Sieci Komputerowe. Wykład 1: TCP/IP i adresowanie w sieci Internet

Transkrypt

1 Sieci Komputerowe Wykład 1: TCP/IP i adresowanie w sieci Internet prof. nzw dr hab. inż. Adam Kisiel kisiel@if.pw.edu.pl Pokój 114 lub 117d 1

2 Kilka ważnych dat 1966: Projekt ARPANET finansowany przez DOD 1969: Pierwsza wersja UNIXa 1971: Powstaje FTP 1972: Powstaje (poczta elektroniczna) 1974: Projekt TCP 1976: Sieć ALOHA 1978: Specyfikacja IP 1983: Ustanowienie DNS 1985: Ethernet zatwierdzony jako IEEE : Powstaje WWW oraz Linux 1999: Opracowanie standardu IEEE b 2

3 Model sieci ISO/OSI w. aplikacji Telnet SMTP FTP DNS NFS w. prezentacji XDR w. sesji TCP RPC w. transportowa UDP w. sieciowa IP w. łącza Ethernet (IEEE 802.3) / WiFI (IEEE ) / X.25 / SLIP / PPP w. fizyczna Warstwy modelu ISO/OSI: aplikacji: kontaktuje się z aplikacjami (mechanizm gniazd: sockets ) prezentacji: konwersja danych do postaci kanonicznej sesji: nadzorowanie połączenia i przekierowywanie danych do właściwej aplikacji transportowa: segmentacja w pakiety, nadzorowanie transmisji sieciowa: kapsułkowanie danych, wybór trasy przesyłu łącza danych: nadzór nad jakością przesyłu danych fizyczna: obsługa wysyłania i odbierania sygnałów 3

4 Kapsułkowanie w TCP/IP Aplikacji Transportowa Internet Interfejs sieciowy Łącze sprzętowe MAC header data trailer Standard TCP/IP zawiera trzy poziomy adresowania oraz kapsułkowania (enkapsulacji) TCP odpowiada za adresowanie na pojedynczym komputerze (host) numer portu IP odpowiada za adresowanie konkretnego komputera w sieci globalnej MAC adresowanie urządzenia w sieci lokalnej IP TCP 4

5 Zakresy adresowe router / gateway hub / switch router port adres MAC adres IP Komutacja łączy, komunikatów i pakietów 5

6 Wymogi co do sieci Ethernet Standardy sieci Ethernet: 10Base-T, 100Base-T oraz 1000Base-T. Większość nowoczesnych urządzeń (płyt głównych) ma już 1000Base-T, 10Base-T przestarzałe. Aby sieć działała z maksymalną prędkością, wszystkie urządzenia muszą spełniać wymagania danego standardu Hub to urządzenie, które nie tworzy oddzielnych sieci - wszystkie urządzenia są w tej samej domenie kolizji. Ograniczenia co do wielkości sieci stosują się do takiej domeny. Np. dla 10Base-T pomiędzy dwoma komputerami nie może być więcej niż 4 huby, dla wyższych prędkości jeszcze mniej. Huby to urządzenia przestarzałe, występują coraz rzadziej, huby sieci 1000Base-T w ogóle nie są produkowane. W switchu (i urządzeniach wyższych, t.j. routerach i gatewayach) każdy port to oddzielna domena kolizji (oddzielna sieć ). Każdy komputer w oddzielnej domenie umożliwia tryb full-duplex : zaniedbuje kolizje, maksymalizuje prędkość. 6

7 Adresy MAC Adres MAC to adres funkcjonujący w w. łącza danych w standardzie Ethernet. Jest unikalny w skali światowej (każde urządzenie Ethernet ma przypisany przez producenta adres) Jest 48 bitowy (6 bajtów), zapisywany heksadecymalnie jako aa:bb:cc:dd:ee:ff Przy jego pomocy urządzenia w jednej lokalnej sieci rozpoznają, czy dany pakiet jest do nich zaadresowany Każdy pakiet Ehternet jest wysyłany na konkretny adres MAC, adres IP jest interpretowany dopiero w wyższej warstwie 7

8 Adresy IP Adres IP (IPv4) jest adresem logicznym i funkcjonuje w w. sieciowej (Internetu). Jest unikalny w skali globalnej, poza pewnymi specjalnymi przypadkami Nie musi być jednoznacznie przypisany jednemu urządzeniu (interfejsowi sieciowemu): jeden interfejs może mieć wiele adresów IP, jeden adres IP może przypisany wielu urządzeniom Jest 32-bitowy (4 bajty) i zwykle jest zapisywany dziesiętnie: Jest widoczny dla użytkownika w przeciwieństwie do adresu MAC 8

9 Klasy adresów IP i maska sieci Adresy IP dzielą się na klasy: Klasa A od do Klasa B od do Klasa C od do Klasa D od do Klasa E od do Każda sieć ma swój adres, który składa się z różnej ilości bitów początkowych (np. IF PW ma 23-bitowy adres sieci). Ilość ta jest definiowana przez tzw. maskę sieci ( netmask ). Pozostałe bity mogą być przydzielane urządzeniom wewnątrz sieci jako ich numery. Adresy sieci są przydzielane globalnie. 9

10 Adresy zastrzeżone Adres IP nie może kończyć się 0 ani 255 (to adres rozgłaszania broadcast, czyli wysyłania pakietów do wszystkich hostów w sieci) Istnieją specjalne adresy sieci prywatnych - nigdy nie są one routowane, czyli mogą się powtarzać w wielu sieciach (nie są unikalne globalnie). Poprzez NAT mogą sie komunikować z Internetem. Są to: Sieć klasy A: sieci klasy B: sieci klasy C: Adres to pseudointerfejs loopback (nie powiązany z żadnym fizycznym urządzeniem) to adres pod którym komputer widzi sam siebie 10

11 Polecenie ifconfig i arp Polecenie ifconfig podaje podstawowe informacje na temat połączenia sieciowego, w tym adres MAC (HWaddr) oraz adres IP Każdy komputer może mieć wiele interfejsów sieciowych, każdy z nich ma swój unikalny adres MAC Każdy interfejs może mieć przypisany jeden lub więcej adresów IP Protokół ARP (Address Resolution Protocol) konwertuje logiczne adresy w. sieciowej na fizyczne adresy w. łącza danych Polecenie arp pozwala na sprawdzenie aktualnie zapamiętanych (cache) przypisań ARP 11