PRACA Łukasza Kubczaka i Łukasza Ślusarczyka Absolwentów Policealnego Studium Informatycznego W Trzebini – Sierszy Pracę prowadził inż.Arkadiusz Surowiec.

Prezentacja na temat: "PRACA Łukasza Kubczaka i Łukasza Ślusarczyka Absolwentów Policealnego Studium Informatycznego W Trzebini – Sierszy Pracę prowadził inż.Arkadiusz Surowiec."— Zapis prezentacji:

1 PRACA Łukasza Kubczaka i Łukasza Ślusarczyka Absolwentów Policealnego Studium Informatycznego W Trzebini – Sierszy Pracę prowadził inż.Arkadiusz Surowiec

2 PROJEKT I WYKONANIE PREZENTACJI MULTIMEDIALNEJ MODELU SIECIOWEGO OSI/ISO

3 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk3 Spis treści IWprowadzenieWprowadzenie IIŹródło,cel oraz pakiety danychŹródło,cel oraz pakiety danych 1. Zaleta dzielenia danych na pakiety Zaleta dzielenia danych na pakiety IIIMediaMedia 1. Cienki koncentryk Cienki koncentryk 2. Światłowód Światłowód 3. Światłowód – działanie Światłowód – działanie 4. Gruby koncentryk Gruby koncentryk 5. Skrętka Skrętka IVProtokółProtokół VEwolucja standardów sieciowychEwolucja standardów sieciowych

4 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk4 Spis treści VIZadanie modelu OSIZadanie modelu OSI VII Warstwy modelu OSIWarstwy modelu OSI 1. Warstwa aplikacji Warstwa aplikacji 2. Warstwa prezentacji Warstwa prezentacji 3. Warstwa sesji Warstwa sesji 4. Warstwa transportu Warstwa transportu 5. Warstwa sieci Warstwa sieci 6. Warstwa łącza danych Warstwa łącza danych 7. Warstwa fizyczna Warstwa fizyczna VIIIEnkapsulacjaEnkapsulacja IXDeenkapsulacjaDeenkapsulacja

5 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk5 Spis treści XNazwy danych w różnych warstwach OSINazwy danych w różnych warstwach OSI XIModel odniesienia TCP/IPModel odniesienia TCP/IP XIIWarstwy modelu TCP/IPWarstwy modelu TCP/IP 1. Warstwa aplikacji Warstwa aplikacji 2. Warstwa transportu Warstwa transportu 3. Warstwa internetu Warstwa internetu 4. Warstwa dostępu do sieci Warstwa dostępu do sieci XIIIFizyczny schemat protokołu TCP/IPFizyczny schemat protokołu TCP/IP XIVModel OSI a TCP/IPModel OSI a TCP/IP 1. Podobieństwa Podobieństwa 2. Różnice Różnice XVPodsumowaniePodsumowanie

6 WPROWADZENIE

7 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk7 Wprowadzenie W późnych latach osiemdziesiątych i wczesnych latach dziewięćdziesiątych zaobserwowano znaczny wzrost liczby oraz rozmiarów sieci. Wiele sieci zbudowano w oparciu o różne implementacje sprzętowe i programowe. W wyniku tego sieci były ze sobą niezgodne, a komunikacja między sieciami wykorzystującymi różne specyfikacje bardzo utrudniona. W odpowiedzi na ten problem, ISO zbadała wiele schematów organizacji sieci.

8 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk8... ISO zauważyła potrzebę utworzenia modelu sieci, który pomógłby twórcą implementować takie sieci, które mogły by współpracować i komunikować się ze sobą. W roku 1984 powstał model odniesienia OSI.

9 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk9... Proces łączności sieciowej jest złożony. Dane, w formie sygnałów elektronicznych muszą wędrować nośnikiem do właściwego komputera docelowego, po czym muszą zostać skonwertowane z powrotem do początkowej postaci, aby stały się czytelne dla odbiorcy. Proces ten składa się z kilku etapów, dlatego więc najbardziej efektywnym sposobem jego realizacji jest proces podzielony na warstwy.

10 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk10... W następnej części prezentacji zobaczymy w jaki sposób proces komunikowania się w sieci został podzielony na części za pomocą modelu warstwowego. Zobaczymy jak dane są wysyłane w sieci, oraz jak osiągają zamierzony cel.

11 ŹRÓDŁO, CEL ORAZ PAKIETY DANYCH

12 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk12 Źródło, cel oraz pakiety danych Najbardziej podstawowy poziom informacji komputerowej składa się z cyfr binarnych, czyli bitów (zera i jedynki). Komputery wysyłające jeden lub dwa bity informacji nie są jednak użyteczne, dlatego konieczne są inne metody grupowania informacji (na przykład bajty, kilobajty, megabajty, i gigabajty). Aby komputery mogły wysyłać informacje w sieci, każdy proces przesyłania rozpoczyna się w źródle, a kończy w punkcie docelowym, czyli miejscu przeznaczenia.

13 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk13... Zanim będzie można wysłać dane w postaci impulsów elektrycznych, najpierw trzeba podzielić je możliwe do zarządzania części. Dane same w sobie nie są informacjami; to zakodowana forma informacji będąca serią elektrycznych impulsów. Informacje są tłumaczone do takiej postaci, aby mogły zostać wysłane.

14 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk14... Jak widać na rysunku informacje wędrujące w sieci nazywane są danymi, pakietem lub pakietem danych. Pakiet danych to logicznie pogrupowana jednostka informacji przemieszczająca się między systemami komputerowymi. Zawiera on informacje na temat źródła i miejsca przeznaczenia, jak również inne elementy konieczne do nawiązania łączności.

15 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk15 Pakiety to małe łatwe do przesłania jednostki, do których podzielone są dane w celu transmisji między źródłem a miejscem przeznaczenia.

16 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk16... Małe, łatwe do przesłania jednostki, do których podzielone są dane komputerowe w celu transmisji w sieci, nazywane są pakietami. Zależnie od architektury sieci oraz punktu, do którego dotarła dana jednostka, do nazywania pakietów można użyć terminu ramki. Termin segment odwołuje się do jednostki danych przesyłanych za pomocą protokołu TCP. Do ogólnego nazwania tych łatwych w zarządzaniu fragmentów używamy terminu pakiet. Zaleta dzielenia danych na pakiety

17 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk17... Źródłowy adres IP w pakiecie wskazuje tożsamość początkowego hosta wysyłającego pakiet. Docelowy adres IP wskazuje tożsamość hosta, który powinien odebrać pakiet.

18 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk18 Zaleta dzielenia danych na pakiety Transmisja danych w małych pakietach ma kilka zalet: Komputery w sieci mogą zamieniać się wymianą pakietów, dzięki temu jeden komputer wysyłający dużo danych nie zmonopolizuje pasma sieci.

19 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk19... Zależnie od architektury sieci i typu łącza, każdy pakiet może przyjąć inną ścieżkę w celu osiągnięcia miejsca przeznaczenia.Tym samym, jeśli na ścieżce pojawi się zator lub spowolnienie, kolejne pakiety mogą przyjąć bardziej efektywną trasę.

20 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk20... Jeśli komunikacja sieciowa zostanie zakłócona, a pakiet zostanie utracony, ponowna transmisja obejmie tylko tę mała część danych, a nie cały plik.

21 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk21... Zależnie od architektury sieci i typu łącza, każdy pakiet może przyjąć inną ścieżkę w celu osiągnięcia miejsca przeznaczenia.Tym samym, jeśli na ścieżce pojawi się zator lub spowolnienie, kolejne pakiety mogą przyjąć bardziej efektywną trasę.

22 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk22 MEDIA

23 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk23 Media Podczas poznawania sieci można usłyszeć słowo medium. W terminologii sieciowej to materia, którą wędrują pakiety danych. Mogą to być: kable telefoniczne (UTP) kable UTP kategorii 5 (używane dla lO Base- TEthernet) kable koncentryczne światłowody (cienkie włókna szklane przenoszące światło)

24 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk24... Innym rodzajem medium jest atmosfera przenosząca fale radiowe, mikrofale oraz światło. Łączność bez przewodów lub kabli nazywana jest Łącznością bezprzewodową lub łącznością na obszarze otwartym. Łączność ta jest możliwa dzięki wykorzystaniu fal elektromagnetycznych (EM). W próżni fale EM wędrują z prędkością światła.

25 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk25... Fale EM obejmują energetyczne, radiowe, mikrofale, światła podczerwonego, światła widzialnego, światła ultrafioletowego, promienie Rentgena, i promienie gamma. Fale EM wędrują w atmosterze (składającej się głównie z tlenu, azotu i wody) ale mogą też wędrować w próżni przestrzeni kosmicznej (gdzie praktycznie nie istnieje żadna materia, molekuły, ani atomy).

26 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk26 Cienki koncentryk (cienki ethernet) składa się z pojedynczego, centralnego przewodu miedzianego, otoczonego warstwą izolacyjną. Jest to kabel ekranowany, a więc odporny na zakłócenia. W celu osłony przesyłanych informacji przed wpływem pól elektromagnetycznych, jako ekran stosuje się cienką siatkę miedzianą.

27 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk27 Maksymalna długość jednego segmentu sieci realizowanej na cienkim koncentryku wynosi 185 metrów. Nie jest to odległość między poszczególnymi komputerami, lecz pomiędzy jednym a drugim końcem sieci. Przepustowość 10Mb/s.

28 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk28 W światłowodach do transmisji informacji wykorzystywana jest wiązka światła, która jest odpowiednikiem prądu w innych kablach. Wiązka ta jest modulowana zgodnie z treścią przekazywanych informacji. To rozwiązanie otworzyło nowe możliwości w dziedzinie tworzenia szybkich i niezawodnych sieci komputerowych. Właściwie dobrany kabel może przebiegać w każdym środowisku. Szybkość transmisji może wynosić nawet 3 Tb/s.

29 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk29 Światłowód - działanie Światłowód jest wykonany ze szkła kwarcowego, składa się z rdzenia (złożonego z jednego lub wielu włókien), okrywającego go płaszcza oraz warstwy ochronnej. Dielektryczny kanał informatyczny eliminuje konieczność ekranowania. Transmisja światłowodowa polega na przepuszczeniu przez szklane włókno wiązki światła generowanej przez diodę lub laser.

30 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk30 Wiązka ta to zakodowana informacja binarna, rozkodowywana następnie przez fotodekoder na końcu kabla. Światłowód w przeciwieństwie do kabli miedzianych, nie wytwarza pola elektromagnetycznego, co uniemożliwia podsłuch transmisji. Główną wadą tego medium jest łatwa możliwość przerwania kabla, a jego ponowne złączenie jest bardzo kosztowne.

31 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk31 Gruby koncentryk (gruby ethernet) lub żółty kabel ze względu na to, że najczęściej ma żółty lub pomarańczowy kolor. Gruby ethernet składa się z pojedynczego, centralnego przewodu otoczonego warstwą izolacyjną, a następnie ekranującą siateczką oraz zewnętrzną izolacją. Maksymalna długość jednego segmentu sieci realizowanej na grubym koncentryku wynosi 500 metrów. Przepustowość 10 Mb/s.

32 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk32 Skrętka to obecnie najpopularniejsze medium transmisyjne. Używany jest także w telefonii. Wyróżnia się dużą niezawodnością i niewielkimi kosztami realizacji sieci. Składa się z od 2 do nawet kilku tysięcy par skręconych przewodów, umieszczonych we wspólnej osłonie.

33 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk33 Aby zmniejszyć oddziaływanie par przewodów na siebie, są one wspólnie skręcone. W ten sposób zmniejsza się powierzchnia pętli utworzonej przez obwód i zarazem oddziaływanie indukcji elektromagnetycznej na obwód Istnieją 2 rodzaje tego typu kabla: ekranowany (STP, FTP) nieekranowany (UTP)

34 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk34 Przepustowość skrętki zależna jest od tzw. kategorii. Skrętka: kategorii 1 to kabel telefoniczny kategorii 2 przeznaczona jest do transmisji danych z szybkością 4 Mb/s kategorii 3 do transmisji o przepustowości do 10 Mb/s kategorii 4 do 16 Mb/s kategorii 5 do ponad 100 Mb/s - ten typ ma zastosowanie w szybkich sieciach np. Fast Ethernet kategorii 6 - 622 Mb/s przeznaczony jest dla sieci ATM.

35 PROTOKÓŁ

36 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk36 Protokół Dla pakietów wędrujących ze źródła do celu w sieci ważne jest, aby wszystkie urządzenia mówiły tym samym językiem, czyli protokołem. Protokół sieciowy to zestaw zasad który sprawia, że łączność sieciowa jest możliwa i bardziej efektywna.

37 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk37 Protokół każdej warstwy wymienia się informacjami zwanymi jednostkami danych protokołu (PDU) z równorzędnymi warstwami Oto techniczna definicja protokołu łączności: zestaw zasad lub uzgodnień określający format i transmisję danych. Warstwa n na jednym komputerze komunikuje się z warstwą n na innym komputerze. Zasady i konwencje wykorzystywane w tym procesie komunikowania się nazywane są zbiorowo protokołem warstwy n. (rysunek)

38 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk38 PROTOKÓŁ KAŻDEJ WARSTWYWYMIENIA SIĘ INFORMACJAMI ZWANYMI JEDNOSTKAMI DANYCH PROTOKOŁU(PDU) Z RÓWNORZĘDNYMI WARSTWAMI

39 EWOLUCJA STANDARDÓW SIECIOWYCH ISO

40 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk40 Ewolucja standardów sieciowych ISO Rozwój sieci LAN, MAN i WAN był chaotyczny w wielu dziedzinach. We wczesnych latach osiemdziesiątych zaobserwowano wzrost liczby i rozmiarów sieci. Firmy, zrozumiały, że wykorzystując technologie sieciowe mogą zaoszczędzić wiele pieniędzy i zyskać na produktywności, dlatego tworzyły nowe sieci i rozszerzały istniejące tak gwałtownie, jak tylko pozwalały na to wprowadzane technologie i produkty sieciowe.

41 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk41... W połowie lat osiemdziesiątych firmy te zaczęły odczuwać rosnące kłopoty związane z dokonanymi rozszerzeniami. Sieciom korzystającym z różnych specyfikacji i implementacji coraz trudniej było komunikować się ze sobą. Zrozumiano, że zastrzeżone, prywatne systemy sieciowe nie są dobrym rozwiązaniem..

42 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk42... Aby rozwiązać ten problem niekompatybilności i niezdolności do komunikowania się różnych systemów sieciowych, organizacja ISO zbadała schematy sieciowe, na przykład DECnet, SNA, i TCP/IP, które definiują zestaw zasad. W wyniku tych badań, ISO stworzyła model sieci który pomaga tworzyć producentom kompatybilne, współpracujące ze sobą sieci.

43 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk43... Model odniesienia OSI,opracowany w 1984 roku,był opisowym systemem warstw.Dostarczał producentom zestaw standardów,które umożliwiły zwiększenie kompatybilności i współpracę między różnymi rodzajami technologii sieciowych produkowanych na całym świecie. Inne organizacje ustalające standardy

44 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk44 Inne organizacje ustalające standardy. IETF Organizacja IETF (Internet Engineering Task Force) to część instytucji IAB (Internet Architecture Board), która z kolei jest grupą doradztwa technicznego należącą do ISOC (Internet Society)

45 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk45... Podstawowym zadaniem grup roboczych IETF jest opracowywanie i oferowanie projektów internetowych. Projekty te składają się na oficjalne dokumenty Request for Comments (RFC), które przechodzą ustanowiony proces uzgodnień,aby stać się standardami internetowymi.

46 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk46... IEEE Organizacja IEEE promuje wymianę informacji i opracowywuje standardy i specyfikacje przede wszystkim dla technologii sieciowych niższego poziomu (należących do warstwy fizycznej i warstwy łącza danych)

47 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk47... Szczególnym zainteresowaniem profesjonalistów sieciowych cieszą się specyfikacje składające się na projekt IEEE 802. Nazwę tego projektu oparto na dacie spotkania się komisji. 80 oznacza rok, a 2 oznacza miesiąc.

48 ZADANIE MODELU OSI

49 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk49 Zadanie modelu OSI Model odniesienia OSI to podstawowy model komunikacji sieciowej. Najważniejszym zadaniem modelu odniesienia OSI jest przyspieszenie rozwoju przyszłych produktów sieciowych. Chociaż istnieją także inne modele, większość producentów wiąże swoje produkty z modelem OSI, zwłaszcza wtedy, gdy chcą uczyć użytkowników korzystania z tego produktu.

50 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk50 Model OSI jest uważany za najlepsze dostępne narzędzie służące do nauki wysyłania i odbierania danych w sieci.

51 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk51... Model odniesienia OSI pozwala obserwować funkcje sieci pełnione przez każdą z warstw. Co ważniejsze, model odniesienia OSI to szkielet, którego można użyć, aby zrozumieć wędrówkę informacji w sieci.

52 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk52... Ponadto model OSI można wykorzystać do wizualizacji procesu wędrówki informacji lub pakietów danych z programów aplikacji (na przykład arkuszy kalkulacyjnych, dokumentów, itd.) przez medium sieci (na przykład kable), do innych programów aplikacji umieszczonych na innym komputerze w sieci, nawet jeśli nadawca i odbiorca mają różne typy mediów sieciowych.

53 WASTWY MODELU OSI

54 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk54 W modelu odniesienia OSI mamy do czynienia z siedmioma ponumerowanymi warstwami. Każda warstwa ilustruje konkretne funkcje sieciowe. Podział funkcji sieciowych nosi nazwę podziału na warstwy. Dzielenie sieci na siedem warstw daje następujące zalety:

55 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk55... Dzieli komunikację sieciową na mniejsze, prostsze części, z którymi łatwiej pracować. Ułatwia standaryzację elementów sieciowych, co pozwala na korzystanie i obsługę z poziomu produktów wielu producentów. Umożliwia nawiązanie komunikacji między różnymi rodzajami sprzętu i oprogramowania sieciowego.

56 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk56... Zapobiega wpływom zmian dokonanych w jednej warstwie na inne warstwy, co przyspiesza ich dokonywanie. Dzieli komunikację sieciową na mniejsze części, dzięki czemu poznawanie ich jest znacznie łatwiejsze.

57 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk57 Siedem warstw modelu OSI Proces przemieszczania się informacji między komputerami jest podzielony na siedem mniejszych, łatwiejszych w zarządzaniu etapów. Każda z siedmiu części reprezentowana jest za pomocą własnej warstwy w modelu. Oto siedem warstw modelu odniesienia OSI:

58 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk58 WARSTWY MODELU OSI Warstwa 7: Warstwa aplikacji Warstwa 6: Warstwa prezentacji Warstwa 5: Warstwa sesji Warstwa 4: Warstwa transportu Warstwa 3: Warstwa sieci Warstwa 2: Warstwa łącza danych Warstwa 1: Warstwa Fizyczna Warstwa 1: Warstwa Fizyczna

59 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk59 Siedem warstw modelu OSI Warstwy wyższe Trzy wyższe warstwy modelu odniesienia OSI nazywane są Warstwami aplikacji. Warstwy niższe Cztery niższe warstwy modelu OSI definiują sposób przesyłania danych fizycznym kablem przez urzadzenia sieci rozległych do końcowej stacji i ostatecznie do aplikacji.

60 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk60 Górne warstwy modelu OSI obsługują interfejs użytkownika, formatowanie danych oraz dostęp do informacji.

61 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk61 Niższe warstwy kontrolują fizyczne dostarczanie danych.

62 WARSTWA 7: WARSTWA APLIKACJI

63 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk63 Warstwa 7: Warstwa aplikacji Warstwa aplikacji najbliższa użytkownikowi warstwa modelu OSI. Dostarcza usługi sieciowe, na przykład dostęp do plików lub drukowanie, aplikacjom użytkownika. Różni się od innych warstw tym, że nie dostarcza usług pozostałym warstwom modelu OSI, ale tylko aplikacjom poza modelem. Przykładami takich aplikacji są arkusze kalkulacyjne, edytory tekstu oraz programy terminala bankowego.

64 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk64... Warstwa aplikacji zapewnia dostępność do planowanych współużytkowników sieci. Synchronizuje ustawia porozumienie według procedur wykrywania błędów i integralności danych. Aby ułatwić sobie zapamiętanie warstwy 7, w największym skrócie można traktować ją jak przeglądarki.

65 WARSTWA 6: WARSTWA PREZENTACJI

66 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk66 Warstwa 6: Warstwa prezentacji Warstwa prezentacji sprawia, że informacje wysyłane przez warstwę aplikacji jednego systemu są czytelne dla warstwy aplikacji innego systemu. Jeśli to konieczne, warstwa prezentacji dokonuje tłumaczenia wielu formatów danych wykorzystując wspólny format. Warstwa ta jest również odpowiedzialna za kompresję i szyfrowanie. Słowa, które najkrócej opisują warstwę 6 to wspólny format danych.

67 WARSTWA 5: WARSTWA SESJI

68 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk68 Warstwa 5: Warstwa sesji Jak wskazuje nazwa, warstwa sesji ustanawia, zarządza i zamyka sesje między dwoma komunikującymi się hostami. Warstwa sesji dostarcza swoje usługi warstwie prezentacji. Synchronizuje dialog między warstwami prezentacji dwóch hostów i zarządza ich wymianą danych. Poza regulacją sesji, warstwa ta oferuje zasoby dla efektywnego transferu danych, klasę usług oraz zgłaszanie wyjątków problemów w warstwach sesji, prezentacji aplikacji. Aby móc szybko zapamiętać warstwę sesji, można skojarzyć ją z dialogami, konwersacjami.

69 WARSTWA 4: WARSTWA TRANSPORTU

70 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk70 Warstwa 4: Warstwa transportu Warstwa transportu dzieli na segmenty dane pochodzące z wysyłającego systemu hosta, i składa je w strumień danych w odbierającym systemie hosta. Granice między warstwą transportu a warstwą sesji można porównać do granic między protokołami aplikacji a protokołami przepływu danych. Podczas gdy warstwy aplikacji, prezentacji i sesji skoncentrowane są na zagadnieniach związanych z aplikacjami, niższe warstwy zajmują się aspektami transportu danych.

71 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk71... Warstwa transportu próbuje dostarczyć usługę transportu danych, przez co chroni wyższe warstwy przed zajmowaniem się szczegółami związanymi z realizacją transportu. Warstwa transportu przede wszystkim ocenia, w jakim stopniu niezawodny jest transport między dwoma hostami. Dostarczając usługę komunikacyjną, warstwa transportu ustanawia, utrzymuje i prawidłowo zamyka obwody oparte na połączeniach.

72 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk72... Dzięki mechanizmowi niezawodności możliwe są wykrywanie i naprawa błędów transportowych oraz kontrola przepływu danych. Aby łatwo zapamiętać warstwę 4, można skojarzyć ją z kontrolą przepływu i niezawodnością.

73 WARSTWA 3: WARSTWA SIECI

74 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk74 Warstwa 3: Warstwa sieci Warstwa sieci to złożona warstwa odpowiedzialna za łączność oraz wybór ścieżek między dwoma systemami hostów, które mogą rezydować w geograficznie oddzielonych sieciach. Aby zapamiętać warstwę 3, kojarzymy ją z wyborem ścieżki, routingiem oraz logicznym adresowaniem.

75 WARSTWA 2: WARSTWA ŁĄCZA DANYCH

76 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk76 Warstwa 2: Warstwa łącza danych Warstwa łącza danych odpowiedzialna jest za transport danych na fizycznym łączu. Zajmuje się fizycznym (przeciwieństwem logicznego) adresowaniem, topologią sieci (czasem nazywaną logiczną), dostępem do mediów sieciowych oraz wykrywaniem błędów. Aby zapamiętać warstwę 2, można skojarzyć ją z ramkami i kontrola dostępu.

77 WARSTWA 1: WARSTWA FIZYCZNA

78 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk78 Warstwa 1: Warstwa fizyczna Warstwa fizyczna definiuje elektryczne, mechaniczne, proceduralne i funkcjonalne aktywowanie, utrzymywania i wyłączania fizycznego łącza między końcowymi systemami. Specyfikacje warstwy fizycznej definiują takie właściwości jak poziomy napięci, okresy zmian napięcia, współczynniki fizycznych danych, maksymalne odległości transmisyjne, fizyczne łączniki oraz inne, podobne atrybuty. Aby zapamiętać warstwę 1 należy skojarzyć ją z sygnałami i mediami.

79 ENKAPSULACJA

80 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk80 Enkapsulacja Cała komunikacja w sieci zaczyna się w żródle, a kończy w miejscu przeznaczenia. Informacje wysyłane w sieci nazywane są danymi lub pakietami danych. Jeśli jeden komputer (Host A) chce wysłać dane do innego komputera (Host B), dane najpierw muszą być dostosowane w procesie nazywanym enkapsulacją. Enkapsulacja przed wysłaniem do sieci sprawdza dane koniecznymi informacjami na temat protokołu.

81 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk81... Dlatego, w miarę przemieszczania się danych między kolejnymi warstwami modelu, zbiera on nagłówki, stopki i inne informacje. Aby zobaczyć jak działa enkapsulacja, zapoznajmy się ze sposobem w jaki dane wędrują przez kolejne warstwy, co widać na rysunku. Aby zobaczyć jak działa enkapsulacja, zapoznajmy się ze sposobem w jaki dane wędrują przez kolejne warstwy, co widać na rysunku.

82 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk82 Enkapsulacja Po wysłaniu danych ze źródła wędrują one przez warstwę aplikacji do niższych warstw. Jak widać, pakowanie i wymienianych danych zmienia się w następstwie usług wykonywanych przez warstwy.

83 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk83... Dane, w postaci elektronicznych sygnałów, muszą wędrować kablem do właściwego komputera docelowego, a następnie są konwertowane do swojej początkowej postaci, aby były czytelne dla odbiorcy.

84 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk84... Łatwo sobie wyobrazić, że proces ten składa się z kilku etapów. Z tego powodu twórcy sprzętu, oprogramowania i protokołów zauważyli, że najbardziej efektywnym sposobem implementacji komunikacji sieciowej jest proces warstwowy.

85 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk85 Jak widać na rysunku, sieci muszą przeprowadzić pięć etapów konwersji aby dokonać enkapsulacji.

86 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk86... Budowa danych. Pakowanie danych dla transportu miedzy dwoma punktami łącza. Dodanie adresu sieci do nagłówka.

87 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk87... Dodanie lokalnego adresu (MAC) do nagłówka łącza danych. Konwersja danych dla potrzeb transmisji.

88 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk88 Budowa danych. Kiedy użytkownik wysyła komunikat pocztą elektroniczną, jego alfanumeryczne znaki konwertowane są do formatu danych, który może wędrować w sieci,

89 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk89 Pakowanie danych dla transportu między dwoma punktami łącza. Dane są pakowane w celu transportu w sieci rozległej. Dzięki użyciu segmentów, funkcje transportu zapewniają, że hosty po obu końcach systemu poczty elektronicznej mogą nawiązać niezawodną komunikację.

90 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk90 Dodanie adresu sieci do nagłówka. Dane są umieszczane w pakiecie czyli datagramie zawierającym nagłówek sieci z logicznymi adresami IP żródła i celu. Adresy te pomagają urządzeniom sieciowym wysyłać pakiety w sieci dynamicznie wybieraną ścieżką.

91 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk91 Dodanie lokalnego adresu (MAC) do nagłówka łącza danych. Każde urządzenie sieciowe musi umieścić pakiet w ramce. Ramka obejmuje nagłówek z fizycznym adresem następnego, bezpośrednio połączonego urządzenia na ścieżce.

92 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk92 Konwersja danych dla potrzeb transmisji. Ramka musi być przekształcona na ciąg jedynek i zer (bitów) dla transmisji za pośrednictwem medium (zazwyczaj kabla).

93 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk93... Funkcja taktowania pozwala urządzeniom odróżnić te bity w miarę ich wędrówki. Medium w fizycznej sieci rozległej może być różne na kolejnych etapach wybranej ścieżki. Na przykład, komunikat poczty elektronicznej może pochodzić z sieci LAN.

94 DEENKAPSULACJA

95 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk95 Deenkapsulacja W chwili gdy oddalone urządzenie odbiera sekwencję bitów, przekazuje je warstwie łącza danych, która manipuluje ramkami. Po odebraniu ramki przez warstwę łącza danych wykonuje ona następujące czynności:

96 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk96... Odczytuje fizyczny adres i inne informacje kontrolne dostarczone przez bezpośrednio połączoną równorzędną warstwę łącza danych. Przeprowadza rozbiór informacji kontrolnych ramki, tym samym tworząc datagraram. Przekazuje datagram w górę, do następnej warstwy, postępując zgodnie z instrukcjiami,

97 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk97... znajdującymi się w kontrolnej części ramki. Proces ten nazywany jest de- enkapsulacją. Każda kolejna warstwa przeprowadza podobny proces. Cykliczne sprawdzanie nadmiaru

98 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk98 Cykliczne sprawdzanie nadmiaru W każdym pakiecie, do samych danych, dodawane są informacje formujące nagłówek pakietu. Nagłówki zawierają informacje; adresowe, dzięki którym pakiety osiągają właściwe miejsce przeznaczenia. Zawierają także informacje sekwencyjne, dzięki którym dane są prawidłowo składane w jedną całość po osiągnięciu docelowego komputera przez wszystkie pakiety. Informacje nagłówka są umieszczone na początku pakietu, przez danymi. Pakiety mogą zawierać także informacje stopki, które są dołączane na końcu pakietu, za danymi.

99 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk99... Komponent sprawdzający błędy w stopce nazywany jest cykliczną kontrolą nadmiaru (CRC). CRC przeprowadza obliczenia w pakiecie, zanim ten opuści komputer źródłowy, i powtarza je po osiągnięciu miejsca przeznaczenia. Jeżeli wyniki tych przeliczeń są różne, oznacza to, że dane uległy zmianie. Dzieje się tak czasem ze względu na zakłócenia sygnałów elektrycznych reprezentujących zera i jedynki składające się na dane. Po wykryciu rozbieżności, pakiet jest wysyłany ponownie.

100 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk100 NAZWY DANYCH W RÓŻNYCH WARSTWACH OSI

101 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk101 NAZWY DANYCH W RÓŻNYCH WARSTWACH OSI Aby dane mogły wędrować ze źródła do miejsca przeznaczenia, co pokazano na rysunku każda warstwa modelu OSI w źródle musi porozumiewać się z równorzędną warstwą w miejscu przeznaczenia. Taka forma komunikacji nazywana jest komunikacją równorzędną (ang. pear-to-pear communication).

102 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk102 Pakiety danych wysyłane są ze źródła i są wysyłane do celu.

103 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk103... Podczas tego procesu, protokół każdej warstwy dokonuje wymiany informacji zwanymi jednostkami danych protokołu (PDU) między warstwami równorzędnymi. Każda warstwa komunikacyjna na komputerze źródłowym porozumiewa się ze specyficznym dla warstwy PDU oraz ze swoją warstwą równorzędną na komputerze docelowym, co widać na rysunku.rysunku

104 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk104... Każda warstwa komunikacyjna na komputerze źródłowym porozumiewa się ze specyficznym dla warstwy PDU oraz ze swoją warstwą równorzędną na komputerze docelowym, co widać na rysunku.

105 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk105 W celu porozumienia się z warstwą równorzędną drugiego systemu, każda warstwa używa własnych jednostek danych protokołu

106 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk106... Pakiety danych w sieci przychodzą ze źródła, po czym wędrują do miejsca przeznaczenia. Każda warstwa opiera się na działaniu usługi warstwy modelu OSI znajdującej się poniżej. Aby móc dostarczyć tę usługę, niższa warstwa używa enkapsulacji, dzięki której umieszcza PDU warstwy wyższej w swoim polu danych; następnie dodaje dowolne nagłówki stopki, konieczne, aby warstwa mogła pełnić swoją funkcję.

107 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk107 W miarę przemieszczania się danych między kolejnymi warstwami modelu OSI, dodawane są nowe nagłówki i stopki. Kiedy warstwy 7, 6, i 5 dodadzą własne informacje, warstwa 4 dodaje ich jeszcze więcej. Takie grupowanie danych, PDU warstwy 4, nosi nazwę segmentu.

108 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk108... Na przykład warstwa sieci dostarcza usługi warstwie transportu, natomiast warstwa transportu prezentuje dane warstwie sieci, której zadaniem jest przeniesienie danych w sieci rozległej. Zadanie to wykonywane jest poprzez enkapsulację danych i przyłączenie nagłówka, dzięki czemu powstaje pakiet, czyli datagram (PDU warstwy 3).

109 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk109 Nagłówek zawiera informacje wymagane do dokonania transferu, na przykład logiczne adresy źródła i miejsca przeznaczenia. warstwa łącza danych obsługuje warstwę sieci.

110 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk110... Dokonuje enkapsulacji informacji warstwy sieci do ramki (PDU warstwy 2); nagłówek ramki zawiera informacje (na przykład fizyczne adresy) wymagane do wykonania funkcji łącza danych. Ponadto, informacje nagłówka łącza danych są zrozumiale tylko dla bezpośrednio połączonych urządzeń.

111 MODEL ODNIESIENIA TCP/IP

112 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk112 MODEL ODNIESIENIA TCP/IP Chociaż model odniesienia OSI jest uniwersalny, historycznym i technicznym otwartym standardem internetowym jest protokół TCP/IP. Model odniesienia TCP/IP, jak również rodzina protokołów TCP/IP, umożliwiają komunikację między dowolnymi dwoma komputerami znajdującymi się w dowolnym miejscu świata.

113 WARSTWY MODELU ODNIESIENIA TCP/IP

114 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk114... Ministerstwo Obrony Stanów Zjednoczonych opracowało model TCP/IP ponieważ potrzebowało sieci, które przetrwają we wszystkich warunkach, nawet w przypadku wojny nuklearnej. Wyobraźmy sobie świat ogarnięty wojną, poprzecinany różnego rodzaju połączeniami: kablami, mikrofalami, światłowodami i łączami satelitarnymi.

115 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk115... A teraz wyobraźmy sobie, ze nasze informacje/dane (w formie pakietów) muszą przepływać, niezależnie od stanu konkretnych węzłów lub sieci należących do sieci rozległej (które, w tym przypadku mogły zostać zniszczone w wyniku działań wojennych). Ministerstwo obrony chce, aby ich pakiety mogły przemieszczać się zawsze, w każdych okolicznościach.

116 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk116 To było wielkie wyzwanie projektowe, dzięki któremu powstał model odniesienia TCP/IP, standard na którym wyrósł internet.

117 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk117... Czytając o warstwach modelu TCP/IP należy pamiętać o początkowym celu Internetu. Dzięki temu łatwiej zrozumieć dlaczego coś wygląda jak wygląda. Model TCP/IP składa się z czterech warstw: warstwy aplikacji, warstwy transportu, warstwy internetowej i warstwy dostępu.

118 WARSTWA APLIKACJI

119 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk119 Projektanci TCP/IP wiedzieli, że protokoły wyższego poziomu powinny obejmować funkcje warstwy sesji i prezentacji. Utworzyli warstwę aplikacji, która obsługuje protokoły wyższego poziomu, aspekty reprezentacji, kodowanie oraz kontrolę dialogu. TCP/IP łączy wszystkie aspekty związane z aplikacją w jednej warstwie oraz zapewnia, że dane te są prawidłowo pakowane dla następnej warstwy. Warstwa ta nazywana jest także warstwą przetwarzania.

120 WARSTWA TRANSPORTU

121 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk121... Warstwa transportu zazwyczaj zajmuje się aspektami związanymi z niezawodnością, kontrolą przepływu i retransmisją. Jeden z jej protokołów, protokół TCP, dostarcza wspaniałe, elastyczne metody tworzenia niezawodnej komunikacji sieciowej cechującej się dobrym przepływem informacji. TCP to protokół połączeniowy.

122 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk122... Obsługuje dialog między źródłem a miejscem przeznaczenia, pakując jednocześnie informacje warstwy aplikacji w jednostki zwane segmentami. Protokół połączeniowy" oznacza, że między komunikującymi się komputerami istnieje fizyczny obwód.

123 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk123... Oznacza to, że segmenty warstwy 4 muszą wędrować w tę i z powrotem między dwoma hostami, aby zachować logiczne połączenie przed wysłaniem danych. Warstwa ta nazywana jest czasami warstwą host-do-hosta.

124 WARSTWA INTERNETOWA

125 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk125 Zadaniem warstwy internetowej jest wysyłanie pakietów źródłowych z dowolnej sieci w sieci rozległej, i dostarczanie ich do miejsca przeznaczenia, niezależnie od ścieżek i sieci spotkanych po drodze. Protokołem zarządzającym tą warstwą jest protokół IP. Wyznaczenie najlepszej ścieżki i komutacja pakietów następuje w tej warstwie. Można to porównać do systemu pocztowego. Po wysłaniu listu nie wiemy w jaki sposób dotrze do celu(istnieje wiele możliwych tras), ale zależy nam na tym, aby dotarł.

126 WARSTWA DOSTĘPU DO SIECI

127 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk127 Nazwa tej warstwy ma szerokie znaczenie, i może być myląca. Nazywana jest także warstwą host-do- sieci. Czasami przedstawiana jest jako dwie warstwy. Warstwa dostępu do sieci zajmuje się aspektami wymaganymi przez pakiet protokołu IP do przejścia fizycznym łączem z jednego urządzenia do drugiego, bezpośrednio podłączonego. Obejmuje szczegóły związane z technologiami LAN i WAN.

128 FIZYCZNY SCHEMAT PROTOKOŁU TCP/IP

129 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk129

130 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk130 Model TCP/IP dla twórców oprogramowania akcentuje maksymalną elastyczność w warstwie aplikacji. Warstwa transportu obsługuje dwa protokoły: TCP i UDP. Niższa warstwa, warstwa dostępu do sieci odwołuje się do używanej technologii LAN lub WAN.

131 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk131 W modelu TCP/IP, niezależnie od tego, jakie prośby aplikacji są obsługiwane przez sieć i niezależnie od używanego protokołu transportu, istnieje tylko jeden protokół sieciowy IP. To zamierzona decyzja projektowa. IP służy jako uniwersalny protokół, który umożliwia komunikację między dowolnymi komputerami.

132 MODEL OSI A TCP/IP

133 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk133 MODEL TCP/IP

134 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk134 MODEL OSI

135 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk135 PODOBIEŃSTWA Oba podzielone są na warstwy. Oba mają warstwy aplikacji, choć obejmują one różne usługi. Oba mają porównywalne warstwy transportu i sieci. Zakładana jest technologia komutacji pakietów (a nie komutacji obwodów). Profesjonaliści z dziedziny sieci muszą znać oba modele.

136 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk136 RÓŻNICE TCP/IP łączy funkcje warstw prezentacji i sesji w warstwie aplikacji. TCP/IP łączy warstwy łącza danych i fizyczną modelu OSI w jednej warstwie. TCP/IP wydaje się prostszy, ponieważ ma mniej warstw; to jednak nieporozumienie.

137 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk137 Model odniesienia OSI jest mniej skomplikowany; ma więcej warstw, a to pozwala na szybszą współpracę i rozwiązywanie problemów. Protokoły TCP/IP to standardy, których oparty jest Internet, dlatego jest on bardziej wiarygodny. Sieci zazwyczaj nie są budowane w oparciu o protokoły modelu OSI choć wykorzystuje się go jako przewodnika.

138 PODSUMOWANIE

139 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk139 W tej prezentacji opisaliśmy użycie warstw w przypadku ogólnych form komunikacji. Dowiedzieliśmy się, że dane wędrują ze źródła do miejsca przeznaczenia za pośrednictwem medium oraz że protokół to formalny opis zestawu zasad i konwencji zarządzających wymianą informacji między urządzeniami sieciowymi.

140 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk140 Dzięki omówieniu komunikacji warstwowej wiemy, że model odniesienia OSI to opisowa architektura sieci, której standardy pomagają osiągnąć większą kompatybilność i współpracę między różnego rodzaju technologiami sieciowymi.

141 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk141 Wiemy, że model odniesienia OSI organizuje funkcje sieci w obrębie siedmiu warstw: Warstwa 7 - Warstwa aplikacji Warstwa 6 - Warstwa prezentacji Warstwa 5 - Warstwa sesji Warstwa 4 - Warstwa transportu Warstwa 3 - Warstwa sieci Warstwa 2 - Warstwa łącza danych Warstwa l - Warstwa fizyczna

142 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk142 Enkapsulacja to proces, w którym dane są otaczane nagłówkiem konkretnego protokołu i, jeśli to możliwe, stopką, zanim zostaną wysłane w sieci.

143 Łukasz Kubczak, Łukasz Slusarczyk143 Podczas komunikacji równorzędnej, protokół każdej warstwy wymienia się informacjami zwanymi jednostkami danych protokołu (PDU) z warstwami równorzędnymi.

144 KONIEC