OrgPad logo

Počítačové sítě - 1. ročník

Created by Vladimír Roller

Počítačové sítě - 1. ročník

Služby v komunikačních sítích

Hlasové služby - Voice Services

PSTN

Public Switched Telephone Network

Jak to funguje

  1. Pro každý hovor je při sestavování spojení vytvořena unikátní cesta - okruh mezi volajícími a je udržována po celou dobu hovoru v nezměněném stavu
    - okruh je vyhrazen pro jedno spojení → přenos je stabilní s nízkou latencí
  2. Probíhá komunikace
  3. Jakmile hovor (komunikace) skončí, je okruh zrušen a zdroje uvolněny pro další komunikaci

Výhody

Nevýhody

Circuit switching

ISDN

Integrated Service Digital Network

Jak to funguje

ISDN je rozdělena na dva hlavní typy podle počtu používaných kanálů

  1. BRI - Basic Rate Interface
    - 2-B kanály + 1 D-kanál
    - určeno pro domácnosti a malé firmy
  2. PRI - Primary Rate Interface
    - až 30 B-kanálů + 1 D-kanál   → linka E1
    - určeno pro větší firmy a organizace
    - podporuje více simultánních připojení najednou

Výhody

 

Nevýhody

VoIP

Voice over IP

 

Jak to funguje

  1. Digitalizování hlasu
    - hlas (analogový signál) je digitalizován a komprimován (zmenšení objemu dat)
  2. Rozdělení na pakety
    - digitální signál je rozdělen na pakety
    -  každý paket obsahuje informaci o pořadí, aby bylo možné data po doručení správně poskládat 
  3. Přenos přes IP síť
    - pakety jsou odeslány přes IP síť (internet) adresátovi 
    - přenášejí se stejně jako běžná data (např. e-maily nebo webové stránky)
    - pro přenos se využívá např. protokol RTP (Real-time Transport Protocol), který zajišťuje rychlý přenos dat, a SIP (Session Initiation Protocol), který slouží k navázání, řízení a ukončení hovoru
  4. Sestavení dat (signálu) u adresáta
    - u adresáta jsou pakety seřazeny podle pořadí, sestaveny a převedeny zpět na analogový signál

Výhody

Nevýhody

VoLTE

Voice over LTE

 

Protokoly a technologie využívané v VoLTE

VoNR

Voice over New Radio

PTT

Push-to-Talk (PTT)

 

Jak to funguje

  1. Stisknutí tlačítka
    • uživatel zahájí komunikaci stiskem tlačítka na svém zařízení
    • okamžité se vysílá k přijímajícím zařízením
  2. Half-duplex komunikace
    • PTT funguje na principu half-duplex komunikace
    • v daném okamžiku může mluvit pouze jeden uživatel - ostatní pouze poslouchají
    • až skončí a uvolní tlačítko, může mluvit další uživatel
  3. Přenos hlasu přes sítě
    • moderní PTT technologie přenáší hlasový signál digitálně přes mobilní a IP sítě, včetně LTE a 5G
    • PTT zprávy jsou digitalizovány, komprimovány a přenášeny ve formě datových paketů přes IP síť, což umožňuje komunikaci i na velké vzdálenosti
  4. Skupinová komunikace
    • PTT umožňuje připojení více uživatelů do jedné skupiny
    • využití pro rychlou koordinaci v reálném čase mezi členy týmu (např. pracovní týmy, záchranné služby) 

Typy Push-to-Talk technologií

  1. Tradiční Push-to-Talk přes rádiové sítě:
    • Rádiové PTT je základem této technologie, kterou dlouhodobě využívají záchranné složky, vojenské jednotky a další organizace, kde je klíčová okamžitá jednosměrná komunikace na krátké vzdálenosti
    • Typickým příkladem jsou vysílačky, které využívají rádiové frekvence a jsou schopny komunikovat v definovaném dosahu bez nutnosti připojení k mobilní síti nebo internetu
  2. PoC (Push-to-Talk over Cellular):
    • Jedná se o moderní variantu PTT, která využívá mobilní sítě (2G, 3G, LTE a 5G) pro přenos hlasových zpráv.
    • PoC přináší výhodu širokého dosahu, protože využívá infrastrukturu mobilních operátorů. To znamená, že uživatelé mohou komunikovat i na velké vzdálenosti, pokud mají přístup k mobilní síti.
    • Příkladem PoC jsou aplikace jako Zello, AT&T Enhanced Push-to-Talk a Motorola WAVE.
  3. PTT přes IP sítě (Push-to-Talk over IP):
    • PTT komunikace přes IP síť (internet) je dalším moderním typem, který přenáší hlas pomocí VoIP protokolů přes internetové připojení.
    • Tato varianta PTT je dostupná na chytrých telefonech, tabletech a počítačích prostřednictvím aplikací, které jsou připojeny k Wi-Fi nebo mobilnímu internetu.
    • Příkladem může být opět Zello nebo Teamspeak, aplikace, které umožňují komunikaci mezi uživateli připojenými k internetu.

 

PTT přenáší data přes různé sítě, což může přinášet bezpečnostní rizika. V případě citlivých informací je nutné zajistit šifrování a další bezpečnostní opatření, zejména v PoC a PTT přes IP.

 

Použití Push-to-Talk v praxi

  1. Nouzové služby:
    • Policie, hasiči a záchranáři využívají PTT pro rychlou komunikaci, koordinaci zásahů a efektivní řízení situace, kde je klíčová okamžitá komunikace.
  2. Doprava a logistika:
    • Řidiči nákladních vozidel a pracovníci logistiky využívají PTT pro efektivní koordinaci zásilek, tras a pro řešení aktuálních problémů.
  3. Stavebnictví a průmysl:
    • Týmy na staveništích používají PTT pro koordinaci práce a bezpečnou komunikaci mezi členy týmu na různých místech.
  4. Týmy v terénu:
    • Služby údržby, technické podpory a další mobilní pracovníci využívají PTT k okamžitému sdílení informací a zajištění plynulé práce v terénu.

Datové služby - Data Services

Typické datové služby

1. Přístup k internetu

2. E-mail

3. Souborové služby

4. Webové služby (HTTP/HTTPS)

5. VoIP (Voice over IP)

6. Multimediální streamování

Počítačová/komunikační/datová síť

Co to je počítačová síť?

K čemu nám slouží?

  1. sdílení HW prostředků
    - tiskárny, diskový (úložný prostor), servery a jejich výkon a prostředky
  2. sdílení dat a programů (aplikací)
    - data a aplikace jsou v síti uloženy pouze 1x; jakákoliv změna se projeví v celé síti
  3. komunikace
    - e-mail, instant messaging (Mesenger, WhatsApp), sociální sítě, web…

Network-common

příklad počítačové sítě

Dělení počítačových sítí

Bezdrátové (wireless)

Dle rozlehlosti

  1. Osobní  - PAN - Personal Area Network
    - v blízkosti a dosahu jedné osoby
    - propojení pomocí USB, FireWare, Bluetooth
  2. Lokální - LAN - Local Area Network
    - stovky metrů až jednotky km, nejčastěji v budově nebo komplexu budov, často v soukromé správě
    - drátové (kabelové) i bezdrátové propojení (WiFi)
    - přenosové rychlosti řádově Gb/s
    - zpravidla sdílené využití přenosového media
  3. Metropolitní - MAN - Metropolitan Area Network
    - pokrývají města nebo několik měst
    - zpravidla kabelová propojení o vysokých rychlostech (Gb/s), páteřní trasy jsou tvořeny zpravidla optickými kabely
  4. Rozlehlé - WAN - Wide Area Network
    - pokrývají velké plochy, vedené na velké vzdálenosti, mezi městy, státy, kontinenty
    - páteřní (broadband) sítě, spojují LAN a MAN
    - vysoké přenosové rychlosti - desítky až stovky Gb/s
    - různé přenosové technologie - GSM, xDSL, ATM, DWDM, satelitní ...

Dle přenosového média

Přenosové médium - prostředí, ve kterém se šíří datový signál

image

zdroj:

https://www.cablematters.com/Blog/Networking/utp-vs-stp-cables

Kabelové, drátové (wired)

UTP kabel

utp k6 305m set d

zdroj:

https://shopdelta.eu/kroucena-dvoulinka-utpk6305mset_l8_p7235.html

Metalické kabely

Optické kabely

FTP kabel

FTP-cable 500

zdroj:

https://bshopen.ibermaticoss.com/category?name=utp%20or%20ftp%20ethernet%20cable

Kroucená dvojlinka - TP

Výhody

  1. Odolnost proti rušení a vysoká spolehlivost
  2. Flexibilita a snadná instalace
    • TP jsou pružné a snadno se pokládají a instalují
    • vhodné pro vnitřní i venkovní instalace.
  3. Nízké finanční náklady
  4. Univerzální, široké možnosti využití
    • telefonní rozvody
    • datové sítě (Ethernet) ad.

Nevýhody

  1. Nižší přenosová rychlost oproti optickým nebo koaxiálním kabelům
  2. Omezený dosah
    • obvykle do několika set metrů
    • pro delší vzdálenosti je třeba použít jiné typy kabelů (optické, koaxiální)
  3. Náchylnost k rušení
    • v určitých případech se dá řešit pomocí stínění
    • pozor na instalaci poblíž silných elektrických zařízení a vedení
  4. Nižší odolnost proti vnějším vlivům
    • vlhkost, mechanické poškození a teplotní extrémy
    • pro venkovní použití je třeba použít speciální kabely s odolnějším pláštěm

Různé typy TP kabelů

9f28440e996de360642956ee47f79f26

zdroj:

https://bshopen.ibermaticoss.com/category?name=utp%20or%20ftp%20ethernet%20cable

image

zdroj:

https://www.cablematters.com/Blog/Networking/utp-vs-stp-cables

9f28440e996de360642956ee47f79f26

Řez optickým kabelem

bedc6f33-bb1f-4fea-aa74-f73fb29f2efc

STP kabel

image

zdroj:

https://medium.com/@julydd/stp-vs-utp-which-one-is-better-96e6fc612afa

c982488f-d5a1-4b13-ba95-ce8cc8a1bf58

Optický patch cord

63a5b70d-cfaa-47f4-866c-d742c58af29f

SFP modul - optopřevodník

f qlsfp3001-

celkový pohled

f qlsfp3001-v02

část pro připojení optického kabelu

f qlsfp3001-v03

část pro připojení metalického kabelu

Optická vana

vany ispt51983661

49615157 2573090386064942 7711432858765623296 n

Jak připojit konektor RJ-45

Koaxiální kabel

Výhody

  1. Vyšší přenosová kapacita:
    • Koaxiální kabely jsou schopny přenášet vyšší datové rychlosti než kroucené dvojlinky.
    • Jsou vhodné pro náročnější aplikace, jako jsou kabelová televize a vysokorychlostní internet.
  2. Nižší ztráty signálu:
    • Díky konstrukci s centrálním vodičem a izolací mají koaxiální kabely menší ztráty signálu na delších vzdálenostech.
    • Jsou ideální pro dlouhé spoje.
  3. Větší odolnost proti vnějším vlivům:
    • Koaxiální kabely mají silný plášť, který chrání vodiče před mechanickým poškozením, vlhkostí a elektromagnetickými rušeními.
    • Jsou vhodné pro venkovní použití.
  4. Jednoduchá instalace:
    • Koaxiální kabely mají jednoduchou konstrukci a jsou snadno instalovatelné.
    • Jsou běžně používány v televizních sítích a satelitních příjmech.

Sdělovací kabely

Kategorie TP kabeláže

image

Zásuvka pro TP kabeláž

zasuvka-2x-rj45-tp-c5-pod-omitku-pohled-dovnitr-big ies765978

imagegen

Patch cord

4728f066-7604-42dd-8a89-9b5302d6f975koaxiální kabel s BNC konektorem BNC - Bayonet Neill Concelman Bayonet Nut Coupling

Jak připojit konektor RJ-45

SYKFY kabel

kabel-sykfy-50x2x0-5 p 1257418

T-568A x T-568B

T568A vs T568B trueCABLE 1024x1024

zdroj:
https://www.truecable.com/blogs/cable-academy/t568a-vs-t568b

Patch (propojovací) panel

PATCHPANEL-RJ-45-PP-48-RJ-6C-RACK-19-1U-CAT-6-ABCV

Typy vysílání v komunikační síti

unicast-multicast-broadcast-image3-1-1

Přenosové módy

  1. Simplexní přenos Simplex
    - jednosměrný způsob komunikace
    - data mohou proudit pouze jedním směrem – od vysílače k přijímači
    - přijímač nemůže odesílat žádnou zpětnou informaci nebo odpověď vysílači
    - používá se tam, kde není potřeba zpětné vazby
    - televizní a rozhlasové vysílání
    - jednoduchá a efektivní komunikace v případech
    - omezené použití, nevhodné pro některé situace
  2. Poloduplexní přenos - Half-Duplex
    - umožňuje oboustrannou komunikaci, ale v jednom okamžiku pouze jedním směrem
    - zařízení mohou přepínat mezi vysíláním a přijímáním, ale nemohou dělat obojí současně
    - aby mohlo jedno zařízení vysílat, druhé musí čekat, dokud přenos neskončí
    - vysílačky (walkie-talkies)
    - může docházet ke zpožděním, pokud obě strany potřebují komunikovat současně
    - může docházet k zablokování komunikace - jedno zařízení neustále vysílá
  3. Plně duplexní přenos Full-Duplex
    - umožňuje simultánní obousměrnou komunikaci
    - obě zařízení mohou vysílat a přijímat data současně
    - telefonie, datové (ethernetové) sítě, Wi-Fi sítě, GSM ad.

image

Vysílací-módy

Unicast

Multicast

Broadcast

Topologie počítačových sítí

Sběrnicová topologie

 

Výhody

Nevýhody

Hvězdicová topologie

Výhody

Nevýhody

Stromová topologie

MESH topologie

Plná (full) mesh topologie

image

 

Částečná (partial) mesh topologie

image

 

 

Využití v praxi

1015777e-4753-4f8e-b58b-809def4b03f3

Star topology

Tree topology

Síťové prvky

PoE technologie

Výhody PoE

Komponenty PoE systému

Metody přenosu energie

Bezpečnost a detekce

co-je-poe-podpora

Pasívní

Aktivní

Speciální

Standardy PoE

image

Protokoly - Protocols

Co je to protokol v počítačových (komunikačních) sítích?

Je to sada pravidel a postupů, které definují, jak spolu jednotlivá zařízení v síti (počítače, mobily, tiskárny, routery, ad.) komunikují.

MAC adresa ↔

Struktura MAC adresy

MAC adresa je obvykle reprezentována ve tvaru šestice dvojic hexadecimálních znaků, oddělených dvojtečkami nebo pomlčkami:

00:1A:2B:3C:4D:5E

Rozdělení MAC adresy

MAC-Address

  1. OUI (Organizationally Unique Identifier):
    • prvních 24 bitů (první tři byty/oktety) označuje výrobce zařízení
    • příklad: 00:1A:2B může označovat zařízení od společnosti Cisco
  2. NIC (Network Interface Controller specific):
    • druhých 24 bitů (poslední tři byty/oktety) identifikuje konkrétní zařízení vyrobené výrobcem
    • přiděluje výrobce
    • tato část je jedinečná pro každé zařízení v rámci výrobce

Jak zjistím výrobce síťového zařízení:

https://macaddress.io/

https://www.wireshark.org/tools/oui-lookup.html

www.macvendors.com

Jak zjistit MAC adresu

Vlastního zařízení

Jiného zařízení

Příkazový řádek - Command Prompt

  1. ipconfig -all; ipconfig /all
    - vypíše informace o IP konfiguraci včetně MAC adres jednotlivých síťových adaptérů

    image

  2.  getmac
    getmac | Microsoft Learn

image

Linux

  1. Arp -a
    Arp -a [IP_address]

    image

Windows

Windows

PowerShell

Příkaz

Get-NetAdapter

image

Linux

  1. ip link

    image

  2. ifconfig

    image

GUI

  1. Ovládací panely
    - Síť a internet
    - Centrum síťových připojení a sdílení
    - Vybrat připojení
    - Podrobnosti...
    image


  2. Modul Nastavení
    - Nastavení (Win + I)
    - Síť a internet 
    - Vlastnosti u aktuální sítě.

  3. Použití systémových informací
    - Systémové informace 
    - Rozbalit  Součásti → Síť
    - Adaptér
    - Vyhledat Adresa MAC

image

Command Prompt

  1. Arp
    Arp -a [IP_address]


    image



  2. Getmac
    Getmac /s [computername],[IP_address]

    - funkční pouze s protějškem, na kterém běží RPC

PowerShell

  1. Get-NetNeighbor [IP_address]

    image

OSO-OSI

ISO-OSI-vrstvy

Manchester coding

1. Fyzická vrstva ↔

 

Hlavní funkce fyzické vrstvy

  1. Přenos bitů
    • Fyzická vrstva převádí data z vyšších vrstev (ve formě binárních hodnot 0 a 1) na signály vhodné pro fyzické médium
    • Signály mohou být
      • Elektrické impulsy (např. v metalických kabelech)
      • Světelné impulsy (např. v optických vláknech)
      • elektromagnetické vlny (např. v bezdrátových sítích)
  2. Definice přenosového média
    • Specifikuje, jaké médium se používá pro přenos dat:
      • Metalické kabely (např. koaxiální, kroucená dvojlinka).
      • Optická vlákna.
      • Bezdrátové prostředí (např. Wi-Fi, Bluetooth, satelitní komunikace)
  3. Synchronizace bitů
    • Zajišťuje, že odesílatel a příjemce jsou synchronizováni a chápou, kdy začíná a končí každý bit
  4. Řízení přenosové rychlosti:
    • Určuje rychlost přenosu dat (např. v bit/s nebo Mbps), což zajišťuje kompatibilitu mezi zařízeními
  5. Fyzická topologie
    • Definuje, jak jsou zařízení propojena v síti, například:
      • Sběrnicová topologie (bus)
      • Hvězdicová topologie (star)
  6. Kódování a modulace signálu:
    • Fyzická vrstva převádí binární data na signály vhodné pro médium:
      • Kódování: Převod bitů na specifické elektrické, světelné nebo rádiové signály (např. Manchester coding,  NRZI - Non-Return-to-Zero Inverted)
      • Modulace: Přizpůsobení signálů pro přenos (např. AM, FM, QAM v bezdrátových sítích)
  7. Správa fyzického hardwaru
    • Určuje charakteristiky fyzických komponent
      • Typy konektorů (např. RJ45 pro Ethernet, SC - Subscriber Connector pro optická vlákna)
      • Délku kabelu, impedanci, odolnost proti rušení
  8. Směrování a multiplexování signálu
    • V některých případech fyzická vrstva umožňuje více signálům sdílet jedno médium (např. TDM - časové multiplexování, nebo FDM - frekvenční multiplexování)

Význam fyzické vrstvy

  1. Základní vrstva komunikace
    • Fyzická vrstva je základem celé sítě, protože zajišťuje přenos dat po médiu
  2. Univerzálnost
    • Fyzická vrstva umožňuje využití různých médií a technologií, čímž zajišťuje flexibilitu v návrhu sítí
  3. Efektivita přenosu
    • Dobře navržená fyzická vrstva minimalizuje ztrátu signálu, zpoždění a rušení
  4. Podpora moderních technologií
    • Bez fyzické vrstvy by nebylo možné implementovat vysokorychlostní technologie, jako je 5G, optické sítě nebo gigabitový Ethernet

 

Shrnutí

Fyzická vrstva OSI modelu je zodpovědná za převod dat na signály, které mohou být přenášeny přes fyzické médium. Zajišťuje synchronizaci, kódování, modulaci a řízení přenosu dat. Je to klíčová vrstva, která vytváří základnu pro fungování všech ostatních vrstev v síťovém modelu.

Klíčové pojmy a technologie fyzické vrstvy

  1. Signály
    • Analogové signály - plynulá vlna reprezentující data, často modulovaná
    • Digitální signály - diskrétní pulzy představující 1 a 0.
  2. Typy přenosových médií
    • Metalické kabely
      • Koaxiální kabely (např. pro televize a starší sítě)
      • Kroucená dvojlinka (UTP/STP, běžně používaná v Ethernetu)
    • Optická vlákna (Optical Fiber)
      • Přenos dat pomocí světelných signálů, velmi rychlý a odolný vůči rušení
    • Bezdrátové technologie
      • Wi-Fi, Bluetooth, satelitní komunikace, rádiové vlny
  3. Standardy fyzické vrstvy:
    • Ethernet (IEEE 802.3)
      • Definuje rychlosti přenosu, například 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps a více
    • Wi-Fi (IEEE 802.11)
      • Bezdrátové připojení s rychlostmi od 11 Mbps (802.11b) až po gigabitové přenosy (802.11ac/ax)
    • DSL a kabelový internet
      • Používají telefonní nebo televizní linky pro připojení k internetu
  4. Kódování a modulace
    • NRZ (Non-Return to Zero) - jednoduché kódování, kde signál nepřechází do nulového stavu
    • Manchester kódování - kombinuje hodiny a data do jednoho signálu
    • QAM (Quadrature Amplitude Modulation) - modulace signálu kombinující amplitudu a fázi

Komponenty fyzické vrstvy

  1. Kabely a konektory
    • Typy kabelů: Koaxiální, kroucená dvojlinka (UTP/STP), optická vlákna
    • Konektory: RJ45 (Ethernet), SC, LC (optická vlákna)
  2. Síťové adaptéry (NIC)
    • Hardwarové zařízení, které převádí data z vyšších vrstev na fyzické signály
  3. Opakovače a zesilovače
    • Používají se k prodloužení dosahu signálů zesílením nebo regenerací
  4. Média převodníky
    • Zařízení, která umožňují přenos mezi různými typy médií (např. převodník mezi metalickým kabelem a optickým vláknem)
  5. Antény a rádiové moduly
    • V bezdrátových sítích zajišťují vysílání a příjem signálů

 

Jak fyzická vrstva spolupracuje s ostatními vrstvami

  1. Linková vrstva (vrstva 2)
    • Fyzická vrstva přenáší rámce generované linkovou vrstvou jako proud bitů.
    • Zajišťuje, že data z linkové vrstvy jsou převedena na fyzické signály
  2. Vyšší vrstvy
    • Vyšší vrstvy se fyzické vrstvy přímo nedotýkají, ale spoléhají na ni pro samotný přenos dat

 

2. Linková vrstva ↔

Funkce linkové vrstvy

  1. Rozdělení dat na rámce
    • Linková vrstva rozdělí data přijatá z vyšších vrstev na menší jednotky nazývané rámce (frames), které jsou vhodné pro přenos přes fyzickou vrstvu
  2. Adresování na úrovni linky
    • Každé zařízení má na této úrovni jedinečnou fyzickou adresu známou jako MAC adresa (Media Access Control), která slouží k identifikaci zařízení v lokální síti
  3. Řízení přístupu k médiu (MAC - Media Access Control):
    • Zajišťuje, že více zařízení může sdílet stejné fyzické médium bez konfliktů - např. jeden TP kabel
    • Např. Ethernet používá metodu CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), aby zabránil kolizím dat
  4. Detekce a oprava chyb
    • Kontroluje, zda při přenosu rámců nedošlo k chybám
    • Pokud se chyba zjistí, rámec je zahozen nebo se může požádat o opětovné odeslání
    • Pro detekci chyb se používají metody, jako je CRC (Cyclic Redundancy Check)
  5. Synchronizace dat
    • Zajišťuje, že odesílatel a příjemce mají synchronizované hodiny, což je klíčové pro správné dekódování přijatých dat
  6. Řízení toku dat
    • Pokud je příjemce zahlcen, linková vrstva může zpomalit přenos dat, aby zabránila ztrátě informací
  7. Topologie a řízení rámců
    • Linková vrstva určuje, jakým způsobem budou rámce odesílány a jaké topologie (např. hvězdicová, sběrnicová) budou použity v síti

Sublayers (podvrstvy) linkové vrstvy

  1. MAC (Media Access Control)
    • Odpovídá za řízení přístupu k fyzickému médiu
    • Pracuje s rámci, zajišťuje přenos na základě MAC adres, řeší kolize a koordinuje přístup k médiu
  2. LLC (Logical Link Control):
    • Poskytuje rozhraní mezi linkovou a síťovou vrstvou
    • Zajišťuje detekci chyb a může podporovat multiplexování více protokolů na jedné fyzické lince

Význam linkové vrstvy

  1. Zajištění spolehlivého přenosu dat
    • Linková vrstva zajišťuje, že data jsou přenesena bez chyb, nebo chyby detekuje
  2. Řešení konfliktů při sdílení média
    • Díky protokolům MAC umožňuje více zařízením efektivně sdílet přenosové médium
  3. Efektivita v lokálních sítích
    • Linková vrstva umožňuje rychlou a spolehlivou komunikaci mezi zařízeními ve stejném segmentu sítě (lokální síti)
  4. Podpora různých technologií
    • Díky standardům, jako je Ethernet nebo Wi-Fi, je linková vrstva univerzální a podporuje širokou škálu hardwaru a médií

 

Shrnutí

Linková vrstva je kritická pro spolehlivý přenos dat mezi zařízeními v rámci jedné lokální sítě. Poskytuje služby, jako je adresování (MAC), detekce a oprava chyb, řízení přístupu k médiu a přenos rámců. Hraje zásadní roli v moderních sítích, zejména díky technologiím, jako je Ethernet nebo Wi-Fi, a jejím výsledkem je stabilní a efektivní komunikace na lokální úrovni.

Protokoly a technologie linkové vrstvy

  1. Ethernet
    • Nejrozšířenější technologie na linkové vrstvě
    • Používá metody jako CSMA/CD k řízení přístupu k médiu a přenosu dat v lokálních sítích (LAN)
  2. Wi-Fi (IEEE 802.11)
    • Bezdrátová technologie, která zahrnuje metody řízení přístupu k médiu (např. CSMA/CA, kde CA znamená Collision Avoidance)
  3. PPP (Point-to-Point Protocol)
    • Používá se pro přenos dat mezi dvěma přímo propojenými zařízeními, například v telefonních sítích nebo při připojení k internetu přes modem - DSL technologie
  4. Frame Relay
    • Technologie používaná v přenosových sítích, která poskytuje efektivní přenos datových rámců na větší vzdálenosti
  5. FDDI (Fiber Distributed Data Interface):
    • Technologie pro vysokorychlostní přenos dat pomocí optických vláken

Příklady v praxi

1. Přenos dat v LAN

2. Bezdrátové připojení (Wi-Fi)

3. Řešení kolizí v Ethernetu

Komponenty linkové vrstvy

  1. Síťové adaptéry (NIC - Network Interface Card)
    • Hardwarové zařízení, které implementuje funkce linkové vrstvy a připojuje zařízení do počítačové sítě
    • Obsahuje MAC adresu a zajišťuje komunikaci mezi zařízením a sítí
  2. Switche (přepínače)
    • Aktivní síťové prvky
    • Zařízení pracující na linkové vrstvě, která směrují rámce na základě cílových MAC adres
    • Switche umožňují přímou komunikaci mezi zařízeními v síti bez kolizí

 

Jak linková vrstva spolupracuje s ostatními vrstvami

  1. Síťová vrstva (vrstva 3)
    • Síťová vrstva poskytuje data linkové vrstvě ve formě paketů
    • Linková vrstva je obalí do rámců a odešle
  2. Fyzická vrstva (vrstva 1)
    • Linková vrstva přenáší rámce pomocí fyzické vrstvy, která zajišťuje přenos bitů po médiu (např. kabelu nebo vzduchem)

3. Síťová vrstva ↔

Hlavní funkce síťové vrstvy

  1. Adresování
    • Síťová vrstva přiděluje a spravuje logické adresy zařízení, například IP adresy
    • Tyto adresy umožňují jednoznačnou identifikaci zařízení v síti
  2. Směrování (Routing)
    • Síťová vrstva určuje optimální trasu, kterou by měl paket projít, aby dorazil k cílovému zařízení
    • Směrování zahrnuje analýzu a výběr nejlepší cesty na základě aktuální topologie sítě, rychlosti, zátěže nebo dalších parametrů
  3. Fragmentace a znovuskládání
    • Pokud velikost datového paketu překračuje maximální velikost povolenou přenosovým médiem (MTU - Maximum Transmission Unit), síťová vrstva rozdělí paket na menší fragmenty - pakety
    • Na straně příjemce je jejím úkolem tyto fragmenty znovu složit do původního paketu
  4. Přenos mezi sítěmi
    • Síťová vrstva umožňuje komunikaci mezi zařízeními, která se nacházejí v různých sítích, například přes routery
  5. Zajištění nezávislosti přenosu
    • Síťová vrstva poskytuje jednotné služby transportní vrstvě bez ohledu na použité fyzické médium nebo linkovou vrstvu

Význam síťové vrstvy

  1. Možnost komunikace mezi různými sítěmi
    • Umožňuje přenos dat mezi zařízeními, která nejsou přímo propojena
  2. Flexibilita
    • Síťová vrstva je nezávislá na přenosovém médiu a může pracovat přes různé typy sítí (např. Ethernet, Wi-Fi) i v jejich kombinaci
  3. Efektivita
    • Díky směrování a fragmentaci umožňuje efektivní přenos dat i ve složitých topologiích
  4. Rozšíření sítě
    • Díky protokolům, jako je IPv6, je možné adresovat obrovské množství zařízení a rozšiřovat síť

Shrnutí

Síťová vrstva je klíčová pro propojení různých sítí a umožňuje přenos dat mezi zařízeními na základě jejich logických adres. Zajišťuje adresování, směrování, fragmentaci a diagnostiku přenosu, čímž vytváří základní infrastrukturu moderní komunikace v sítích, jako je internet.

Protokoly síťové vrstvy

  1. IPv4 (Internet Protocol version 4)
    • Široce používaný protokol pro adresování a směrování paketů v internetu
    • Adresy mají délku 32 bitů (např. 192.168.1.1).
  2. IPv6 (Internet Protocol version 6)
    • Nástupce IPv4, který řeší nedostatek IP adres
    • Adresy mají délku 128 bitů (např. 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334)
  3. ICMP (Internet Control Message Protocol)
    • Používá se pro diagnostiku sítě, například pomocí příkazů jako ping nebo traceroute
  4. RIP (Routing Information Protocol)
    • Protokol používaný pro směrování, který umožňuje routerům sdílet informace o topologii sítě.
  5. OSPF (Open Shortest Path First)
    • Pokročilý směrovací protokol, který hledá nejkratší cestu na základě stavů spojení
  6. EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)
    • Protokol vyvinutý společností Cisco pro efektivní směrování

 

Příklady síťové vrstvy v praxi

1. Adresování a směrování dat

2. Fragmentace paketů

3. Diagnostika sítě

Komponenty síťové vrstvy

  1. Routery
    • Aktivní síťový prvek
    • Zařízení, která pracují na síťové vrstvě a propojují různé sítě
    • Routery analyzují IP adresy v paketech a směrují je správným směrem
  2. Tabulky směrování
    • Ukládají informace o cestách k různým sítím a určují, jakým směrem mají být pakety odeslány
  3. Algoritmy směrování:
    • Používají se pro výběr nejvhodnější trasy pro přenos dat
    • Například algoritmus Dijkstra (pro OSPF) hledá nejkratší cestu

 

Jak síťová vrstva spolupracuje s ostatními vrstvami

  1. Transportní vrstva (vrstva 4)
    • Transportní vrstva poskytuje data síťové vrstvě, která je zabaluje do paketů a přidává hlavičku obsahující informace, jako je IP adresa odesílatele a příjemce
  2. Linková vrstva (vrstva 2)
    • Síťová vrstva využívá služby linkové vrstvy k přenosu paketů na další uzel v cestě
  3. Fyzická vrstva (vrstva 1)
    • Přenáší pakety zpracované síťovou vrstvou přes fyzické médium (např. kabel nebo rádiový signál)

image

05e00f3c-7618-4835-9aea-754fa1b3183d

4. Transportní vrstva ↔

Funkce transportní vrstvy

  1. Segmentace a znovuskládání dat
    • Transportní vrstva rozděluje velké bloky dat (např. z aplikační vrstvy) na menší segmenty, které jsou odesílány sítí
    • Na straně příjemce je úkolem transportní vrstvy tyto segmenty znovu složit do původní podoby
  2. Řízení toku dat (Flow Control)
    • Transportní vrstva reguluje tok dat mezi odesílatelem a příjemcem, aby nedošlo k zahlcení příjemce rychlejším přenosem, než zvládne zpracovat
  3. Spolehlivost přenosu
    • Zajišťuje, že data jsou doručena správně a bez chyb. Pokud se v přenosu objeví chyba, transportní vrstva může zajistit opětovné odeslání (v případě protokolu TCP)
  4. Řízení chyb (Error Control):
    • Transportní vrstva kontroluje, zda byly data přenesena bez chyb
    • Pokud dojde k chybě, iniciuje opravu, například požadavkem na opětovné odeslání
  5. Multiplexování a demultiplexování
    • Transportní vrstva umožňuje, aby více aplikačních procesů mohlo současně používat jednu síťovou relaci
    • Každé aplikaci nebo procesu je přiřazen port, který transportní vrstva využívá k nasměrování dat na správnou aplikaci
  6. Řízení spojení
    • Spojovaný přenos (Connection-oriented)
      • Transportní vrstva naváže spojení, udržuje ho během komunikace a ukončí ho po dokončení přenosu (např. TCP)
    • Nespojovaný přenos (Connectionless)
      • Data jsou odesílána bez navazování a udržování spojení (např. UDP)

Význam transportní vrstvy

  1. Spolehlivost:
    • Transportní vrstva zajišťuje, že data dorazí bez chyb, a pokud je to nutné, znovu odešle ztracené segmenty.
  2. Efektivita:
    • Díky řízení toku dat a segmentaci zajišťuje optimální přenos i v případě, že jsou zařízení nebo sítě různých rychlostí.
  3. Podpora více aplikací:
    • Díky multiplexování umožňuje více aplikacím současně komunikovat prostřednictvím jedné síťové relace.
  4. Flexibilita:
    • Nabízí různé úrovně spolehlivosti a rychlosti přenosu podle potřeb aplikace (TCP pro spolehlivost, UDP pro rychlost).

Shrnutí

Transportní vrstva je klíčová část OSI modelu, která umožňuje, aby data byla přenesena spolehlivě nebo rychle podle požadavků aplikací. Její funkce, jako je segmentace, řízení toku dat, a multiplexování, zajišťují efektivní a konzistentní komunikaci mezi zařízeními v síti.

Protokoly transportní vrstvy

  1. TCP (Transmission Control Protocol)
    • Spojovaný protokol - vytváří spojení mezi odesílatelem a příjemcem
    • Zajišťuje spolehlivý přenos dat s potvrzením (acknowledgement) - doručená data (každý segment) musí být potvrzen
    • Zajišťuje, že data dorazí ve správném pořadí a bez ztrát
    • Příklady použití: webové prohlížeče (HTTP/HTTPS), e-mail (SMTP/IMAP/POP3), přenos souborů (FTP).
  2. UDP (User Datagram Protocol)
    • Nespojovaný protokol
    • Rychlý, ale méně spolehlivý, protože nezaručuje doručení nebo správné pořadí dat
    • Příklady použití: streamování videa, online hry, VoIP (např. Skype), DNS
  3. SCTP (Stream Control Transmission Protocol)
    • Spojovaný protokol
    • Zajišťuje spolehlivý přenos více proudů dat v rámci jednoho spojení
    • Používá se např. v telekomunikacích

Příklad funkce transportní vrstvy

1. Spolehlivý přenos dat (TCP)

2. Nespojovaný přenos dat (UDP)

Jak transportní vrstva spolupracuje s ostatními vrstvami

  1. Relační vrstva (vrstva 5)
    • transportní vrstva podporuje relační vrstvu tím, že poskytuje spolehlivé přenosové služby, které umožňují řízení spojení a synchronizaci
  2. Síťová vrstva (vrstva 3)
    • ransportní vrstva se spoléhá na síťovou vrstvu pro doručování segmentů mezi zařízeními
    • síťová vrstva zajišťuje směrování (routing) a přenos mezi uzly v síti

ISO/OSI model

7 vrstev OSI modelu

7. vrstva aplikační vrstvaapplication layer
6. vrstva prezentační vrstvapresentation layer
5. vrstva relační vrstvasession layer
4. vrstva transportní vrstvatransport layer
3. vrstvasíťová vrstvanetwork layer
2. vrstvalinková vrstva(data) link layer 
1. vrstvafyzická vrstvaphysical layer 

Význam OSI modelu

služby - spojované/nespojované; spolehlivé, nespolehlivé

PDU

segment

5. Relační vrstva ↔

Funkce relační vrstvy

  1. Zahájení, udržování a ukončení relace
    • Relační vrstva je zodpovědná za navázání spojení (session) mezi dvěma zařízeními nebo aplikacemi
    • Během relace spravuje komunikaci, aby byla stabilní a synchronizovaná
    • Po dokončení přenosu dat ukončuje relaci, aby uvolnila systémové prostředky
  2. Synchronizace datových toků
    • Při dlouhých přenosech dat relační vrstva přidává synchronizační body - checkpoints
    • Tyto body umožňují obnovení přenosu od určitého místa, pokud dojde k přerušení spojení, bez nutnosti znovu přenášet všechna data
  3. Správa relací
    • Relační vrstva umožňuje řídit více relací současně (například při použití více aplikačních protokolů na jednom spojení)
    • Odděluje jednotlivé relace a zajišťuje, že nedojde ke konfliktům
  4. Kontrola dialogu (komunikačního režimu)
    • Určuje způsob komunikace mezi dvěma stranami - simplex, half duplex, full duplex
    • Zajišťuje, že obě strany respektují vybraný režim
  5. Obnova relací:
    • Pokud dojde k přerušení spojení, relační vrstva umožňuje znovu navázat relaci a pokračovat v přenosu od posledního synchronizačního bodu - checkpointu

Význam relační vrstvy

Příklady služeb a protokolů relační vrstvy

  1. Protokoly
    • NetBIOS - používá se v síťových aplikacích pro správu relací a přenos dat
    • RPC (Remote Procedure Call) - umožňuje volání funkcí nebo procedur na vzdáleném systému, přičemž relační vrstva spravuje spojení
    • PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol) - používá se při navazování VPN spojení
    • SIP (Session Initiation Protocol) - používá se k řízení multimediálních relací, například v IP telefonii nebo videokonferencích
  2. Použití v praxi
    • Správa videokonferenčních hovorů nebo VoIP (Voice over IP) relací
    • Synchronizace datového přenosu při sdílení souborů
    • Správa relací při práci s databázovými systémy na dálku

Scénář - videohovor přes internet

  1. Zahájení relace
    • Uživatel spustí videokonferenční aplikaci a zahájí hovor
    • Relační vrstva naváže relaci mezi zařízeními (například pomocí protokolu SIP)
  2. Udržování relace
    • Během hovoru relační vrstva spravuje synchronizaci zvuku a obrazu, aby komunikace byla plynulá
    • Pokud dojde k drobnému výpadku spojení, zajistí obnovení bez nutnosti ukončit hovor
  3. Ukončení relace
    • Po ukončení hovoru relační vrstva uzavře relaci a uvolní systémové prostředky

Jak relační vrstva spolupracuje s ostatními vrstvami

  1. Aplikační a prezentační vrstva (vrstvy 6 a 7):
    • Relační vrstva vytváří a spravuje spojení pro aplikační procesy
    • Například při práci se vzdálenou aplikací zajistí, že relace zůstane otevřená, dokud uživatel práci nedokončí
  2. Transportní vrstva (vrstva 4)
    • Relační vrstva využívá služby transportní vrstvy k přenosu dat
    • Transportní vrstva zajišťuje spolehlivost přenosu, zatímco relační vrstva řídí strukturu a průběh relace

6. Prezentační vrstva ↔

Funkce prezentační vrstvy

  1. Převod datového formátu
    • Prezentační vrstva překládá data z jednoho formátu do jiného, aby byla srozumitelná pro aplikační vrstvu
    • Příklady
      • Převod textu z jednoho kódování do jiného (např. z ASCII do UTF-8)
      • Převod obrázků, videí nebo jiných mediálních souborů do standardního formátu, který aplikace zvládne zpracovat
  2. Komprese dat
    • Zajišťuje zmenšení objemu dat před jejich přenosem, což zvyšuje efektivitu komunikace a snižuje zátěž sítě
    • Například komprese obrázků (JPEG), videí (MPEG), nebo textových dat (gzip)
  3. Šifrování a dešifrování
    • Odpovídá za bezpečnost dat během přenosu, a to pomocí šifrovacích algoritmů (např. SSL/TLS)
    • Na straně odesílatele šifruje data, zatímco na straně příjemce je dešifruje
  4. Formátování dat:
    • Prezentační vrstva může přizpůsobovat formát dat tak, aby byl vhodný pro konkrétní aplikace
    • To zahrnuje např. převod binárních dat na čitelné textové formáty nebo naopak

Význam prezentační vrstvy

Prezentační vrstva je tedy klíčová pro bezproblémovou komunikaci v síti, kde zařízení mohou používat různé formáty, systémy a protokoly.

Příklady služeb a protokolů v prezentační vrstvě

  1. Kódování a dekódování znaků:
    • ASCII, EBCDIC, Unicode (např. UTF-8)
    • Zajišťuje správné zobrazení textových dat bez ohledu na systém, na kterém se aplikace spouští
  2. Šifrování a dešifrování
    • TLS/SSL: Zajišťuje bezpečnou komunikaci mezi klientem a serverem
    • Podpora kryptografických protokolů pro ochranu dat
  3. Formáty dat
    • Grafické formáty: JPEG, PNG, GIF
    • Zvukové formáty: MP3, AAC
    • Video formáty: MPEG, AVI
    • Textové formáty: HTML, XML, JSON
  4. Komprese:
    • Algoritmy pro kompresi dat jako ZIP, RAR nebo gzip

Praktický příklad fungování prezentační vrstvy

  1. Šifrování a dešifrování
    • když se uživatel připojí k webové stránce přes HTTPS, prezentační vrstva na straně klienta šifruje data před jejich odesláním
    • na straně serveru prezentační vrstva tato data dešifruje, aby byla pochopitelná pro aplikační vrstvu na serveru
  2. Převod datového formátu
    • uživatel odešle text v kódování UTF-8, ale příjemce pracuje s EBCDIC
    • prezentační vrstva na straně příjemce převede kódování

Jak prezentační vrstva interaguje s ostatními vrstvami

  1. Aplikační vrstva (vrstva 7)
    • Komunikuje s aplikační vrstvou a připravuje data tak, aby byla snadno interpretovatelná aplikacemi
    • Například webový prohlížeč (aplikační vrstva) očekává data ve formátu HTML nebo JSON, což zajišťuje prezentační vrstva
  2. Relace (vrstva 5)
    • Prezentační vrstva přijímá data od relace a zajišťuje, že formát a zabezpečení dat jsou konzistentní během přenosu

image

7. Aplikační vrstva ↔

 

Hlavní funkce aplikační vrstvy

  1. Rozhraní pro uživatele a aplikace
    • Poskytuje služby, které uživatel nebo aplikace potřebují ke komunikaci v síti
    • Například webové prohlížeče, e-mailové klienty, aplikace pro přenos souborů
  2. Přístup ke vzdáleným službám
    • Aplikační vrstva zprostředkovává přístup k souborům, databázím, e-mailovým serverům a dalším službám umístěným na vzdálených serverech
  3. Podpora síťových protokolů a formátů dat:
    • Zajišťuje správné formátování dat podle protokolů používaných při komunikaci, jako jsou HTTP, FTP, SMTP, ad.
    • Například převod webových stránek do podoby srozumitelné pro uživatele (HTML)
  4. Identifikace komunikujících entit
    • Určuje, které aplikace nebo procesy na daném zařízení komunikují
    • Používá aplikační porty (např. port 80 pro HTTP, port 443 pro HTTPS)
  5. Autentizace a autorizace
    • Poskytuje prostředky pro ověření uživatele a určení, zda má uživatel právo na přístup ke zdroji nebo službě
  6. Zpracování chyb a oznámení
    • Poskytuje uživateli informace o chybách nebo o stavu komunikace (např. "404 Not Found" při neexistující webové stránce)
  7. Podpora různých síťových služeb
    • Poskytuje služby pro:
      • Přenos souborů (FTP, SFTP)
      • Posílání e-mailů (SMTP, IMAP, POP3)
      • Webovou komunikaci (HTTP, HTTPS)
      • Vzdálený přístup (Telnet, SSH)
      • Komunikaci v reálném čase (VoIP, SIP)

  1.  

Význam aplikační vrstvy

  1. Přístup uživatele ke službám sítě
    • Umožňuje uživatelům komunikovat se servery a zařízeními pomocí jednoduchého rozhraní
  2. Podpora různých aplikací
    • Aplikační vrstva poskytuje specifické protokoly pro různé typy služeb (web, e-mail, přenos souborů, atd.)
  3. Univerzálnost
    • Aplikační vrstva umožňuje nezávislost na platformě a podporuje komunikaci mezi různými systémy
  4. Překonání složitosti nižších vrstev
    • Skrývá složitosti síťových operací a poskytuje jednoduché rozhraní pro aplikace

       

Shrnutí

Aplikační vrstva OSI modelu je rozhraní mezi uživatelem a sítí. Zajišťuje různé síťové služby, jako je přenos souborů, odesílání e-mailů, webovou komunikaci a další. Pracuje s protokoly, které definují, jakým způsobem aplikace komunikují, a její hlavní úlohou je zajistit, aby uživatelé a aplikace mohli efektivně využívat síťové zdroje a služby. Je to vrstva nejblíže uživateli a zásadní pro moderní síťovou komunikaci.

Protokoly aplikační vrstvy

  1. HTTP/HTTPS (HyperText Transfer Protocol)
    • Používá se pro přenos webových stránek a dalších zdrojů na webu.
    • HTTPS zahrnuje šifrování pomocí TLS/SSL
  2. FTP (File Transfer Protocol):
    • Slouží k přenosu souborů mezi klientem a serverem
  3. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
    • Používá se pro odesílání e-mailů
  4. IMAP/POP3 (Internet Message Access Protocol / Post Office Protocol):
    • Používají se pro příjem a správu e-mailů
  5. DNS (Domain Name System):
    • Převádí doménová jména (např. www.example.com) na IP adresy, které jsou potřebné pro komunikaci
  6. Telnet
    • Poskytuje vzdálený přístup k jiným systémům pomocí příkazového řádku (nešifrovaný přenos)
  7. SSH (Secure Shell)
    • Bezpečný protokol pro vzdálený přístup a správu zařízení.
  8. SNMP (Simple Network Management Protocol)
    • Používá se pro správu a monitorování síťových zařízení
  9. VoIP protokoly (SIP, RTP)
    • Používají se pro přenos hlasu a videa přes internet

       

Příklady aplikační vrstvy v praxi

  1. Procházení webu
    • Uživatel zadá URL do webového prohlížeče (aplikace aplikační vrstvy)
    • HTTP/HTTPS protokol na aplikační vrstvě zajišťuje komunikaci mezi prohlížečem a webovým serverem
  2. Odesílání e-mailu
    • Uživatel vytvoří e-mail v aplikaci (např. Outlook)
    • SMTP na aplikační vrstvě odešle e-mail na server příjemce
  3. Přenos souboru
    • Pomocí FTP klienta uživatel nahraje soubor na vzdálený server.
  4. Překlad doménového jména na IP adresu
    • DNS server přeloží jméno domény (např. www.example.com) na IP adresu, aby mohla být zahájena komunikace
  5. Vzdálený přístup k serveru
    • Administrátor se připojí ke vzdálenému serveru pomocí SSH a provede potřebné změny

       

Jak aplikační vrstva spolupracuje s ostatními vrstvami

  1. Prezentační vrstva (vrstva 6):
    • Aplikační vrstva využívá prezentační vrstvu k formátování dat (např. převod textu do kódování UTF-8)
  2. Transportní vrstva (vrstva 4):
    • Aplikační vrstva posílá data transportní vrstvě, která je rozdělí na segmenty a zajistí jejich spolehlivé doručení

image

image

ISO/OSI model

8ea97367-79f1-480a-85b9-fb079f8b4758

Ref model ISOOSI

obrazek

OSI protocol

TCP/IP model, vrstvy

Aplikační vrstva - Application Layer

Transportní vrstva - Transport Layer

Síťová vrstva - Network Layer

Vrstva síťového rozhraní - Network Access Layer

Enkapsulace

Encapsulation - zapouzdření

pasted image 0

Encapsulace v modelu TCP/IP

tcpip zapouzdreni

TCPIP

Aplikační vrstva - Application Layer

TCP/IP

Transportní vrstva - Transport Layer

Historie a vývoj

TCP/IP síťový model

TCP/IP model

  1. Aplikační vrstva (Application)
  2. Transportní vrstva (Transport)
  3. Internetová vrstva (Internet)
  4. Vrstva síťového přístupu (Network Access)
    - někdy je se dělí na Vrstvu linkovou a Vrstvu fyzickou, což se více přibližuje OSI modelu

Proces přenosu dat

  1. Aplikace (např. webový prohlížeč) odešle požadavek na server (HTTP protokol)
  2. Transportní vrstva (TCP/UDP) data rozčlení na segmenty a přidá hlavičku s porty a kontrolními informacemi
  3. Internetová vrstva (IP) zabalí segment do IP paketu s IP adresou odesílatele a příjemce
  4. Síťová vrstva přístupu (např. Ethernet) zakóduje IP paket do rámce a vyšle po fyzickém médiu (kabel, Wi-Fi)
  5. Cílové zařízení postupně „rozbaluje“ rámec → paket → segment → data a nakonec doručí aplikační vrstvě

Internetová vrstva - Internet Layer

TCPIP

OSIxTCPIP

Síťový přístup - Network Access Layer

image

IP-address

IP adresa v4

Příklady:

https://spssol.sharepoint.com/:b:/s/Trida-1-E/EYunyQ-v4HJOpoPmZt7fSCwB00_cuqRai8Ebt-z6DFnykQ?e=0sfW5c&action=embedview&wdAllowInteractivity=True&AllowTyping=True&wdInConfigurator=True&ed1JS=false

Privátní (neveřejné) adresy

Určené pro lokální sítě (LAN), nesměrují se do veřejného internetu:

Speciální adresy

image

IP protokol

Základní vlastnosti IP protokolu

  1. Jednoznačnost (unikátnost) IP adresy v síti
    - můžeme identifikovat dané zařízení v síti
  2. Pro adresaci používá IP adresy ve verzi 4, IPv4, nebo ve verzi 6, IPv6
  3. Směrování dat
    - každý datový packet (balík dat) obsahuje IP adresu, kam má být doručen
  4. Je bezstavový
    - neuchovává si, nepamatuje si stav předchozí komunikace
    - každý packet je zpracováván nezávisle na předchozích
  5. Umožňuje fragmentaci dat
    - v případě potřeby jsou data rozdělena na menší bloky (packety) 
  6. Hierarchická struktura
    - sítě a adresy jsou organizovány do hierarchické struktury
    - sítě se dělí na třídy sítí, sítě, podsítě, hosty (koncová zařízení)
    - umožňuje efektivní směrování dat

Konfigurace koncového zařízení

Na koncovém zařízení zadáváme:

  1. IP adresa zařízení
  2. maska sítě
    - 4 byty oddělené tečkou, např. 255.255.255.0
    - CIDR - počet bitů pro masku, např. 24; zápis se často objevuje ve tvaru IP adresa/počet bitů
    např. 192.168.25.4/24
  3. Default Gateway - brána - ve formě IP adresy zařízení, přes které se host (PC, NB, MT...) dostane do vnější sítě
  4. DNS servery (primární, sekundární/upřednostňovaný, alternativní) - ve formě IP adresy; určují servery, na kterých běží služba sever DNS

Gateway - Default Gateway

Jak gateway pracuje v kontextu IP adresace

  1. Lokální síť (stejný subnet)
    • zařízení (PC, NB, MT…) porovná svoji IP adresu a masku s IP adresou cíle
    • pokud je IP adresa cíle ve stejné síti (tj. stejný prefix/maska), pokusí se navázat komunikaci přímo v rámci LAN (pomocí ARP / ND - Neighbor Discovery, pokud jde o IPv6)
    • nebude tedy potřebovat gateway – pošle rámec přímo na MAC adresu cílového zařízení.
  2. Vzdálená síť (jiný subnet)
    • pokud se cíl nachází mimo lokální síť, zařízení pošle paket (na 3. vrstvě) na default gateway
    • gateway (router) má v routovací tabulce záznam, kam paket dál směrovat (např. přes jiná routerová rozhraní)

Hierarchicka-struktura-site

CIDR

CIDR

Statická IP adresa

Výhody

Nevýhody

Dynamická IP adresa

Výhody

Nevýhody

dns

DNS - Domain Name System

Struktura doménových jmen

image

Top Level Domains

  1.  generické - pevně stanoveny organizací IANA - .com, . org, .net, .info, . biz, .core
  2. národní - pro jednotlivé státy - .cz, .sk

  3. infrastrukturní - používají se pro vnitřní mechanismy Internetu - .arpa

  4. geografické - sdružují domény z jednoho města, v jednom jazyce nebo z jedné provincie -  .wien, .london, .africa

  5. sponzorované  - mají manažera zastupujícího určitou komunitu - .aero, .gov

DNS - Namespace

Příklad:

Máme jmenný prostor žáků naší školy

musíme mít minimálně 4 identifikátory a to jméno, příjmení, třída a např. osobní číslo (ID)

jan.seidler.1E.147

jan.seidler.1E.148

DNS Records - záznamy

V "databázích" systému DNS se používá několik typů záznamů - RECORDS, z nichž každý má specifický účel a význam. Určují např.,  jak, má být název či adresa přeložena, či jaké služba jsou s danou doménou spojeny

Nástroj pro zjišťování informací o DNS záznamech

https://mxtoolbox.com/SuperTool.asp

A/AAAA Record

image

image

CNAME Record

image

MX Record

zápis v systému

image

DNS - co to tedy je a co to není?

Servery DNS

Autoritativní server 

Rekurzivní (caching only), Resolve server

Root servery

dns-delegation-tree

image

https://root-servers.org/