PREAMBLE DA SA DATA FCS

Transkrypt

1 9 - TECHNIKA PAKIETÓW - RAMEK - przesyłanie tym samym medium więcej niż jednego strumienia danych - wbudowane mechanizmy korekcji błędów niska jakość łącz - elastyczna reakcja na zmienne obciążenia łącz przekazywanie pakietów różnymi trasami budowa pakietu - ramki - PREAMBLE - preambuła ramki do identyfikacji początku ramki, sekwencja bitów sygnalizacyjnych - SA (SOURCE ADDRESS) - adres komputera nadawcy - DA (DESTINATION ADDRESS) - adres komputera odbiorcy - DATA -pole długości danych i typu danych, numer kolejny w sekwencji pakietów, dane - FCS (FRAME CHECK SEQUENCE) - suma kontrolna PREAMBLE DA SA DATA FCS WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 1

2 10 - PROTOKOŁY SIECIOWE ujednolicone języki obowiązujące w całej sieci, określające przepływ danych pomiędzy węzłami. Często niezgodne z OSI Elementy protokołów 1. składnia poziomy użytkowanych sygnałów oraz formaty danych 2. semantyka określa strukturę informacji wymaganych do koordynacji poszczególnych komputerów oraz do obsługi danych 3. synchronizacja dopasowanie prędkości, buforowanie i nadzór nad kolejnością pakietów ELEMENTY PROTOKOŁÓW warstwa A semantyka synchronizacja składnia dane semantyka synchronizacja warstwa B WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 2

3 - NetBIOS Network Basic Input/Output System IBM-owski interfejs programistyczny prosty protokół wczesnych sieci - NetBEUI NetBIOS Extended User Interface IBM-Microsoft prosty, łatwy w instalacji i konfiguracji, wydajny, dobra kontrola błędów - IPX / SPX Internet Packed Exchange / Sequential PE NOVELL - NW LINK jw. dla Windows NT - TCP / IP Transmission Control Protocol / Internet Protocol US Army, wspólny mianownik systemów na całym świecie - FTP File Transfer Protocol - TELNET Terminal Emulation / Network - DLC Data Link Control Protocol duże komputery IBM, drukarki HP z bezpośrednim dostępem do sieci - APPLE TALK rodzina protokołów Macintosh - RFS Remote File Service opracowany przez AT&T dla Unixa - NFS Network File System protokół SUN Microsystems. PC-FS obsługuje dostęp PC do Unixa - APPC Advanced Program-to-Program Communications IBM-owski zamknięty protokół, duży i nieporęczny nie zdobył popularności - DECnet Digital Equipement Corporation zawiły, na wymarciu WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 3

4 11 - Model sieci OSI ISO Open System Interconnection 1984 modele sieci IBM SNA (System Network Architekture) Digital Equipement Corporation DEC DNA (Digital Network Architekture) model TCP / IP model CISCO Zalety warstwowej struktury modelu sieci 1- podział komunikacji sieciowej na mniejsze części, z którymi łatwiej pracować 2- ułatwienie standaryzacji elementów sieciowych, pozwala to na korzystanie z produktów wielu wytwórców 3- umożliwienie nawiązania komunikacji pomiędzy różnymi rodzajami sprzętu i oprogramowania sieciowego 4- eliminacja wpływu zmian dokonanych w jednej warstwie na inne warstwy, co przyśpiesza ich dokonywanie 5- podział komunikacji sieciowej na mniejsze części, co jest istotne z punktu widzenia dydaktyki WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 4

5 OSI siedmiowarstwowy, opisowy system opisuje procesy zachodzące podczas podłączenia terminala z komputerem lub komputera z innym komputerem dla ułatwienia budowy systemów z elementami od różnych producentów, przyśpiesza rozwój przyszłych produktów sieciowych Warstwy określają poszczególne funkcje sieciowe Warstwy górne aplikacji (7, 6, 5) Warstwy niższe przepływu danych (4, 3, 2, 1) WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 5

6 7 warstwa aplikacji obsługuje interfejs użytkownika; przeglądarki jest tam, gdzie rezyduje SSO i aplikacje jej zadaniem jest dostarczanie usług sieciowych aplikacjom użytkownika takich jak: współużytkowanie plików, buforowanie zadań, drukowanie, poczta, zarządzanie BD... Jest bezpośrednio kontrolowana przez użytkownika NIE DOSTARCZA usług innym warstwom sieciowym a TYLKO aplikacjom poza modelem (np. arkuszom, bazom, edytorom, terminalowi bankowemu...) TELNET, HTTP 6 warstwa prezentacji formatuje dane na potrzeby wyświetlania (na potrzeby określonego sprzętu monitory, drukarki, plotery...) sprawia, że informacje wysyłane przez warstwę aplikacji jednego systemu są czytelne dla warstwy aplikacji innego systemu dokonuje tłumaczenia wielu formatów danych wykorzystując format wspólny (jeśli jest to konieczne) odpowiada też za kompresję i szyfrowanie dziedzina kodów sterujących i zestawów znaków wspólny format danych ASCII, JPEG 5 warstwa sesji ustanawia, zarządza i zamyka sesje pomiędzy dwoma komunikującymi się hostami dostarcza swoje usługi warstwie prezentacji, synchronizuje dialog między warstwami prezentacji dwóch hostów zarządzając ich wymianą danych, określa standardy przesyłania danych między aplikacjami poprzez sieć dla realizacji procedur bezpieczeństwa, identyfikacji nazw, logowania czy procedur administracyjnych określa zasady dialogu, konwersacji WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 6

7 4 warstwa transportowa odpowiada za niezawodny transfer pakietów między stacjami w LAN. dzieli na segmenty dane z hosta wysyłającego oraz składa segmenty w strumień danych w odbierającym systemie hosta poprzez usługę komunikacyjną ustanawia, utrzymuje i prawidłowo zamyka obwody oparte na połączeniach umożliwia wykrywanie i naprawę błędów transportowych w przypadku awarii wyszukuje nowe trasy, ponownie wysyła pakiet, kontrola przepływu i niezawodność realizowana przez sterowniki oprogramowania sieciowego. TCP, UDP, SPX 3 warstwa sieci złożona, odpowiada za łączność oraz wybór ścieżek między dwoma systemami hostów, które mogą rezydować w geograficznie oddzielnych sieciach w oparciu o stan sieci i priorytety decyduje, którą fizyczną ścieżkę mają wybrać dane przesyłane w WAN. oprogramowanie tej warstwy jest w przełącznikach, gdzieś w sieci. kojarzona z wyborem ścieżki, routingiem oraz logicznym adresowaniem IP adresowanie, IPX, routing, obsługa pakietów. 2 warstwa łącza danych odpowiada za skuteczny przepływ danych w warstwie fizycznej (na fizycznym medium) synchronizuje bloki, rozpoznaje błędy, steruje przepływem zajmuje się adresowaniem fizycznym, topologią sieci, dostępem do mediów sieciowych i wykrywaniem błędów realizowane sprzętowo przez układy karty sieciowej (adresy MAC) ramki i kontrola dostępu WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 7

8 1 warstwa fizyczna podstawowa warstwa zaangażowana w transmisję danych przez fizyczne przewody definiuje elektryczne, mechaniczne, proceduralne i funkcjonalne specyfikacje aktywowania, utrzymywania oraz wyłączania fizycznego łącza między końcowymi systemami specyfikuje poziomy napięcia, okresy zmian napięcia, współczynniki fizycznych danych, maksymalne odległości transmisyjne, fizyczne łączniki itp sprzęt i oprogramowanie tej warstwy obsługuje różne typy złączy, sygnalizację oraz współużytkowanie nośnika transmisyjnego dziedzina kabli, koncentratorów i kart sieciowych. WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 8

9 WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 9

10 NAZWY DANYCH W RÓŻNYCH WARSTWACH OSI Host A Host B Aplikacja Aplikacja Prezentacja Dane Prezentacja Sesja Sesja Transport Segmenty Transport Sieć Pakiety Sieć Łącza Ramki Łącza danych Warstwa fizyczna Bity danych Warstwa fizyczna WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 10

11 ENKAPSULACJA DE-ENKAPSULACJA Enkapsulacja otaczanie danych informacjami (nagłówkami, stopkami, sumami CRC i innymi) na temat protokołu, niezbędnymi do przesłania danych do warstwy niższej sieci (w dół modelu OSI) De-enkapsulacja proces odwrotny, pozwala na przesłanie danych w górę modelu warstwowego Nagłówki informacje adresowe (IP źródła i celu, MAC) oraz informacje sekwencyjne (dla prawidłowego złożenia segmentów w całość) Stopki CRC cykliczna kontrola nadmiaru (suma kontrolna) obliczenia kontrolne w pakiecie przed opuszczeniem źródła oraz powtórzenie obliczeń po osiągnięciu celu. Ponowne wysłanie pakietu po wykryciu rozbieżności WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 11

12 Etapy konwersji w procesie enkapsulacji 1- budowa danych np. alfanumeryczne znaki komunikatu wysyłanego pocztą elektroniczną są konwertowane do formatu, który może wędrować w sieci 2- pakowanie danych dla transportu między dwoma punktami łącza pakowanie na potrzeby transportu w sieci WAN, segmentacja danych dla uzyskania niezawodnego połączenia hostów 3- dodanie adresu sieci do nagłówka umieszczenie danych (segmentu) w pakiecie (datagramie) zawierającym w nagłówku logiczne adresy IP źródła i celu, dla umożliwienia urządzeniom sieciowym wysyłania pakietu dynamicznie wybraną ścieżką sieci 4- dodanie lokalnego adresu (MAC) do nagłówka łącza danych każde urządzenie umieszcza pakiet w ramce obejmującej nagłówek z fizycznym adresem następnego, bezpośrednio połączonego urządzenia na ścieżce 5- konwersja danych na potrzeby transmisji przekształcenie ramki na bitów dla transmisji poprzez medium sieciowe (zazwyczaj kabel); funkcja taktowania pozwala urządzeniom rozróżniać te bity w miarę ich wędrówki po sieci fizyczne medium może być różne na kolejnych etapach wybranej ścieżki (LAN, sieć szkieletowa, łącz WAN, LAN docelowe) komunikat dane dane dane dane dane segment nagł. sieci dane pakiet nagł. ramki nagł. sieci dane st. ramki ramka bity WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 12

13 12 - STOS PROTOKOŁÓW TCP / IP Model czterowarstwowy Warstwa aplikacji FTP, HTTP, SMTP, DNS dla TCP DNS, TFTP dla UDP Warstwa transportu TCP, UDP Warstwa internetowa IP (tylko jeden protokół sieciowy) Warstwa dostępu do sieci odwołuje się do technologii LAN/WAN FTP File Transfer Protocol HTTP Hypertext Transfer Protocol SMTP Simple Mail Transfer Protocol DNS Domain Name System TFTP Trivial File Transfer Protocol TCP Trnsmission Control Protocol UDP User Datagram Protocol WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 13

14 każda warstwa operuje na innych strukturach danych - w. aplikacji strumienie (TCP) lub wiadomości (UDP) - w. transportowa segmenty (TCP) lub pakiety (UDP) - w. międzysieciowa internet datagramy - w. dostępu do sieci ramki Warstwa internetowa ukrywa przed aplikacjami istnienie fizycznej sieci tworząc wirtualną sieć transportową na bazie protokołów: - IP Internet Protocol enkapsuluje datagramy IP w ramki, udostępnia dostarczanie datagramów, odpowiada za fragmentaryzację i składanie datagramów - ARP Addres Resolution Protocol odpowiada za mapping adresów IP na fizyczne adresy w warstwie dostępu do sieci - RARP Reverse Addres Resolution Protocol mapuje fizyczne adresy MAC na adresy IP - ICMP Internet Control Management Protocol kontroluje pracę w sieci, steruje przepływem danych i obsługę błędów WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 14

15 Porównanie OSI z TCP/IP Podobieństwa Oba podzielone są na warstwy. Oba mają warstwy aplikacji, choć obejmują one różne usługi. Oba mają porównywalne warstwy transportu i sieci. Zakładana jest technologia komutacji pakietów (a nie komutacji obwodów). Profesjonaliści z dziedziny sieci muszą znać oba modele. Różnice TCP/IP łączy funkcje warstw prezentacji i sesji w warstwie aplikacji. TCP/IP łączy warstwy łącza danych i fizyczną modelu OSI w jednej warstwie dostępu do sieci. TCP/IP wydaje się prostszy, ponieważ ma mniej warstw; to jednak nieporozumienie. Model odniesienia OSI jest mniej skomplikowany; ma więcej warstw, a to pozwala szybszą współpracę i rozwiązywanie problemów. Protokoły TCP/IP to standardy, których oparty jest Internet, dlatego jest on bardziej wiarygodny. Sieci zazwyczaj nie są budowane w oparciu o protokoły modelu OSI, choć wykorzystuje się go jako przewodnika. WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 15

16 Stos protokołów TCP / IPv6 WYŻSZA SZKOŁA FINANSÓW i ZARZĄDZANIA BIAŁYSTOK, ul. Ciepła 40 IPv6 czysty protokół warstwy sieciowej ICMPv6 protokół diagnostyczno-kontrolno-sterujący MLD Multicast Listener Discovery adresy multicastowe ND Neighbor Discovery odpowiada za współpracę z warstwą łącza danych oraz za routing SAA Stateless Address Autoconfiguration automatyczna konfiguracja węzłów RR Router Renumbering adresy sieciowe routerów IPv6 NI Node Information Queries obsługuje zapytania, w tym DNS DHCPv6 Dynamic Host Configuration Protocol automatyczna adresacja węzłów DNSv6 Extension Domain Name Service rozszerza istniejący DNS o obsługę IPv6 Tunneling IPv6 w IPv4 WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 16

17 13 - MODEL SIECI SNA SYSTEM NETWORK ARCHITECTURE IBM 1970 duży i złożony, bogate możliwości Siedem warstw 1- w. kontroli fizycznej specyfikacje fizycznych łączy między systemami (OSI w. fizyczna 1) 2- w. kontroli łącza danych odpowiada za transmisję danych w łączach fizycznych (OSI w. łącza danych 2) 3- w. kontroli ścieżki wykonuje sekwencjonowanie danych, odpowiada za routing (OSI w. sieci 3) 4- w. kontroli transmisji odpowiada za ustanawianie, utrzymanie i zakończenie sesji SNA, sekwencjonowanie komunikatów i sterowanie przepływem danych w sesji (OSI w. transportowa 4) 5- w. kontroli przepływu danych zarządza oddziaływaniem na siebie uczestników sesji, zwłaszcza podczas przepływu danych (OSI w. sesji 5) 6- w. obsługi prezentacji odpowiada za zarządzanie zasobami sieciowymi, odpowiada za usługi prezentacji i zarządzanie aplikacjami (OSI w. prezentacji 6) 7- w. obsługi transakcji reprezentuje aplikacje użytkownika za pomocą których pracuje on z siecią arkusze, edytory, poczta... (OSI w. aplikacji 7) WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 17

18 MODEL CISCO hierarchiczny model sieci Uproszczenie projektu, realizacji i zarządzania siecią Wykorzystuje wzorce ruchu w sieci jako kryterium budowy sieci Model trójwarstwowy 1- w. dostępu (pulpitowa) miejsce, gdzie użytkownicy końcowi są połączeni z siecią. Jeżeli (a tak jest zazwyczaj) użytkownicy i zasoby są dostępne LOKALNIE wtedy ruch w sieci jest ograniczony TYLKO do tych zasobów lokalnych. Jeżeli konieczne jest udostępnienie usługi poza lokalną warstwą dostępu ruch kierowany jest do warstwy dystrybucji 2- w. dystrybucji (w. grupy roboczej) punkt, gdzie warstwa dostępu kontaktuje się z główną autostradą WAN (tzw. rdzeniem core). Przeprowadza manipulacje pakietem (routing, filtracja, dostęp do łącz WAN). Określa najszybszą metodę spełnienia żądań użytkownika (np. dostęp do serwera plików). Określa sposób transportu pakietu przez rdzeń. Po wyznaczeniu ścieżki przekazuje prośbę do warstwy rdzenia wtedy warstwa podstawowa przekazuje prośbę stosując się do instrukcji warstwy dystrybucji. 3- W. podstawowa w maksymalnie szybki sposób przesyła ruch. Zazwyczaj ruch pochodzi od usług wspólnych dla większości użytkowników (poczta, dostęp do internetu, wideokonferencje). Jeśli użytkownik wymaga dostępu do takich usług, jego prośba jest przetwarzana w warstwie dystrybucji a następnie urządzenia warstwy dystrybucji przekazują prośbę użytkownika rdzeniowi. Rdzeń (szkielet) zapewnia szybki transport do konkretnej usługi. WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 18

19 WSTĘP DO SIECI KOMPUTEROWYCH dr inż. Andrzej Celmerowski strona nr 19