang. SPF shortest path first), routery utrzymuj złoon baz danych opisujc topologi sieci, zbieraj i przechowuj pełn informacji na temat routerów sieci, a take sposobie ich połczenia, metoda ta w pocztkowej fazie poznawania topologii sieci moe przeciy łcza transmisyjne, wymaga duej pamici i szybkiego procesora. Trasowanie dynamiczne - hybrydowe trasowanie zaprojektowane z zamiarem połczenia najlepszych cech wczeniej omawianych protokołów, stosuje wektor długoci dla wyznaczenia najlepszych cieek, uaktualnia bazy danych nastpuj tylko przy zmianie topologii, mniej obciaj procesor ni algorytmy stanu łcza. Trasowanie statyczne router przesyła pakiety przez z góry okrelone porty, rola routera ograniczona wyłczenie do przesyłania pakietów, sprawdza si wyłcznie w przypadku małych sieci, w których przesyłanie danych odbywa si po tej samej ciece, po kadej zmianie w dostpnoci routerów lub urzdze transmisyjnych konieczne jest rczne zaprogramowanie routera. Ad. 4. Przynaleno protokołów http, smtp, itd. 7

8 Telnet standard protokołu komunikacyjnego uywanego w sieciach komputerowych TCP- IP do obsługi odległego terminala w architekturze klient-serwer, umoliwia on uytkownikowi pracujcemu na terminalu lub komputerze na połczenie i współprac z odległym komputerem, jakby monitor i klawiatura uytkownika były podłczone bezporednio do tamtej maszyny. Przynaleno protokołów http, ftp, smtp, telnet wszystkie powysze protokoły nale do warstwy aplikacji, która dostarcza protokoły zdalnego dostpu i współdzielenia zasobów, s uzalenione od funkcjonowania warstw niszych, podczas przepływu danych od warstwy aplikacji w dół, kada z warstw, do danych otrzymywanych z warstwy wyszej, dodaje własn informacj sterujc w postaci nagłówka (proces enkapsulacji), Sprawd czy umiesz: przytacza podstawowe informacje o modelu referencyjnym ISO-OSI, wyjania elementarne zasady działania protokołu TCP/IP rónice midzy modelem ISO-OSI a TCP/IP wyjania podstawowe załoenia protokołu trasowania (routingu) rozumie przynaleno protokołów http, smtp 8