Síťové protokoly. Filozofii síťových modelů si ukážeme na přirovnání:

Transkript

1 Provoz na síti musí být řízen určitými předpisy, aby dorazila na místo určení a nedocházelo ke kolizím. Tato pravidla se nazývají síťové protokoly. Síťových protokolů je mnoho, a každý zajišťuje specifickou část provozu na síti. Protokoly fungují na různých úrovních síťové komunikace. Tyto úrovně se nazývají síťové vrstvy. Síťové vrstvy tvoří ucelený systém síťové komunikace, tzv. síťový model. Filozofii síťových modelů si ukážeme na přirovnání: Dva cizinci, mluvící každý jiným jazykem, v různých městech, spolu komunikují (předávají si informace): Město 1 Město 2 cizinci překladatelky telefony technický prostředek komunikace skutečné spojení telefonní vedení Můžeme říct, že spolu komunikují cizinci, ale tato komunikace je pomyslná (virtuální), stejně tak komunikace mezi překladatelkami. Tyto virtuální komunikace jsou značeny vodorovnými přerušovanými šipkami. Reálná komunikace (kudy skutečně proudí informace) probíhá buď svislým směrem (cizinecpřekladatelka nebo překladatelka-telefon) nebo vodorovně po telefonním vedení. Říkáme, že komunikace probíhá na různých vrstvách systému. V počítačových sítích máme podobné členění na vrstvy, akorát těch vrstev je více a dohromady tvoří síťový model. 1/5

2 Síťový model TCP/IP model, na kterém funguje Internet a většina lokálních sítí (LAN). má 4 vrstvy: Aplikace (program) Aplikační vrstva zařízení připojené do sítě např. počítač TCP/UDP vrstva IP vrstva linková a fyzická vrstva fyzické přenosové médium (kabel, rádiový signál,...) Linková a fyzická vrstva Bavíme-li se o našem počítači, představuje síťovou kartu s obslužným softwarem, která realizuje linkovou a fyzickou vrstvu. Linková vrstva je v kartě realizována částečně pomocí hardwaru karty a částečně pomocí obslužného softwaru (firmwaru) karty, který je uložen na čipu ROM přímo výrobcem karty. Zbytek fyzické vrstvy tvoří přenosové médium kabel nebo např. elektromagnetická vlna u bezdrátových sítí. Nejznámějším protokolem na této vrstvě je Ethernet v případě kabelových sítí, nebo WiFi v případě bezdrátových sítí. Linková vrstva řeší spojení s nejbližším síťovým zařízením, což může být třeba i switch, router, apod. Pro tento účel se používá fyzická adresa zařízení, která je dána jeho výrobcem. Tato adresa se označuje jako MAC adresa a má délku 6 bajtů. Jednotlivé bajty jsou v praxi často vyjádřeny v šestnáctkové číselné soustavě, bývají odděleny dvojtečkami nebo pomlčkami. Potom MAC adresa může vypadat třeba takto: 45:D1:76:AA:23:CD Data jsou balena do linkových rámců, které mají v hlavičce uvedenu MAC adresu zařízení, kam mají dospět je to nejbližší jiné fyzické zařízení. Pozn.: MAC adresa by měla být jedinečná, daná výrobcem, ale u většiny síťových karet (i jiných zařízení např. routerů) jde dodatečně změnit. IP vrstva Označuje se jako síťová vrstva. Data převzatá od vyšší vrstvy jsou při odcházení baleny do balíčků stejné velikosti tzv. gramů. Každý gram je ve své úvodní části (tzv. ) označen IP adresou cílového zařízení (počítače) a následně předán linkové vrstvě, která ho zabalí do linkového rámce, označí MAC adresou nejbližšího bodu sítě a zpracuje k odeslání po fyzickém médiu. Naopak, příchozí gramy jsou vybaleny a předány vyšší (transportní) vrstvě. 2/5

3 Zatímco linková vrstva řeší spojení pomocí MAC adresy jen k nejbližšímu fyzickému zařízení v síti, IP vrstva řeší spojení mezi koncovými zařízeními IP adresy jsou adresy zařízení kdekoliv v Internetu (popř. v místní síti) TCP/UDP vrstva Je to transportní vrstva, jsou transportována mezi IP vrstvou a aplikační vrstvou. Pro identifikaci aplikačního protokolu v rámci počítače se používají tzv. porty. Porty jsou značeny čísly v rozsahu Např. aplikační protokol HTTP (zobrazování webových stránek) má nejčastěji přiřazen port 80, komunikační služba ICQ běží standardně na portu 5190, síťová služba, umožňující hraní hry Counter Strike po síti běží na portu atd, atd, atd,... Označení číslem portu tak jednoznačně určuje, které konkrétní aplikaci jsou určena. Konkrétní porty lze v síťovém nastavení snadno zablokovat, čehož se v mnohých sítích využívá (pro zvýšení bezpečnosti) protože každý port navíc představuje pootevřená vrátka do systému a navíc zaměstnanci na úřadě nebo studenti ve škole nemusí místo smysluplné činnosti konverzovat na ICQ nebo se mydlit navzájem v CS :-) Aby to s těmi porty nebylo zcela jednoduché, rozlišuje se, jsou porty zvlášť pro protokol TCP a zvlášť pro protokol UDP. Rozdíl mezi těmito protokoly je: TCP tzv. spojový protokol. S protistranou navazuje spojení ( domlouvá se ), protistrana potvrzuje, že v pořádku přijala. UDP tzv. nespojový protokol. Nenavazuje se spojení s protistranou, ani neřeší potvrzování dat při přijetí. O toto vše se stará nižší vrstva. Zjednodušuje to síťovou komunikaci v některých případech výhodné. Vsuvka: Z předchozího vyplývá, že jsou na každé síťové vrstvě sdružována do skupin - tyto se nazývají různě: rámec, gram, paket či segment. Platí, že skupiny z vyšší vrstvy jsou baleny do skupin nižší vrstvy, až se dostaneme na fyzickou vrstvu, kde odejdou k příjemci, kde probíhá v opačném pořadí vybalování. Každý paket, rámec apod. má hlavičku, ve které jsou důležité informace zejména údaje o adrese, kam má doputovat a další potřebné údaje. Potom teprve následují samotná přenášená. odesílání balení dat přjímání vybalování dat linková IP TCP/UDP Linkové rámce jsou přenášeny po fyzické vrstvě = přenosovém médiu (kabel, signál bezdrátové sítě,...) TCP, UDP gram podle údajů v hlavičce jsou přiřazena dané aplikaci v aplikační vrstvě (např. WWW prohlížeč) IP gram v hlavičce je mimo jiné IP adresa = jednoznačné určení příjemce linková patička Linkový rámec v hlavičce je MAC adresa nejbližšího zařízení, v patičce kontrolní součet pro kontrolu neporušenosti dat 3/5

4 Aplikační vrstva Obsahuje protokoly, které využívají konkrétní aplikace (např. webový prohlížeč). Nejběžnější protokoly: HTTP hypertext transfer protocol používá se pro provoz hypertextu, jinými slovy pro přenos a zobrazování webových stránek běžný uživatel o něm ani neví, protože webové prohlížeče specifikaci protokolu doplňují samy jinak bychom museli striktně psát např.: je nezabezpečený neřeší, jestli komunikace není odposlechnuta, obsah (tedy i případná hesla a uživatelská jména) přenáší nezašifrovaně, nehlídá, jestli komunikace nebyla přesměrována na jiný (podvodný) cíl. U běžných WWW stránek toto nevadí HTTP standardně běží na TCP portu 80 HTTPS HTTP secure secure zabezpečený používá se v případě stránek, kde je nutná vyšší bezpečnost se přenáší zašifrovaná, a protokol hlídá, jestli prohlížeči nebyl podstrčen falešný cíl za účelem odchycení přenášených dat používá se u www stránek, kde se přenáší citlivá internetové bankovnictví, internetové obchody, informační systémy např. systém což je internetový systém státních maturit. aby bylo možno ověřit, že cíl je ten, za který se vydává a ne třeba podvodný server, který se z vás pokouší vytáhnout vaše heslo k internetovému bankovnictví tím, že se vydává za vaši banku, používají instituce tzv. certifikáty, které si nechávají ověřit u certifikačních autorit. Pokud se při HTTPS protistrana prokáže certifikátem neznámého původu, webový prohlížeč komunikaci zablokuje a varuje uživatele. Uživatel může i přes toto varování spojení povolit, ale na vlastní riziko. HTTPS standardně běží na portu TCP 443 obvyklá chyba uživatelů je, že v případě HTTPS stránky vypíší adresu jako obvykle bez protokolu, prohlížeč standardně doplní a problém je na světě POP3 post office protocol Protokol pro stahování ů z poštovního serveru pomocí poštovního klienta Microsoft Outlook, Mozilla Thunderbird, aj. běží na portu TCP 110 SMTP Simple Mail Transfer Protocol protokol pro odesílání ů z poštovního klienta běží na portu TCP 25 IMAP Internet Message Access Protocol protokol pro přístup do poštovní schránky pomocí poštovního klienta na rozdíl od POP3 a SMTP se pošta nestahuje na klientův počítač, ale pouze se vzdáleně přistupuje k poštovní schránce a zůstávají na poštovním serveru. běží na portu TCP 143 4/5

5 FTP file transfer protocol protokol pro přenos souborů mezi počítačem uživatele a FTP serverem používá se např. pro upload webových stránek na webový server potřebujeme software tzv. FTP klient. Jako FTP klient dokáže pracovat Total Commander nebo i Průzkumník z Windows. Po navázání spojení můžeme se soubory a složkami na vzdáleném počítači pracovat stejně, jako by se nacházely na našem počítači. Pouze jsou operace pomalejší, v závislosti na rychlosti internetového připojení. FTP využívá dva porty TCP 20 pro přenos dat a TCP 21 pro přenos řídících příkazů. Kromě síťového modelu TCP/IP existuje ještě model ISO/OSI, který je propracovaný do 7 vrstev pro svou složitost se méně používá. Některé jeho vrstvy by se daly přirovnat k vrstvám v modelu TCP/IP, ale v zásadě nejsou tyto modely porovnatelné. 5/5