TCP/IP a Internet

1. TCP/IP a Internet Ing. Branislav Müller

2. Obsah • Úvod do TCP/IP • Funkcie vrstiev TCP/IP Aplikačná vrstva Transportná vrstva Internetová vrstva Vrstva prístupu k médiu • Architektúra Internetu • IP adresovanie • Vyhradené IP adresy

3. Vznik TCP/IP • vytvorilo ho Ministerstvo obrany USA (potreba vytvoriť sieť, ktorá vydrží za každých okolností) • architektúra TCT/IP bola odvodená z ARPANETU • súčasná verzia bola štandardizovaná v septembri 1981 • jednotlivé vrstvy majú odlišnú funkciu od vrstiev OSI modelu Obr. 1: TCP/IP model.

4. Úvod do TCP/IP • TCP/IP (Transmision Control Protocol / Internet Protocol) je množina protokolov (napríklad TCP, UDP, IP, ICMP, RIP, ARP, ale najviac používané sú práve TCP a IP), pomocou ktorých sa uskutočňuje prenos v počítačovej sieti • dominantný model, a to vďaka celosvetovej sieti Internet, v ktorej sa používa Obr. 2: Protokoly TCP/IP modelu.

5. Aplikačná vrstva • spracováva protokoly vyššej úrovne, reprezentáciu dát, kódovanie a riadenie dialógov • podporuje prenos súborov, e-maily, vzdialené pripojenie ... FTP - File Transfer Protocol TFTP - Trivial File Transfer Protocol NFS - Network File System SMTP - Simple Mail Transfer Protocol Telnet SNMP - Simple Network Management Protocol DNS - Domain Name System Obr. 3: Protokoly aplikačnej vrstvy.

6. Aplikačná vrstva • FTP je spoľahlivá, spojovo orientovaná služba. Používa TCP na prenos súborov medzi počítačmi. Módy : ASCII alebo binárny. • DNS priraďuje k menám počítačov ich IP adresy a naopak. • TFTP je bezspojová služba, ktorá používa UDP. • HTTP je primárna metóda prepravy informácii na www. Webový prehliadač, hyperlink... • SMTP je jednoduchý poštový protokol, ktorý zabezpečuje prenos textových správ elektronickou cestou . • SNMP je protokol umožňujúci monitorovanie a správu sieťových zariadení. • Telnet je emulácia terminálu. Umožňuje užívateľovi interaktívnu prácu na vzdialenom host počítači.

7. Transportná vrstva logické spojenie medzi zdrojovou a cieľovou stanicou segmentuje, delí dáta z aplikácii vyšších vrstiev a vytvára z nich rovnomerný prúd dát TCP je spojovo orientovaný protokol transportnej vrstvy (spoľahlivé fullduplexné doručovanie dát). Integrita prenesených dát je daná kontrolným súčtom. UDP bezspojový protokol transportnej vrstvy, ktorý vymieňa datagramy bez garantovaného doručenia. Pre ľahké, časovo citlivejšie účely rýchlejší a efektívnejší. Obr. 4: Protokoly transportnej vrstvy.

8. Internetová vrstva • výber najlepšej cesty pre paket pri putovní k cieľu • prepínanie paketu na túto cestu IP - Internet Protocol ICMP - Internet Control Message Protocol ARP - Adress Resolution Protocol RARP - Reverse Adress Resolution Protocol Obr. 5: Protokoly Internetovej vrstvy.

9. Internetová vrstva • IP poskytuje nespoľahlivú datagramovú službu (best effort). Nezaujíma sa o obsah paketu, ale o najlepšiu cestu k cieľu. • RARP je reverzný protokol mapovania adries, ktorý spája známe MAC adresy s IP adresami. • DHCP dynamicky prideľuje IP adresy jednotlivým počítačom v rámci siete. Vyžaduje sa prítomnosť DHCP servera. • ARP slúži k prevodu IP adries na Ethernetové adresy. Pracuje na princípe otázka - odpoveď. • ICMP je medzisieťový riadiaci protokol. Riadi prenos chýb a riadiacich správ medzi host počítačmi a routerami.

10. Vrstva prístupu k médiu • umožňuje IP paketu fyzické pripojenie k sieťovému médiu • definuje procedúry k rozhraniam sieťových zariadení a prístup k vysielaciemu médiu • definuje pripojenie fyzických médii • mapuje logické IP adresy na hardvérové fyzické adresy Obr. 6: Protokoly vrstvy prístupu k médiu.

11. Architektúra Internetu intersieť (internetwork) – sieť pozostávajúca z viacerých sietí – musí byť škálovateľná – musí byť schopná prenášať dáta na obrovské vzdialenosti – musí byť flexibilná – musí mať nízke náklady na prenos –musí dovoľovať komunikáciu hocikomu, hocikde, hocikedy fyzické siete sú prepojené špecializovaným počítačom - smerovačom – umožňuje komunikáciu medzi hocijakými dvomi sieťami, priamo aj nepriamo pripojenými – mohol by uchovávať informácie o umiestnení každej stanice a každej cesty k nej podľa IP adresy – smerovač zdieľa informácie o svojich pripojených sieťach – smerovače si posielajú medzi sebou správy o všetkých známych sieťach efektívnosť architektúry potvrdzuje, že Internet rastie veľmi rýchlo Obr. 7: Intersieť.

12. IP adresovanie • dva systémy, ktoré chcú komunikovať sa musia identifikovať (adresa siete a adresa stanice v sieti tvorí jedinečnú identifikáciu) a nájsť • IP adresa každej stanici v sieti musí byť pridelená jedinečná logická identifikácia používa sa na vrstve 3 OSI modelu umožňuje nájsť stanicu v intersieti smerovač používa IP adresu pri preposielaní paketu zo zdrojovej do cieľovej siete • MAC adresa každá stanica má aj fyzickú jedinečnú adresu používa sa na vrstve 2 OSI modelu do sieťovej karty ju zapíše výrobca • vlastnosti IP adresy 32 bitové číslo kvôli prehľadnosti sa zapisuje ako štyri desiatkové čísla oddelené bodkou každé číslo sa volá oktet (osmica)

13. Adresovanie IPv4 • usporiadanie sa volá hierarchické • každá IP adresa pozostáva z 2 častí, ktoré kombinuje do jedného čísla – 1. označenie siete (network ID) – 2. označenie stanice v sieti (host ID) • toto číslo musí byť jedinečné, pretože pri duplicite by smerovanie nebolo možné • každý oktet má rozsah čísel: 0 – 255

14. Triedy A, B, C, D, E

15. Vyhradené IP adresy • 1. sieťová adresa – označuje sa ňou celá sieť – všetky HostID sú NULY – napríklad: sieť: 198.15.4.0 môže obsahovať stanice od 198.15.4.1 do 198.15.4.254 všetky počítače v lokálnej sieti budú videné zvonku ako jedna sieť 198.15.4.0 – napríklad: trieda A - 10.0.0.0, trieda B- 130.15.0.0, trieda C - 201.189.58.0 • 2. všeobecná adresa (broadcast) – používa sa pre vysielacie rámce určené pre všetky stanice v sieti – všetky bity HostID sa nastavia na 1 – napríklad ak bude poslaný paket na všeobecnú adresu 198.15.4.255 všetky stanice v sieti ho spracujú (198.15.4.1 až 198.15.4.254) – napríklad: trieda A - 10.255.255.255, trieda B- 130.15.255.255, trieda C - 201.189.58.255

16. Verejné a privátne IP adresy stabilita Internetu závisí od jedinečnosti prideľovania IP adries aby nenastali duplicity, IP adresy prideľuje jedna organizácia (SK-NIC na Slovensku) verejné adresy sú jedinečné na svete – neexistujú dve stanice s rovnakou verejnou IP adresou Internet rýchlo rastie a je nedostatok voľných verejných IP adries – riešenie (IPv6 alebo použitie privátnych IP adries) privátne IP adresy – siete nepripojené do Internetu môžu mať akékoľvek IP adresy, stačí jedinečnosť vo vnútri privátnej siete – tieto adresy sa nesmerujú do Internetu – smerovače v Internete mažú pakety so súkromnými IP adresami Tab. 1: RFC 1918.

17. Použitá literatúra 1 TCP/IP Protocol Suite and IP Addressing. Dostupné z <http://curriculum.netacad.net/virtuoso/servlet/org.cli.delivery.rendering.servlet.CCServlet/SessionID=1192109496149464,LMSID=CNAMS,Theme=ccna3theme,Style=ccna3,Language=en,Version=1,RootID=knet-311053022401441,Engine=dynamic/CHAPID=knet-1061921696869/RLOID=null/RIOID=null/knet/311053022401441/chapterframeset.html>. 2 DOSTÁLEK, L. – KABELOVÁ, A.: Velký průvodce protokoly TCP/IP a systémem DNS. Computer Press, 2000 3 Počítačové siete . Dostupné z <http://www.pcspace.sk/content/view/413/36/>. 4 Balík internetových protokolov. Dostupné z <http://sk.wikipedia.org/wiki/Bal%C3%ADk_internetov%C3%BDch_protokolov>. 5 Protokoly TCP/IP. Dostupné z <http://www.dnp.fmph.uniba.sk/tcpip/>.

18. Ďakujem za pozornosť