Obsah. O autorech 9. Předmluva 13. KAPITOLA 1 Počítačové sítě a Internet 23. Jim Kurose 9 Keith Ross 9

Transkript

1 Obsah 3 Obsah O autorech 9 Jim Kurose 9 Keith Ross 9 Předmluva 13 Co je nového v tomto vydání? 13 Cílová skupina čtenářů 14 Čím je tato učebnice jedinečná? 14 Přístup shora dolů 14 Zaměření na Internet 15 Výuka síťových principů 15 Webová stránka 15 Pedagogické funkce 16 Kapitola Závislosti 17 Zpětná vazba 17 Errata 18 Poděkování 18 KAPITOLA 1 Počítačové sítě a Internet Co je Internet? Popis základních součástí Popis služeb Co je protokol? Okraj sítě Přístupové sítě Fyzická média Jádro sítě Přepínání paketů Přepínání okruhů Síť sítí Zpoždění, ztráta, a propustnost v sítích s přepínáním paketů Přehled zpoždění v sítích s přepínáním paketů Zpoždění fronty a ztráta paketů Zpoždění mezi koncovými uzly Propustnost v počítačových sítích Vrstvy protokolů a jejich modely služeb Vrstvená architektura Zapouzdření Sítě pod útokem Historie počítačových sítí a Internetu Vývoj přepínání paketů: Vlastnické sítě a propojení Internetu:

2 4 Obsah Rozšíření sítí: Internetová exploze: Devadesátá léta Nové tisíciletí Shrnutí 71 KAPITOLA 2 Aplikační vrstva Principy síťových aplikací Architektury síťových aplikací Komunikace mezi procesy Transportní služby dostupné aplikacím Transportní služby poskytované Internetem Protokoly aplikační vrstvy Síťové aplikace, zahrnuté v této knize Web a HTTP Obecný přehled protokolu HTTP Dočasná a trvalá spojení Formát zprávy HTTP Interakce uživatele a serveru: Cookies Webová mezipaměť Podmíněná metoda GET Přenos souborů: FTP FTP příkazy a odpovědi Elektronická pošta v Internetu SMTP Srovnání s HTTP Formáty poštovních zpráv Protokoly pro přístup k poště DNS internetová adresářová služba Služby poskytované systémem DNS Přehled funkce DNS DNS záznamy a zprávy Aplikace Peer-to-Peer Distribuce souborů P2P Distribuované hašovací tabulky (DHT) Programování soketů: Vytváření síťových aplikací Programování soketů s UDP Programování soketů s TCP Shrnutí 147 KAPITOLA 3 Transportní vrstva Úvod a služby transportní vrstvy Vztah mezi transportní a síťovou vrstvou Přehled transportní vrstvy na Internetu Multiplexing a demultiplexing Nespojovaný transport: UDP Struktura segmentu UDP Kontrolní součet UDP Principy spolehlivého přenosu dat Budování protokolu pro spolehlivý přenos dat Proudové rotokoly pro spolehlivý přenos dat 181

3 Obsah Go-Back-N (GBN - Opakování s návratem) Selektivní opakování (Selective Repeat, SR) Přenos orientovaný na spojení: TCP TCP spojení Struktura TCP segmentu Odhad obousměrné cesty (round-trip time, RTT) a timeout Spolehlivý přenos dat Řízení datového toku Správa TCP spojení Principy kontroly přetížení Příčiny a náklady plynoucí z přetížení Přístupy ke kontrole přetížení Příklad kontroly přetížení pomocí sítě: Kontrola přetížení ATM ABR Kontrola přetížení TCP Spravedlnost Shrnutí 230 KAPITOLA 4 Síťová vrstva Úvod Předávání a směrování Modely služeb síťové vrstvy Sítě virtuálních okruhů a datagramů Sítě virtuálních okruhů Datagramové sítě Počátky VC a datagramových sítí Co je uvnitř routeru? Vstupní zpracování Přepínání Zpracování výstupu Kdy se provádí řazení do fronty? Řídící úroveň směrování Internet Protocol (IP): Předávání a adresování v Internetu Formát datagramů Adresování v protokolu IPv Internet Control Message Protocol (ICMP) IPv Stručný úvod do zabezpečení IP Směrovací algoritmy Směrovací algoritmus podle stavu linky (Link-State, LS) Směrovací algoritmus vektoru vzdálenost (Distance-Vector, DV) Hierarchické směrování Směrování v Internetu Směrování mezi AS v Internetu: RIP Vnitřní směrování AS v Internetu: OSPF Směrování mezi AS: BGP Skupinové a všesměrové vysílání Všesměrové směrovací algoritmy Multicast (skupinové vysílání) Shrnutí 327

4 6 Obsah KAPITOLA 5 Linková vrstva: Linky, přístupové sítě a sítě LAN Úvod do linkové vrstvy Služby poskytované linkovou vrstvou Kde je linková vrstva implementována? Techniky detekce a korekce chyb Kontrola parity Metody kontrolních součtů Cyklická kontrola redundance (CRC) Linky a protokoly pro vícenásobný přístup Protokoly s dělením kanálu Protokoly s náhodným přístupem Protokoly se střídavým přístupem DOCSIS: The Link-Layer Protocol for Cable Internet Access (Protokol linkové vrstvy pro kabelový přístup k Internetu) Přepínané lokální sítě Adresování linkové vrstvy a protokol ARP Ethernet Přepínače linkové vrstvy Virtuální lokální sítě (VLAN) Virtualizace linky: Síť jako linková vrstva Multiprotocol Label Switching (MPLS) Sítě datových center Retrospektiva: Den v životě požadavku na webovou stránku Začínáme: DHCP, UDP, IP a Ethernet Stále začínáme: DNS a ARP Stále začínáme: Vnitřní doménové směrování na serveru DNS Interakce webového klienta a serveru: TCP a HTTP Shrnutí 391 KAPITOLA 6 Bezdrátové a mobilní sítě Úvod Charakteristiky bezdrátových linek a sítí Protokol CDMA WiFi: Bezdrátové sítě LAN Architektura Protokol MAC Rámec IEEE Mobilita v rámci stejné IP podsítě Pokročilé funkce Osobní sítě (Personal Area Networks): Bluetooth a ZigBee Mobilní přístup k Internetu Přehled architektury mobilních sítí 426 Mobilní datové sítě 3G: Rozšíření Internetu na mobilní předplatitele K sítím 4G: LTE Správa mobility: Principy Adresování Směrování do mobilního uzlu Mobilní IP 438

5 Obsah Správa mobility v mobilních sítích Směrování hovorů na mobilní uživatele Předávání řízení v sítích GSM Bezdrátové sítě a mobilita: Dopad na protokoly vyšší vrstvy Shrnutí 447 KAPITOLA 7 Multimédia v počítačových sítích Multimediální aplikace Vlastnosti videa Vlastnosti zvuku (audio) Typy multimediálních síťových aplikací Streaming uloženého videa UDP streaming HTTP streaming Adaptivní streaming a DASH Sítě pro distribuci obsahu Případové studie: Netflix, YouTube a Kankan Voice-over-IP Limity služby nejlepší snahy protokolu IP Odstranění chvění na straně příjemce pro přenos zvuku Obnovení po ztrátě paketu Případová studie: VoIP s programem Skype Protokoly aplikací pro konverzaci v reálném čase RTP SIP Síťová podpora multimédií Dimenzování sítí se službou nejlepší snahy Poskytování více tříd obsluhy Architektura Diffserv 500 Záruky Quality-of-Service (QoS) pro připojení: Rezervace zdrojů a přijetí volání Shrnutí 506 KAPITOLA 8 Bezpečnost v počítačových sítích Co je to síťová bezpečnost? Principy kryptografie Kryptografie se symetrickým klíčem Šifrování s veřejným klíčem Integrita zpráv a digitální podpisy Kryptografické hašovací funkce Ověřovací kód zprávy (Message Authentication Code) Digitální podpisy Ověřování koncového bodu Autentizační protokol ap Autentizační protokol ap Autentizační protokol ap Autentizační protokol ap Autentizační protokol ap Zabezpečení u Bezpečný PGP 545

6 8 Obsah 8.6 Zabezpečení TCP spojení: SSL Celkový obraz Ještě úplnější obraz Zabezpečení síťové vrstvy: Protokol IPsec a virtuální privátní sítě Protokol IPsec a virtuální privátní sítě (VPN) Protokoly AH a ESP Bezpečnostní asociace Datagram protokolu IPsec IKE: Správa klíčů protokolu IPsec Zabezpečení bezdrátových sítí LAN Wired Equivalent Privacy (WEP) IEEE i (WPA2) Provozní bezpečnost: Firewally a systémy detekce průniku Firewally Systémy detekce průniku Shrnutí 570 KAPITOLA 9 Správa sítě Co je to vlastně správa sítě? Infrastruktura pro správu sítě Rámec pro správu internetových standardů Struktura informací pro správu (Structure of Management Information, SMI): Informační základna pro správu (Management Information Base, MIB) Provozní a transportní mapování protokolu SNMP Správa zabezpečení ASN Závěr 600 Webová stránka 605 Rejstřík 607