Charakterystyka grupy protokołów TCP/IP



Podobne dokumenty
Sieci komputerowe - Wstęp do intersieci, protokół IPv4

DR INŻ. ROBERT WÓJCIK DR INŻ. JERZY DOMŻAŁ ADRESACJA W SIECIACH IP. WSTĘP DO SIECI INTERNET Kraków, dn. 24 października 2016r.

Plan i problematyka wykładu. Sieci komputerowe IPv6. Rozwój sieci Internet. Dlaczego IPv6? Przykład zatykania dziur w funkcjonalności IPv4 - NAT

IPv6 Protokół następnej generacji

Połączenie sieci w intersieci ( internet ) Intersieci oparte o IP Internet

Stos protokołów TCP/IP (ang. Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

Podstawy Transmisji Danych. Wykład IV. Protokół IPV4. Sieci WAN to połączenia pomiędzy sieciami LAN

Warstwa sieciowa. Model OSI Model TCP/IP. Aplikacji. Aplikacji. Prezentacji. Sesji. Transportowa. Transportowa

Protokoły sieciowe - TCP/IP

Sieci komputerowe Warstwa sieci i warstwa transportowa

DR INŻ. ROBERT WÓJCIK DR INŻ. JERZY DOMŻAŁ

Routing. mgr inż. Krzysztof Szałajko

Internet Protocol v6 - w czym tkwi problem?

Dlaczego? Mało adresów IPv4. Wprowadzenie ulepszeń względem IPv4 NAT CIDR

RUTERY. Dr inŝ. Małgorzata Langer

Stos TCP/IP Warstwa Internetu. Sieci komputerowe Wykład 4

Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej

Sieci komputerowe. Zajęcia 3 c.d. Warstwa transportu, protokoły UDP, ICMP

Warstwa sieciowa rutowanie

DR INŻ. ROBERT WÓJCIK DR INŻ. JERZY DOMŻAŁ

Warstwa sieciowa w Internecie

Konfiguracja sieci, podstawy protokołów IP, TCP, UDP, rodzaje transmisji w sieciach teleinformatycznych

Plan wykładu. Warstwa sieci. Po co adresacja w warstwie sieci? Warstwa sieci

ADRESY PRYWATNE W IPv4

polega na opakowaniu danych - w każdej warstwie modelu OSI, kolejno idąc z góry na dół - w konieczne nagłówki/stopki odpowiednich protokołów

PORADNIKI. Routery i Sieci

Przesyłania danych przez protokół TCP/IP

MODEL OSI A INTERNET

Zestaw ten opiera się na pakietach co oznacza, że dane podczas wysyłania są dzielone na niewielkie porcje. Wojciech Śleziak

Adresy w sieciach komputerowych

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

Sieci Komputerowe. Protokół IPv4 - Internet Protocol ver.4 Protokół IP ver.6. dr Zbigniew Lipiński

Aby lepiej zrozumieć działanie adresów przedstawmy uproszczony schemat pakietów IP podróżujących w sieci.

WYŻSZA SZKOŁA ZARZĄDZANIA I MARKETINGU BIAŁYSTOK, ul. Ciepła 40 filia w EŁKU, ul. Grunwaldzka

MODEL WARSTWOWY PROTOKOŁY TCP/IP

Akademickie Centrum Informatyki PS. Wydział Informatyki PS

Warstwa sieciowa. mgr inż. Krzysztof Szałajko

Unicast jeden nadawca i jeden odbiorca Broadcast jeden nadawca przesyła do wszystkich Multicast jeden nadawca i wielu (podzbiór wszystkich) odbiorców

Sieci komputerowe w sterowaniu informacje ogólne, model TCP/IP, protokoły warstwy internetowej i sieciowej

Sieci komputerowe. Routing. dr inż. Andrzej Opaliński. Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie.

Sieci komputerowe - Protokoły wspierające IPv4

DLACZEGO QoS ROUTING

Sieci komputerowe - administracja

TCP/IP formaty ramek, datagramów, pakietów...

Akademickie Centrum Informatyki PS. Wydział Informatyki PS

Rok szkolny 2014/15 Sylwester Gieszczyk. Wymagania edukacyjne w technikum. SIECI KOMPUTEROWE kl. 2c

Sieci komputerowe - Protokoły warstwy transportowej

Plan wykładu. Warstwa sieci. Po co adresacja w warstwie sieci? Warstwa sieci

Routing i protokoły routingu

Protokół IPX (Internetwork Packet Exchange)

Sieci komputerowe. Router. Router

Routing - wstęp... 2 Routing statyczny... 3 Konfiguracja routingu statycznego IPv Konfiguracja routingu statycznego IPv6...

Akademickie Centrum Informatyki PS. Wydział Informatyki PS

Internet Control Message Protocol (ICMP) Łukasz Trzciałkowski

PBS. Wykład Routing dynamiczny OSPF EIGRP 2. Rozwiązywanie problemów z obsługą routingu.

Sieci komputerowe - warstwa transportowa

Plan wykładu. Wyznaczanie tras. Podsieci liczba urządzeń w klasie C. Funkcje warstwy sieciowej

Akademickie Centrum Informatyki PS. Wydział Informatyki PS

Adresowanie grupowe. Bartłomiej Świercz. Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych. Łódź, 25 kwietnia 2006

Administracja sieciami LAN/WAN

Scenariusz lekcji Opracowanie: mgr Bożena Marchlińska NKJO w Ciechanowie Czas trwania jednostki lekcyjnej: 90 min.

Sieci komputerowe W4. Warstwa sieciowa Modelu OSI

SIECI KOMPUTEROWE wykład dla kierunku informatyka semestr 4 i 5

Porównanie protokołów IPv4 i IPv6

Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej

Komunikacja w sieciach komputerowych

Uproszczenie mechanizmów przekazywania pakietów w ruterach

Laboratorium - Przechwytywanie i badanie datagramów DNS w programie Wireshark

SEGMENT TCP CZ. II. Suma kontrolna (ang. Checksum) liczona dla danych jak i nagłówka, weryfikowana po stronie odbiorczej

Wykład 3: Internet i routing globalny. A. Kisiel, Internet i routing globalny

Protokół IPsec. Patryk Czarnik

Model sieci OSI, protokoły sieciowe, adresy IP

ZiMSK. Routing dynamiczny 1

ZASADY PODZIAŁU SIECI NA PODSIECI, OBLICZANIA ADRESÓW PODSIECI, ADRESÓW HOSTÓW I ADRESU ROZGŁOSZENIOWEGO

Adresy IP v.6 IP version 4 IP version 6 byte 0 byte 1 byte 2 byte 3 byte 0 byte 1 byte 2 byte 3

Sieci Komputerowe. Protokół ICMP - Internet Control Message Protocol Protokół ICMP version 6. dr Zbigniew Lipiński

DR INŻ. ROBERT WÓJCIK DR INŻ. JERZY DOMŻAŁ PODSTAWY RUTINGU IP. WSTĘP DO SIECI INTERNET Kraków, dn. 7 listopada 2016 r.

Sieci Komputerowe Protokół TCP

ZiMSK NAT, PAT, ACL 1

Architektura INTERNET

Systemy operacyjne i sieci komputerowe Szymon Wilk Adresowanie w sieciach Klasy adresów IP a) klasa A

Sieci komputerowe. Wykład 3: Protokół IP. Marcin Bieńkowski. Instytut Informatyki Uniwersytet Wrocławski. Sieci komputerowe (II UWr) Wykład 3 1 / 25

Sieci Komputerowe Modele warstwowe sieci

Funkcje warstwy sieciowej. Podstawy wyznaczania tras. Dostarczenie pakietu od nadawcy od odbiorcy (RIP, IGRP, OSPF, EGP, BGP)

Sieci komputerowe. Wykład 5: Warstwa transportowa: TCP i UDP. Marcin Bieńkowski. Instytut Informatyki Uniwersytet Wrocławski

Sieci komputerowe Warstwa transportowa

Sieci komputerowe. Protokoły warstwy sieciowej modelu OSI-ISO. dr inż. Andrzej Opaliński

Test sprawdzający wiadomości z przedmiotu Systemy operacyjne i sieci komputerowe.

1. Podstawy routingu IP

Zadania z sieci Rozwiązanie

GRAF DECYZJI O TRASIE PAKIETU

TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) komunikacji otwartej stosem protokołów

Podstawy sieci komputerowych

Model OSI. mgr inż. Krzysztof Szałajko

Transmisja bezpołączeniowa i połączeniowa

Sieci komputerowe. Wykład 3: Protokół IP. Marcin Bieńkowski. Instytut Informatyki Uniwersytet Wrocławski. Sieci komputerowe (II UWr) Wykład 3 1 / 24

Przewodowe sieci dostępu do. Dr inż. Małgorzata Langer

Protokół IP. III warstwa modelu OSI (sieciowa) Pakowanie i adresowanie przesyłanych danych RFC 791 Pakiet składa się z:

Sieć komputerowa Adresy sprzętowe Adresy logiczne System adresacji IP (wersja IPv4)

Protokoły wspomagające. Mikołaj Leszczuk

Transkrypt:

Charakterystyka grupy protokołów TCP/IP Janusz Kleban Architektura TCP/IP - protokoły SMTP FTP Telnet HTTP NFS RTP/RTCP SNMP TCP UDP IP ICMP Protokoły routingu ARP RARP Bazowa technologia sieciowa J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Funkcje protokołu IP definiowanie datagramów, będących podstawowymi jednostkami transmisyjnymi; definiowanie schematu adresowania używanego w sieci; przekazywanie danych między warstwą dostępu do sieci, a warstwą transportową host-to-host; kierowanie datagramów do komputerów oddalonych; dokonywanie fragmentacji i ponownego składania datagramów. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP

Format datagramu IP Wersja (Version) Długość nagłówka (IHL) Czas życia pakietu (Time to live) Identyfikacja (Identyfication) Typ usługi (Type of service) Protokół (Protocol) Opcje (Options) Źródłowy adres IP (Source IP address) Docelowy adres IP (Destination IP address) Dane (Data) Flagi (Flags) Całkowita długość (Total length) Przesunięcie fragmentu (Fragment offset) Suma kontrolna nagłówka (Header checksum) Wypełnienie (Padding) J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Klasy adresów IP Klasa A Klasa B Klasa C Klasa D Klasa E ID sieci (bitów) ID sieci ( bitów) ID sieci ( bitów) ID hosta ( bity) ID hosta ( bitów) Adresy rozsyłania grupowego - multicast Zarezerwowane dla zastosowań specjalnych ID hosta ( bitów) J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Adresy klasy A W adresach klasy A pierwszy bit jest równy, następnych bitów określa sieć, a ostatnie bity wskazują komputer. Możemy zaadresować sieci klasy A, a każda z nich może się składać z.. komputerów. Zakres adresów:...-... J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP

Adresy klasy B Jeśli dwa pierwsze bity adresu przyjmują wartość i, to mamy do czynienia z adresami klasy B. Pierwsze dwa bity wyznaczają klasę, następnych określa sieć, a ostatnich identyfikuje komputer. Można zatem zaadresować. sieci oraz. komputerów w każdej z nich. Zakres adresów:...... J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Adresy klasy C W adresach klasy C trzy pierwsze bity przyjmują wartość, kolejnych bitów to identyfikator sieci, a ostatnich bitów służy do identyfikacji komputera. Można w ten sposób zaadresować.. sieci, ale każda z nich może składać się tylko z komputerów. Zakres adresów:...... J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Adresy klasy D Cztery pierwsze bity adresu w postaci, wskazują specjalną grupę adresów zarezerwowanych dla połączeń typu multicast. Adresy takie są czasem nazywane adresami klasy D, ale nie odnoszą się do żadnej konkretnej sieci tylko do strumienia pakietów przenoszących informacje dla usługi wymagającej połączenia punkt-grupa. Zakres adresów:...... J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP

Adresy klasy E Adresy rozpoczynające się kombinacją należą do grupy adresów typu E, wykorzystywanych przez IETF do realizacji zadań specjalnych np. testowanie nowych rozwiązań sieciowych. Zakres adresów:...... J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP detekcja i korekcja błędów; sterowanie przepływem; Funkcje protokołu TCP składanie wiadomości w całość; odrzucanie duplikatów segmentów wiadomości. Protokół TCP jest protokołem niezawodnym, zorientowanym połączeniowo. Transmisja między urządzeniami (komputerami) może się rozpocząć dopiero po otwarciu połączenia. Połączenie jest zamykane po zakończeniu wymiany danych. Brak możliwości transmisji multicast i broadcast. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Porty Wiadomości dostarczane są przez warstwę transportową do właściwych aplikacji z wykorzystaniem numerów portów. Numer portu jest bitowym adresem, przy czym w zakresie od zdefiniowano tzw. dobrze znane porty (ang. wellknown ports), które przyporządkowano do powszechnie wykorzystywanych usług warstwy aplikacji np. dla protokołu TCP: Telnet (), FTP (), SMTP (); dla protokołu UDP: SNMP (), RPC (), TFTP (). Konkatenacja adresu IP i numeru portu jest nazywana gniazdem (ang. socket). J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP

Format pakietu TCP Przes. danych (Data offset) Port źródłowy (Source port) Nie wykorzystane (Reserved) Suma kontrolna (Checksum) Numer potwierdzenia (Acknowledgement number) Flagi (Flags) Opcje (Options) Numer sekwencyjny (Sequence number) Dane (Data) Port docelowy (Destination port) Okno (Window) Wskaźnik ważnych danych (Urgent pointer) Wypełnienie (Padding) J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Funkcje protokołu UDP Protokół UDP jest bezpołączeniowym, zawodnym protokołem transportowym. Pozwala na przesyłanie wiadomości do jednego lub wielu urządzeń (komputerów) bez uprzedniego nawiązania połączenia. Nie wymaga przesyłania potwierdzeń dostarczenia pakietów. Dla niektórych aplikacji jest to najbardziej efektywny sposób przesyłania informacji. Daje możliwość realizowania transmisji typu broadcast. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Format pakietu UDP Port źródłowy (Source port) Długość pakietu UDP (Length) Dane (Data) Port docelowy (Destination port) Suma kontrolna (UDP Checksum) J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP

Obliczanie sumy kontrolnej UDP Zero Port źródłowy (Source port) Długość pakietu UDP (Length) Źródłowy adres IP (Source IP address) Docelowy adress IP (Destination IP address) Protokół (Protocol) Długość pakietu UDP (UDP length) Port docelowy (Destination port) Suma kontrolna (UDP Checksum) Pseudo nagłówek Nagłówek UDP Dane (Data) Dane J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Protokół IPv znacznie rozszerzone możliwości adresowania i rutingu; wprowadzenie adresu typu Anycast; uproszczenie formatu nagłówka; udoskonalone wsparcie dla opcji; mechanizmy Quality-of-Service; możliwości praktycznej realizacji autoryzacji i zapewnienia prywatności. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Datagram IPv elementy datagramu: podstawowy nagłówek IPv; nagłówki rozszerzeń; nagłówek protokołu wyższej warstwy + dane; ścisła kolejność nagłówków rozszerzeń. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP

Nagłówek datagramu IPv składa się z pól; stała długość bajtów; brak pola kontroli błędów; Wersja Priorytet Etykieta potoku Długość pola danych Następny nagłówek Limit skoków Adres źródła Adres przeznaczenia J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Rozszerzenia nagłówka/opcje ulepszony mechanizm opcji; opcje IPv są zawarte w osobnych nagłówkach rozszerzeń; większość nagłówków rozszerzeń IPv nie jest analizowana lub przetwarzana przez routery; całkowita długość pola opcji nie jest ograniczona do bajtów i jest zawsze całkowitą wielokrotnością oktetów. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Rozszerzenia nagłówka Zdefiniowane rozszerzone nagłówki IPv w kolejności występowania: Hop-by-Hop options header; Destination options header-; Source Routing header; Fragmentation header; Authentication header; IPv Encryption header; Destination options header-. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP

Adresowanie w IPv adresy IPv mają długość równą bitom; służą do identyfikowania konkretnych interfejsów lub ich grup; pojedynczy interfejs może być skojarzony z wieloma adresami IPv dowolnego typu; trzy typy adresów: unicat, anycast i multicast, brak adresu typu broadcast. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Przestrzeń adresowa bitów adresu daje adresową niż IPv; razy większą przestrzeń teoretycznie umożliwia to przydzielenie,,,,,,, adresów na każdy metr kwadratowy Ziemi; uwzględniając wprowadzenie hierarchii adresów szacuje się ich liczbę na metr kwadratowy Ziemi w przedziale od, do,,,,,,. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Unicast identyfikacja pojedynczego interfejsu; kilka typów adresów typu unicast: adresy jednostkowe przypisywane przez usługodawców sieciowych (Provider based unicast addresses); adresy użytku lokalnego (Local-Use Addresses): Link-Local, Site-Local; adresy IPv z zawartymi adresami IPv. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP

Anycast anycastowy adres IPv jest skojarzony z więcej niż jednym interfejsem (typowo z interfejsami należącymi do różnych węzłów); pakiet wysłany na adres tego typu jest kierowany do najbliższego - według odpowiedniego protokołu rutingu - interfejsu posiadającego taki adres; format adresu jak dla unicast. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Multicast multicastowy adres IPv identyfikuje grupę interfejsów; interfejs może należeć multicastowych; do dowolnej liczby grup stałe i tymczasowe adresy multicast; zasięg grupy multicast. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Notacja adresów IPv format x:x:x:x:x:x:x:x, gdzie x zawiera się w przedziale od do FFFF; kompresja zer - ciąg powtarzających się zer można zastąpić parą dwukropków; zapis końcówki adresu w notacji dziesiętnej z kropkami przy transporcie adresu IPv, format x:x:x:x:x:x:d:d:d:d, gdzie d zawiera się w przedziale od do (dziesiątkowo). J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP

Mechanizmy QoS mechanizm rezerwacji zasobów; potok jako ścieżka poprzez sieć, na której pośrednie routery gwarantują określoną jakość obsługi; zapewnienie określonej przepustowości, opóźnienia i/lub jittera; pola nagłówka IPv: Etykieta Potoku, Priorytet. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Bezpieczeństwo nagłówek autoryzacji (IPng Authentication Header): zapewnienie autoryzacji i integralności danych, algorytm MD. nagłówek enkapsulacji ładunku (IPng Encapsulating Security Header): zapewnienie integralności i poufności danych, algorytm DES CBC. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Autokonfiguracja autokonfiguracja: bezstanowa konfiguracja adresu z wykorzystaniem adresu MAC; DHCPv; mobilność; J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP

IPv ponad IPv znacznie większa i zhierarchizowana przestrzeń adresowa; elastyczny format nagłówka opcje w nagłówkach rozszerzeń; zmniejszenie obciążenia routerów; potoki i QoS; autokonfiguracja; możliwość przesyłania pakietów o długości większej od bajtów. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Protokoły routingu Wybór i zestawienie drogi przesyłania pakietu, nazywane jest routingiem. Protokoły wyznaczania tras, czyli protokoły routingu, stanowią najobszerniejszą grupę protokołów z rodziny TCP/IP w warstwie sieciowej. Są to także protokoły o największym stopniu złożoności. Routing w sieci komputerowej jest realizowany przez rutery. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP System autonomiczny Zgodnie z RFC system autonomiczny to zestaw ruterów pozostający pod jedną administracją techniczną, korzystający z wewnętrznego protokołu routingu i wspólnej metryki tras dla pakietów w ramach systemu, oraz korzystający z zewnętrznego protokołu routingu dla przesyłania pakietów do innych systemów autonomicznych. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP

Klasyfikacja protokołów routingu W celu realizacji procesu routingu routery komunikują się między sobą, aby wymieniać informacje o dostępnych połączeniach i ich parametrach. Komunikacja pomiędzy routerami prowadzona jest zgodnie z zasadami opisanymi przez protokoły routingu. W zależności od zastosowania, protokoły routingu nazywane są zewnętrznymi (Exterior Routing Protocol) lub wewnętrznymi (Interior Routing Protocol). J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Protokoły routingu wewnętrznego RIP (Routing Information Protocol) protokół odległościowo - wektorowy; OSPF (Open Shortest Path First) protokół stanu łącza; inne protokoły: IGRP, enhanced IGRP, dual IS-IS. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Protokół RIP RIP wybiera trasy charakteryzujące się najmniejszą liczbą przeskoków (hops). Liczba przeskoków jest to liczba routerów, przez które musi przejść pakiet, by osiągnąć węzeł przeznaczenia. Protokół zakłada, że najlepsza droga prowadzi przez najmniejszą liczbę routerów. RIP nie nadaje się do dużych systemów autonomicznych, w których trasy mogą prowadzić przez więcej niż routerów. Założenie protokołu RIP, że najlepsza trasa to trasa najkrótsza, nie uwzględnia obciążenia poszczególnych ścieżek i opóźnienia występującego na każdej z nich podczas przesyłania pakietów. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP

Protokół OSPF W odróżnieniu od RIP routery OSPF nie przesyłają tablic routingu między sobą. Zamiast tego używają pięciu różnych rodzajów komunikatów do wymiany informacji potrzebnych do utrzymania tablic routingu: komunikaty Hello; opisy baz danych (database descriptions); żądanie danych o stanie połączeń (requests link-state); dane aktualizujące stan połączeń (updates link-state); potwierdzenia stanu połączenia (acknowledgments linksstate). J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Protokół OSPF OSPF reprezentuje grupę protokołów stanu łącza. Protokoły te charakteryzują się tym, że routery nie przekazują informacji o adresach, które za ich pośrednictwem są osiągalne, a przekazywana jest informacja o topologii sieci i parametrach łączy np. przepustowość łącza i jego bieżące obciążenie, współczynniki administracyjne, ograniczenia w przesyłaniu pewnych pakietów przez łącza. Na tej podstawie każdy router buduje sobie własny obraz sieci i aktualnego stanu wszystkich tworzących ją łączy, a następnie wylicza najlepszą dla siebie trasę do poszczególnych miejsc w sieci i tworzy tablicę routingu. Sposób określenia najlepszej trasy zależy od zastosowanego algorytmu. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP Protokoły routingu zewnętrznego Protokoły routinguzewnętrznego odpowiadają za wymianę informacji o routingu między systemami autonomicznymi. EGP - Exterior Gateway Protocol; wymiana informacji pomiędzy ruterami odbywa się w trzech krokach: neighbor acquisition; neighbor reachability; network reachability; BGP - Border Gateway Protocol; posiada znacznie więcej możliwości od protokołu EGP, jest bardziej elastyczny, wymieniane są informacje o atrybutach ścieżek; CIDR Classless Inter-Domain Routing. J. Kleban Grupa protokołów TCP/IP