Počítačové sítě. Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP



Podobné dokumenty
Přednáška 3. Opakovače,směrovače, mosty a síťové brány

Identifikátor materiálu: ICT-3-03

7. Aplikační vrstva. Aplikační vrstva. Počítačové sítě I. 1 (5) KST/IPS1. Studijní cíl. Představíme si funkci aplikační vrstvy a jednotlivé protokoly.

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

MODELY POČÍTAČOVÝCH SÍTÍ

Počítačové sítě I. 2. Síťové modely Miroslav Spousta, 2005

Architektura TCP/IP v Internetu

Počítačové sítě. Lekce 3: Referenční model ISO/OSI

Základy počítačových sítí Model počítačové sítě, protokoly

3.17 Využívané síťové protokoly

Cíl kapitoly: Žák popíše strukturu modelu ISO/OSI a jeho jednotlivé vrstvy.

Telekomunikační sítě Protokolové modely

REFERENČNÍ MODEL ISO/OSI

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Počítačové sítě Vrstvový model TCP/IP Ing. Zelinka Pavel

Technologie počítačových komunikací

4. Síťová vrstva. Síťová vrstva. Počítačové sítě I. 1 (6) KST/IPS1. Studijní cíl. Představíme si funkci síťové vrstvy a jednotlivé protokoly.

Architektura TCP/IP je v současnosti

Počítačové sítě Teoretická průprava II. Ing. František Kovařík

Model ISO - OSI. 5 až 7 - uživatelská část, 1 až 3 - síťová část

Komunikační protokoly počítačů a počítačových sítí

Protokoly: IP, ARP, RARP, ICMP, IGMP, OSPF

ST Síťové technologie

Technologie počítačových sítí 2. přednáška

Rodina protokolů TCP/IP. Rodina protokolů TCP/IP. verze 3.0. Téma 1: Vznik TCP/IP. Jiří Peterka

íta ové sít TCP/IP Protocol Family de facto Request for Comments

POČÍTAČOVÉ SÍTĚ Metodický list č. 1

Inovace výuky prostřednictvím ICT v SPŠ Zlín, CZ.1.07/1.5.00/ Vzdělávání v informačních a komunikačních technologií

JAK ČÍST TUTO PREZENTACI

6. Transportní vrstva

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie

POČÍTAČOVÉ SÍTĚ 1. V prvním semestru se budeme zabývat těmito tématy:

Historie, současnost a vývoj do budoucnosti Anna Biernátová, Jan Faltys, Petr Kotek, Pavel Pokorný, Jan Šára

Měření kvality služeb. Kolik protlačíte přes aktivní prvky? Kde jsou limitní hodnoty ETH spoje? Data Hlas Video. Black Box Network Infrastructure

metodický list č. 1 Internet protokol, návaznost na nižší vrstvy, směrování

Systémy pro sběr a přenos dat

Definice pojmů a přehled rozsahu služby

DUM 16 téma: Protokoly vyšších řádů

X36PKO Úvod Jan Kubr - X36PKO 1 2/2006

Zásobník protokolů TCP/IP

Seznámit posluchače se základními principy činnosti lokálních počítačových sítí a způsobu jejich spojování:

Počítačové sítě internet

Zásobník protokolů TCP/IP

Počítačové sítě II. 14. Transportní vrstva: TCP a UDP. Miroslav Spousta, 2005

Protokoly přenosu. Maturitní otázka z POS - č. 15. TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

Vlastnosti podporované transportním protokolem TCP:

Přednáška 9. Síťové rozhraní. Úvod do Operačních Systémů Přednáška 9

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

Počítačové sítě II. 11. IP verze 4, adresy Miroslav Spousta, 2006

Počítačové sítě Implementace RM OSI. Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 1

Počítačové sítě pro V3.x Teoretická průprava II. Ing. František Kovařík

Rodina protokolů TCP/IP verze 3.0

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie

POČÍTAČOVÉ SÍTĚ 1 Úvod

Architektury komunikujících systémů

A7B36PSI Úvod 1/29. Jan Kubr. Honza Kubr - 1_uvod

5. Směrování v počítačových sítích a směrovací protokoly

Rodina protokolů TCP/IP, verze 2.5. Část 2: Architektura TCP/IP

Počítačové sítě Transportní vrstva. Transportní vrstva

Architektury komunikujících systémů

Počítačové sítě. Miloš Hrdý. 21. října 2007

Správa webserveru Přednáška 1. Počítačové sítě Internet

Rodina protokolů TCP/IP, verze 2.4. Část 2: Architektura TCP/IP

Počítačové sítě Protokoly, architektura Normalizace architektury otevřených systémů Referenční model OSI standard ISO 7498 r

Střední škola pedagogická, hotelnictví a služeb, Litoměříce, příspěvková organizace

OSI TCP/IP Aplikace a protokoly 7. aplikační 6. presentační 5. relační

Adaptabilní systém pro zvýšení rychlosti a spolehlivosti přenosu dat v přenosové síti

Inovace výuky prostřednictvím šablon pro SŠ

Internet protokol, IP adresy, návaznost IP na nižší vrstvy

aplikační vrstva transportní vrstva síťová vrstva vrstva síťového rozhraní

Počítačové sítě. Počítačová síť. VYT Počítačové sítě

Lekce 4: Rodina protokolů TCP/IP

Katedra softwarového inženýrství Matematicko-fyzikální fakulta UK

Y36PSI Protokolová rodina TCP/IP

4. Transportní vrstva

1 Protokol TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) a OSI model

ZPS 3 Standardizace počítačových sítí, zásobník TCP/IP, model ISO/OSI, vybrané protokoly

Relační vrstva SMB-Síťový komunikační protokol aplikační vrstvy, který slouží ke sdílenému přístupu k souborům, tiskárnám, sériovým portům.

Ukázka testu Informatiky pro přijímací zkoušky do navazujícího magisterského studia

Úvod do analýzy. Ústav informatiky, FPF SU Opava Poslední aktualizace: 8. prosince 2013

Základní pojmy technických sítí

1. Směrovače směrového protokolu směrovací tabulku 1.1 TTL

11. IP verze 4, adresy. Miroslav Spousta, IP verze 4

QoS na L2/L3/L4. Jak prokazovat kvalitu přípojky NGA. Ing. Martin Ťupa Ing. Jan Brouček, CSc. PROFiber Networking CZ s.r.o.

Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Automatizace Téma: Datová komunikace. Osnova přednášky

SÍTĚ OTÁZKY 1) Přenos signálu a. Vyjmenujte média pro šíření a přenosy signálu? b. Jaké jsou charakteristické atributy analogového signálu?

TÉMATICKÝ OKRUH Počítače, sítě a operační systémy

Principy ATM sítí. Ing. Vladimír Horák Ústav výpočetní techniky Univerzity Karlovy Operační centrum sítě PASNET

CCNA I. 3. Connecting to the Network. CCNA I.: 3. Connecting to the network

POČÍTAČOVÉ SÍTĚ 1 Úvod

Aktivní prvky: brány a směrovače. směrovače

Sledování provozu sítě

Semestrální práce CC3 TCP/IP transport a aplikace

PODKLADY PRO PRAKTICKÝ SEMINÁŘ PRO UČITELE VOŠ. Testování a analýza napájení po Ethernetu. Ing. Pavel Bezpalec, Ph.D.

12. Virtuální sítě (VLAN) VLAN. Počítačové sítě I. 1 (7) KST/IPS1. Studijní cíl. Základní seznámení se sítěmi VLAN. Doba nutná k nastudování

Počítačová síť a internet. V. Votruba

Co je to počítačová síť?

VPN - Virtual private networks

Seminární práce pro předmět Technologie sítí WAN (CCNA4) Síťové modely, základy IP adresování

Lekce 1. Úvod. Počítačové sítě, v Katedra softwarového inženýrství, Matematicko-fyzikální fakulta, Univerzita Karlova, Praha

7. Relační a prezentační vrstva

Transkript:

Počítačové sítě Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP

Co je TCP/IP? V úzkém slova smyslu je to sada protokolů používaných v počítačích sítích s počítači na bázi Unixu: TCP = Transmission Control Protocol IP = Internet Protocol V širším slova smyslu představuje TCP/IP celou soustavu protokolů, ne nutně vázanou na operační systém Unix, přičemž TCP a IP jsou sice nejznámější protokoly této soustavy, ale zdaleka ne protokoly jediné (v současné době cca 100 různých protokolů). Správnější je ale považovat TCP/IP za ucelenou soustavu názorů o tom, jak by se počítačové sítě měly budovat, a jak by měly fungovat. V nejširším slova smyslu tedy můžeme považovat TCP/IP za síťovou architekturu. Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 2

Pohled do historie Počátky TCP/IP 60.léta agentura ARPA (Advanced Research Projects Agency) min.obrany USA vývoj nových protokolů pro síť ARPANET 1977-79 síť ARPANET přechází na protokoly TCP/IP postupně se stává základem Internetu, který se rozšiřuje do akademického prostředí Postupně se tato sada protokolů prosazuje do sítí pracujících na bázi Unixu (BSD Unix Berkeley Software Distribution) Dále se rozšiřuje i na další platformy (např. MS DOS, sálové počítače IBM apod.) Pro svůj úzký vztah k síti Internet je soustava protokolů TCP/IP někdy označována také jako Internet Protocol Suite (doslova: soustava protokolů Internetu). Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 3

IP over everything (jednotná poklička) IP vytváří jednotné přenosové prostředí nad všemi síťovými technologiemi Protokoly vyšších vrstev neřeší rozdíly mezi přenosovými protokoly nižších vrstev Princip tzv. jednotné pokličky Možnost připojení k internetu všemi možnými technologiemi Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 4

Dilema pokličky Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 5

Jednotná poklička Autoři TCP/IP se rozhodli pro "jednotnou pokličku", která zastírá konkrétní specifika jednotlivých IP sítí. Takzvanou "pokličku" tvoří protokol IP, což je hlavní přenosový protokol síťové vrstvy v TCP/IP. Fakticky jde o jednotnou nadstavbu, kterou tvoří: přenosový protokol IP, který má všude stejné vlastnosti a všude poskytuje stejné služby. Tento protokol je nespojovaný, nespolehlivý a funguje na principu maximální snahy jednotné adresování - virtuální 32-bitové adresy, tzv. IP adresy. Tyto adresy by měli vyhovovat "pohledu na svět", který má TCP/IP. To je, že svět je tvořen vzájemně propojenými dílčími sítěmi. IP adresy mají síťovou část, identifikující síť jako celek a dále uzlovou část identifikující uzel v rámci sítě převodní mechanismy, které překládají mezi fyzickými adresami a virtuálními IP adresami (protokoly (ARP,RARP..) Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 6

Představa pokličky Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 7

Filosofie TCP/IP (vs. ISO/OSI) ISO/OSI vychází ze snahy zajištění co nejspolehlivějšího přenosu dat již na nejnižších vrstvách modelu (spojovaný a spolehlivý charakter služeb). TCP/IP vychází z filosofie best effort tj. neplýtvat kapacitou komunikačních podsítí ve snaze o zajištění 100% spolehlivého přenosu dat za cenu snížení rychlosti přenosu. V komunikační podsíti tedy může docházet k určitým ztrátám dat (ne ovšem bezdůvodně, proto best effort, tj. nejlepší snaha o doručení dat. Zajištění spolehlivosti až na vyšších vrstvách modelu. TCP/IP předpokládá nespojovaný charakter přenosu dat v komunikační podsítí jednoduchá datagramová služba Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 8

Odlišný přístup autorů TCP/IP a ISO/OSI ISO/OSI Všechno musíme vymyslet sami nebo standardizovat to, co vymysleli jiní Postup od složitého k jednoduššímu složitá řešení, z nichž se postupně ubírá nejprve vznikne standard, pak se zkoumá praktická realizovatelnost TCP/IP Co je rozumné, převezmeme a využijeme Postup od jednoduššího ke složitějšímu řešení vznikají nejprve jako "skromná", postupně se obohacují nejprve se řešení ověří a teprve pak vzniká standard) Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 9

Konkrétní rozdíly TCP/IP a ISO/OSI v pohledu na počet vrstev a způsob jejich fungování jaké služby mají být nabízeny na jaké úrovni mají být poskytovány kde má být zajišťována spolehlivost jak mají služby fungovat spolehlivost/nespolehlivost, spojovanost/nespojovanost, princip maximální snahy vs. garance kvality služeb, zda má být ponechána možnost volby mají aplikace právo si vybrat např. mezi spolehlivým a nespolehlivým přenosem? Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 10

TCP/IP vs. ISO/OSI Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 11

Základní rysy TCP/IP Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 12

Základní rysy TCP/IP Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 13

Preference nespojovaných přenosů Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 14

Preference nespolehlivých přenosů Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 15

Preference přístupu best effort Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 16

Důraz na internetworking Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 17

Důsledky pro architekturu TCP/IP Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 18

Úspěšnost TCP/IP Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 19

Pohled TCP/IP na svět dílčí sítě pospojované pomocí směrovačů Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 20

TCP/IP vs. ISO/OSI Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 21

TCP/IP vs. ISO/OSI Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 22

Vrstva síťového rozhraní (Ethernetová vrstva) Nejnižší vrstva umožňuje přístup k fyzickému přenosovému médiu. Je specifická pro každou síť v závislosti na její implementaci TCP/IP tuto vrstvu nepokrývá, tj. sám nedefinuje protokoly, které fungují pod síťovou vrstvou například Ethernet, Token Ring, nebo ATM různé způsoby adresování, různou velikost přenášených rámců, různý charakter poskytovaných služeb TCP/IP tuto strukturu zastřešuje vytváří tzv. jednotnou pokličku nad těmito technologiemi Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 23

Síťová vrstva (IP Layer, Internet Layer) Je realizována pomocí protokolu IP. Technologicky nezávislá Odpovídá přibližně síťové vrstvě modelu ISO/OSI Stará se o adresování, směrování a předávání datagramů. Na této vrstvě pracují směrovače (routery) a brány (gateway). Nespojovaný charakter přenosů v TCP/IP tato vrstva zajišťuje jednoduchou (nespolehlivou) datagramovou službu. Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 24

Síťová vrstva (IP Layer, Internet Layer) Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 25

Hostitelské počítače a směrovače Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 26

Koncepce síťové vrstvy Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 27

Koncepce síťové vrstvy Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 28

Koncepce protokolu IP (v4) Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 29

Podpora fragmentace Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 30

IP adresy Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 31

Další součásti síťové vrstvy Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 32

Transportní vrstva (Transport Layer) Je implementována až v konečných zařízeních Jsou možné 2 transportní protokoly: TCP(Transmission Control Protocol) Funguje spojovaně (vyžaduje navázání a ukončení spojení) Zajišťuje spolehlivý provoz (kontinuelní potvrzování a selektivní opakování) Data přebírá po bytech, ale datový tok přenáší po blocích (TCP segmenty) Adaptivní (přizpůsobí se podmínkám přenosu) Velký a složitý kód UDP (User Datagram Protocol) Funguje nespojovaně Nespolehlivý provoz Data přebírá po blocích a vkládá je do tzv. UDP datagramů Jednoduchá nadstavba nad síťovým IP protokolem (malý a jednoduchý kód) Princip maximální snahy snaha vyhovět všem požadavkům i za cenu určité nespolehlivosti Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 33

Transportní vrstva (Transport Layer) Do úrovně síťové vrstvy: nespolehlivý přenos Na úrovni síťové vrstvy: spolehlivý přenos (TCP) nebo nespolehlivý přenos (UDP) Aplikace si mohou samy vybrat, který protokol budou využívat. Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 34

Koncepce transportní vrstvy Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 35

UDP User Datagram Protocol Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 36

TCP Transmission Control Protocol Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 37

Metoda okénka Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 38

Vývoj transportní vrstvy Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 39

Vývoj transportní vrstvy Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 40

Aplikační vrstva (Application Layer) Jejími entitami jsou jednotlivé aplikační programy, které na rozdíl od referenčního modelu ISO/OSI komunikují přímo s transportní vrstvou. Případné prezentační a relační služby, které v modelu ISO/OSI zajišťují samostatné vrstvy, si zde musí jednotlivé aplikace v případě potřeby realizovat samy. Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 41

Aplikace v TCP/IP Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 42

Síťová neutralita vs. podpora QoS Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 43

Dodatečná podpora QoS Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 44

Princip Over The Top (OTT) Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 45

Zapouzdření dat v TCP/IP Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 46

Zapouzdření dat v TCP/IP V rodině protokolů TCP/IP funguje zapouzdřování následujícím způsobem: blok dat, který má být odeslán protokolem TCP nebo UDP je předán modulu, který implementuje protokol TCP nebo UDP UDP modul přidá před tento blok UDP hlavičku a výsledný datagram předá vrstvě IP; TCP přidá před tento blok TCP hlavičku a výsledný segment předá vrstvě IP IP vrstva přidá před datagram IP hlavičku, čímž se vytvoří IP paket, a předá paket ovladači realizujícímu protokol linkové vrstvy linková vrstva vytvoří z paketu přidáním hlavičky a patičky rámec, který bude pomocí fyzické vrstvy odeslán do sítě přijatý rámec je dekódován jednotlivými vrstvami opačným postupem než byl vytvořen a blok dat je předán vrstvou UDP aplikaci (spolu z s informacemi z nižších vrstev) Lekce 4: Síťová architektura TCP/IP 47