Informatika / sítě. Komunikace, struktura, služby ZS 2015 KIT.PEF.CZU

Transkript

1 Informatika / sítě Komunikace, struktura, služby ZS 2015 KIT.PEF.CZU

2 Počítačová síť Souhrn prostředků zajišťující funkcionality hardware software služby a protokoly Síť primárně zajišťuje služby uzlům, které je požadují uživatel ji využívá zprostředkovaně Zásadně metoda přepínání paketů (u PSTN přepínání okruhů) Motivace především sdílení prostředků a zdrojů Vrstevné modely (ISO/OSI a 4L)

3 Topologie sítí Fyzická x logická topologie Vliv na spolehlivost, rychlost, cenu Sběrnicová (BUS) Hvězdicová (STAR) Kruhová (RING) Mesh / Full Mesh

4 Rozsahy sítí PAN osobní (Bluetooth, NFC) LAN místnost či budova MAN - metropolitní WAN vše větší

5 Technologie sítí L1 Metalické vodiče Koaxiální kabely Dvojlinka Optická vlákna Bezdrátové Rádiové pásmo Bezvláknová optika

6 Metalická kabeláž Dříve koaxiální kabely Lze vytvářet odbočky, pouze BUS Celá síť je jeden segment, max 180m, terminace Kabely TP (UTP/FTP/SFTP ) Pouze spoje bod-bod Samostatné segmenty, max 100m Nutnost aktivního prvku Forma strukturované kabeláže Konektory 8p8c ( RJ-45 ), kabely CAT 5e/6

7 Optická vlákna Přenos principem totálního odrazu Energeticky úsporné, dosah stovky metrů až stovky km Složitější pokládka a konektorování Kapacita omezena pouze koncovými prvky Dnes výhradně vlákna SM (9µm) Pasivní rozbočky, sítě PoN

8 Optické konektory ST ( točit ) SC ( cvakat ) E2000 (nejlepší) LC, FC Většina ve variantě PC a APC

9 Realizace optických sítí V budovách obdobně jako metalické FTTx (N, B, H, D) Ve venkovním prostoru instalace trubek (HDPE) a zafukování kabelů proudem vzduchu Pro dočasné instalace lze i závěsné kabely Na zajímavých trasách často pronájmy a zápůjčky vláken

10 Bezdrátové sítě V radiovém pásmu frekvence od jednotek MHz po desítky GHz Čím vyšší pásmo, tím většinou vyšší přenosové rychlosti Pásma licencovaná x sdílená (2,4/5,4/10,5) Přenosový řetěz: Zařízení-anténa-prostor-anténa-zařízení Vliv prostředí, rušení, počasí, odposlech

11 Antény pro sdílená pásma Všesměrové vnitřní/vnější Sektorové Směrové Integrované jednotky

12 Sítě WiFi Využití volného pásma ISM (2,4 a 5 GHz) Primárně pro vnitřní použití, outdoorové instalace specifikem ČR (CzFree.net) Infrastruktura (s AP) x Ad-hoc (bez AP) Náhrada lokální sítě s omezeními Reálná rychlost je zlomkem linkové Možnost zabezpečení použitelné od WPA2 výše, možnost WPS (pin) Sdílené kmitočty, rušení

13 Bezdrátové sítě non-wifi Většinou v licencovaných pásmech Ochrana před rušením Garantovatelné služby Sítě mobilní (GSM / UMTS / LTE) Magistrální sítě Jednosměrně například DVB-T Řádově dražší technologie, speciální školení

14 Bezvláknová optika FSO Přenosovým médiem světlo (pod 1 PHz) Nejčastěji infračervené lasery (875 nm) Obrovská kapacita, nízký dosah Vlivy počasí, teploty, přesnost zaměření Lze sestavit i amatérsky (Ronja) 10 Mbit-1 Gbit/s

15 Typy sítí vyšších vrstev Ethernet (802.3) Jednoduchá základní myšlenka Nedeterministická síť Přístupové sítě, dnes někdy i transportní ATM (SDH/PDH) Direktivně řízené sítě Garantované kapacity a zpoždění Profesionální transportní sítě Dnes nahrazován ethernetem

16 Aktivní prvky sítí L1-L3 eth. Rozdělení podle inteligence a míry zásahu do přenášených dat Součást sítě, nutná pro funkčnost, uživateli nepřístupná L1: hub, repeater (nezajímá se o obsah) L2: switch (směruje podle MAC adres) L3: router (směruje podle IP adres)

17 Protokol IP Především na L3, směrování v rozsáhlých sítích Varianty IPv4 (zastaralý) a IPv6 (aktuální, zavádí se už pár let - ale pomalu) Každý uzel sítě má jedinečnou adresu, nesmí se opakovat přidělování RIPE, LIR Pro člověka zapisována ve formátu A.B.C.D (IPv4)

18 Typy přenosů v IP sítích Podle spolehlivosti Spolehlivé TCP Nespolehlivé UDP Podle charakteru Spojované Nespojované

19 Podsítě v IP Uzly znají pouze své nejbližší sousedy, s těmi komunikují na L2 (IP-MAC... ARP) Vše ostatní zasílají na gateway, která možná předá dál/doručí Různé varianty zápisu masky podsítě Jako IP adresa (např ) CIDR (/29) Původně jen třídy sítí A / B / C - plýtvání

20 Přechod IPv4 na IPv6 Adresní prostor IPv4 prakticky vyčerpán, z důvodu rozhazování v historii IPv4 adresy nikdy nedojdou pouze dále poroste jejich cena IPv6 navržen (možná až příliš) důkladně, podporuje řadu nových funkcionalit Všechny dnešní OS ho podporují, ale co ISP? Chybí IPv6-only služby

21 Vnitřní adresy, NAT Z důvodů úspor IPv4 adres, zaveden NAT Bloky vnitřních adres (Czfree.net, ) Opakují se, nesmí se venku směrovat NAT překlad adres 1:1 či 1:N U 1:N sdílená vnější adresa Síť se navenek tváří jako 1 počítač

22 Porty u IPv4 Představa: IP adresa = dům Port = číslo bytu Cílový - jaké službě je zpráva určena 80, 25, 443, 21, 22 nad 1024 volně Zdrojový kam vrátit odpověď Funkčnost NAT / PAT

23 Firewall Speciální sofware sledující a ovlivňující provoz na síti Většinou součástí SoHo routerů Nejčastěji stavový paketový filtr sledující vazby: Zdrojová IP+port Cílová IP+port Omezí které služby budou přístupné jakýmkoliv směrem Lze realizovat i L7 a podobné filtry

24 Síť internet Nezávislá síť, dobrovolně propojené sítě Dodržování norem RFC dobrovolné Původně vládní a akademický projekt Komerční provoz později Centrálně řízen IP prostor a domény Dnes snaha o kontroly ze strany autorit Intranet vnitřní varianta

25 Připojení k internetu Připojit se = najít někoho, kdo poskytne venkovní IP adresu a zajistí směrování Většinou za úplatu ISP Připojení trvalé x dočasné trvalost IP Technologie poslední míle přístupová síť, dnes k dispozici vysoké rychlosti Platba za čas / data FUP Pevné / nomadické / mobilní připojení Často NAT 1:N, i několik úrovní

26 Technologie domácích přípojek Vytáčené připojení (dial-up) analogová linka přes modem DSL (ADSL / VDSL ) nadhovorové pásmo PTSN Bezdrát (viz výše licencovaná x volná pásma) Optika (PoN, FTTx) Rychlost, symetričnost, realizovatelnost

27 Internetový poskytovatel Chápáno většinou jako poskytovatel připojení (linka, IP, směrování) Často poskytuje i poštovní schránku a prostor pro stránky Služby triple pay (internet+tv+telefon) Velcí s vlastní konektivitou Malí, přeprodávající služby velkých Nekomerčně NFX (Czfree, Pilsfree, Klfree )

28 Služby na internetu Odpovídají protokolům vyšších vrstev, historické i moderní (SMTP) WWW (HTTP) Přenos souborů (FTP / SCP) Nadstavby Skype, Torrent, IPTV

29 Elektronická pošta Jedna z nejstarších služeb, protokol SMTP Schránka na mém serveru (@ = at ) Zprávu předám nejbližšímu SMTP serveru, ten zajistí doručení (pokusí se), do 4 dnů Přílohy možné ale nevhodné Zcela nezabezpečené, textové hlavičky, kdokoliv může modifikovat Dnes problém spamu, snahy dodatečně zabezpečit ne vždy dobře (seznam.cz)

30 Služba WWW Základem jazyk HTML textové dokumenty s odkazy, možno skákat jinam Přenosový protokol HTTP či HTTPs Statické stránky dostávají dynamiku lokálně (JavaScript, AJAX..) či na serveru (ASP, PHP ) Dnes webové aplikace klientem je interpret html ( internetový prohlížeč ) Každý chápe standardy trochu jinak Rozšíření jazyka Flash

31 Přenosy souborů Dnes často jako www stránky (přes HTTP) Efektivnější a rychlejší přes FTP či SCP Nutnost jiného klienta, zvláštní server Sítě typu torrent soubory na části, stahuje se několik zároveň a zároveň i sdílí Aktivní x pasivní viz NAT Často zneužito pro porušování autorských práv

32 DNS Hierarchická databáze pro převod IP adres na textové vyjádření Rozdělena na úrovně z důvodu spravovatelnosti a přehlednosti TLD generické (.com) a národní domény (.cz) konkrétní správci SLD již uživatelé či korporace, různá pravidla (.co.uk) a ceny Systém FC-FS

33 Hosting Umístění služeb, software nebo hardware u hostitele Nejčastěji poštovní sever (fre y) Webhosting Serverhosting Serverhousing Bezplatné či placené služby, garance či bez garancí

34 Diagnostika IP sítí Příkaz PING Ze skupiny ICMP Zneužitelný pro POD / DOS / DDOS Některé uzly na něj záměrně nereagují nebo velmi laxně Příkaz Traceroute (tracert) Využívá rostoucí TTL pro sledování cesty Některé uzly nebudou vidět

35 Rychlost a kvalita připojení Jak vlastně měřit a co měřit? Rychlost přenosu dat...ale odkud? Ping (round-trip) ale kam? ISP může garantovat jen v rámci své infrastruktury (a někdy ani to) Dnes domácí přípojky mnohdy stejně rychlé jako u serverů, problém může být na druhé straně Dsl.cz / rychlost.cz / speedtest.net

36 Domácí sítě Nejčastěji technologií Gbit ethernet Kde lze použít metalické rozvody, wifi pro přenosná nebo dočasná zařízení Domácí síť za NATem 1:N Integrovaný router s firewallem Pomocí PAT možno přistupovat zvenčí (pokud mámě pevnou veřejnou IP) Vhodné zapojit i NAS

37 VPN Virtuální sítě tunelující jakkoliv složitou reálnou síť Provoz mezi konci většinou kvalitně šifrován Pro vzdálené připojení do firmy / domů atd. Existuje i jako služba např. pro anonymizaci. Druhé konce v Koreji atd.

38 Očekávatelný vývoj Koncovým cílem jsou optické přípojky Rychlosti u klientů do 1 Gbit/s (více nevyužijí a hlavně nejsou zdroje) Přechod na IPv6 se zachováním IPv4 IP-over-everything Everything-over-ip Cloudové a webové aplikace, koncové uzly pouze jako terminály Platby za obsah, čas

39 Děkuji za pozornost