Sieci komputerowe 1. Sieć komputerowa - grupa komputerów lub innych urządzeń połączonych ze sobą w celu wymiany danych lub współdzielenia różnych zasobów. 2. Podział sieci ze względu na rozległość: - sieć lokalna (LAN) - sieć miejska (MAN) - sieć WAN wykraczająca zasięgiem poza sieć miejską 3. Struktura sieci - peer to peer - klient - serwer W sieci peer to peer nie ma identyfikacji użytkownika. W sieci z serwerem serwer zarządza kontami użytkowników i kontroluje ich dostęp do określonych zasobów sieciowych. 4. Podział sieci ze względu na architekturę (topologia) a) topologia magistrali (szynowa) złącza BNC łącznik T (trójnik) max transfer 10Mb/s wady słaba skalowalność trudna lokalizacja usterek awaria głównego kabla unieruchamia całą sieć zalety małe użycie kabla niska cena instalacji awaria pojedynczego komputera nie unieruchamia sieci łatwość instalacji b) topologia gwiazdy
UTP skrętka RJ-45 wtyczka max transfer do 100 Mb/s wady duża liczba połączeń (duża ilość kabla) gdy awarii ulegnie centralny punkt to nie działa cała sieć zalety duża przepustowość gdy nie działa jeden komputer sieć nie przestaje działać łatwa lokalizacja usterek ze względu na centralne sterowanie c) topologia rozgałęzionej gwiazdy zalety pozwala na stosowanie krótszych przewodów ogranicza liczbę urządzeń, które muszą być połączone z centralnym węzłem, wady duży koszt urządzeń d) topologia pierścienia zalety małe zużycie przewodów, możliwe wysokie osiągi, ponieważ każdy przewód łączy dwa konkretne komputery. e) topologia podwójnego pierścienia 5. Typy komunikacji DUPLEX transmisja dwukierunkowa FULLDUPLEX możliwe odbieranie i nadawanie w tym samym czasie HALFDUPLEX możliwe nadawanie i odbieranie naprzemienne
Identyfikacja komputera w sieci Adres MAC / Adres NIC adres karty sieciowej w systemie szesnastkowej Adres IP 4 liczby w systemie 10 oddzielone kropką Maska podsieci - 4 liczby w systemie 10 oddzielone kropką, służy do wyciągnięcia z adresu IP komputera adresu IP sieci, w której pracuje komputer. IP 192.168.0.27 MP 255.255.255.0 Adresy IP dzielą się na publiczne (routowane) i prywatne (nieroutowane)
Klasy sieci klasa A - 0 7 bitów sieci 24 bity hostów maska 255. 0. 0. 0. maska 11111111 00000000 00000000 00000000 klasa B - 1 0 14 bitów sieci 16 bitów hostów maska 255. 255. 0. 0. maska 11111111 11111111 00000000 00000000 klasa - C - 1 1 0 21 bitów sieci 8 bitów hostów maska 255. 255. 255. 0. maska 11111111 11111111 11111111 00000000 Z powyższego schematu wynika, że w odpowiedniej klasie adresów IP możliwe jest oznaczenie określonej ilości sieci i pracujących w nich komputerów. Domyślna maska dla sieci A wygląda następująco: 255.0.0.0. Najwyższe bity (jedynki), określają które bity należą do części sieciowej adresu IP. Domyślna maska jednak nie tworzy podsieci. Dlatego sieć klasy A z domyślną maską jest tylko pojedynczą siecią. Trzy oktety, które nie są opisane i maskowane tworzą część komputera w adresie. W tych trzech oktetach znajdują sie24 bity. Każdy bit może przyjąć dwa stany. Dlatego 2^24 jest liczbą hostów jakie mogą być przypisane do takiej sieci. Jednak dwa adresy są zarezerwowane w każdej sieci najwyższy oraz najniższy. Z tego powodu w sieci klasy A można zaadresować 2^24-2=16,777,214 komputerów. Kiedy zostaje przydzielony adres klasy B, wtedy pierwsze dwa oktety zostają opisane np. 172.198.x.x. Domyślna maska podsieci klasy B wygląda następująco 255.255.0.0. Jedna sieć, dwa oktety wolne, 16 bitów na adresowanie hostów w sieci. 2^16-2=65,534 możliwych adresów hostów w tej klasie. Kiedy zostaje przydzielony adres klasy C, pierwsze trzy oktety zostają opisane np: 193.52.16.0. Domyślna maska podsieci klasy C wygląda następująco 255.255.255.0. Tylko jeden oktet zawierający 8 bitów pozostaje na adresowanie hostów w sieci. 2^8-2=254 możliwych adresów komputerów w sieci klasy C. Klasa adresów Liczba możliwych sieci Liczba możliwych do zaadresowania komputerów w każdej z sieci A 2^7 = 128 2^24 = 16777214 B 2^14 = 16384 2^16 = 65534 C 2^21 = 2097152 2^8 = 254
Wszystkie adresy sieci przyznawane są przez jedną organizację w celu zapewnienia jednoznaczności. Jest to INTERNIC Internet Network Information Center. Organizacja ta przyznaje adresy sieci, natomiast adresy komputerów w sieci każdy administrator może przyznać samodzielnie. Przyczyny tworzenia podsieci i "maskowania" IP Jak wcześniej zostało napisane domyślna maska podsieci w klasie A to 255.0.0.0. Tylko jeden oktet identyfikuje sieć. Pozostałe trzy oktety, każdy po 8 bitów identyfikują pojedyncze komputery w tej sieci. Jak wiemy może być ich 16,777,214. Rzadko się zdarza żeby jakaś organizacja potrzebowała aż 16,777,214 komputerów w jednej sieci. Prawdę powiedziawszy sieć zawierająca tak wielką liczbę urządzeń komunikujących się między sobą w jednej przestrzeni adresowej nie mogła by działać. Z tego powodu dzieli się wielkie sieci (i nie tylko) na mniejsze, w obrębie których znajdują się jednostki najczęściej komunikujące się ze sobą. Problem ten nie dotyczy w równie wielkim stopniu sieci klasy C, ale i tam z powodzeniem jest stosowany. Jak to zostało wyżej przedstawione dla adresu klasy C np. 192.168.1.x domyślną maską podsieci jest 255.255.255.0 Trzy pierwsze oktety adresu i maski określają część sieciową 192.168.1.x 11000000. 10101000. 00000001. x maska klasy C 11111111. 11111111. 11111111. 00000000 Jak działa maskowanie. Tłumaczenie kodu binarnego na dziesiętny. Znamy już to zagadnienie ale przypomnijmy sobie: Zarówno adres IP bitów podzielonych na 4 oktety, po 8 bitów każdy. oto jak pojedynczy oktet jest tłumaczony z binarnego na dziesiętny. Rozpatrzmy oktet składający się z samych jedynek: jak i maska podsieci zbudowana jest 3211111111. 128 64 32 16 8 4 2 1 --- -- -- -- - - - - 1 1 1 1 1 1 1 1 128+ 64+ 32+ 16+ 8+ 4+ 2+ 1+ = 255 oto jeszcze inny przykład: 10111001. 128 64 32 16 8 4 2 1 --- -- -- -- - - - - 1 0 1 1 1 0 0 1 128+ 0+ 32+ 16+ 8+ 0+ 0+ 1+ = 185
Proste zakładanie podsieci. Njasprostszy sposób na założenie podsieci to wpisanie samych jedynek w pierwszym nie opisanym oktecie adresu IP, określającym hosta. Należy pamiętać, że 1 w masce podsieci oznacza, że odpowiadający jej bit z adresu IP należy do części pola sieci. Jeśli np. mamy adres IP klasy B : 172.160.0.0 z maską podsieci 255.255.0.0 no to mamy do czynienie z jedną siecią pozwalającą na zaadresowanie 65.534 urządzenia. Jeśli zastosujemy natomiast taką maskę, że w trzecim oktecie wszystkie bity to 1, czyli 11111111, 128 64 32 16 8 4 2 1 --- -- -- -- - - - - 1 1 1 1 1 1 1 1 128+ 64+ 32+ 16+ 8+ 4+ 2+ 1+ = 255 otrzymamy maskę podsieci 255.255.255.0 tym samym otrzymamy: Numer sieci klasy B 176. 60. 0. 0 maska 255. 255. 255. 0 11111111 11111111 11111111 00000000 teraz w trzecim oktecie wszystkie bity są częścią pola sieci zachodzącą na część pola hosta. Pozostał jeden oktet - 8 bitów do manipulowania i zakładania podsieci. 2^8 =256 możliwych podsieci w otrzymanej w ten sposób sieci klasy B. Zaawansowane maskowanie podsieci Załóżmy, że mamy sieć klasy C. Chcemy ją podzielić na mniejsze podsieci. Mogą to być np. pojedyncze bloki należące do lokalnej sieci. Prześledźmy jakie konsekwencje niesie ze sobą rozciągnięcie maski podsieci klasy C o 2 bity. Rozciąganie zawsze wykonujemy w prawo, bit po bicie. maska klasy C 255. 255. 255. 0 11111111. 11111111. 11111111. 00000000 maska rozszerzona 11111111. 11111111. 11111111. 11000000 255. 255. 255. 192 Ile dzięki takiej masce można utworzyć podsieci? Tyle, o ile bitów rozciągnęliśmy maskę, do potęgi 2. Czyli w naszym przypadku 2^2 = 4. Ile komputerów może pracować w każdej z podsieci? 2 do potęgi (ile pozostało bitów we właściwym oktecie). Odejmiemy jeszcze 2 adresy na pętlę zwrotną i adres rozgłoszeniowy. Otrzymujemy w naszym przypadku 2^6-2 = 62. Zapiszmy uzyskane dane w następujący sposób: Nr sieci 192 168 1. 0 maska podsieci 255. 255. 255. 192
Opiszmy teraz kolejne podsieci: 1. Nr podsieci 192 168 1. 0 IP najmniejszy 255. 255. 255. 00000001 IP największy 255. 255. 255. 00111110 zakres adresów IP komputerów 192.168.1.1-62 2. Nr podsieci 192 168 1. 64 IP najmniejszy 255. 255. 255. 01000001 IP największy 255. 255. 255. 01111110 zakres adresów IP komputerów 192.168.1.65-126 3. Nr podsieci 192 168 1. 128 IP najmniejszy 255. 255. 255. 10000001 IP największy 255. 255. 255. 10111110 zakres adresów IP komputerów 192.168.1.129-190 4. Nr podsieci 192 168 1. 192 IP najmniejszy 255. 255. 255. 11000001 IP największy 255. 255. 255. 11111110 zakres adresów IP komputerów 192.168.1.192-254 Zastosowanie rozciągniętej maski pozbawiło nas kilku adresów, które można było przypisać komputerom. - 4 adresy na oznaczenie nr podsieci: 192.168.1.0 192.168.1.64 192.168.1.128 192.168.1.192 - po dwa adresy (najniższy i najwyższy) w każdej podsieci: 192.168.1.1 192.168.1.62 192.168.1.65 192.168.1.127 192.168.1.129 192.168.1.191 192.168.1.193 192.168.1.254
Ćwiczenia 1. Do jakiej podsieci należy komputer o podanym IP i masce podsieci? Nr IP komputera 192 168 1. 100 maska podsieci 255. 255. 255. 192 IP... 01100100 maska 11000000 Porównujemy właściwe oktety. Przepisujemy tylko te bity gdzie jest 1. Czyli wykonujemy iloczyn logiczny. ten komputer należy do podsieci o numerze 192.168.1.64 01000000 2. Ile podsieci można wydzielić maską 255.255.224.0 w sieci o numerze 172.160.0.0? 224 = 11100000 Maskę rozciągnięto o 3 bity w trzecim oktecie. Daje to 2^3 = 8 podsieci. 3. Ile komputerów może pracować w tak utworzonych podsieciach? maska podsieci 255. 255. 224. 0 binarnie 11111111 11111111 11100000 00000000 pozostało 5 bitów 8 bitów W trzecim i czwarty oktecie pozostało odpowiednio 5 i 8 bitów na adresowanie komputerów. Daje to 13 bitów. Więc 2 ^13 = 8192-2 = 8190 możliwe adresy w każdej podsieci. 4. Do której podsieci należy komputer o nr IP 172.60.50.2 jeśli zastosowano maskę 255.255.240.0? Nr IP 172. 60. 50. 2 maska 255. 255. 240 0 IP binarnie 10101100 00111100 00110010 00000010 maska binarnie 11111111 11111111 11110000 00000000 porównujemy odpowiednie oktety i przepisujemy 1 00110000 00110000 = 32 + 16 = 48 Jest to komputer w podsieci o numerze 172.60.48.0