Urzdzenia techniki komputerowej Identyfikacja i charakteryzowanie urzdze zewntrznych komputera Wprowadzenie do protokołów sieciowych Projekt współfinansowany ze rodków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego oraz budetu pastwa w ramach Zintegrowanego Programu Operacyjnego Rozwoju Regionalnego
Cel zaj W toku lekcji nauczysz si: 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 itd. 2
Agenda podstawowe informacje o modelu referencyjnym ISO-OSI, elementarne zasady działania protokołu TCP/IP, model OSI a model TCP/IP, podstawowe załoenia protokołu trasowania (routingu), przynaleno protokołów http, smtp itd. 3
Przypomnienie Architektura sieci komputerowych głównym zadaniem jest ograniczenie złoonoci sieci, umoliwienie komunikacji heterogenicznego sprztu komputerowego, przekazywanie informacji, midzy stacjami kocowymi zorganizowane jest w postaci warstw, definiuje protokoły, formaty przesyłanych wiadomoci i inne standardy, do których powinni dostosowywa si producenci sprztu i oprogramowania. 4
Agenda podstawowe informacje o modelu referencyjnym ISO-OSI, elementarne zasady działania protokołu TCP/IP, model OSI a model TCP/IP podstawowe załoenia protokołu trasowania (routingu), przynaleno protokołów http, smtp, itd. 5
Podstawowe informacje o modelu ISO-OSI 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. 6
Podstawowe informacje o modelu ISO-OSI Model ISO-OSI: Aplikacji Prezentacji Sesji Transportowa Sieci Łcza danych Fizyczna 7
Podstawowe informacje o modelu ISO-OSI 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 Aplikacji Prezentacji Sesji Transportowa Sieci Łcza danych Fizyczna 8
Podstawowe informacje o modelu ISO-OSI 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 kart sieciowych, mosty (bridge) i przełczniki. Aplikacji Prezentacji Sesji Transportowa Sieci Łcza danych Fizyczna 10110110101 01100010011 10110000001 9
Podstawowe informacje o modelu ISO-OSI Warstwa sieciowa zapewnia metody ustanawiania, utrzymywania i rozłczania połczenia sieciowego, dokonuje wyboru trasy przesyłania danych midzy stacjródłow a docelow (routing), obsługuje błdy komunikacji, odpowiada za ochron sieci przed przecieniami transmisyjnymi, w skład jej obiektów wchodz min.: routery. Aplikacji Prezentacji Sesji Transportowa Sieci Łcza danych Fizyczna 10
Podstawowe informacje o modelu ISO-OSI 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. Aplikacji Prezentacji Sesji Transportowa Sieci Łcza danych Fizyczna 11
Podstawowe informacje o modelu ISO-OSI Warstwa prezentacji zapewnia przekształcanie danych uytkownika do postaci standardowej w sieci, realizuje: kodowanie, kompresj i konwersj danych, realizuje utajnianie przesyłanych informacji, dokonujc szyfrowania lub wprowadzajc zabezpieczenia kryptograficzne, wiele zestawów protokołów nie zapewnia warstwy prezentacji. Aplikacji Prezentacji Sesji Transportowa Sieci Łcza danych Fizyczna 12
Podstawowe informacje o modelu ISO-OSI 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. Aplikacji Prezentacji Sesji Transportowa Sieci Łcza danych Fizyczna 13
Podstawowe informacje o modelu ISO-OSI 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. Aplikacji Prezentacji Sesji Transportowa Sieci Łcza danych Fizyczna 14
Podstawowe informacje o modelu ISO-OSI Korzyci wynikajce z podziału na siedem warstw modelu: podział procesu komunikacji sieciowej na mniejsze, łatwiejsze do zarzdzania elementy składowe, utworzenie standardowych składników sieci, dziki czemu składniki te mog by rozwijane i obsługiwane przez rónych producentów, umoliwienie wzajemnej komunikacji sprztu i oprogramowania sieciowego rónych rodzajów, zmiany wprowadzone w jednej warstwie nie dotycz innych warstw. 15
Podstawowe informacje o modelu ISO-OSI w celu przesłania danych z miejsca ródłowego do docelowego, kada warstwa modelu OSI w miejscu ródłowym musi porozumie si z równorzdn jej warstw w miejscu docelowym. Aplikacji Prezentacji Sesji Transportowa Sieci Łcza danych Fizyczna Aplikacji Prezentacji Sesji Transportowa Sieci Łcza danych Fizyczna 16
Agenda podstawowe informacje o modelu referencyjnym ISO-OSI, elementarne zasady działania protokołu TCP/IP, model OSI a model TCP/IP, podstawowe załoenia protokołu trasowania (routingu), przynaleno protokołów http, smtp, itd. 17
Elementarne zasady działania protokołu TCP/IP Protokół TCP/IP odpowiada jest historycznym i technicznym standardem sieci Internet, model odniesienia TCP/IP został utworzony w Departamencie Obrony USA jako projekt sieci, która przetrwałaby w kadych warunkach, nawet podczas wojny nuklearnej. w departamencie sformułowano wymaganie, aby transmisja pakietów była moliwa zawsze i w kadych warunkach przy wykorzystaniu rónych mediów komunikacyjnych, takich jak przewody miedziane, mikrofale, wiatłowody i łcza satelitarne. 18
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), 19
Elementarne zasady działania protokołu TCP/IP 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 adresowanie pakietów. 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 na łczach komutowanych (zwykłych liniach telefonicznych). 20
Elementarne zasady działania protokołu TCP/IP Protokół TCP/IP protokół TCP/IP zawiera cztery warstwy funkcjonalne: niektóre warstwy modelu TCP/IP nazywaj si tak samo jak warstwy modelu OSI, oba modele nie do koca sobie odpowiadaj, warstwy aplikacji obu modeli realizuj inne funkcje) Aplikacji Transportowa Internet Dostp do sieci 21
Elementarne zasady działania protokołu TCP/IP 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. Aplikacji Transportowa Internet Dostp do sieci 22
Elementarne zasady działania protokołu TCP/IP 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, Aplikacji Transportowa Internet Dostp do sieci 23
Elementarne zasady działania protokołu TCP/IP Warstwa internetowa 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, Aplikacji Transportowa Internet Dostp do sieci 24
Elementarne zasady działania protokołu TCP/IP 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, Aplikacji Transportowa Internet Dostp do sieci 25
Elementarne zasady działania protokołu TCP/IP 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. Aplikacji Transportowa Internet Dostp do sieci 26
Elementarne zasady działania protokołu TCP/IP 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. Aplikacji Transportowa Internet Dostp do sieci 27
Agenda podstawowe informacje o modelu referencyjnym ISO-OSI, elementarne zasady działania protokołu TCP/IP, model ISO-OSI a TCP/IP, podstawowe załoenia protokołu trasowania (routingu), przynaleno protokołów http, smtp, itd. 28
Model ISO-OSI a TCP/IP Podobiestwa: obydwa modele maj budow warstwow. oba protokoły maj warstwy aplikacji, chociawiadcz one bardzo róne usługi. porównywalne warstwy sieciowe i transportowe. załoenie przełczania pakietów co oznacza, e poszczególne pakiety mog do tego samego miejsca docelowego trafi rónymi ciekami, ISO-OSI Aplikacji Prezentacji Sesji Transportowa Sieci Łcza danych Fizyczna TCP/IP Aplikacji Transportowa Internet Dostp do sieci 29
Model ISO-OSI a TCP/IP Rónice: w modelu TCP/IP zadania warstwy prezentacji i sesji s realizowane w warstwie aplikacji. warstwa dostpu do sieci modelu TCP/IP skupia funkcje warstw łcza danych i fizycznej modelu OSI protokoły TCP/IP s standardem, wokół którego powstał Internet, model OSI jest uywany jako podstawa teoretyczna. ISO-OSI Aplikacji Prezentacji Sesji Transportowa Sieci Łcza danych Fizyczna TCP/IP Aplikacji Transportowa Internet Dostp do sieci 30
Agenda podstawowe informacje o modelu referencyjnym ISO-OSI, elementarne zasady działania protokołu TCP/IP, model ISO-OSI a TCP/IP, podstawowe załoenia protokołu trasowania (routingu), przynaleno protokołów http, smtp, itd. 31
Podstawowe załoenia protokołu trasowania 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. 32
Podstawowe załoenia protokołu trasowania 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. 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. 33
Podstawowe załoenia protokołu trasowania 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. 34
Podstawowe załoenia protokołu trasowania 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. 35
Podstawowe załoenia protokołu trasowania Trasowanie dynamiczne na podstawie wektora odległoci 36
Podstawowe załoenia protokołu trasowania 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. 37
Podstawowe załoenia protokołu trasowania 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. 38
Podstawowe załoenia protokołu trasowania 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. 39
Agenda podstawowe informacje o modelu referencyjnym ISO-OSI, elementarne zasady działania protokołu TCP/IP, podstawowe załoenia protokołu trasowania (routingu), przynaleno protokołów http, smtp, itd. 40
Przynaleno protokołów http, smtp, itd. HTTP (ang. Hypertext Transfer Protocol) to protokół sieci WWW (World Wide Web), za pomoc protokołu HTTP przesyła sidania udostpnienia dokumentów WWW, FTP (ang. File Transfer Protocol) protokół transmisji danych, typu klient-serwer, umoliwia przesyłanie plików z i na serwer poprzez sie TCP/IP SMTP (ang. Simple Mail Transfer Protocol) protokół komunikacyjny opisujcy sposób przekazywania poczty elektronicznej w internecie. 41
Przynaleno protokołów http, smtp, itd. 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. 42
Przynaleno protokołów http, smtp, itd. Przynalenoprotokołów 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), 43
wiczenie 44
wiczenia Jakie znasz protokoły sieciowe? Wymie warstwy modelu ISO-OSI. Wymie warstwy protokołu TCP/IP. Do jakiej warstwy nale protokoły Telnet, FTP,..? 45
Podsumowanie Po zakoczeniu tej lekcji bdziesz wiedział i umiał: 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 itd. 46