Created by Kamila Klavíková
Příprava na zkoušku z předmětu Počítačové sítě I na MFF UK.
přístupová síť, access network
rozvádí síť ke koncovým uživatelům
spojuje POP (point of presence), kde končí páteřní síť a CP (Customer Premises), kde se vyskytuje potenciální zákazník.
CPE (Customer Premises Equipment) je vybavení na straně zákazníka.
backbone network, někdy též transportní síť
propojuje několik málo centrál. lokalit
obv. na větší vzdál. a obv. pomocí optiky
Snaží se vymyslet, jak využít stávající fyzické sítě pro další funkcionalitu a přitom zachovat tu původní – „překryvné“ přístupové sítě.
Distribuční síť distribuuje stejný obsah všem příjemcům.
Sítě s přepojováním je společné označení pro sítě s přepojováním okruhů i paketů. Provádí cílené „přepojování“ => unicast 1:1
uvnitř:vně
uvnitř:vně
Starší, budováno monopoly a se silnou státní kontrolou a regulací.
Snaha garantovat kvalitu a dostupnost služeb, i když nejsou v danou chvíli potřeba.
Klíčové výhody: levnější a efektivnější.
Omezený dosah přenosového media.
Zvýšení dosahu využitelnost poskytovaných služeb.
Optimalizace datových toků.
Rešení přístupových práv.
Ochrana a obrana (firewall, ...).
Velká soustava vzájemně propojených sítí.
oblast, ve ktereré se šíří všesměr. vysílání
Vzájemné propojování sítí.
„propojení“ v rámci homogenního prostředí
umožňuje zmenšit broadcast domény
řízení datového provozu
rozdílné směřování
staticky
dynamicky
metodou z5. učení
metodou source routing
router
zkoumá „náklad“ linkových rámců
princip fung. forward if proven distant
pro přéchod mezi různými prostředími
umožňuje napojení na jiné sítě
switch
optimal. na cílené předávání
má propojovat
za úkol podporovat/vytvářet vyhrazenou přenosovou kapacitu
princip fung. forward if not local
sk. uzlů
musí jednoznačně definovat postupy vzájemné komunikace a formáty dat, které si komunikující strany vzájemně předávají
bridge
optimal. na filtrování
má oddělovat
pouze představa o vrstvách a jejich úkolech, bez protokolů
Původně: budou tu provozovány jednotlivé aplikace
Realita: aplikace rozdělené na 2 části podle toho, co musí a nemusí být stejné.
Konverze dat (kódování textu, pořadí bytů, formáty čísel, datové struktury) a dále převést data do takové podoby, aby se dala přenést
IPv4, IPv6, pravidla přidělování adres, portů, ...
to, co je (v Ethernetu) propojeno pomocí opakovačů
ve smyslu: lze využít jen jednou
vyžadují:
„porozumění“ přenášeným blokům
informace o skutečné topologii sítě (okolí daného uzlu)
od zeleného stolu, přesložitěné, nepraktické, obtížné na implementaci
RM = referenční model
původní představa: „vedení relací“ i další úkoly: synchronizace komunikace, podpora přenosů, podpora transakcí, zabezpečení...
realita: nedělá skoro nic
DNS, domény nejvyšší úrovně
v podstatě jen digitální zesilovač
propojení segmentů se stejnou přenos. rychlostí
musí propouštět kolize
závislé na technologie použité na L2
postup k nalezení nejmenší MTU
Service Access Point
živelně, jenom, co bylo potřeba
fungují negarantovaným způsobem, stylem Best Effort
RFC, ...
potřeba IP datagramy tak velké, aby se vešli do linkových rámců
jednotlivé fragmenty skládá zpět až koncový příjemce
Aplikuje se pouze v koncových uzlech spojení. Vnitřní zařízení sítě (switche, routery) mohou být výrazně jednodušší.
Přizpůsobuje představy vyššich vrstev možnostem nižších vrstev.
Zajišťuje vzájemnou komunikaci koncových uzlů.
Může zajišťovat další úkoly podobně jako síťová vrstva
orgány standardizace
Time To Live
chrání před zacyklením
funguje jako klesající čítač
Jednoduchý protokol nad IP, zajišťuje nespolehlivou a nespojovanou komunikaci pomocí bloků.
Požadavky vyšších vrstev jsou přizpůsobeny možnostem nižších vrstev.
Například IP je nespolehlivý, ale komunikace přes TPC nad ním už je spolehlivá.
Jedna komunikace použita mezi sousedními uzly. Na koncových uzlech obsluhuje všechny porty, jednotlivé komunikace se rozdělují pro příslušné porty.
hlavním úkolem je dopravovat bloky dat (pakety) od jejich zdroje až k jejich cíli
zahrnuje směrování (routing) – rozhodování o cestě / směru dalšího přenosu – a cílené předávání (forwarding) – samotná manipulace s jednotlivými pakety
dalšími úkolu mohou být:
zajištění QoS – obvykle ve spolupráci s dalšími vrstvami
předcházení zahlcení (congestion control)
řízení toku (flow control)
Protokol nad IP, zajišťuje spolehlivou a spojovanou komunikaci pomocí bytových proudů.
Reprezentace na úrovni operačního systému, vytvoří se soket, připojí se k danému portu, lze komunikovat a na konci komunikace se uzavře.
zajišťuje integritu hlavičky
kontrolní součet
musí se přepočítavat
Adresy uvnitř uzlu pro TCP/IP, aby mohla být komunikace mezi různými procesy. Používají se až v koncových uzlech.
16 bitů použítích pro číslo portu, tedy rozsah 0-65535.
identifikace různých typů objektů, které mohou být na různých místech
zdroj předepíše paketu, kudy má být přenášen
jako metoda směřování na síťové vrstvě jen vyjímečně
v praxi se používá na linkové vrstvě mezi mosty/přepínači
0-1023: systémové porty
1024-49151: uživatelské porty
49152-65535: dynamické porty
řeší přenos celých bloků dat označovaných jako rámce (frames), dalším úkolem je řízení přístupu
„vidí“ vždy jen danou síť
každý s každým
co je propojeno na L2 se chová jako jedna síť
v ISO/OSI se rozpadla na 2 podvrstvy: podvrstva LLC a podvrstva MAC
Low level komunikační protokol pro nespolehlivé nespojované komunikování pomocí bloků.
48 bitové
pevně nastavené výrobcem a nedají se měnit
každý sám za sebe
třída A
třída B
třída C
třída D
třída E
Address Resolution Protocol
převod IP adres na HW (linkové) adresy
Serial Line IP
linkový protokol pro přenos IP datagramů po dvoubodových a plně duplexních sítích
začátek i konec – znak ASCII END
character stuffing – END za ESC a END, ESC za ESC a ESC
přenáší jednotlivé bity, které nijak neinterpretuje
rozhodování o volbě dalšího směru vychází z informací dostupných na síťové vrstvě
samotná manipulace s pakety či datagramy probíhá na L3
větš. souvisejících činností se odehrává na vyšších vrstvách, zejména hledání cest a výměna a aktualizace směrovacích informací
převod HW adresy na IP
2 složky – síťová část, adresa uzlu v rámci sítě
není zpětná kompatibilita
interoperabilita je možná, ale složitá
dual stack
překlad
tunelování
využívají spec. řídící znaky
volbu směru jen jedna centr. autorita
může být efektivní a pružné, ale „single point of failure“
Společná vrstva realizující L1 a L2. Nepokryté až na výjimky protokoly TCP/IP. Snaha využít existující přenosové technologie, co nejlépe.
podklady pro směrování
položky obsahují:
cílovou síť s maskou
„next hop IP“
odchozí rozhraní
ohodnocení v metrice
Bootstrap Protocol
Dynamic Host Configuration Protocol
křídlová značka – spec. posloup. bitů
správné rozpoznání zač. a konc. přenáš. bloku dat
Internet Control Message Protocol
přenáší zprávy
je povinnou součástí implementace protokolu IP
takový doplněk k IP protokolu
zprávy se vkládají do IP datagramů
adaptivní (dynamické) směřování
neadaptivní (statické) směřování
„výcuc“ ze směrovací tabulky
všechny své vektory rozesílá každých 30 s ke všem sousedním směrovačům
použitá metrika: počet přeskoků
přenášené bloky
každý směrovač má jen neúplnou informaci o topologii celé soustavy sítí
výpočet optimálních cest je distribuovaný a průběžný
uzly si udržují tabulku nejmenších vzdáleností od všech ostatních uzlů
tyto informace si vzájemně vyměňují mezi přímými sousedy
standardní způsob používá křídlovou značku pouze na začátku
nyní vlastní framing, může být (a byl) jiný
Point to Point Protocol
linkový protokol z rodiny TCP/IP určený pro dvoubodové spoje
odvozený od protokolu HDLC
lze vkládat pakety různých síťových protokolů
směrovače vzájemně spolupracují
srovnání s hlavičkou IPv4:
beze změny: Version
přejmenováno: ToS na Traffic Class, Total Length na Payload Length, TTL na Hop Limit, Protocol na Next Header
skupina spolu souvisejících paketů
v IPv6 identifikace:
zdrojová adresa, identifikátor toku položkou Flow Label
potřebné info dostupné na úrovni síťové vrstvy
každý směrovač má úplnou informaci o topologii celé soustavy sítí
výpočet optimálních cest je „lokalizovaný“
informace stačí posílat při nějaké změně, ale všem směrovačům v celé soustavě
přepínání interpretací
PAT
jsou volitelné
řazeny v sérii za sebou
To znamená, aby vždy bylo jasné, co jsou „čistá“ data a co příkazy.
bottleneck – kapacita příjemce
bottleneck – kapacita sítě
lokalizovat detailní směrovací informace
„rozbít“ celou soustavu vzájemně propojených sítí na „vhodně malé části“
„vhodně malá“ část soustavy vzájemně propojených sítí
paritní bit navíc
směrovací domény v řeči Internetu
blok dat se interpretuje jako posloupnost bytů/slov
jednotlivé byty/slova se sečtou
výsledek se použije jako zabezp. údaj
přesněji zbytek modulo N, kde N je šířka bytu/slova
mezi směrovacími doménami jsou šířeny pouze informace o dostupnosti
mezi doménami není už možné hledat optimální cesty, místo toho se hledá „alespoň nějaká cesta“
Cyclic Redundancy Check
posloupnost bitů tvořících blok dat je interpretována jako polynom