Počítačová síť. je skupina počítačů (uzlů), popřípadě periferií, které jsou vzájemně propojeny tak, aby mohly mezi sebou komunikovat.

Transkript

1 Počítačové sítě

2 Počítačová síť je skupina počítačů (uzlů), popřípadě periferií, které jsou vzájemně propojeny tak, aby mohly mezi sebou komunikovat.

3 Základní prvky sítě Počítače se síťovým adaptérem pracovní stanice a servery. Komponenty umožňující propojení přenosová média, pasivní prvky (konektory, zásuvky, ) a aktivní prvky sítě. Software, který umožňuje sdílení a přístup ke zdrojům síťový operační systém. Společná sada pravidel, která definuje způsob komunikace v síti komunikační protokoly.

4 Přenosová média Koaxiální kabel Kroucená dvoulinka (Twisted Pair), kroucený čtyřpár Optický kabel Radiové spoje Satelitní spoje Infračervené přenosy

5 Aktivní prvky sítě Opakovač (Repeater) zesilovač signálu Koncentrátor (Hub) propouští všechna data Most (Bridge) odděluje provoz v segmentech sítě Přepínač (Switch) propustí data podle segmentů Směrovač (Router) provádí směrování k uzlu Brána (Gateway) propojuje velmi odlišné sítě (často až na úrovni aplikační vrstvy) Aplikační uzel X Transportní Síťová V. síťového rozhraní brána směrovač most opakovač fyzický přenos uzel Y Aplikační Transportní Síťová V. síťového rozhraní

6 Aktivní prvky sítě Opakovač Koncentrátor (HUB) Přepínače

7 Rozdělení sítí Podle rozlehlosti LAN (lokální počítačové sítě (Local Area Network)), MAN (metropolitní sítě (Metropolitan Area Network)), WAN (rozlehlé datové sítě (Wide Area Network)) Podle topologie sběrnicová (Ethernet), kruhová (Token Ring), hvězda (ARCnet) Podle přístupové metody stochastická - CSMA/ CD (Ethernet), deterministická (Token Ring) Podle rolí jednotlivých uzlů peer to peer, klient - server

8 Topologie sítě (uspořádání kabeláže) Sběrnicová topologie: Ethernet Topologie se strukturovanou kabeláží (hvězda): Ethernet HUB Kruhová topologie: Token Ring

9 Přístupová metoda - kolizní - CSMA/CD (Carier Sense Multiple Access/Colision Detection) peer-to-peer klient -server

10 Ethernet Standard, který z pohledu ISO-OSI pokrývá fyzickou a linkovou (spojovou) vrstvu Používá nedeterministickou přístupovou metodu s detekcí kolize (CSMA/CD) Původně sběrnicová topologie sítě

11 Síťová architektura Představuje strukturu řízení komunikace Založeny na vrstvových modelech Standardy: referenční model ISO/OSI léta 20. století (Open Systems Interconnection) rodina protokolů TCP/IP léta 20. století ARPAnet

12 Porovnání standardů síťových architektur ISO/OSI nejznámější standard, 7 vrstev, dokonalé řešení TCP/IP vývoj modelu měl opačný charakter od jednoduššího k dokonalejšímu protokoly -> vrstvy, TCP/IP aplikační transportní síťová vrstva síťového rozhraní (fyzická) ISO/OSI aplikační prezentační relační transportní síťová linková fyzická

13 Síťová architektura Vrstvový model (říká, co se má kde dělat) rozdělení problému na dílčí úlohy, o které se starají jednotlivé vrstvy definuje rozhraní vrstev Protokol (říká, jak se má co dělat) souhrn pravidel a technologií pro vzájemnou komunikaci je specifický pro konkrétní vrstvu definuje přesný formát dat

14 Vrstva Každá vrstva využívá služeb vrstvy nižší Svoje služby každá vrstva nabízí vrstvě vyšší Partnerem vrstvy N při vzájemné komunikaci je opět vrstva N Spolupráce mezi entitami téže vrstvy je řízena komunikačními protokoly Vrstva N+1 Vrstva N Komunikační protokol Vrstva N+1 Vrstva N Vrstva N-1 Vrstva N-1

15 Činnost v jednotlivých vrstvách TCP/IP Aplikační vrstva Zajišťuje uživatelům přístup k souborům a aplikacím. Má na starosti konverzi dat, navazuje a ukončuje spojení. Zpřístupňuje síťové služby. Transportní vrstva Úkolem transportní vrstvy je zajistit spolehlivost přenosu o to se stará protokol TCP. Některé aplikace si spolehlivost zajišťují samy v rámci aplikační vrstvy a používají protokol UDP. Síťová vrstva Úkolem síťové vrstvy je zajistit jednotnou adresaci, spojení a směrování (určuje cestu) mezi dvěma počítači. Nejdůležitějším protokolem této vrstvy je IP protokol.

16 Aplikační vrstva Zajišťuje uživatelům přístup k souborům a aplikacím. Má na starosti konverzi dat, navazuje a ukončuje spojení. Zpřístupňuje síťové služby. Vrstva síťového rozhraní Standardy v rámci této vrstvy definují pravidla pro připojení počítačů ke kabeláži, typy konektorů, způsob zpracování signálů, elektrické parametry signálů, atp. Základní úlohou je příjem, přenos a odesílání bloků dat (rámců) mezi propojenými uzly po přenosovém médiu (kabeláži). Některé protokoly TCP/IP TELNET FTP SMTP HTTP další Aplikační TCP UDP Transportní IP ICMP ARP RARP Síťová (Internetová) SÍŤOVÝ HARDWARE Vrstva síťového rozhraní

17 Protokoly aplikační vrstvy FTP (File Transfer Protocol) - pro službu FTP Telnet - pro službu Telnet (terminál) SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - pro POP3 (Post Office Protocol) - pro službu HTTP (Hypertext Transfer Protocol) - pro službu WWW Protokoly transportní vrstvy TCP (Transmission Control Protocol) - kladně potvrzovaný přenos dat UDP (User Datagram Protocol) - nepotvrzovaný přenos dat Protokoly síťové vrstvy IP (Internet Protocol) - přenos paketů, směrování přes IP adresy ARP (Address Resolution Protocol) - MAC adresa z IP adresy RARP (Reverse Address Resolution Protocol) - automatické přidělení IP adresy připojenému počítači ICMP (Internet Control Message Protocol) - přenos služeb. informací

18 Komunikace v sítích TCP/IP Adresace v TCP/IP Každý uzel v síti je jednoznačně identifikován svojí adresou. Pro komunikaci mezi uzly je třeba rozlišovat několik typů adres: Doménová adresa = textová adresa (na úrovni aplikační vrstvy) např. IP adresa = logická adresa (na úrovni síťové vrstvy) 32 bitů - např MAC adresa = fyzická (skutečná) adresa (na úrovni vrstvy síťového rozhraní) 48 bitů - např

19 Adresace v TCP/IP sítích IP adresa (IP verze 4) 32 bitové číslo zapsané jako čtveřice dekadických čísel oddělených tečkou. logická (abstraktní) adresa Příklad IP adresy: Konečný počet adres: 2 32 Pro potřeby směrování je IP adresa (p.q.r.s) tvořena 2 složkami: - netid (přiděluje správce IP adres) - hostid (přiděluje správce IP adres)

20 Přenos dat mezi sítěmi Každý uzel v síti musí znát: - svoji a cílovou IP adresu, - IP adresu směrovače na své fyzické síti - svoji MAC adresu Sítě spolu komunikují přes směrovače (routery) - přes IP adresy sítě A B Router 1 Router 2 Router 3 C D E

21 Uzel X Komunikace v sítích TCP/IP každá vrstva při odesílání dat přidává svoje záhlaví nebo je odebírá při příjmu dat Uzel Y Aplikační vrstva data z aplikace zpráva Aplikační vrstva Transportní vrstva TCP hlavička TCP data paket Transportní vrstva Síťová vrstva Vrstva síťového rozhraní hlavička rámce IP hlavička IP data datagram data rámce rámec Síťová vrstva Vrstva síťového rozhraní fyzický přenos

22 Ethernet a adresace Adresa MAC má 6 bytů Adresa by měla být unikátní Horní 3 byty dostává výrobce od autority 3Com AF SMC Rámce Ethernet II Ethernet Ethernet

23 Některé užitečné příkazy Nefunguje-li síť, zadáme z příkazového řádku: ipconfig - zjistí IP adresu směrovače (výchozí brány) ping IP adresa brány - odezva uzlu

24 tracert adresa výpis trasy k danému uzlu